hệ thống lái trên ô tô

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU .......................................................................................................3
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA ALTIS............................4
1.1.Tổng quan về xe TOYOTA ALTIS...................................................................4
1.2. Các thông số kỹ thuật chính của ôtô TOYOTA ALTIS...................................5
1.3. Sơ lược về hệ thống lái trên ô tô.......................................................................8
1.3.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống lái.............................................8
1.3.1.1.Công dụng..................................................................................................8
1.4.Cấu tạo chung của hệ thống lái......................................................................10
1.3.3.Sơ đồ bố trí chung...................................................................................10
1.3.4. Các phần tử chính trong hệ thống lái.....................................................11
2.1. Giới thiệu chung về hệ thống lái ô tô TOYOTA ALTIS..........................21
2.2. Kết cấu và nguyên lý làm việc của 1 số cụm chi tiết cơ bản.......................23
2.2.1. Vành tay lái............................................................................................23
2.2.2. Trục lái và trục các đăng........................................................................24
2.2.3. Cơ cấu lái...............................................................................................25
2.2.4. Dẫn động lái...........................................................................................30
2.2.5. Bơm trợ lực lái.......................................................................................30
CHƯƠNG 3.TÍNH TOÁN, KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI TOYOTA
ALTIS
3.1. Các thông số đầu vào..................................................................................32
3.2. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái..........................................................33
3.3. Xác định lực cần thiết tác dụng lên vô lăng..............................................36
3.4. Tính toán kiểm nghiệm bền dẫn động lái.................................................37
3.4.1. Tính toán kiểm nghiệm bền dẫn động lái khi ô tô quay vòng tại chỗ....37
3.4.2.Tính toán kiểm nghiệm dẫn động lái ô tô phanh với cường độ cao.......40
3.5. Tính toán kiểm tra hình thang lái.............................................................41
3.5.1. Cơ sở lý thuyết.......................................................................................41
3.5.2. Tính toán kiểm tra động học quay vòng................................................44
1

CHƯƠNG 4. KHAI THÁC, SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI TOYOTA ALTIS
4.1. Các yêu cầu chung.....................................................................................47
4.2. Các chế độ bảo dưỡng hệ thống lái............................................................47
4.2.1. Bảo dưỡng thường xuyên.......................................................................47
4.2.2. Bảo dưỡng 1 (sau 6500 Km)..................................................................48
4.2.3. Bảo dưỡng 2 (sau 12500 Km)................................................................48
4.3. Các hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục....................48
4.4. Một số nội dung bảo dưỡng, sửa chữa chính............................................51
4.4.1. Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái...................................................51
4.4.2. Kiểm tra đầu thanh nối...........................................................................52
4.4.3. Hiệu chỉnh lệch tâm vô lăng..................................................................53
4.4.4. Điều chỉnh góc quay vôlăng..................................................................54
4.4.5. Kiểm tra áp suất, độ đảo của lốp............................................................54
4.4.6. Kiểm tra góc quay bánh xe....................................................................55
4.4.7. Kiểm tra góc camber, caster và góc kingpin..........................................56
4.4.8. Kiểm tra, điều chỉnh độ chụm................................................................57
4.4.9. Bảo dưỡng bộ phận trợ lực lái...............................................................58
4.5. Tháo lắp cơ cấu lái......................................................................................61
KẾT LUẬN. ........................................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................71

2


LỜI MỞ ĐẦU
Ngành ô tô giữ một vị trí quan trọng trong sự phát triển của xã hội. Ô tô được
dùng phổ biến trong nền kinh tế quốc dân ở nhiều lĩnh vực khác nhau như công
nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thông vận tải, quốc phòng an ninh…
Trên nền tảng của đất nước đang trên đà phát triển lớn mạnh về kinh tế ngành

công nghiệp ô tô ở nước ta ngày càng được chú trọng và phát triển. Thể hiện bởi
các liên doanh lắp ráp ô tô giữa nước ta với nước ngoài ngày càng phát triển rộng
lớn trên hầu hết các tỉnh của cả nước như: FORD, TOYOTA, DAEWOO ... Một
vấn đề lớn đặt ra đó là việc nắm vững lý thuyết, kết cấu của các loại xe hiện đại,
của từng hệ thống trên xe để từ đó khai thác và sử dụng xe một cách có hiệu quả
cao, đáp ứng yêu cầu giữ tốt, dùng bền, an toàn, tiết kiệm.
Một trong những hệ thống quan trọng của ô tô là hệ thống lái. Hệ thống này
có chức năng điều khiển hướng chuyển động của ô tô, đảm bảo tính năng ổn định
chuyển động thẳng cũng như quay vòng của bánh xe dẫn hướng. Trong quá trình
chuyển động hệ thống lái có ảnh hưởng rất lớn đến an toàn chuyển động và quỹ
đạo chuyển động của ô tô, đặc biệt đối với xe có tốc độ cao. Do đó người ta không
ngừng cải tiến hệ thống lái để nâng cao tính năng của nó.
Xuất phát từ những yêu cầu và đặc điểm đó, em đã được giao thực hiện nhiệm
vụ đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Khai thác hệ thống lái trên xe TOYOTA ALTIS ”.
HỌC VIÊN THỰC HIỆN

ĐỖ PHÚ CƯỜNG

3


CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA ALTIS
1.1.Tổng quan về xe TOYOTA ALTIS
- Corolla Altis là một trong ba mẫu sedan chủ lực của hảng Toyota: Camry, Altis,
Vios
- Toyota Altis mang phong cách thiết kế của dòng Corolla thế hệ thứ 10, được sản
xuất vào năm 2008. Corolla Altis được trang bị động cơ xăng 3ZR.FE dung tích 2
lít, đi kèm với hộp số tự động 4 cấp và ứng dụng nhiều công nghệ mới nên tăng
cường cho xe khả năng vận hành mạnh mẽ những lúc cần bức phá tốc độ, và vẫn

đảm bảo độ êm dịu tiện nghi cho người ngồi trên xe.
- Thiết kế nội và ngoại thất mang phong cách thể thao trẻ trung với nhiều điểm
nhấn sang trọng và cao cấp hơn. Bên cạnh đó xe được trang bị nhiều hệ thống an
toàn và tiện nghi: hệ thống túi khí, hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS.
- Danh tiếng toàn cầu với sức mạnh và độ tin cậy tuyệt đối, Toyota Altis khẳng
định những giá trị truyền thống dựa trên nền tảng mới của thiết kế và công nghệ
một cách thiết phục.
Hình dáng tổng thể của ô tô Toyota Altis được thể hiện trên hình 1.1, hình 1.2.

Hình 1.1. Hình dáng chụp tổng thể ô tô TOYOTA ALTIS

4


1465

955

1520

2600

985

1760

Hình 1.2. Hình dáng tổng thể ô tô TOYOTA ALTIS
1.2. Các thông số kỹ thuật chính của ôtô TOYOTA ALTIS
Dưới đây là các thông số kỹ thuật chính của ô tô TOYOTA ALTIS.
Bảng 1.1. Các thông số kỹ thuật chính của ô tô TOYOTA ALTIS

TT

Thông số

Kí hiệu

Đơn vị

Giá trị

1

Chiều dài tổng thể

L

mm

4540

2

Chiều rộng tổng thể

B

mm

1760

3

Chiều cao tổng thể

H

mm

1465

4

Chiều dài cơ sở

Lcs

mm

2600

mm

1520
1520
16750

5

Chiều rộng cơ sở

Trước

6

Sau
Trọng lượng toàn bộ

G

mm
kg

7

Số chỗ ngồi ( Kể cả người lái )

n

Chỗ

05

mm
mm
cc
(Kw/v/ph)
(Nm/v/ph)

94
83

1987
139/5600
189/4400

8
9
10
11
12

Đường kính xi lanh
Hành trình piston
Dung tích xi lanh
Công suất cực đại
Mô men xoắn cực đại
5


13

Tốc độ động cơ
(km/h)
193
Bảng 1.2. Bảng giới thiệu về các hệ thống và các trang thiết bị của xe
TOYOTA ALTIS

TT
Tên hệ thống, trang thiết bị
1 Hộp số
2 Hệ thống treo

Trước
Sau
3

Hệ thống phanh

4
5
6
7

Hệ thống lái
Đèn trước
Đèn sau
Kính chiếu hậu

8

Hệ thống gạt nước mưa

Trợ lực thuỷ lực
Halogen
LED
Cùng màu thân xe
Có
Có
Gián đoạn, điều chỉnh

Tấm ốp hướng cản

bán thời gian
Có

9

Trước
Sau

Loại thiết bị
4 số tự động
Kiểu McPherson
Thanh xoắn
Dĩa thông gió 15”
Dĩa 15”

Màu
Gập điện
Tích hợp đèn bảo vệ

trước
10 Tấm ốp hướng gió sườn

Có

trái/ phải
11 Tấm ốp cản gió sau
12 Chụp ống xả mạ crôm
13 Tay lái

Có

Có
3 chấu, bọc da có lẫy

14 Các nút điều chỉnh

15
16
17
18
19
20
21

Loại

chuyển số
Điều chỉnh 4 hướng
Có
Âm thanh
Có
Màn hình hiển thị đa Có
thông tin
Loại

Bảng đồng hồ
Cửa sổ điều chỉnh điện
Khoá cửa trung tâm
Khoá cửa từ xa
Tay nắm cần số
Hệ thống âm thanh

Loại
Hệ thống điều hoà nhiệt

độ
22 Chất liệu ghế

Optrion
Có
Có
Có
ốp gỗ & mạ bạc
AM/FM/MP3/WMA
Chỉnh tay
Da

6


23 Hàng ghế trước

Trượt
Có
Ngả
Có
Điều chỉnh độ cao Có
mặt ghế

24
25
26

27
28
29
30
31

ABS với EBD
BA
Cảm biến lùi
Chốt an toàn cho trẻ em
Hệ thống chống trộm
Túi khí
Dây đai an toàn
Khung hấp thụ xung

Có
Có
Có
Có
Có
Có
Có (tất cả các ghế)
Có

1.3. Sơ lược về hệ thống lái trên ô tô
1.3.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống lái
1.3.1.1 . Công dụng
Hệ thống lái nói chung là một hệ dẫn động điều khiển có phản hồi, đóng vai
trò giữ đúng hướng chuyển động hoặc thay đổi hướng chuyển động của xe theo ý
muốn của người lái, đảm bảo an toàn chuyển động.

Có rất nhiều phương pháp quay vòng xe khác nhau như: quay một phần thân
xe, thay đổi tốc độ giữa hai dải bánh xe hoặc thay đổi mặt phẳng lăn của bánh xe
dẫn hướng… Tuy nhiên, ô tô chỉ sử dụng phương pháp quay vòng bẳng cách thay
đổi mặt phẳng lăn của các bánh xe dẫn hướng bố trí ở phía trước xe.
1.3.1.2 . Yêu cầu
Hệ thống lái trên ô tô cần phải đảm bảo được các yêu cầu sau :
-

Điều khiển dễ dàng, nhanh chóng và an toàn, có tính tùy động.

-

Đảm bảo khả năng quay vòng dễ dàng khi xe đi trên đường hẹp, đường gấp

khúc.
7


-

Đảm bảo lực lái thích hợp nhưng vẫn gây được cảm giác về trạng thái mặt

đường.
-

Hiệu suất thuận phải lớn hơn hiệu suất nghịch để giảm tác động từ mặt đường

qua kết cấu lái lên vô lăng.
Trên đây là các yêu cầu cơ bản, tuy nhiên với mỗi loại xe cụ thể, hệ thống lái lại có
các đặc điểm riêng về mặt kết cấu nhằm đáp ứng các yêu cầu khác nhau mà loại xe

đó đặt ra.
1.3.1.3 . Phân loại đối với hệ thống lái
Có nhiều cách phân loại hệ thống lái trên xe ô tô
* Theo cách bố trí vành tay lái
. Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên trái;
. Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên phải.
* Theo số lượng cầu dẫn hướng
. Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước;
. Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau;
. Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.
* Theo kết cấu của cơ cấu lái
. Cơ cấu lái loại trục vít. bánh vít;
. Cơ cấu lái loại trục vít. cung răng;
. Cơ cấu lái loại trục vít. con lăn;
. Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay;
. Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, ê cu, cung răng);
. Cơ cấu lái loại bánh răng trụ . thanh răng.
* Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của trợ lực
. Hệ thống lái có trợ lực thủy lực;
. Hệ thống lái có trợ lực khí nén;
. Hệ thống lái có trợ lực điện.
1.3.2. Yêu cầu của hệ thống lái trên ô tô
8


Hệ thống lại trên xe ô tô cần phải đảm bảo các yêu cầu sau :
. Đảm bảo quay vòng ô tô thật ngoặt trong một thời gian rất ngắn trên một diện tích
rất bé.
. Đảm bảo lực đặt lên vành tay lái bé.
. Đảm bảo động học quay vòng đúng trong đó các bánh xe của tất cả các cầu phải

lăn theo những vòng tròn đồng tâm.
. Đảm bảo ô tô chuyển động thẳng ổn định.
. Đảm bảo khả năng an toàn bị động của xe, đảm bảo hiệu suất thuận phải lớn hơn
hiệu suất nghịch để giảm tác động từ mặt đường qua cơ cấu lái lên vô lăng.
. Đảm bảo tính tùy động.

1.4.1. Cấu tạo chung của hệ thống lái
1.3.3 .Sơ đồ bố trí chung

Hình 1.3. Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái.
9


a. Xe có treo trước phụ thuộc
1.Vành tay lái; 2.Trục lái; 3.Cơ cấu lái; 4.Đòn quay đứng; 5.Thanh kéo dọc; 6.Đòn quay ngang;
7.Đòn quay bên hình thang lái; 8.Thanh kéo ngang hình thang lái; 9.Ngõng quay; 10.Trụ đứng;
11.Dầm cầu; 12.Bánh dẫn hướng.
b. Xe có treo trước độc lập
1.Vành tay lái; 2.Trục lái; 3.Cơ cấu lái; 4.Đòn quay chính; 5. Thanh kéo ngang hình thang lái;
6.Đòn quay phụ; 7.Thanh kéo bên hình thang lái; 8. Đòn quay bên hình thang lái; 9.Ngõng quay;
10.Trụ đứng; 11.Đòn treo dưới; 12.Bánh dẫn hướng.

Trên hình 1.3.a là sơ đồ bố trí chung của một hệ thống lái cơ khí đơn giản
nhất sử dụng trên các xe có treo trước kiểu phụ thuộc. Lực điều khiển của người lái
tác dụng lên vành tay lái (1), qua trục lái (2) đến cơ cấu lái (3). Cơ cấu lái có nhiệm
vụ biến chuyển động quay tròn của vành tay lái thành chuyển động lắc của đòn
quay đứng (4) với tỷ số truyền hợp lý. Chuyển động lắc của đòn quay (4) trong mặt
phẳng thẳng đứng làm xoay một bánh xe dẫn hướng quanh trụ đứng (10) thông qua
thanh kéo dọc (5) và đòn quay ngang (6). Hình thang lái gồm đòn quay bên (7) và
thanh kéo ngang (8) sẽ xoay bánh xe dẫn hướng còn lại quanh trụ đứng một góc

tương ứng, làm thay đổi phương chuyển động của ô tô. Các xe có treo trước kiểu
độc lập, sơ đồ hệ thống lái như trên hình 1.3.b cũng có nguyên lý làm việc tương
tự.
Cơ cấu lái được lắp cố định trên phần được treo, vị trí tương đối của nó với
vành tay lái và đòn quay ngang có ảnh hưởng đến kết cấu của trục lái, đòn quay
đứng và thanh kéo dọc. Các vị trí liên kết giữa đầu đầu đòn quay với thanh kéo sử
dụng khớp cầu để đảm bảo động học trong quá trình bánh xe dao động. Khi trợ lực
lái được đưa vào hệ thống, bố trí chung của phần cơ khí vẫn dựa theo sơ đồ cơ bản
trên và đảm bảo làm việc được khi trợ lực hư hỏng.
Đặc điểm và phạm vi ứng dụng của từng phần tử trong hệ thống sẽ được trình
bày trong phần tiếp theo.
1.3.4 . Các phần tử chính trong hệ thống lái
1.3.4.1 .Vành tay lái và trục lái.
Vành tay lái là phần trực tiếp nhận lực điều khiển truyền qua trục lái tới cơ
cấu lái, gồm hai loại có cấu tạo chung như hình 1.2.
10


Hình 1.4. Vành tay lái và trụ lái
1.vành tay lái; 2. trục lái

Vành tay lái nói chung là một vòng kim loại tròn được bọc các vật liệu phi
kim (nhựa, da, gỗ…), đường kính 25÷50 cm tùy theo từng loại xe, có các nan liên
kết với phần then hoa ở giữa, đồng thời được bố trí nút bấm của còi điện và một số
hệ thống khác trên xe hiện đại.
Trên hình 1.4.a là loại trục không thay đổi được góc nghiêng, đầu trên của
trục được lắp bằng then hoa với vành tay lái còn đầu dưới được lắp cũng bằng then
hoa với khớp nối truyền lực tới cơ cấu lái. Trục chính là một thanh thép tròn rỗng
quay trên các ổ bi lắp ống trục lái được kẹp chặt trên bảng điều khiển. Phần khớp
nối tới cơ cấu lái, do các trục không đồng phẳng nên thường phải sử dụng khớp

các.đăng.

11


Ngoài ra, vành tay lái, trục lái và giá kẹp trên bảng điều khiển còn phải có kết
cấu đặc biệt để có thể biến dạng khi chịu lực va đập dọc trục, nhằm giảm chấn
tương cho người lái khi có các va chạm trực diện.
1.3.4.2 .Cơ cấu lái
Cơ cấu lái là một thành phần quan trọng trong hệ thống lái với vai trò biến đổi
mô.men quay vành tay lái cả về phương, chiều và độ lớn một cách thích hợp để
điều khiển phần dẫn động lái. Về cơ bản, cơ cấu lái là một bộ truyền cơ khí với tỷ
số truyền từ 15 - 20 đối với các xe có tải trọng nhỏ và 20 - 27 đối với các xe có tải
trọng lớn. Cơ cấu lái thông thường bao gồm các loại sau:
a.Trục vít lõm – con lăn
Loại cơ cấu lái này được sử dụng rộng rãi trên các xe có tải trọng bé và trung
bình, có cấu tạo được thể hiện trên hình 1.5.

Hình 1.5. Cơ cấu lái trục vít lõm – con lăn
1.Trục vít; 2.Con lăn; 3.Đòn quay đứng; 4.Vít điều chỉnh;

Trục vít lõm (1) ăn khớp với con lăn (2) đặt trên ổ bi kim của trục đòn quay
đứng (3). Số lượng ren của con lăn có thể là một, hai hoặc ba tùy theo lực truyền
12


qua cơ cấu lái. Trong quá trình sử dụng, khe hở ăn khớp giữa trục vít và con lăn
được điều chỉnh thông qua việc dịch dọc trục (3) bằng vít điều chỉnh (4).
Cơ cấu lái có kích thước nhỏ gọn, độ bền và độ chống mòn cao của trục vít
và con lăn cao. Dạng lõm của trục vít kết hợp với con lăn cho góc quay lớn, đảm

bảo ăn khớp tin cậy ở những vị trí ngoài. Hiệu suất của bộ truyền tương đối cao do
ma sát trượt được chuyển thành ma sát lăn. Tuy nhiên, bộ truyền mòn không đều
trên chiều dài ăn khớp do đó phải thường xuyên điều chỉnh.
b. Trục vít – cung răng
Trên hình 1.4 trình bày cấu tạo của cơ cấu lái: trục vít (1) có hai đầu mối và
cung răng (5) đặt bên cạnh.

Hình 1.6. Cơ cấu lái trục vít – cung răng
13


1.Trục vít; 2.Vỏ; 3.Đòn quay đứng; 4.Ổ thanh lăn kim;5.Cung răng.

Với tiết diện bên của mặt cắt ngang mối răng trục vít và răng trên cung răng là
hình thang, trục vít cung răng tiếp xúc theo đường nên bộ truyền có thể chịu được
tải trọng lớn, độ mòn giảm, lại vẫn đảm bảo được kích thước và trọng lượng thích
hợp. Do đó, cơ cấu lái loại này thường chỉ sử dụng cho các xe có trọng tải lớn.
HIệu suất của cơ cấu lái loại này không cao.
c. Trục vít – chốt khớp
Cơ cấu lái kiểu trục vít chốt khớp thực hiện quá trình truyền động lái thông
qua sự ăn khớp của chốt khớp và trục vít. Các chi tiết tháo rời của cơ cấu này được
thể hiện trên hình (Hình 1.7).

Hình 1.7. Cơ cấu lái trục vít . đòn quay
1. Trục đòn quay đứng; 2.Chốt khớp. 3. Trục lái; 4.Đòn quay đứng;
5.vòng bi; 6.trục vít; 7. đệm điều chỉnh

14

Trục đòn quay đứng (1) được lắp ghép vuông góc với trục vít (6), trục đòn (1)
có ghép cứng đòn quay có chốt (2), chốt này luông 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 điểu
chỉnh bằng shims (7). Cơ cấu này hoạt động như sau.
Khi trục vít (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 lái làm, cho trục
đòn quay đứng (1) quay và làm cho đòn quay (4) quay theo và tác động đến cơ cấu
dẫn động lái. Hộp cơ cấu lái chứa dầu bôi trơn cho hệ thống nhờ vầy giảm thiểu
được hao mòn, tăng độ bền cho cơ cấu lái.
Trong cơ cấu lái này tuỳ 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.

d. Bánh răng – thanh răng
Cấu tạo của cơ cấu lái bánh răng – thanh răng được trình bày trên hình 1.8.

Hình 1.8. Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng
1.Bạc lệch tâm; 2.Trục lái; 3.Bánh răng; 4.Vít điều chỉnh;
5.Then định vị; 6.Lò xo; 7.Thanh răng.

15


Trục lái (2) thông qua bánh răng (3) làm dịch chuyển thanh răng (7), hai đầu
thanh răng có các khớp và thanh kéo bên nối tới bánh xe dẫn hướng. Then (5) có
vai trò giữ cho thanh răng không xoay quanh trục của nó. Trong trường hợp này,
thanh răng của cơ cấu lái đóng vai trò là thanh kéo ngang của hình thang lái.
Khi có trợ lực lái, píttông sinh lực sẽ được bố trí liền với thanh răng và sử dụng
vỏ cơ cấu lái làm xy.lanh. Do đó, kết cấu của cả hệ thống rất nhỏ gọn, rất thích hợp
khi sử dụng trên các xe nhỏ, có treo trước kiểu độc lập. Hiệu suất thuận và nghịch

của cơ cấu đều rất cao, vì vậy lò xo (6) có tác dụng dập tắt các dao động từ mặt
đường truyền lên vàn lệch tâm (1) và vít điều chỉnh (4).
1.3.4.3 . Dẫn động lái
Khe hở ăn khớp và vết tiếp xúc của bộ truyền được điều chỉnh nhờ bạc.
Dẫn động lái trên xe ôtô gồm các cụm chi tiết cơ bản sau:
a. Đòn quay đứng
Đòn quay có nhiệm vụ truyền mômen từ trục đòn quay của cơ cấu lái tới các
đòn kéo dọc hoặc kéo ngang được nối với ngõng quay bánh xe dẫn hướng.
Cấu tạo của đòn quay có dạng thanh gồm thân đòn quay, đầu to và đầu nhỏ. Đầu to
là lỗ hình trụ hoặc côn có then hoa bên trong để ăn khớp then hoa với đầu trục đòn
quay. Đầu nhỏ đòn quay cũng có lỗ trơn hình côn để bắt với khớp cầu. Thân đòn
quay có tiết diện nhỏ dần từ đầu to đến đầu nhỏ và hình dạng tiết diện phù hợp với
phương chịu lực. Tuỳ theo loại cơ cấu lái và dẫn động lái mà đòn quay có thể quay
trong mặt phẳng đứng (hình 1.9.b) hoặc mặt phẳng ngang (hình 1.7.a).

16


Hình 1.9. Đòn quay đứng
b. Thanh kéo và khớp nối
Thanh kéo được dùng để truyền lực từ đầu đòn quay của cơ cấu lái đến ngõng
quay bánh xe dẫn hướng. Tuỳ theo phương đặt thanh kéo mà người ta có thể gọi
thanh kéo dọc hoặc thanh kéo ngang. Thanh kéo cũng được sử dụng nối và truyền
lực giữa ngõng quay của hai bánh xe trên cầu dẫn hướng.
Khớp cầu, hay rô.tuyn gồm các bát rô-tuyn có bề mặt lắp ghép là một phần chỏm
cầu lõm được lắp ráp với mặt cầu của rô-tuyn như trên hình 1.10.

17

Hình 1.10. Các loại khớp cầu dẫn động lái
1. Chốt côn; 2.Bạc đệm; 3.Bề mặt làm việc; 4.Đệm đỡ lò xo; 5.Đệm tựa lò xo và chắn bụi;
6.Phanh hãm; 7.Đòn kéo; 8.Lò xo ép.

Khớp dạng a thường sử dụng trên các xe có tải trọng lớn, dạng b trên các xe
có tải trọng nhỏ. Khớp dạng c và d có kết cấu phức tạp nên ít được sử dụng.
Một yêu cầu đối với dẫn động lái là phải chính xác, không có độ dơ, đồng thời
để dập tắt các lực va đập truyền qua dẫn động lái nên hầu hết các khớp rô-tuyn đều
dùng lò xo để ép bát rô-tuyn với mặt cầu của rô-tuyn. Lực ép của các lò xo này lên
rô-tuyn được điều chỉnh bằng các nút tì có ren. Để bôi trơn các bề mặt làm việc của
rô-tuyn và bát rô.tuyn thì người ta thường bố trí một vú mỡ và các đường dẫn mỡ
từ vú mỡ tới các rô-tuyn. Trên một đòn kéo có hai rô-tuyn thì việc bố trí lò xo ở
các đầu rô-tuyn này phải bảo đảm sao cho khi lực truyền từ chốt rô-tuyn này đến
chốt rô-tuyn kia chỉ có một trong hai lò xo làm việc. Trong dẫn động lái, khớp cầu
là phần tử bị hao mòn nhiều nhất.
18


c. Trụ đứng và góc đặt bánh xe
Trụ đứng là trục của ngõng quay bánh xe dẫn hướng trên dầm cầu hay đòn
treo của hệ thống treo. Để ổn định chuyển động thẳng và giảm lực cản quay vòng
đối với bánh xe dẫn hướng, trụ đứng được đặt nghiêng về phía sau trên mặt phẳng
dọc xe và nghiêng vào phía trong trên mặt phẳng ngang xe, gọi là góc nghiêng sau
và góc nghiêng trong của trụ đứng. Ngoài ra, trục của bánh xe dẫn hướng lại
nghiêng ra ngoài trong mặt phẳng ngang xe, gọi là góc nghiêng ngoài bánh xe dẫn
hướng. Ba góc đặt trên được tính toán và định sẵn khi chế tạo, không điều chỉnh
trong quá trình sửa dụng.
Đối với cầu dẫn hướng, khi nhìn từ trên xuống, các bánh xe có xu hướng
chụm vào nhau theo chiều tiến của xe như trên hình 1.11. Độ chụm này được đo
bằng giá trị (B.A) và điều chỉnh thông qua chiều dài của hình thang lái trong quá

trình sử dụng.

Hình 1.11. Độ chụm bánh xe dẫn hướng
1.3.4.4 .Trợ lực lái
Trên ô tô hiện nay sử dụng phổ biến trợ lực lái thủy lực gồm ba phần: nguồn
trợ lực, van phân phối và xy.lanh lực. Nguồn trợ lực là một bơm dầu được trích
công suất trực tiếp từ động cơ. Van phân phối, xy.lanh lực và cơ cấu lái được bố trí
theo các sơ đồ trên hình 1.12

19


Hình 1.12. Sơ đồ bố trí chung trợ lực lái
1.Cơ cấu lái; 2.Van phân phối; 3.Xy.lanh lực

Sơ đồ a bố trí cơ cấu lái – van phân phối – xy lanh lực liền cụm, có kết cấu
nhỏ gọn, ít ống dẫn, độ nhậy cao nhưng kết cấu phức tạp và dẫn động lái phải chịu
tải trọng lớn. Sơ đồ này chỉ sử dụng với cơ cấu lái trục vít – êcu bi – thanh răng –
cung răng, đặt trên các xe tải trọng lớn như ZIL 130, KAMAZ 5320, HYUNDAI
HD650. Ở sơ đồ b, các phần tử này được bố trí tách biệt, giữ nguyên kết cấu của
cơ cấu lái, giảm tải trọng cho các chi tiết trong dẫn động, tuy nhiên lại tăng số
lượng khâu liên kết và chiều dài đường ống dẫn, giảm độ nhạy của hệ thống. Sơ đồ
c sử dụng cơ cấu lái nguyên thủy, van phân phối và xy.lanh lực được bố trí thành
một cụm, giảm chiều dài đường ống dẫn, đảm bảo an toàn cho hệ thống lái khi đi
trên đường xấu. Hai sơ đồ trên thường sử dụng trên các loại xe tải thế hệ cũ như
GAZ 66 (sơ đồ b) và MAZ 525, KRAZ 225 (sơ đồ c). Hiện nay, các xe có cơ cấu
lái dạng trục vít lõm – con lăn thường được bố trí trợ lực theo sơ đồ d, cơ cấu lái
liền cụm với van phân phối, xy.lanh lực tách biệt. Sơ đồ này tổng hợp ưu điểm của
các sơ đồ trên. Riêng sơ đồ e là kết cấu đặc trưng trên các xe du lịch nhỏ sử dụng
cơ cấu lái bánh răng – thanh răng, kích thước gọn, ít khâu khớp và độ nhạy cao.

20


CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ
TOYOTA ALTIS
2.1. Giới thiệu chung về hệ thống lái ô tô TOYOTA ALTIS
Hệ thống lái của ôtô Toyota Altis là hệ thống lái có trợ lực thủy lưc. Cấu tạo
của hệ thống lái bao gồm: vành tay lái, trục lái, các đăng truyền động, cơ cấu lái,
bộ trợ lực thuỷ lực và dẫn động lái. Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái trên ôtô Toyota
Altis, được biểu diễn trên hình 2.1.

8

9
25 26
24

6

23

11

22
13
21

20

19

7

10

18

17

16

15

5
4

12

14
3

1
2

Hình 2.1. Sơ đồ bố trí hệ thống lái
1. Đai ốc hãm; 2. Khớp cầu; 3. Đòn quay đứng; 4. Đai ốc dầu; 5. Đường dầu từ bơm đến; 6.
Đường dầu hồi về bình chứa; 7. Hộp điều khiển lái; 8. Vô lăng; 9. Trục lái; 10. Trục các đăng;
11. Khớp các đăng; 12. Đai ốc định vị trục van điều khiển; 13. Cơ cấu lái; 14. Gân tăng cứng; 15.

Đường dầu nối giữa khoang phải xylanh với van xoay; 16. Đường dầu nối giữa khoang trái
xylanh với van xoay; 17. Xylanh trợ lực; 18. Đai ốc dầu; 19. Thanh kéo ngang; 20. Thanh kéo
bên; 21. Đai ốc hãm; 22. Bánh xe; 23. Puly; 24. Bơm; 25. Bình chứa dầu; 26. Đai ốc dầu.

21


Phương án bố trí này có ưu điểm:
. Kết kấu cơ cấu lái nhỏ gọn
. Dễ bố trí bộ trợ lực lái
. Tăng tính thống nhất sản phẩm
. Giảm tải trọng tác dụng lên các chi tiết của hệ thống lái
Nhược điểm: Kết cấu kém cứng vững, chiều dài các đường ống lớn dẫn đến
tăng khả năng dao động các bánh xe dẫn hướng.
-

Bộ trợ lực thuỷ lực có nhiệm vụ làm giảm bớt lực điều khiển của người lái,

làm giảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lên vô lăng. Bộ trợ lực
còn làm tăng tính an toàn khi có một bánh xe dẫn hướng bị nổ. Vì lúc đó người lái
đủ sức giữ tay lái cho xe chuyển động thẳng và vừa thực hiện phanh ngặt.
-

Bơm trợ lực lái là loại bơm cánh gạt, được đặt trên thân động cơ và được

truyền động từ trục khuỷu động cơ thông qua dây đai.
-

Tay lái có thể điều chỉnh theo 4 hướng: gật gù và xa.gần đến vị trí thích hợp

làm tăng sự thoải mái cho người lái.
-

Cơ cấu lái là loại bánh răng.thanh răng. Loại này có kết cấu nhỏ gọn, tỷ số

truyền nhỏ, độ nhạy cao, chế tạo đơn giản và hiệu suất cao.
Các thông số kỹ thuật chính của các chi tiết trong hệ thống lái ô tô TOYOTA
ALTIS được chỉ rõ trong bảng sau ( Bảng 2.1)
Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật cơ bản hệ thống lái xe
TOYOTA ALTIS
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Tên gọi

Ký

hiệu
Bán kính vô lăng
Rvl
Tỷ số truyền cơ cấu lái
ic

Tỷ số truyền động học
iω
Tỷ số truyền động lực
iF
Đường kính vòng đỉnh bánh răng de
Đường kính vòng chân bánh răng di
Đường kính vòng chia bánh răng dc
Số răng của bánh răng
Z1
Góc riêng bánh răng
β1
22

Giá trị Đơn vị
195
17,5
17,5
17,3
21
12
17
8
28

mm

mm
mm
mm
độ

10
Chiều dài thanh răng
lt
735
11
Đường kính thanh răng
dt
32
12
Số răng trên thanh răng
Z2
34
Cơ cấu lái Góc nghiêng răng của thanh răng β2
13
5
14
Môđun của thanh răng
mt
2
15
Môđun của bánh răng
mb
2
16
Đường kính vỏ ngoài xylanh trợ lực
Dxl 58
17
Đường kính pittông

dp
50
18
Chiều dày pittông
b
8
2.2. Kết cấu và nguyên lý làm việc của 1 số cụm chi tiết cơ bản
2.2.1. Vành tay lái
Nguyên lý vành tay lái được biểu diễn trên hình 2.2 và 2.3

2
1

Hình 2.2. Vành tay lái
1. Vành trong vô lăng bằng thép; 2. Vành ngoài vô lăng bằng nhựa.

23

mm
mm
độ
mm
mm
mm
mm
mm


Hình 2.3. Hình ảnh chụp tổng thể vành tay lái


Chức năng:Vành tay lái có chức năng tiếp nhận mômen quay từ người lái rồi

truyền cho trục lái.


Cấu tạo: vành tay lái ô tô TOYOTA ALTIS. có dạng hình tròn, với ba nan hoa

được bố trí xung quanh vành trong của vành tay lái. Bán kính ngoài của vành tay
lái là 195 mm.
Vành tay lái còn là nơi bố trí một số bộ phận khác của ô tô như: nút điều khiển còi,
túi khí an toàn...
2.2.2. Trục lái và trục các đăng
Kết cấu trục lái được biểu diễn trên hình 2.4
Trục lái là thành tố cấu thành hệ thống lái có chức năng chính là truyền momen
lái từ vô lăng đến cơ cấu lái. Một trục lái đơn giản chỉ bao gồm trục lái và các bộ
phận bao che trục lái. Ngoài ra trụ lái còn là nơi lắp đặt nhiều bộ phận khác của ôtô
như : cần điều khiển hệ thống đèn, cần điều khiển gạt nước, cần điều khiển hộp số,
hệ thống dây điện và các đầu nối điện,...
Trục các đăng là bộ phận nối chuyển tiếp giữa trục lái và cơ cấu lái. Trên trục các
đăng có khớp nối chữ thập. Khớp chữ thập cho phép có độ lệch giữa trục lái và
trục vít của cơ cấu lái khi hai trục này không đồng trục với nhau

24


8

9

10

6

7

11

12

5

13

4

3

2

1

14

Hình 2.4. Kết cấu trục lái
1. Đầu trục nối với vô lăng; 2. Vòng chặn; 3. Ổ bi; 4. Trục trượt; 5. Ống trượt trục; 6. Tấm hãm;
7. Vòng bi; 8. Trục chính; 9. Giá đỡ trên trục; 10. Khớp các đăng; 11. Trục các đăng; 12. Vòng
chặn; 13. Bu lông hãm; 14. Cần khoá

2.2.3. Cơ cấu lái

Trên ô tô Toyota Corolla người ta lắp cơ cấu lái kiểu Bánh răng.Thanh răng
kết hợp dùng trợ lực thủy lực trực tiếp.
Cơ cấu lái loại này có ưu điểm là tỷ số truyền nhỏ, kết cấu đơn giản, hiệu suất cao
nên được sử dụng rộng rãi trên ô tô con và ô tô tải nhỏ.
th =  ng =0,99
th và  ng là hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch của cơ cấu lái.

Kết cấu cơ cấu lái được biểu diễn trên hình 2.5
Hình 2.5. Cơ cấu lái bánh răng trụ - thanh răng

1. Bạc lệch tâm; 2. Ổ bi đỡ; 3.
Trục răng; 4. Vít điều chỉnh; 5.

2.2.4 Van Phân Phối
Kết cấu van phân phối được biểu diễn trên hình 2.6

Dẫn hướng thanh răng; 6. Lò xo
nén; 7. Thanh răng; 8. Vỏ thanh
răng; 9. Kẹp;

10. Bạc lót;

11.Cao su chắn bụi; 12. Đầu
thanh răng; 13. Thanh nối.

25