MỤC LỤC CHƯƠNG 1: YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG LÁI 1.1.CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG LÁI : 1.1.1 Xoay bánh dẫn hướng: (H.1-1a) 1.1.2 Truyền momen quay có trị số kh đến bánh xe ác chủ động bên trái bên phải.(H.1-1b) 1.1.3 Kết hợp đồng thời hai phương pháp 1.2 Một số phận hệ thống lái 1.2.1 Vành tay lái : (volant) 1.2.2 Trụ lái : 1.2.3 Hộp số lái: 1.2.4 Hình thang lái : 15 1.3 Các thông số hệ thống lái : 18 1.3.1 Động học hệ thống lái : 18 1.3.1.1 Tỷ số truyền hệ thống lái ôtô : 18 1.3.1.2 Điều kiện khơng trượt quay vịng : 20 1.3.2 Hình học lái : 23 1.3.2.1 Góc dỗng : 23 1.3.2.2 Góc nghiêng dọc : 27 1.3.2.3.Góc nghiêng ngang chốt chuyển hướng : 29 1.3.2.4 Độ chụm đầu : 30 1.3.2.5 Độ bẹt hai bánh xe trước quay xe : 31 1.4.Các yêu cầu hệ thống lái : 31 CHƯƠNG CÁC HỆ THỐNG LÁI THÔNG DỤNG 33 2.1 HỆ THỐNG LÁI HAI BÁNH XE PHÍA TRƯỚC : 33 2.1.1 Khái niệm : Hệ thống lái cho phép tác động lên hai bánh xe phía 33 2.1.2.Cấu tạo : 33 2.1.3 Nguyên lý làm việc : 34 SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 2.1.4 Đánh giá hệ thống lái hai bánh xe phía trước: 34 2.2 HỆ THỐNG LÁI BÁNH : 34 2.2.1 Khái niệm : 34 2.2.2 Cấu tạo : 35 2.2.3 Nguyên lý làm việc : 36 2.2.4 Đánh giá : H thống lái bánh th lĩnh vực phát ệ uộc triển 37 2.3.Hệ thống lái học loại thường ( khơng có trợ lực ) : 38 2.3.1 Hệ thống lái học loại trục vít – bánh vít : 38 2.3.2 Hệ thống lái học loại – bánh : 39 2.3.3 Đánh giá hệ thống lái học loại thường ( trợ lực ) 40 2.4 Hệ thống lái học loại cường hóa ( có trợ lực ) : 41 2.4.1 Khái niệm chung hệ thống lái có trợ lực : 41 2.4.2 Bộ trợ lực lái thủy lực loại thường (không dùng điện tử ) : 42 2.4.4 Đánh giá hệ thống lái trợ lực không dùng điện tử : 45 CHƯƠNG NGUYÊN LÝ CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC 46 ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 46 3.1 Khái niệm chung hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử : 46 3.2 Một số phận hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử : 46 3.3 Bộ trợ lực lái điều khiển điện tử: 47 3.3.1 Cấu tạo trợ lực lái điều khiển điện tử : 47 3.3.2 Bộ trợ lực thủy lực : 51 3.3.2.1 :Cấu tạo trợ lực thủy lực: 52 3.3.2.2 Nguyên lý hoạt động trợ lực lái thủy lực: 53 3.3.3 Van điều khiển ( van quay ): 54 3.3.3.1 Cấu tạo van quay: 54 3.3.3.2 Nguyên lý hoạt động van quay: 55 3.4 Bơm thủy lực : 55 3.4.1 Cấu tạo bơm thủy lực: 55 3.4.2 Nguyên lý hoạt động bơm trợ lực thủy lực: 56 3.5 Nguyên lý hoạt động hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử : 57 SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT Chương 1: YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG LÁI 1.1.CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG LÁI : Hệ thống lái xe giới có chức điều khiển quỹ đạo chuyển động xe Việc điều khiển quỹ đạo chuyển dộng xe trì phương chuyển động thay đổi phương chuyển động xe Hai trình gọi chung quay vòng xe.Việc quay vòng xe giới thực phương pháp sau : 1.1.1 Xoay bánh dẫn hướng: (H.1-1a) H.1-1 Các phương pháp quay vòng xe giới 1.1.2 Truyền momen quay có trị số khác đến bánh xe chủ động bên trái bên phải.(H.1-1b) 1.1.3 Kết hợp đồng thời hai phương pháp Phương pháp quay bánh xe dẫn hướng để quay vòng xe giới sử dụng phổ biến Phương pháp thay đổi hướng momen bánh SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT xe chủ động thường áp dụng cho loại xe c giới bánh xích Đối với xe bánh xích, kết hợp việc truyền momen khác đến bánh chủ động hai bên xe với việc hãm bánh xe phía gần tâm quay vịng để quay vịng di n tích nhỏ ,thậm chí quay vịng xe chỗ ệ Phương pháp quay vòng cách kết hợp quay bánh dẫn hướng thay đổi momen kéo bánh chủ động sử dụng cho loại xe chăm sóc trồng với u cầu quay vịng diện tích nhỏ 1.2 Một số phận hệ thống lái H.1-2 Một số phận hệ thống lái SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 1.2.1 Vành tay lái : (volant) + Chức : có chức tiếp nhận momen quay từ người lái truyền cho trục lái + Cấu tạo H.1-3 Vành tay lái Vành tay lái có cấu tạo tương đối giống tấc loại ơtơ.Nó bao gồm vành hình trịn vài nan hoa bố trí quanh vành vành tay lái Ngồi chức tạo momen lái, vành tay lái cịn nơi bố trí số phận khác ơtơ : nút điều khiển cịi ,túi khí an tồn vv Đa số ơtơ trang bị loại còi điện Nút nhấn còi thường bố trí vành tay lái Nút nhấn cịi hoạt động tương tự công tắc điện kiểu thường mở Khi lái xe nhấn nút còi , mạch điện kín làm cịi kêu Để đảm bảo độ an toàn cho người lái hành khách trường hợp xe SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT bị đâm diện Các ôtô thường trang bị hệ thống an toàn Hai loại thiết bị an toàn sử dụng phổ biến dây an toàn túi khí an tồn Nhiều hãng chế tạo ơtơ trang bị túi khí cho loại xe sang trọng, cịn xe thơng thường trang bị dây an tồn H.1-4 Túi khí an tồn Túi khí an tồn có hình dáng tương tự nấm làm nylon phủ neoprene, xếp lại đặc phần vành tay lái Khi xe đâm thẳng vào xe khác vật thể cứng, túi khí phồng lên khoảnh khắc để hình thành đệm mềm lái xe vành tay lái.Túi khí an tồn sử dụng lần Sau hoạt động túi khí phải thay 1.2.2 Trụ lái : + Chức :Trụ lái thành tố cấu thành hệ thống lái có chức truyền momen lái từ volant đến hộp số lái Một trụ lái đơn giản bao gồm trục lái phận bao che trục lái Trụ lái ơtơ đại có cấu tạo phức tạp cho phép thay đổi độ nghiêng vành tay lái cho phép trụ lái chùn ngắn lại người lái va đập trường hợp xảy tai nạn SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT để hạn chế tác hại người lái Ngoài trụ lái nơi lắp đặt nhiều phận khác ôtô : cần điều khiển hệ thống đèn ,cần điều khiển gạt nước, cần điều khiển hộp số ,hệ thống dây điện đầu nối điện, vv + Cấu tạo : Trục lái phận đặt bên vỏ trụ lái có chức truyền chuyển động quay vành tay lái đến hộp số lái Đầu trục lái thường có ren then hoa để liên kết cố định vành tay lái trục lái , đầu trục lái liên kết với trục đầu vào hộp số lái Trục lái gồm đoạn trục gồm nhiều đoạn trục liên kết với trục lái liên kết với trục đầu vào hộp số khớp nối kiểu cardan ,khớp nối mềm , khớp nối kiểu chốt H.1-5 Trụ lái xe đại SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT H.1-6 Khớp nối mềm trục lái H.1-7 Khớp nối kiểu chốt trục lái SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT H.1-8 Kết cấu cho phép thay đổi gọc nghiêng vành tay lái 1.2.3 Hộp số lái: +Chức : hộp số lái hay gọi cấu lái có chức : -Biến chuyển động quay trục lái thành chuyển động ngang dẫn động lái -Tăng lực tác động người lái lên vành tay lái để thực quay vòng xe nhẹ nhàng Hộp số lái hoạt động tương tự hộp số với hai phận gọi quy ước trục quay hộp số lái trục lắc hộp số lái Trục quay đầu vào hộp số lái, trực tiếp liên kết với đầu trục lái thực chuyển động quay theo chuyển động trục lái.Trục lắc đầu hộp số lái liên kết với dịn lắc chuyển hướng dẫn động lái SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT + Các kiểu hộp số lái : Căn vào đặc điểm cấu tạo nguyên lý hoạt động cặp truyền động trục quay-trục lắc phân biệt kiểu hộp số lái sau :  Kiểu bánh răng-thanh răng: H.1-9 Hộp số lái kiểu bánh –thanh Hộp số lái kiểu bánh –thanh có trục quay (đầu vào) chế tạo giống bánh đoạn trục liên kết trục lắc (đầu ra).Trục lắc thẳng Hai đầu liên kết với hai nối bên dẫn động lái thông qua khớp cầu Các bánh liên kết với nhau.Khi bánh quay, chuyển động tĩnh tiến mặt phẳng ngang sang trái phải tuỳ theo chiều quay vành tay lái Trong dẫn động lái với hộp số lái kiểu bánh –thanh địn lắc chuyển hướng mà trực tiếp truyền chuyển động nghang cho nối SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 47 3.3 Bộ trợ lực lái điều khiển điện tử: H.3-2 Sơ đồ trợ lực điện 1;2- Các cảm biến; 3- Bộ điều khiển trung tâm ECU; 4- Môtơ trợ lực; 5- Ắc quy 3.3.1 Cấu tạo trợ lực lái điều khiển điện tử : H.3-3 Bộ trợ lực lái điều khiển điện tử SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 48 H.3-4 Bộ trợ lực lái Bộ trợ lực lái điều kiển điện gồm có trục lái đ t ược chia làm hai phần Phần nối với vành tay lái, phần (đầu ra) nối với Đầu dạng bánh ăn khớp với tha h Hai phần trục lái n khơng nối cứng với mà chuyển động tương Và hai phần trục lái liên hệ với nhờ bánh hành tinh Bộ bánh hành tinh bên ngồi có ăn khớp với bánh động điện Còn bên bốn bánh hành tinh quay quanh bánh trung tâm Bánh trung tâm phần cuối trục lái SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 49 H.3-5 Cơ cấu bánh hành tinh Chính nhờ có bánh trung tâm mà t số truyền hộp số lái ỉ thay đổi Ở trợ lực thủy lực giúp cho việc lái xe nhẹ nhàng SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 50 H.3-6 Các chi tiết trợ lực lái 1- Các bánh hành tinh; 2- Trục đầu nối với răng; - Chốt 4- Nắp; 5- Vịng ăn khớp với mơtơ trợ lực; – Trục nối với vành tay lái SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 51 3.3.2 Bộ trợ lực thủy lực : H.3-7 Sơ đồ hệ thống trợ lực thủy lực 1- Vành tay lái; 2- Van điều khiển; 3- Bơm dầu; 4-Bình dầu; 5- Thanh răng; 6- Pittông trợ lực SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 52 3.3.2.1 :Cấu tạo trợ lực thủy lực: H.3-8 Bộ trợ lực thủy lực Ở hệ thống thiết kế khác so thường chút Một phần có chứa xilanh piston ln vị trí Piston nối với Có hai đường ống dẫn chất lỏng hai bên piston ( thường dầu khơng chịu nén ) Một dịng chất lỏng có áp suất cao bơm vào đầu đường ống để đẩy piston dịc chuyển hỗ trợ h dịch chuyển Như ta đánh lái sang bên có hỗ trợ hệ thống thủy lực sang bên SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 53 H.3-9 Cấu tạo 1- Con trượt phân phối; 2- Thanh 3.3.2.2 Nguyên lý hoạt động trợ lực lái thủy lực: Khi xoay vành tay lái, cản trở gây trọng lượng xe ma sát bánh xe mặt đường gây xoắn xoắn làm van xoay bị lệch Sự thay đổi vị trí van xoay dẫn hướng cho dầu chảy đến đầu xilanh lực Sự khác áp lực dầu tr n hai mặt piston làm ê dịch chuyển nhờ giảm lực lái Đầu bên xilanh lực bị đẩy bình chứa bơm Khi ngừng xoay vành tay lái, lực xoắn xoắn đẩy van xoay vị trí trung tâm, áp lực cân hai mặt piston, lúc bánh xe trở vị trí thẳng đứng L ượng dầu hai đường ống điều khiển van quay SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 54 3.3.3 Van điều khiển ( van quay ): 3.3.3.1 Cấu tạo van quay: H.3-10.Sơ đồ kết cấu van quay Chi tiết van quay xoắn Thanh xoắn kim loại mỏng xoắn có momen tác dụng vào Đầu xoắn nối với trục lái đầu nối với bánh trục vít tùy thuộc vào kiểu hệ thống lái, tồn momen xoắn xoắn cân với tổng momen ng ời lái sử dụng để àm đổi hướng bánh xe l Momen người lái tác động lớn mức độ xoắn nhiều Đầu vào trục tay lái thành phần bên khối van hình trụ ống Nó nối với đầu mút phía xoắn Phía xoắn SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 55 nối với phía ngồi van ống Thanh xoắn làm xoay đầu cấu lái,nối với bánh trục vít phụ thuộc vào kiểu hệ thống lái 3.3.3.2 Nguyên lý hoạt động van quay: Khi người lái xoay vành tay lái thi làm cho xoắn bị vặn đi, làm bên van ống xoay tương phía ngồi Do phần bên van ống nối với trục lái n tổng số góc quay b ên ên bên van ống phụ thuộc vào người lái xoay vành tay lái Khi vành tay lái khơng có tác động, hai đường ống thủy lực cung cấp áp suất cho cấu lái Nhưng van ống xoay bên, đường ống mở để cung cấp dịng cao áp cho đường ống phía bên 3.4 Bơm thủy lực : 3.4.1 Cấu tạo bơm thủy lực: H.3-11 Kết cấu bơm trợ lực kiểu cánh gạt SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 56 Để cung cấp cho hệ thống thủy lực hoạt động hỗ trợ cho hệ thống lái, người ta sử dụng b ơm thủy lực kiểu cánh gạt B dẫn động ơm momen động nhờ truyền động puli-đai Nó bao gồm nhiều cánh gạt vừa di chuyển hướng kính rãnh roto 3.4.2 Nguyên lý hoạt động bơm trợ lực thủy lực: Khi roto quay, tác dụng lực ly tâm cánh gạt bị văng tì sát vào khơng gian kín hình ơvan Dầu thủy lực bị kéo từ đường ống có áp suất thấp bị nén tới đầu có áp suất cao Lượng dầu cung cấp phụ thuộc vào tốc độ động Bơm thiết kế để cung cấp đủ lượng dầu động chạy không tải, cung cấp nhiều dầu động hoạt động tốc độ cao Để tránh tải cho hệ thống áp suất cao, người ta lắp đặt cho hệ thống van giảm áp Khi áp suất dầu lớn dầu mở van giảm áp cho dầu chạy khoang chứa dầu SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 57 3.5 Nguyên lý hoạt động hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử : H.3-12 Một số phận hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử 1- Cảm biến; 2- Bộ sử lý trung tâm ECU; 3- Bơm dầu, 4- Bình dầu Hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử (hệ thống lái linh hoạt) hoạt động không hệ thống lái khác Khi xe chạy với tốc độ chậm ,bình thường việc điều khiển xe tương đối dễ dàng ,lúc trợ lực điều khiển điện tử chưa hoạt động Khi xe chạy với tốc độ cao ,tình trạng mặt đường xấu có thay đổi đột ngột lái qua khúc cua với tốc độ cao, lạn lách để trách xe khác lúc trợ lực điều khiển điện tử m hoạt động ới để hỗ trợ cho người lái sử lý tình cách dễ dàng Để biết thay đổi th hhệ thống lái có cảm ì biến để thu nhận tin hiệuđể truyền đến bố xử lý trung âm ECU t SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 58 Thường có cảm biến cảm biến tốc độ xe, cảm biến góc quay vành tay lái… Bộ xử lý trung tâm ECU sau nhận tín hiệu từ cảm biến xử lý thơng tin v đưa tín hiệu để điều khiển cho động c điện quay ,làm cho bánh hành tinh quay theo dẫn tới chuyển động làm cho bánh xe dẫn hướng hoạt động Hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử hoạt động không phụ thuộc hoàn toàn vào điều khiển người lái mà tự điều khiển việc lái xe mà người lái chưa tác dụng lực lên vành tay lái, tức xen vào tức thời để hỗ trợ cho người lái H 3-13 Đồ thi thể hay đổi tỷ số truyền SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 59 Trên đa số xe người ta thường phải xoay vành tay lái đến ba bốn vòng để chuyển hướng bánh xe từ cuối c ùng bên trái sang t n ậ bên phải ngược lại Một tỷ số truyền cao nghĩa bạn phải quay vành tay lái nhiều để bánh xe đổi hướng theo khoảng cách cho trước Tuy nhiên tỷ số truyền cao không h tỷ số truyền thấp Tỷ số iệu truyền thấp cho tay lái phản ứng nhanh Với hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử thay đổi tỷ số truyền lái để phù hợp với trường hợp xảy trình lái xe Đặc biệt xe qua chỗ cua gấp khơng cần xoay nhiều vành tay lái Cịn xe khơng có trợ lực điều khiển điện tử khơng thể thay đổi tỷ số truyền, điều thể hình 3-13 H.3-14 Vết bánh xe hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 60 Với hệ thống lái trợ lực điều k hiển điện tử th người lái thay đổi ì hướng chuyển động xe lúc quay vòng hay vượt lên trước xe khác vết hai bánh trước sau trùng , điều giúp cho lốp xe bị mòn bám sát quỹ đạo quay vòng xe H.3-15 Vết bánh xe hệ thống lái khơng có điều khiển điện tử Đối với xe không dùng hệ thồng lái trợ lực điều khiển điện tử thay đổi hướng chuyển động xe nh lúc quay vòng vượt lên trước xe khác vết hai bánh xe trước hai bánh sau không trùng với , nên lốp bánh xe mau mòn quay vòng không xác hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử đặc biệt lúc quay vòng tốc độ cao dễ bị lật xe SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT 61 3.6 Những ưu điểm hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử:  Hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử thay đổi tỷ số truyền lái cách linh hoạt t y thuộc vào tốc độ xe góc quay vành ù tay lái  Khi chuyển hướng xe đột ngột vết hai bánh trước sau trùng tránh cho lốp xe it bị mòn  Khơng cần phải quay nhiều vịng vành tay lái qua kh cua úc ,chỉ cần tác động nhỏ vành tay lái tạo nên góc xoay tương đối lớn bánh xe Giúp cho người lái có cảm giác thoải mái tự tin  Quay vòng xe sát ,giảm bớt lực tác dụng lên vành tay lái  Với hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử xen vào tức khắc để điều chỉnh hệ thống lái có cố Khi b trợ lực ộ điều khiển điện tử có hỏng hóc hệ thống lái hoạt động bình thường  Hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử hoạt động êm dịu , độ tin cậy cao SVTH:Hồ Duy Linh CK45-DLOT ... LÁI TRỢ LỰC 46 ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 46 3.1 Khái niệm chung hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử : 46 3.2 Một số phận hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử : 46 3.3 Bộ trợ lực lái. .. ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 3.1 Khái niệm chung hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử : Hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử hệ thống lái có khả tạo lực đẩy phụ hỗ trợ lái xe quay vành tay lái quay... trợ lực ) : 2.4.1 Khái niệm chung hệ thống lái có trợ lực : Hệ thống lái trợ lực hệ thống lái có khả tạo lực đẩy phụ hỗ trợ lái xe quay vòng tay lái quay vòng Việc trang bị hệ thống lái trợ lực