Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô honda civic

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỀ TÀI:

KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ
THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ HONDA CIVIC

Người hướng dẫn: TS. NGUYỄN HOÀNG VIỆT
Sinh viên thực hiện: TRÀ THANH HÂN
Số thẻ sinh viên: 103140019
Lớp: 14C4A

Đà Nẵng, 06/2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thông tin chung:

1. Họ và tên sinh viên: Trà Thanh Hân
2. Lớp: 14C4A
Số thẻ SV: 103140019
3. Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic
4. Người hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Học hàm/ học vị: Tiến sĩ
II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
1. Về tính cấp thiết, tính mới, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
2. Đề tài có giá trị khoa học/ có bài báo/ giải quyết vấn đề đặt ra của doanh nghiệp
hoặc nhà trường: (điểm tối đa là 1đ)
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
3. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
III. Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ)
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
IV.Đánh giá:
1. Điểm đánh giá: ……/10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)
2. Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ
☐ Không được bảo vệ

Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 2019
Người hướng dẫn

TS. Nguyễn Hoàng Việt
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM


KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thông tin chung:
1. Họ và tên sinh viên: Trà Thanh Hân
2. Lớp: 14C4A
Số thẻ SV: 103140019
3. Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic
4. Người phản biện: Nguyễn Văn Đông
Học hàm/ học vị: Tiến sĩ
II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
Điểm
Điểm
TT Các tiêu chí đánh giá
tối đa Đánh giá
Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải

1
80
quyết đủ nhiệm vụ đồ án được giao
- - Tính mới (nội dung chính của ĐATN có những phần mới
so với các ĐATN trước đây).
1a
15
- - Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; có thể ứng dụng
thực tiễn.
- - Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến thức
cơ bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên cứu.
1b
50
- - Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, bản vẽ, chương
trình, mô hình,…).
- - Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm ứng dụng
trong vấn đề nghiên cứu;
1c - - Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài ứng
15
dụng trong vấn đề nghiên cứu;
- - Có kỹ năng làm việc nhóm;
2 Kỹ năng viết:
20
2a - - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích
15
2b - - Thuyết minh đồ án không có lỗi chính tả, in ấn, định dạng
5
3 Tổng điểm đánh giá theo thang 100:
Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ)
- Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
3. Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời trong buổi bảo vệ:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
4. Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày
tháng năm 2019
Người phản biện
TS. Nguyễn Văn Đông


TÓM TẮT
Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic.
Sinh viên thực hiện: Trà Thanh Hân
Số thẻ sinh viên: 103140019

Lớp: 14C4A

Tất cả nội dung của đồ án, toàn bộ bao gồm có 6 chương với nội dung của mỗi
chương khác nhau nhưng giữa chúng có sự liên kết chặt chẽ và bổ sung cho nhau để
tạo thành một bản tổng thể hoàn chỉnh. Dưới đây là phần tóm tắt nội dung của từng
chương và được trình bày theo trình tự như sau:
-

Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái trên ô tô. Nội dung của chương này chủ yếu khái
quát lên công dụng chính cũng như một số yêu cầu và các loại hệ thống lái khác nhau
sử dụng phổ biến trên ô tô. Bên cạnh đó còn đề cập thêm một số kết cấu của các bộ
phận chính trong hệ thống lái như cơ cấu lái, dẫn động lái, cường hóa lái…thường

-

được sử dụng nhất.
Chương 2: Giới thiệu về xe ô tô Honda Civic. Trong chương này phần nào làm rõ
được các thông số kỹ thuật chính của xe, các kiểu loại hệ thống như hệ thống phanh,
treo, truyền lực và hệ thống lái mà xe trang bị. Qua đó giúp ta có thể hiểu rõ hơn về
loại xe này.

-

Chương 3: Khảo sát hệ thống lái trên ô tô Honda Civic. Nội dung phần này đi sâu khai
thác các thông số kỹ thuật chính và đồng thời làm rõ được nguyên lý làm việc cũng
như kết cấu của các bộ phận trong hệ thống lái sử dụng trên ô tô Honda Civic.

-

Chương 4: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái ô tô Honda Civic. Chương này đi vào
tính toán xác định các thông số chính như giá trị mô men cản quay vòng, lực tác dụng
lên vô lăng để làm cơ sở tính toán kiểm nghiệm bền các chi tiết chính cũng như các
thông số chính liên quan đến bộ trợ lực lái. Ngoài ra nội dung còn có thêm tính toán
kiểm tra động học của hình thang lái trên ô tô Honda Civic.

-

Chương 5: Chẩn đoán những hư hỏng trong hệ thống lái và biện pháp khắc phục. Nội
dung chương này chủ yếu trình bày một số nguyên nhân gây ra các hư hỏng thường
gặp trong hệ thống lái và phương pháp khắc phục chúng.
Chương 6: Bảo dưỡng và cách sửa chữa các chi tiết trong hệ thống lái. Chương cuối
cùng này giới thiệu một số phương thức bảo dưỡng hệ thống lái và cách sửa chữa các
chi tiết chính khi chúng bị hư hỏng.

-


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Trà Thanh Hân
Số thẻ sinh viên: 103140019
Lớp: 14C4A
Khoa: Cơ Khí Giao Thông
Ngành: Kỹ thuật cơ khí
1. Tên đề tài đồ án:
Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Các thông số kỹ thuật chính của xe và của các bộ phận trong hệ thống lái trên xe ô
tô Honda Civic từ tài liệu do nhà chế tạo cung cấp.
Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái trên ô tô
Chương 2: Giới thiệu về xe ô tô Honda Civic
Chương 3: Khảo sát hệ thống lái trên xe ô tô Honda Civic
Chương 4: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên xe ô tô Honda Civic
Chương 5: Chẩn đoán những hư hỏng trong hệ thống lái và biện pháp khắc phục

Chương 6: Bảo dưỡng và cách sửa chữa các chi tiết trong hệ thống lái
4. Các bản vẽ, đồ thị:
STT
Nội dung bản vẽ
Số lượng/Loại
1
Bản vẽ hình dáng tổng thể của ô tô Honda Civic
1/A3
2
Bản vẽ kết cấu các đòn kéo bên của ô tô Honda Civic
1/A3
Bản vẽ sơ đồ nguyên lý của bộ trợ lực lái trên ô tô Honda
3
2/A3
Civic
1/A3
4
Bản vẽ kết cấu cơ cấu lái của ô tô Honda Civic
5
6

Bản vẽ kết cấu van phân phối trợ lực lái của ô tô Honda
Civic
Đồ thị kiểm tra động học quay vòng đúng của ô tô Honda
Civic
Bản vẽ sơ đồ tổng thể của hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

7
Tổng
5. Họ tên người hướng dẫn:

TS. Nguyễn Hoàng Việt

6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
7. Ngày hoàn thành đồ án:
Trưởng Bộ môn

PGS.TS Dương Việt Dũng

1/A3
1/A3
1/A3
8/A3

Phần/ Nội dung:
Toàn bộ nội dung bản thuyết minh, tính toán
và các bản vẽ
25/02/2019
9/06/2019
Đà Nẵng, ngày 28 tháng 05 năm 2019
Người hướng dẫn

TS. Nguyễn Hoàng Việt


LỜI NÓI ĐẦU
Trong chương trình đào tạo Kỹ sư ngành Cơ Khí Giao Thông thì đồ án tốt
nghiệp là không thể thiếu, là điều kiện tất yếu rất quan trọng mà mọi sinh viên cần
phải hoàn thành, để hiểu biết một cách chặt chẽ và nắm vững sâu về ô tô. Trong quá
trình học tập, tích lũy kiến thức, việc bắt tay vào khảo sát một hệ thống trên xe hay
tổng thể xe là việc quan trọng. Điều này củng cố kiến thức đã được học, thể hiện sự

am hiểu về kiến thức cơ bản và cũng là sự vận dụng lý thuyết vào thực tế sao cho hợp
lý: Nghĩa là lúc này sinh viên đã được làm việc của một cán bộ kỹ thuật.
Hệ thống lái trên ô tô là một hệ thống rất quan trọng trên xe, nó dùng để giữ
cho ô tô chuyển động theo một hướng xác định nào đấy, thay đổi hướng chuyển động
khi cần thiết theo yêu cầu cơ động của xe. Nên hệ thống lái ô tô cần phải đảm bảo :
Chuyển động thẳng ổn định, tính cơ động cao, động học quay vòng đúng, giảm các va
đập, điều khiển nhẹ nhàng, ... Để tăng tính an toàn cho ô tô khi vận hành.
Trong tập đồ án tốt nghiệp này em chọn và thực hiện đề tài “Khảo sát và tính
toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên xe ô tô Honda Civic”. Nội dung của đề tài này giúp
em hệ thống được những kiến thức đã học, nâng cao tìm hiểu các hệ thống của ôtô nói
chung và hệ thống lái của ôtô Honda Civic nói riêng; từ đây có thể đi sâu nghiên cứu
về chuyên môn.
Để có thể hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này, trước hết em xin gửi lời cảm ơn
chân thành và sâu sắc nhất tới thầy giáo hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt đã dành
những phần thời gian quý báu để chỉ bảo tận tình, giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt
thời gian thực hiện đồ án. Và em cũng xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các thầy, cô đang
giảng dạy trong khoa cơ khí giao thông trường đại học bách khoa Đà Nẵng đã truyền
đạt lại những kiến thức quý báu từ cơ bản đến chuyên môn để em có thể vận dụng và
hoàn thành được đồ án này.
Tuy nhiên do kiến thức còn hạn hẹp, chưa tiếp xúc được nhiều với thực tiễn
cũng như các tài liệu tham khảo còn quá ít trong khi đó thời gian thực hiện cũng có
hạn nên trong đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những lời
chỉ dẫn thêm từ các thầy.
Đà nẵng, ngày 01 tháng 06 năm 2019.
Sinh viên thực hiện
Trà Thanh Hân
i


CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những nội dung trong tập đồ án này là do chính tôi thực hiện
và được sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Hoàng Việt. Các nội dung, kết quả
trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây.
Những số liệu có trong nội dung được thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi
rõ trong phần tài liệu tham khảo.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về
nội dung đồ án của mình.
Sinh viên thực hiện

Trà Thanh Hân

ii


MỤC LỤC
TÓM TẮT
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................................... i
CAM ĐOAN ........................................................................................................................ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ ...................................................................... vi
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI ............................................................. 3
1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại ................................................................................... 3
1.1.1. Công dụng................................................................................................................... 3
1.1.2. Yêu cầu ....................................................................................................................... 3
1.1.3. Phân loại ..................................................................................................................... 4
1.2. Các sơ đồ hệ thống lái .................................................................................................. 5
1.2.1. Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc.......................................................... 5
1.2.2. Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập .............................................................. 5

1.2.3. Các sơ đồ dẫn động lái ............................................................................................... 6
1.2.4. Sơ đồ hệ thống lái có cường hóa ................................................................................ 6
1.3. Các chi tiết và bộ phận chính của hệ thống lái trên ô tô .......................................... 7
1.3.1. Vô lăng ....................................................................................................................... 7
1.3.2. Trục lái. ....................................................................................................................... 7
1.3.3. Cơ cấu lái. ................................................................................................................... 7
1.3.4. Dẫn động lái. ............................................................................................................ 18
1.4. Cường hoá lái ............................................................................................................. 19
1.4.1. Công dụng................................................................................................................. 19
1.4.2. Phân loại ................................................................................................................... 20
1.4.3. Yêu cầu ..................................................................................................................... 20
1.4.4. Các thông số đánh giá cơ bản: .................................................................................. 20
1.4.5. Thành phần cấu tạo. .................................................................................................. 21
Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ XE Ô TÔ HONDA CIVIC ............................................. 22
2.1. Các thông số kỹ thuật của xe ô tô Honda Civic....................................................... 24
2.2. Giới thiệu về một số hệ thống chính trên ô tô Honda Civic. .................................. 25
2.2.1. Hệ thống lái .............................................................................................................. 25
2.2.2. Hệ thống phanh ......................................................................................................... 26
2.2.3. Hệ thống treo ............................................................................................................ 28
2.2.4. Hệ thống truyền lực .................................................................................................. 29
iii


Chương 3: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE Ô TÔ HONDA CIVIC........... 34
3.1. Thông số kỹ thuật của các bộ phận trong hệ thống lái trên xe ô tô Honda
Civic. .................................................................................................................................. 34
3.2. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên xe ô tô Honda Civic ............... 34
3.3. Kết cấu và cách hoạt động của các bộ phận chính trong hệ thống lái trên xe ô
tô Honda Civic .................................................................................................................. 38
3.3.1. Vô lăng ..................................................................................................................... 45

3.3.2. Trục lái ...................................................................................................................... 46
3.3.3. Cơ cấu lái .................................................................................................................. 46
3.3.4. Dẫn động lái.............................................................................................................. 48
3.3.5. Van phân phối trợ lực lái .......................................................................................... 49
3.3.6. Bơm trợ lực lái .......................................................................................................... 45
3.3.7. Xi lanh trợ lực lái ...................................................................................................... 47
3.3.8. Van điều khiển lưu lượng dầu trợ lực lái.................................................................. 48
Chương 4: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE Ô TÔ
HONDA CIVIC................................................................................................................. 54
4.1. Các thông số chính của hệ thống lái trên ô tô Honda Civic. .................................. 54
4.2. Xác định mô men cản quay vòng .............................................................................. 54
4.3. Xác định lực cần thiết tác dụng lên vô lăng ............................................................. 58
4.4. Tính toán kiểm tra động học hình thang lái ............................................................ 60
4.4.1. Cơ sở lý thuyết.......................................................................................................... 60
4.4.2. Tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái trên ô tô Honda Civic .................. 63
4.5. Tính toán kiểm nghiệm sức bền các chi tiết chính ................................................. 66
4.5.1. Tính kiểm nghiệm sức bền của trục lái .................................................................... 66
4.5.2. Tính kiểm nghiệm sức bền của dẫn động lái ............................................................ 66
4.5.2.1. Tính kiểm nghiệm sức bền của thanh kéo bên ...................................................... 66
4.6. Tính toán kiểm nghiệm các thông số liên quan đến bộ trợ lực lái ........................ 71
4.6.1. Tính kiểm nghiệm lực tác dụng lên vô lăng lái khi có trợ lực ................................. 71
4.6.2. Kiểm tra hiệu quả của bộ trợ lực .............................................................................. 76
4.6.3. Kiểm tra chỉ số phản lực của bộ trợ lực lên vành tay lái .......................................... 76
4.6.4. Kiểm tra độ nhạy của bộ trợ lực lái .......................................................................... 78
Chương 5: CHẨN ĐOÁN NHỮNG HƯ HỎNG TRONG HỆ THỐNG LÁI VÀ
BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC ............................................................................................. 79
5.1. Vành tay lái bị rơ mạnh ............................................................................................ 79
5.2. Vành tay lái nặng ...................................................................................................... 99
5.3. Áp suất của bộ trợ lực lái không ổn định ................................................................ 82
iv

5.4. Bơm trợ lực lái làm việc ồn và rò rĩ dầu.................................................................. 83
5.5. Tay lái trả về chậm .................................................................................................... 84
Chương 6: BẢO DƯỠNG VÀ CÁCH SỬA CHỮA CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ
THỐNG LÁI ..................................................................................................................... 86
6.1. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái .............................................................................. 86
6.2. Sửa chữa các chi tiết trong hệ thống lái .................................................................. 87
KẾT LUẬN ....................................................................................................................... 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................ 90

v


DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ
HÌNH 1.1 SƠ ĐỒ KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI VỚI HỆ THỐNG TREO PHỤ
THUỘC ................................................................................................................................ 5
HÌNH 1.2 HỆ THỐNG LÁI VỚI HỆ THỐNG TREO ĐỘC LẬP ...................................... 5
HÌNH 1.3 CÁC SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG LÁI .......................................................................... 6
HÌNH 1.4 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LÁI CÓ CƯỜNG HÓA .................................................... 6
HÌNH 1.5 QUY LUẬT THAY ĐỔI THAY ĐỔI TỶ SỐ TRUYỀN ĐỘNG HỌC CỦA
CƠ CẤU LÁI........................................................................................................................ 8
HÌNH 1.6 SỰ THAY ĐỔI KHE HỞ TRONG CƠ CẤU LÁI ............................................. 9
HÌNH 1.7 CƠ CẤU LÁI TRỤC VÍT – CUNG RĂNG ĐẶT GIỮA ................................. 10
HÌNH 1.8 CƠ CẤU LOẠI TRỤC VÍT HÌNH TRỤ - CUNG RĂNG ĐẶT BÊN ............. 11
HÌNH 1.9 CƠ CẤU LÁI TRỤC VÍT GLÔBÔÍT - CON LĂN HAI VÀNH ..................... 12
HÌNH 1.10 CƠ CẤU LÁI TRỤC VÍT - CHỐT QUAY LOẠI MỘT CHỐT .................... 13
HÌNH 1.11 CƠ CẤU LÁI BÁNH RĂNG - THANH RĂNG ............................................ 14
HÌNH 1.12 SƠ ĐỒ LẮP ĐẶT CƠ CẤU LÁI BÁNH RĂNG - THANH RĂNG ............. 14
HÌNH 1.13 CƠ CẤU LÁI LIÊN HỢP TRỤC VÍT - ÊCU BI - THANH RĂNG CUNG RĂNG..................................................................................................................... 15

HÌNH 1.14 CƠ CẤU LÁI LOẠI TRỤC VÍT – ĐAI ỐC – ĐÒN QUAY ......................... 16
HÌNH 1.15 CƠ CẤU LÁI LOẠI TRỤC VÍT LẮC - ĐAI ỐC ......................................... 17
HÌNH 1.16 CƠ CẤU LẠI LOẠI TRỤC VÍT – ĐAI ỐC QUAY ...................................... 18
HÌNH 1.17 MỘT SỐ SƠ ĐỒ HÌNH THANG LÁI ........................................................... 19
BẢNG 2.1 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE HONDA CIVIC ............................ 24
BẢNG 2.2 CÁC THÔNG SỐ, KIỂU LOẠI CỦA MỘT SỐ THIẾT BỊ VÀ HỆ
THỐNG TRÊN HONDA CIVIC ....................................................................................... 25
BẢNG 2.3 TỶ SỐ TRUYỀN CỦA CÁC TAY SỐ TRONG HỘP SỐ TRÊN XE Ô TÔ
HONDA CIVIC .................................................................................................................. 31
HÌNH 2.1 HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA XE Ô TÔ HONDA CIVIC THẾ HỆ THỨ 6 .... 23
HÌNH 2.2 HÌNH VẼ TỔNG THỂ CỦA XE HONDA CIVIC ........................................... 23
HÌNH 2.3 SƠ ĐỒ KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ HONDA CIVIC ............... 26
HÌNH 2.4 KẾT CẤU CỦA CƠ CẤU PHANH TRƯỚC ................................................... 27
HÌNH 2.5 KẾT CẤU TỔNG THỂ CỦA HỆ THỐNG TREO TRƯỚC ............................ 28
HÌNH 2.6 KẾT CẤU TỔNG THỂ CỦA HỆ THỐNG TREO SAU .................................. 29
HÌNH 2.7 KẾT CẤU TỔNG THỂ CỦA LY HỢP TRÊN Ô TÔ HONDA CIVIC ........... 30
HÌNH 2.8 KẾT CẤU BÊN TRONG CỦA HỘP SỐ TRÊN HONDA CIVIC................... 32
HÌNH 2.9 KẾT CẤU TỔNG THỂ CỦA VI SAI VÀ TRUYỀN LỰC CHÍNH ................ 33

vi


BẢNG 3.1 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CÁC BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG
LÁI TRÊN Ô TÔ HONDA CIVIC .................................................................................... 34
HÌNH 3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG LÁI VÀ VỊ TRÍ CỦA VAN
PHÂN PHỐI KHI XE CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ........................................................... 35
HÌNH 3.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG LÁI VÀ VỊ TRÍ CỦA VAN
PHÂN PHỐI KHI XE QUAY VÒNG TRÁI ..................................................................... 36
HÌNH 3.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG LÁI VÀ VỊ TRÍ CỦA VAN
PHÂN PHỐI KHI XE QUAY VÒNG PHẢI ..................................................................... 37

HÌNH 3.4 KẾT CẤU CỦA VÔ LĂNG TRÊN HONDA CIVIC....................................... 38
HÌNH 3.5 KẾT CẤU CỦA TRỤC LÁI TRÊN HONDA CIVIC ...................................... 39
HÌNH 3.6 KẾT CẤU CƠ CẤU LÁI TRÊN HONDA CIVIC ........................................... 48
HÌNH 3.7 KẾT CẤU CỦA THANH KÉO BÊN ............................................................... 49
HÌNH 3.8 KẾT CẤU CỦA VAN PHÂN PHỐI ................................................................ 42
HÌNH 3.9 VỊ TRÍ CỦA VAN PHÂN PHỐI KHI XE CHUYỂN ĐỘNG THẲNG .......... 43
HÌNH 3.10 VỊ TRÍ CỦA VAN PHÂN PHỐI KHI XE QUAY SANG PHẢI ................... 44
HÌNH 3.11 VỊ TRÍ CỦA VAN PHÂN PHỐI KHI XE QUAY SANG TRÁI ................... 45
HÌNH 3.12 KẾT CẤU CỦA BƠM TRỢ LỰC LÁI TRÊN HONDA CIVIC ................... 46
HÌNH 3.13 CÁC GIAI ĐOẠN LÀM VIỆC CỦA BƠM ................................................... 47
HÌNH 3.14 KẾT CẤU CỦA XI LANH TRỢ LỰC ........................................................... 47
HÌNH 3.15 KẾT CẤU CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG PHỤ (a) VÀ CHÍNH
(b)........................................................................................................................................ 58
HÌNH 3.16 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU
LƯỢNG Ở TỐC ĐỘ THẤP ............................................................................................... 59
HÌNH 3.17 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU
LƯỢNG Ở TỐC ĐỘ TRUNG BÌNH. ................................................................................ 59
HÌNH 3.18 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU
LƯỢNG Ở TỐC ĐỘ CAO ................................................................................................. 52
HÌNH 3.19 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU
LƯỢNG Ở TỐC ĐỘ CỰC ĐẠI ......................................................................................... 53
HÌNH 3.20 QUAN HỆ GIỮA LƯU LƯỢNG DẦU TRỢ LỰC LÁI VỚI SỐ VÒNG
QUAY ĐỘNG CƠ ............................................................................................................. 53
BẢNG 4.1 CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ HONDA
CIVIC ................................................................................................................................. 54
BẢNG 4.2 KẾT QUẢ TÍNH ĐƯỢC CỦA βlt VÀ βtt TƯƠNG ỨNG VỚI CÁC GÓC
α VÀ MỨC ĐỘ SAI LỆCH ε............................................................................................. 64

vii

HÌNH 4.1 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN MÔ MEN CẢN QUAY VÒNG DO LỰC CẢN LĂN
TÁC DỤNG Ở BÁNH XE DẪN HƯỚNG ........................................................................ 68
HÌNH 4.2 SƠ ĐỒ XÁC ĐỊNH MÔ MEN CẢN QUAY GÂY RA DO LỰC NGANG.... 68
HÌNH 4.3 SƠ ĐỒ BÁNH XE ĐÀN HỒI LĂN KHI CÓ VÀ KHÔNG CÓ LỰC
NGANG TÁC DỤNG ........................................................................................................ 69
HÌNH 4.4 ĐỘNG HỌC QUAY VÒNG LÝ TƯỞNG (a) VÀ THỰC TẾ (b) KHI
DÙNG HÌNH THANG LÁI ............................................................................................... 61
HÌNH 4.5 SƠ ĐỒ HÌNH THANG LÁI (a) VÀ QUAN HỆ HÌNH HỌC CỦA CÁC
THÔNG SỐ TRONG HÌNH THANG LÁI (b) .................................................................. 62
HÌNH 4.6 ĐỒ THỊ BIỄU DIỄN MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC GÓC QUAY CỦA
BÁNH XE DẪN HƯỚNG ................................................................................................. 79
HÌNH 4.7 SƠ ĐỒ BIỄU DIỄN SỰ THAY ĐỔI GÓC LỆCH GIỮA PHƯƠNG CỦA
LỰC CẢN QUAY VỚI PHƯƠNG CỦA THANH KÉO BÊN ......................................... 67
HÌNH 4.8 SƠ ĐỒ LỰC TÁC DỤNG LÊN THANH KÉO BÊN KHI PHANH LÚC
XE ĐANG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ............................................................................. 69
HÌNH 4.9 SƠ ĐỒ LỰC TÁC DỤNG LÊN HỆ THỐNG LÁI KHI XE QUAY VÒNG
TẠI CHỖ ĐỂ CHUYỂN HƯỚNG QUA TRÁI ................................................................ 88
HÌNH 4.10 SƠ ĐỒ BIỂU DIỄN CÁC LỰC SINH RA (a) VÀ SỰ LĂN LỆCH CỦA
LỐP DO BIẾN DẠNG (b) KHI Ô TÔ QUAY VÒNG LÚC ĐANG CHUYỂN ĐỘNG .. 74
HÌNH 5.1 ĐO ĐỘ RƠ VÀNH TAY LÁI CÓ KẾT HỢP LỰC KẾ [2] ............................. 98
HÌNH 5.2 SƠ ĐỒ KẾT NỐI DỤNG CỤ KIỂM TRA BƠM TRỢ LỰC LÁI [2] ............. 81
HÌNH 5.3 CÁCH KIỂM TRA LỰC CĂNG (a) VÀ ĐỘ CHÙNG CỦA DÂY ĐAI (b) ... 83

viii


Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

MỞ ĐẦU

Để đảm bảo cho một chiếc xe ô tô trong quá trình hoạt động được an toàn và
mang lại hiệu quả cao, thì các hệ thống và bộ phận hay chi tiết cấu tạo nên nó phải
hoạt động tốt và thật chính xác. Song song với hệ thống phanh thì hệ thống lái cũng là
một trong số hệ thống quan trọng nhất của xe ô tô, nó làm nhiệm vụ giữ cho xe chuyển
động ổn định theo một hướng nào đấy hoặc thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết
theo yêu cầu.
Nếu hệ thống lái bị hư hỏng, gặp sự cố sẽ dẫn đến khả năng ô tô bị mất hoàn
toàn tính điều khiển hoặc hoạt động không theo ý muốn của người lái xe, đây là
nguyên nhân chính làm xảy ra tai nạn giao thông ảnh hưởng đến tính mạng của chính
người điều khiển xe và những người xung quanh. Vì thế các chi tiết hay bộ phận trong
hệ thống lái nói riêng phải đảm bảo đủ độ bền và chất lượng.
Chất lượng của hệ thống lái phụ thuộc nhiều vào cách bảo dưỡng và sửa chữa,
nếu công việc bảo dưỡng đúng cách thì sẽ làm tăng tuổi thọ và hiệu quả hoạt động của
hệ thống lái. Vì vậy để làm tốt công việc này thì người kỹ thuật phải hiểu rõ nguyên lý
làm việc cũng như kết cấu bên trong của các chi tiết hay bộ phận của hệ thống lái, có
như vậy mới biết được các hư hỏng của nó để sửa chữa rút ngắn thời gian và mang lại
hiệu quả kinh tế, hoặc phần nào nắm rõ để giúp công việc bảo dưỡng một cách thuận
lợi.
Đề tài khảo sát và tính kiểm nghiệm hệ thống lái trên xe Honda Civic với mục
đích chính là phần nào làm rõ được các thông số kỹ thuật, kết cấu của các chi tiết hoặc
bộ phận cũng như nguyên lý làm việc và cách bảo dưỡng của hệ thống lái nhằm đáp
ứng được các yêu cầu đặt ra ở trên. Nội dung của đề tài đề cập đến các vấn đề sau:
- Tổng quan về hệ thống lái sử dụng trên ô tô: nội dung trong phần này chủ
yếu khái quát các công dụng cũng như phân loại và một số yêu cầu chính
của hệ thống lái sử dụng trên ô tô. Ngoài ra thì nội dung còn trình bày thêm

-

-

một số sơ đồ cùng với các chi tiết và bộ phận chính sử dụng trong hệ thống
lái thông dụng sử dụng phổ biến trên ô tô.
Giới thiệu sơ lược về xe ô tô Honda Civic.
Khảo sát hệ thống lái: trong phần này nêu rõ kết cấu các chi tiết, bộ phận
chính trong hệ thống lái lắp trên xe Honda Civic như vô lăng, trục lái, cơ
cấu lái, trợ lực lái….cũng như nguyên lý làm việc của cả hệ thống và của
từng bộ phận.
Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái: trong phần này chỉ phần nào tính toán
các trị số chính như mô men cản quay vòng, lực cần thiết tác dụng lên vô

Sinh viên thực hiện: Trà Thanh Hân

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

1


Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

lăng, tính toán kiểm tra động học hình thang lái, tính toán kiểm tra sức bền
-

của các chi tiết chính(trục lái và dẫn động lái)
Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống lái.

Ngoài các mục đích chính đã được nêu ở trên, thì đề tài còn giúp bạn đọc hiểu
rõ hơn hệ thống lái trên ô tô, đặc biệt là hệ thống lái có trợ lực thủy lực trên ô tô Honda
Civic.
Đà nẵng, ngày tháng năm 2019
Sinh viên thực hiện

Trà Thanh Hân

Sinh viên thực hiện: Trà Thanh Hân

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

2


Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI

1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại
1.1.1. Công dụng
Hệ thống lái là tập hợp các cơ cấu dùng để:
- Giữ cho ôtô máy kéo chuyển động theo một hướng xác định nào đấy;
- Thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo yêu cầu cơ động của xe.
Hệ thống lái nói chung bao gồm các bộ phận chính sau:
- Vô lăng, trục lái và cơ cấu lái: Dùng để tăng và truyền mô men do người lái
tác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái;
- Dẫn động lái: Dùng để truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn
hướng và để đảm bảo động học quay vòng cần thiết của chúng;
- Cường hóa lái: Thường sử dụng trên các xe tải trọng lớn và vừa. Nó dùng để
giảm nhẹ lực quay vòng cho người lái bằng nguồn năng lượng bên ngoài. Trên các xe
cỡ nhỏ có thể không có.
1.1.2. Yêu cầu
Hệ thống lái phải đảm bảo những yêu cầu chính sau:
- Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định: Để đảm bảo yêu cầu này thì:

+ Hành trình tự do của vô lăng tức là khe hở trong hệ thống lái khi vô lăng ở vị
trí trung gian tương ứng với chuyển động thẳng phải nhỏ(không lớn hơn 150 khi có trợ
lực và không lớn hơn 50 khi không có trợ lực);
+ Các bánh dẫn hướng phải có tính ổn định tốt;
+ Không có hiện tượng tự dao động các bánh dẫn hướng trong mọi điều kiện
làm việc và mọi chế độ chuyển động.
- Đảm bảo tính cơ động cao: tức xe có thể quay vòng thật ngoặt trong một
khoảng thời gian rất ngắn trên một diện tích thật bé;
- Đảm bảo động học quay vòng đúng: để các bánh xe không bị trượt lê gây mòn
lốp, tiêu hao công suất vô ích và giảm tính ổn định của xe;
- Giảm được các va đập từ đường lên vô lăng khi chạy trên đường xấu hoặc
chướng ngại vật;
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện: lực điều khiển lớn nhất cần tác dụng lên vô
lăng (Plmax) được qui định theo tiêu chuẩn quốc gia hay tiêu chuẩn ngành:
+ Đối với xe du lịch và tải trọng nhỏ: Plvmax không được lớn hơn 150  200 N;
+ Đối với xe tải và khách không được lớn hơn 500 N.

Sinh viên thực hiện: Trà Thanh Hân

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

3


Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên vô lăng 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 vô lăng và của bánh xe dẫn hướng.
1.1.3. Phân loại

Hệ thống lái trên ô tô được phân loại dựa trên các yếu tố sau:
- Theo vị trí bố trí vô lăng, chia ra:
+ Vô lăng bố trí bên trái (tính theo chiều chuyển động) dùng cho những nước xã
hội chủ nghĩa trước đây, Pháp, Mỹ,...
+ Vô lăng bố trí bên phải: dùng cho các nước thừa nhận luật đi đường bên trái
như: Anh, Thuỵ Điển ...Sở dĩ được bố trí như vậy là để đảm bảo tầm quan sát của
người lái, đặt biệt là khi vượt xe.
- Theo kết cấu cơ cấu lái, hệ thống lái được chia ra các loại:
+ Trục vít - Cung răng;
+ Trục vít - Chốt quay;
+ Trục vít - Con lăn;
+ Bánh răng - Thanh răng;
+ Thanh răng liên hợp (Trục vít - Liên hợp êcu bi - Thanh răng - Cung răng).
- Theo số lượng bánh xe chuyển hướng, chia ra:
+ Các bánh xe dẫn hướng nằm ở cả hai cầu;
+ Các bánh xe dẫn hướng ở tất cả các cầu;
- Theo kết cấu và nguyên lí làm việc của bộ cường hoá lái, chia ra:
+ Cường hoá thuỷ lực;
+ Cường hoá khí (khi nén hoặc chân không);
+ Cường hoá điện;
+ Cường hoá cơ khí.
- Ngoài ra còn có thể phân loại theo: Số lượng các bánh xe dẫn hướng (các bánh
dẫn hướng chỉ ở cầu trước, ở cả hai cầu hay tất cả các cầu), theo sơ đồ bố trí cường
hóa lái.

Sinh viên thực hiện: Trà Thanh Hân

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

4

Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

1.2.

Các sơ đồ hệ thống lái

1.2.1. Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc

Hình 1.1 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc
Chú thích: 1- Vô lăng; 2- Cạnh bên hình thang lái; 3- Đòn kéo ngang; 4- Cam quay; 5Đòn quay ngang; 6- Đòn kéo dọc; 7- Đòn quay đứng; 8- Trục vít-cung răng của cơ cấu
lái; 9- Trục lái.
Trên hình 1.1 là sơ đồ kết cấu chung nhất của hệ thống lái dùng cho hệ thống
treo phụ thuộc, nó bao gồm các chi tiết và bộ phận chính sau:
+ Vô lăng 1, trục lái 9, cơ cấu lái 8, đòn quay đứng 7, đòn kéo dọc 6, đòn quay
ngang 5, cam quay 4, cạnh bên hình thang lái 2 và đòn kéo ngang 3.
1.2.2. Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập

Hình 1.2 Hệ thống lái với hệ thống treo độc lập
Chú thích: 1- Các đòn quay; 2- Đòn kéo bên; 3- Đòn quay trên trục ra cơ cấu lái; 4Đòn kéo ngang giữa; 5- Đòn lắc.
Trên hình 1.2 là sơ đồ kết cấu chung nhất của hệ thống lái dùng cho hệ thống
treo độc lập, so với sơ đồ hình 1.1 thì lúc này đòn quay ngang không thể làm ở dạng
thanh liền nữa nên có thêm đòn lắc 5 và thanh kéo bên 2.

Sinh viên thực hiện: Trà Thanh Hân

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

5

Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

1.2.3. Các sơ đồ dẫn động lái

a) Dẫn động lái với hệ thống treo
b) Dẫn động lái với hệ thống
phụ thuộc
treo độc lập
Hình 1.3 Các sơ đồ dẫn động lái
Chú thích: 1- Đòn kéo ngang; 2,4- Đòn kéo dọc và ngang; 3- Đòn quay ngang; 5Hình thang lái; 6- Bộ phận hướng hệ thống treo; 7- Thanh kéo bên; 8- Đòn lắc;
9,10- Các khớp bản lề.
Trên hình 1.3 là các sơ đồ nguyên lý dẫn động lái đối với hệ thống treo phụ
thuộc (a) và hệ thống treo độc lập (b), nó bao gồm các chi tiết và bộ phận chính như đã
nêu ở trên(phần chú thích hình 1.3).
1.2.4. Sơ đồ hệ thống lái có cường hóa

Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống lái có cường hóa
Chú thích: 1- Bộ phận phân phối; 2- Xi lanh lực; 3- Cơ cấu lái.
Trên hình 1.4 là một sơ đồ hệ thống lái có cường hóa điển hình, với phương án
bố trí các bộ phận phân phối, xi lanh lực và cơ cấu lái riêng biệt. Theo kiểu bố trí này
mang lại nhiều ưu điểm nổi bật và được nói rõ hơn trong phần cường hóa lái sau này.
Sinh viên thực hiện: Trà Thanh Hân

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

6

Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

1.3.

Các chi tiết và bộ phận chính của hệ thống lái trên ô tô

1.3.1. Vô lăng
Vô lăng hay còn gọi là bánh lái thường có dạng tròn với các nan hoa, dùng để
tạo và truyền mô men quay do người lái tác dụng lên trục lái. Các nan hoa có thể bố trí
đối xứng hoặc không, đều hay không đều tuỳ theo sự thuận tiện khi lái.
Bán kính vô lăng được chọn phụ thuộc vào loại xe và cách bố trí chỗ ngồi của
người lái, dao động từ 190 mm (đối với xe du lịch cỡ nhỏ) đến 275 mm (đối với xe tải
và xe khách cỡ lớn ).
1.3.2. Trục lái
Trục lái là một đòn dài có thể đặc hoặc rỗng, có nhiệm vụ truyền mô men từ vô
lăng xuống cơ cấu lái. Độ nghiêng của trục lái sẽ quyết định góc nghiêng của vô lăng,
nghĩa là ảnh hưởng đến sự thoải mái của người lái khi điều khiển.
1.3.3. Cơ cấu lái
Cơ cấu lái thực chất là một hộp giảm tốc, có nhiệm vụ biến chuyển động quay
tròn của vô lăng thành chuyển động góc (lắc) của đòn quay đứng và bảo đảm tăng mô
men theo tỷ số truyền yêu cầu.
a. Các thông số đánh giá cơ bản
a1. Tỷ số truyền động học:
iω =

dθ ωθ ωv
=
=
dφ ωφ ωr

(1.1)

Ở đây:
θ, φ- Các góc quay tương ứng của trục vào (vô lăng) và trục ra (đòn quay
đứng);
ωθ , ωφ : Các vận tốc góc tương ứng.
Tỷ số truyền động học iω được chọn xuất phát từ điều kiện là: Đảm bảo cho góc
quay cần thiết của vô lăng để quay các bánh xe dẫn hướng từ vị trí trung gian đến các
vị trí biên không lớn hơn 1,8 vòng đối với ô tô du lịch và không lớn hơn 3 vòng đối
với ô tô tải và ô tô khách, nhằm đảm bảo yêu cầu cơ động cao và thuận tiện điều khiển
khi xe quay vòng.
Giá trị của iω phụ thuộc vào loại và cỡ xe, thường nằm trong giới hạn 13 ÷ 22 đối
với ô tô du lịch và 20 ÷ 25 đối với ô tô tải và khách, trong một số trường hợp có thể tới
40.
Tỷ số truyền động học iω có thể được thiết kế không đổi hoặc thay đổi theo góc
quay của vô lăng. Cơ cấu lái có iω thay đổi thường được dùng trong hệ thống lái không
có cường hoá. Mặc dù kết cấu không phức tạp nhưng tính công nghệ kém hơn nên đắt
hơn so với loại cơ cấu lái có iω không đổi.
Sinh viên thực hiện: Trà Thanh Hân

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

7


Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

Quy luật thay đổ iω có một số dạng khác nhau tuỳ thuộc vào loại, kích cỡ và
tính năng của xe. Đối với các xe thông thường: Quy luật thay đổi iω có dạng như
đường 4 trên hình 1.5 là hợp lý nhất.

Hình 1.5 Quy luật thay đổi thay đổi tỷ số truyền động học của cơ cấu lái
Trong phạm vi góc quay |θ|  900÷1200, tỷ số truyền iω cần phải lớn để tăng độ
chính xác điều khiển và giảm lực cần tác dụng lên vô lăng. Khi xe chạy trên đường
thẳng với tốc độ lớn, theo số liệu thống kê thì đa số thời gian hệ thống lái làm việc với
góc quay nhỏ của vô lăng quanh vị trí trung gian. Ngoài ra iω tăng còn làm giảm được
các va đập từ mặt đường.
Ở các góc quay |θ| > 900 ÷ 1200 tỷ số iω cần giảm để tăng tốc độ quay vòng,
tăng tính cơ động của xe.
Đối với các xe tốc độ thấp và trọng tải toàn bộ lớn, quy luật thay đổi iω được
làm theo đường 2 trên hình 1.5, để khi quay vòng không ngoặt tương đối thường
xuyên thì lực cần tác dụng nhỏ.
Trên các xe tốc độ rất lớn: Thường sử dụng quy luật như đường 1 trên hình 1.5.
Khi đó, trong thời gian chuyển động thẳng với tốc độ rất lớn điều khiển ô tô được
nhạy, còn khi quay vòng ngoặt với tốc độ vừa phải thì giảm được lực tác dụng.
Đối với các xe có cường hoá lái: thì iω được làm không đổi (đường 3 trên hình
1.5) vì lúc này vấn đề cần giảm nhẹ điều khiển đã có cường hoá giải quyết.
a2. Tỷ số truyền lực:
iF =

Mr Mdq
=
Mv Mvl

(1.2)

Ở đây:
iF - Tỷ số truyền lực;
Mr- Mô men ra khỏi cơ cấu lái (hay trên đòn quay đứng);
Mv- Mô men vào cơ cấu lái (hay trên vô lăng).

a3. Hiệu suất:
Hiệu suất của cơ cấu lái có thể xác định theo công thức sau:

Sinh viên thực hiện: Trà Thanh Hân

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

8


Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

ηt =

Nr
Mr ωr
iF
=
=
Nv Mv ωv iω

(1.3)

Ở đây:
Mr, Mv - Các mô men đo ở đầu ra và đầu vào của cơ cấu lái;
ωv , ωr - Các tốc độ góc tương ứng ở đầu ra và đầu vào của cơ cấu lái;
iF

- Tỷ số truyền lực;

iω

- Tỷ số truyền động học.

Do hiệu suất của cơ cấu lái có giá trị khác nhau tuỳ theo chiều truyền lực từ trên
trục lái xuống hay từ dưới bánh xe dẫn hướng lên, nên người ta phân biệt:
- Hiệu suất thuận ηth : Là hiệu suất tính theo chiều truyền lực từ trên trục lái
xuống các bánh xe dẫn hướng.
- Hiệu suất nghịch ηng : Là hiệu suất tính theo chiều truyền lực từ dưới bánh xe
dẫn hướng lên vô lăng.
Hiệu suất thuận của cơ cấu lái cần phải lớn để giảm tổn thất lực và giảm nhẹ lực
điều khiển. Trong khi đó hiệu suất nghịch cần phải nhỏ để giảm các va đập truyền từ hệ
thống chuyển động lên vô lăng. Tuy vậy hiệu suất nghịch không được quá thấp vì sẽ làm
mất tác dụng của mô men ổn định và bánh dẫn hướng sẽ không tự trở về được vị trí trung
gian khi bị lệch khỏi vị trí đó do va đập và người lái bị mất cảm giác đường.
Khi sử dụng cường hoá thì yêu cầu đặt ra với các giá trị hiệu suất giảm đi nhiều.
Do lúc này cường hoá vừa đảm bảo lái nhẹ vừa dập tắt những va đập truyền từ bánh xe
lên vô lăng.
b. Khe hở trong cơ cấu lái.
Khe hở trong cơ cấu lái cần phải nhỏ ở vị trí trung gian của vô lăng ứng với
chuyển động thẳng của xe. Ở vị trí này, bề mặt làm việc các chi tiết của cơ cấu lái làm
việc nhiều nên cường độ mài mòn lớn và khe hở tăng nhanh hơn ở các vị trí khác. Do
vậy, để khi điều chỉnh khe hở không xảy ra kẹt ở các vị trí biên, khe hở ở các vị trí này
được làm tăng lên bằng các biện pháp kết cấu và công nghệ. Trong quá trình sử dụng,
chênh lệch giá trị khe hở sẽ giảm dần.

Hình 1.6 Sự thay đổi khe hở trong cơ cấu lái
Chú thích: 1- Cơ cấu lái còn mới; 2- Cơ cấu lái đã sử dụng; 3- Sau khi đã điều
chỉnh khe hở trung gian.
Sinh viên thực hiện: Trà Thanh Hân

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

9


Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

c. Các cơ cấu lái thông dụng
c1. 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, cụ thể là hiệu suất thuận ηth = 0,5÷0,7 và hiệu suất nghịch ηng =
0,4 ÷ 0,55 và đồng thời điều chỉnh khe hở ăn khớp phức tạp nếu bố trí cung răng ở
mặt phẳng đi qua trục trục vít.
Cung răng có thể là cung răng thường đặt ở mặt phẳng đi qua trục trục vít(hình
1.7) hoặc đặt ở phía bên cạnh (hình 1.8). Cung răng đặt bên có ưu điểm là đường tiếp
xúc giữa răng 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.

Hình 1.7 Cơ cấu lái trục vít – cung răng đặt giữa
Chú thích: 1- Ổ bi; 2- Trục vít; 3- Cung răng; 4-Vỏ.

Sinh viên thực hiện: Trà Thanh Hân

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

10


Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

Hình 1.8 Cơ cấu loại trục vít hình trụ - cung răng đặt bên
Chú thích: 1- Ổ bi; 2 - Trục vít; 3- Cung răng; 4- Vỏ.
Tỷ số truyền của cơ cấu lái trục vít - cung răng không đổi và xác định theo công
thức:
iω =

2πR0
tZ1

(1.4)

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÷0,5 mm. Sự thay
đổi khe hở được đảm bảo nhờ mặt sinh trục vít và vòng tròn cơ sở của cung răng có
bán kính khác nhau.
c2. Loại trục vít – con lăn:
Cơ cấu lái loại trục vít - con lăn (hình 1.9) được sử dụng rộng rãi trên các loại ô
tô do có ưu điểm:
+ Kết cấu gọn nhẹ;
+ Hiệu suất cao do thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn;

+ Hiệu suất thuận: ηth = 0,77 ÷ 0,82;
+ Hiệu suất nghịch: ηng = 0,6;
+ Điều chỉnh khe hở ăn khớp đơn giản và có thể thực hiện nhiều lần.

Sinh viên thực hiện: Trà Thanh Hân

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

11


Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

Hình 1.9 Cơ cấu lái trục vít glôbôít - con lăn hai vành
Chú thích: 1- Trục đòn quay đứng; 2- Đệm điều chỉnh; 3- Nắp trên; 4- Vít điều
chỉnh; 5- Trục vít; 6- Đệm điều chỉnh; 7- Con lăn; 8- Trục con lăn.
Để có thể điều chỉnh khe hở ăn khớp, đường trục của con lăn đươc bố trí lệch
với đường trục của trục vít một khoảng 5÷7 mm. Khi dịch chuyển con lăn dọc theo
trục quay của đòn quay đứng thì khoảng cách trục giữa con lăn và trục vít sẽ thay đổi.
Do đó khe hở ăn khớp cũng thay đổi theo.
Sự thay đổi khe hở ăn khớp từ vị trí giữa đến vị trí biên được thực hiện bằng
cách dịch chuyển trục quay O2 của đòn quay đứng ra khỏi tâm mặt trụ chia của trục vít
O1 một lượng x = 2,5÷5 mm.
Tỷ số truyền của cơ cấu lái trục vít - con lăn được xác định theo công thức sau:
2πRK 2πR0 RK
RK
iω =
=
= iω0
(1.5)

tZ1
tZ1 R0
R0
Ở đây :
t - Bước trục vít;
Z1 - Số mối ren trục vít;
Rk - Bán kính vòng (tiếp xúc) giữa con lăn và trục vít (khoảng cách từ điểm tiếp
xúc đến tâm đường quay đứng);
R0 - Bán kính vòng chia của bánh răng cắt trục vít;
i0 - Tỷ số truyền giữa bánh răng cắt và trục vít.
Theo công thức trên ta thấy iω thay đổi theo góc quay trục vít. Tuy vậy sự thay
đổi này không lớn khoảng từ 5 ÷ 7% (từ vị trí giữa ra vị trí biên). Nên có thể coi như
iω không thay đổi.
Sinh viên thực hiện: Trà Thanh Hân

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

12