Được học và rèn luyện tại trường Đại Học Giao Thông Vận Tải là một niềm vinh dự và nguồn tự hào lớn đối với em. Các giảng viên tại viện Cơ khí đã cung cấp cho em kiến thức cơ bản về chuyên ngành, giúp em phần nào đáp ứng được yêu cầu phát triển của xã hội. Dựa trên kiến thức này, trường cũng khuyến khích và tạo điều kiện để em tham gia nghiên cứu các đề tài khoa học.
TỔNG QUAN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ TOYOTA INNOVA
Giới thiệu về ô tô Toyota Innova
Dòng xe Toyota INNOVA ra mắt lần đầu vào năm 2006 nhằm thay thế Toyota Zace, với hai phiên bản số sàn G và J trang bị động cơ xăng và hộp số 5 cấp Đến năm 2008, INNOVA giới thiệu phiên bản V với hộp số tự động và cải tiến hệ thống an toàn, bao gồm 2 túi khí cho người lái và hành khách phía trước, cảm biến lùi, hệ thống chống bó cứng phanh ABS và hệ thống chống trộm.
Vào năm 2012, Toyota đã ra mắt thế hệ mới của INNOVA nhằm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng và nâng cao khả năng cạnh tranh Các phiên bản E, G và J được cải tiến về động cơ và thiết kế, mang đến trải nghiệm khác biệt và sự hài lòng tối đa cho khách hàng Đặc biệt, hộp số sàn 5 cấp trên phiên bản INNOVA E mang lại cảm giác thích thú với hiệu suất vận hành mạnh mẽ cho các tài xế.
Vào tháng 3 năm 2015, Toyota INNOVA đã ra mắt bốn phiên bản mới, tất cả đều sử dụng động cơ I4 2.0 DOHC VVT-i Trong đó, phiên bản J và E được trang bị hộp số sàn 5 cấp, trong khi phiên bản G và V sử dụng hộp số tự động.
Hình 2.1 Kích thước tổng quan xe Toyota Innova
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật xe INNOVA G Động cơ
Hãng sản xuất TOYOTA INNOVA
Loại động cơ 2.0 lít (1TR-FE)
Kiểu động cơ 4 xylanh thẳng hàng, 16 van, cam kép với
Dung tích xi lanh (cc) 1998cc
Công suất tối đa (kW/ vòng / phút ) 100/5600
Momen xoắn tối đa (Nm / vòng / phút ) 182/4000
Chiều dài cơ sở (mm) 2750
Chiều rộng cơ sở trước/sau 1510/1510
Trọng lượng không tải (kg) 1530
Trọng lượng toàn tải (kg) 2170
Dung tích bình nhiên liệu (lít) 55
Bảng 2.2 Thiết bị tiện nghi
Nội thất Đồng hồ bảng táp lô Loại Optitron
Màn hình hiển thị Đa thông tin
Hệ thống âm thanh AM/FM, CD, Mp3, WMA, 6 loa
Hệ thống điều hòa 2 dàn lạnh
Hệ thống điều khiển khóa cửa Loại điều khiển từ xa
Hệ thống kính chiếu hậu Loại điều khiển điện
Hệ thống cửa sổ Loại điều khiển điện
Chất liệu ghế Nỉ cao cấp
Hàng ghế trước của xe được thiết kế dạng rời, có tựa đầu và khả năng trượt, ngả, cùng với chức năng điều chỉnh độ cao, đặc biệt là ghế người lái.
Hàng ghế thứ 2 Gập 60/40, có tựa đầu, trượt, ngả lưng ghế
Hàng ghế thứ 3 Gập sang 2 bên, có tựa đầu, ngả lưng ghế
Hệ thống sưởi kính Kính sau
Cột lái Loại tự đổ
Thiết bị an toàn an ninh Đèn sương mù Đèn sương mù phía trước Đèn báo phanh Đèn báo phanh trên cao
ABS Hệ thống chống bó cứng phanh
Cảm biến Cảm biến lùi
Túi khí Túi khí ghế người lái
Dây đai an toàn Dây đai an toàn cho các ghế
Công dụng, phân loại và yêu cầu hệ thống lái trên ô tô Toyota Innova
2.2.1 Công dụng hệ thống lái
Hình 2.2 Hệ thống lái trên ô tô
Hệ thống lái của Toyota Innova cho phép người lái dễ dàng và chính xác kiểm soát hướng di chuyển của xe Bằng cách xoay vành tay lái, người lái có thể điều chỉnh hướng di chuyển trên đường, đồng thời hệ thống này cũng giúp duy trì sự ổn định và cân bằng cho xe.
Toyota Innova khi di chuyển ở tốc độ cao hoặc trong các tình huống cua, đường cong, hay điều kiện thời tiết không thuận lợi
Hệ thống lái đóng vai trò quan trọng trong cảm giác lái của người điều khiển Một hệ thống lái chất lượng mang lại trải nghiệm mượt mà, nhẹ nhàng và dễ dàng kiểm soát, từ đó giúp người lái cảm thấy thoải mái và tự tin hơn khi điều khiển xe.
Tính an toàn: Hệ thống lái đóng vai trò quan trọng trong tính an toàn của Toyota
Innova là một hệ thống lái tiên tiến, giúp ngăn ngừa nguy cơ mất kiểm soát và hỗ trợ người lái trong các tình huống nguy hiểm, từ đó giảm thiểu khả năng xảy ra tai nạn.
Hệ thống lái của Toyota Innova mang lại tính linh hoạt cao, giúp xe thực hiện các thao tác như đỗ xe, lùi xe và quay đầu một cách dễ dàng ngay cả trong không gian hẹp.
Hệ thống lái đóng vai trò quan trọng trong việc giúp xe tương tác với môi trường xung quanh bằng cách thay đổi hướng di chuyển Việc này không chỉ giúp tránh các vật cản mà còn đảm bảo an toàn khi tương tác với các phương tiện khác trên đường.
2.2.2 Phân loại hệ thống lái
Có nhiều cách phân loại hệ thống lái Tùy theo từng phương pháp mà có thể phân loại hệ thống lái theo những cách như sau:
2.2.2.1 Theo cách bố trí vành tay lái Đối với các nước thiết lập luật giao thông theo chiều chuyển động bên phải như Việt Nam, Pháp và Nga, vị trí của tay lái được đặt ở bên trái trong xe Trong khi đó, ở các nước tuân theo chiều chuyển động bên trái như Anh và Nhật, vị trí của tay lái được đặt ở bên phải trong xe
2.2.2.2 Theo đặc điểm truyền lực
- Hệ thống lái cơ khí
- Hệ thống lái trang bị trợ lực:
+ Trợ lực thuỷ lực: sử dụng đa dạng loại van
+ Trợ lực khí (bao gồm cả chân không)
2.2.2.3 Theo kết cấu cơ cấu lái
- Loại trục vít - bánh vít
- Loại trục vít - cung răng
- Loại trục vít - con lăn
2.2.3 Yêu cầu hệ thống lái
Hệ thống lái cần thỏa mãn các điều kiện quan trọng sau:
- Duy trì độ ổn định khi di chuyển thẳng
- Đảm bảo tính linh hoạt cao: Cho phép xe xoay quanh một diện tích nhỏ trong thời gian ngắn
- Đảm bảo tính chính xác trong việc đánh lái: Để tránh trượt lốp, lãng phí năng lượng và duy trì sự ổn định của xe
- Cung cấp điều khiển dễ dàng, tiện lợi
- Điều chỉnh lực lái phù hợp: Nhẹ hơn ở tốc độ thấp và nặng hơn ở tốc độ cao
Để có cảm nhận tốt về mặt đường, cần thiết lập một tỷ lệ hợp lý giữa lực tác động lên vô lăng và mô-men xoay của bánh dẫn hướng Đồng thời, việc duy trì một tương quan động học chính xác giữa góc xoay của vô lăng và góc xoay của bánh dẫn hướng cũng rất quan trọng.
2.2.4 Cấu tạo các phần tử chủ yếu hệ thống lái
2.2.4.1 Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái a Sơ đồ bố trí tổng quan của hệ thống lái trên hệ thống treo phụ thuộc
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí tổng quan của hệ thống lái trên hệ thống treo phụ thuộc
1: Vành tay lái; 2: Trục lái; 3: Cơ cấu lái; 4: Đòn quay đứng; 5: Đòn kéo dọc; 6: Đòn quay trên; 7,9: Đòn quay bên; 8: Đòn ngang liên kết; 10: Dầm cầu; 11,12: Bánh xe dẫn hướng
Hệ thống lái tổng quát bao gồm các thành phần chính như vành lái, trục lái, cơ cấu lái, hệ dẫn động lái, bộ phận trợ lực lái và giảm chấn Trong mô hình sơ đồ thông dụng, hệ thống này có khả năng điều khiển hướng di chuyển của hai bánh dẫn hướng trên cầu trước.
Khi người lái điều khiển tay lái, tác động sẽ được truyền qua vành lái và trục lái đến cơ cấu lái Chuyển động từ cơ cấu lái tiếp tục qua các thành phần của hệ dẫn động lái như đòn kéo dọc, đòn quay ngang, hình thang lái và cam quay Cam quay có chức năng chuyển đổi chuyển động thành sự quay của bánh xe ở cả hai bên.
Hệ thống treo phụ thuộc giữ cân bằng cho cả hai bánh xe thông qua hộp cầu xe hoặc dầm cầu xe, đảm bảo rằng cả hai bánh di chuyển đồng thời khi gặp chướng ngại vật và dao động một cách đồng nhất.
Hệ thống lái này có nhiều ưu điểm như tỉ số truyền lớn, cấu trúc đơn giản giúp dễ dàng bảo dưỡng và sửa chữa, tuy nhiên cũng tồn tại một số nhược điểm cần lưu ý.
Nhược điểm: Hệ thống này có thể là khó khăn trong việc bố trí và tích hợp trợ lực lái
Hệ thống này phù hợp với các loại xe có tải trọng lớn, tải trọng trung bình và xe khách Sơ đồ bố trí chung của hệ thống lái được thiết kế trên hệ thống treo độc lập.
Hình 2.4 Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái trên hệ thống treo độc lập
Ngõng trục bánh xe (1, 11) là bộ phận quan trọng trong hệ thống lái, kết hợp với khớp cầu trên (2) để đảm bảo sự linh hoạt Đòn dẫn động lái (3, 12, 13, 14, 15) hình thang giúp truyền lực chính xác từ vô lăng đến bánh xe Giá đỡ trục quay phụ (4) và giá đỡ hệ thống lái (5, 9) hỗ trợ ổn định cấu trúc Cơ cấu lái (6) và trục lái (7) giữ vai trò trung tâm trong việc điều khiển, trong khi vành lái (8) cùng đầu nối đòn dẫn động (10) đảm bảo sự kết nối và hiệu quả trong quá trình vận hành.
Hệ thống treo độc lập cho phép hai bên bánh xe di chuyển riêng biệt, do đó, hệ thống dẫn động lái cần được thiết kế để không ảnh hưởng đến khả năng di chuyển của hệ thống treo Đồng thời, nó phải đảm bảo khả năng điều khiển các bánh xe dẫn hướng ở cả hai bên trên cầu trước Để đạt được điều này, hệ thống dẫn động lái sử dụng các đòn chia cắt, tuân theo nguyên tắc động học Ackerman và có hình dáng tương tự như hình thang lái Đantô.
2.2.4.2 Cấu tạo các phần tử hệ thống lái a Vành tay lái và trục lái
Sơ đồ động học và nguyên lý hoạt động trên ô tô Toyota Innova
Hệ thống lái của ô tô Toyota INNOVA được trang bị trợ lực, bao gồm các thành phần chính như vành tay lái, trục lái, bộ truyền động, cơ cấu lái, bộ trợ lực thủy lực và cơ cấu dẫn động lái Trên xe Toyota INNOVA, cơ cấu lái và bộ trợ lực lái được thiết kế thành hai đơn vị riêng biệt, giúp nâng cao hiệu suất và độ chính xác khi điều khiển.
Hình 2.13 Sơ đồ kết cấu 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 Ưu điểm:
- Cấu trúc cơ cấu lái gọn nhẹ
- Dễ dàng bố trí bộ trợ lực lái
- Tạo sự đồng nhất trong sản phẩm
- Giảm tải trọng lên các thành phần của hệ thống lái
- Thiết kế không đủ cứng cáp, dẫn đến khả năng dao động tăng lên do chiều dài các ống
- Tay lái có thể điều chỉnh ở 4 hướng để tạo cảm giác thoải mái cho người lái
Bộ trợ lực thủy lực giúp giảm sức điều khiển cần thiết từ người lái, giảm lực va đập do điều kiện đường xấu, và đảm bảo an toàn khi một bánh xe bị nổ Bơm trợ lực lái là loại bơm cánh gạt, được gắn trên thân động cơ và truyền động bằng dây đai từ trục khuỷu động cơ.
Cơ cấu lái sử dụng trục răng-thanh răng với thiết kế nhỏ gọn, tỷ số truyền thấp, độ nhạy cao, dễ chế tạo và hiệu suất tối ưu.
Cấu tạo hệ thống lái trên ô tô Toyota Innova
1: Vành trong vô lăng bằng thép; 2: Vành ngoài vô lăng bằng nhựa
Vành tay lái (Volant) là bộ phận quan trọng trong buồng lái, có chức năng tiếp nhận mô-men quay từ người lái và truyền đến trục lái Cấu trúc của vành tay lái thường tương đồng giữa các loại xe ô tô, bao gồm một vành hình tròn làm từ thép, được bọc ngoài bằng nhựa hoặc da Vành tay lái được kết nối với trục lái thông qua các phụ kiện như then hoa, ren và đai ốc, và bên trong thường có ba nan hoa.
Vành tay lái không chỉ truyền động mô-men quay mà còn là vị trí quan trọng để lắp đặt các bộ phận như công tắc còi, công tắc báo rẽ và túi khí bảo vệ người lái trong trường hợp tai nạn.
2.4.2 Trục lái và khớp các đăng
Hình 2.15 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
Trong hệ thống lái, trục lái giữ vai trò quan trọng trong việc truyền mô-men lái từ vô lăng đến cơ cấu lái Trục lái bao gồm trục chính và các bộ phận bọc trục, không chỉ đảm bảo chức năng truyền động mà còn hỗ trợ lắp đặt nhiều bộ phận khác trên ô tô như cần điều khiển hệ thống đèn, cần gạt nước, cần hộp số, cùng với hệ thống dây điện và các đầu nối điện.
Trục các đăng kết nối trục lái với cơ cấu lái, thường được trang bị khớp nối chữ thập Khớp nối này cho phép điều chỉnh sự lệch giữa trục lái và trục vít của cơ cấu lái khi hai trục không đồng trục, đảm bảo hoạt động hiệu quả của hệ thống lái.
Hệ thống khớp các đăng trong trục lái bao gồm hai nạng kết nối qua một trục chữ thập, giúp tạo ra sự linh hoạt cho trục lái Các khớp được trang bị bạc lót hoặc ổ bi kim, được bôi trơn bằng mỡ để đảm bảo sự trượt mượt mà Việc sử dụng trục các đăng cho phép điều chỉnh hình dáng của trục lái sao cho phù hợp với không gian và các bộ phận xung quanh.
Cao su trong khớp lái và trục đầu vào có khả năng hấp thụ rung động, giúp giảm thiểu độ rung cho vành lái, mang lại cảm giác lái êm ái hơn.
Hình 2.16 Kết cấu khớp các đăng
1: Trục chủ động; 2: Trục chữ thập; 3: Bạc lót; 4: Trục bị động
Trục lái là một bộ phận quan trọng trên ô tô, nơi lắp đặt nhiều thiết bị như cần điều khiển hệ thống đèn, cần gạt nước, cơ cấu nghiêng tay lái, cơ cấu hấp thụ va đập, cơ cấu khóa tay lái và cơ cấu trượt tay lái Những thiết bị này không chỉ giúp người lái dễ dàng ra vào ghế mà còn cho phép điều chỉnh vị trí tay lái phù hợp với kích thước và tư thế ngồi của họ.
Cơ cấu lái kiểu trục vít - thanh răng
Cơ cấu lái kiểu trục vít - thanh răng có thiết kế gọn nhẹ và tỉ số truyền phù hợp cho xe nhỏ, giúp giảm độ rơ tay lái nhờ vào dẫn động trực tiếp Loại cơ cấu này được ưa chuộng trên nhiều xe ô tô hiện nay do kết cấu đơn giản Nó bao gồm bánh răng nghiêng kết hợp với trục lái, ăn khớp với thanh răng nghiêng Hai đầu thanh răng có thể liên kết trực tiếp với đòn dẫn động lái qua khớp trụ hoặc thông qua hai thanh dẫn động khác qua bu lông.
Trong cơ cấu lái, bánh răng được thiết kế với răng nghiêng, giúp tăng cường hiệu suất hoạt động Đầu dưới của bánh răng được trang bị ổ thanh lăn kim, trong khi đầu trên sử dụng ổ lăn cầu Thanh răng nằm dưới bánh răng cũng có răng nghiêng, với phần gia công nằm ở phía bên trong, trong khi phần còn lại của thanh răng có tiết diện hình cầu.
Thanh răng di chuyển trên bạc trượt và nửa bạc trượt, trong đó nửa bạc trượt thường được trang bị lò xo trụ tỳ để điều chỉnh khe hở giữa bánh răng và thanh răng thông qua bộ điều chỉnh Cơ cấu lái được bôi trơn bằng mỡ, và vỏ cơ cấu lái được gắn vào thân xe thông qua hai ổ cao su ở hai đầu, giúp giảm thiểu rung động.
Hình 2.17 Cơ cấu lái Innova
1: Êcu hãm; 2: Phớt che bụi; 3: Êcu điều chỉnh; 4: Ổ bi trên; 5: Trục bánh răng; 6: Ổ bi dưới; 7: Ốc điều chỉnh; 8: Bạc tỳ thanh răng; 9: Lò xo tỳ; 10,17: Êcu khoá; 11: Thanh răng; 12: Vỏ cơ cấu lái; 13: Bạc vành khăn; 14: Đòn ngang bên; 15: Đai giữa; 16: Bọc cao su; 18: Lò xo kẹp; 19: Khớp nối
Trục vít được hỗ trợ bởi hai ổ bi và có khả năng di chuyển dọc theo trục răng, với việc điều chỉnh được thực hiện qua các ốc điều chỉnh bên ngoài, tiếp xúc gần với ổ bi ở đầu trên.
Thanh răng được thiết kế với một bên cắt răng và phần còn lại có tiết diện tròn, giúp lắp vào các bạc trượt hình vành khăn Một bạc trượt được đặt ở phía không cắt răng, trong khi bạc trượt nửa hình vành khăn nằm ở phía dưới thanh răng Bạc trượt này có khả năng điều chỉnh thông qua êcu điều chỉnh nằm ở phía dưới cơ cấu lái, tạo điều kiện thuận lợi cho việc điều chỉnh và vận hành.
Khe hở giữa 24 và êcu đảm bảo chức năng của lò xo, giúp bạc trượt tỳ sát vào thanh răng Để ngăn ngừa tình trạng tự nới lỏng, êcu được khóa chắc chắn.
Trục van điều khiển kết nối với vô lăng, giữ van ở vị trí trung gian khi xe chạy thẳng, cho phép dầu từ bơm chảy trở lại bình dầu mà không tác động lên buồng nào Khi lái vô lăng sang một bên, van điều khiển sẽ thay đổi hướng dẫn dầu, dẫn đến việc dầu chảy vào buồng tạo áp suất, đẩy pít tông di chuyển Ưu điểm của hệ thống này là khả năng điều khiển linh hoạt và hiệu quả trong việc chuyển hướng xe.
- Độ nhạy cao nhờ ăn khớp trực tiếp, giúp cảm nhận tốt hơn trên đường
- Truyền mô men hiệu quả do sức cản nhỏ trong cơ cấu, mang lại lái nhẹ nhàng
- Hiệu suất tốt với tỷ lệ thuận bằng tỷ lệ nghịch (0,8-0,9), tối ưu hóa truyền động
- Độ rơ tay lái nhỏ và khả năng tự điều chỉnh giúp tăng tính thoải mái
- Thiết kế đơn giản, nhẹ nhàng Cơ cấu được kín kẽ, giảm nhu cầu bảo trì sửa chữa
Tỷ số truyền của cơ cấu này thường không thay đổi khi đánh lái sang phải hoặc trái Tuy nhiên, trong một số trường hợp, có thể điều chỉnh tỷ số truyền bằng cách thay đổi cấu trúc của hệ thống truyền động.
Trợ lực lái
2.6.1.1 Cấu tạo bơm trợ lực lái kiểu cánh gạt
Bơm trợ lực lái trên xe INNOVA được thiết kế dạng bơm cánh gạt tác dụng kép, cho phép thực hiện hai lần hút và hai lần đẩy trong một vòng quay, với tổng cộng 10 cánh gạt Bơm cánh gạt mang lại nhiều ưu điểm như kích thước nhỏ gọn, thiết kế đơn giản, dễ chế tạo, độ tin cậy cao, ít hỏng hóc và khả năng điều chỉnh lưu lượng dầu tốt.
Hình 2.18 Kết cấu bơm trợ lực lái loại cánh bơm cánh gạt
1: Bình chứa dầu; 2 :Van xả khí; 3: Đĩa phân phối; 4: Roto; 5: Trục quay; 6: Cánh gạt; 7:
Cụm van điều chỉnh; 8: Vỏ bơm; 9: Nắp bơm
Bình dầu trên hệ thống trợ lực lái của xe INNOVA được làm từ thép dập, có chức năng chứa dầu và chịu áp suất cao để cung cấp dầu cho bơm hoạt động Bình
Bơm trên hệ thống trợ lực lái của xe INNOVA hoạt động nhờ vào cơ chế buly trục khuỷu và dây đai Công suất bơm phụ thuộc vào tốc độ quay của động cơ, trong khi lưu lượng dầu cung cấp cho cơ cấu lái được điều chỉnh qua van điều khiển lưu lượng Dầu thừa sẽ được trả về bình dầu.
Van điều khiển lưu lượng đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát lượng dầu từ bơm đến cơ cấu lái, đảm bảo lưu lượng dầu ổn định dù tốc độ quay của động cơ thay đổi Bên trong van còn có một van an toàn giúp điều chỉnh áp suất dầu tối đa, bảo vệ hệ thống lái khỏi tình trạng tắc nghẽn trong các đường ống dẫn dầu, từ đó đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống.
2.6.1.2 Nguyên lý hoạt động của bơm trợ lực thủy lực
Roto quay trong vòng cam, nơi mà vòng cam này kết nối chặt chẽ với vỏ bơm Các cánh gạt được lắp đặt trong rãnh của roto, và khi roto quay, lực ly tâm sẽ khiến các cánh gạt bung ra Điều này tạo ra sự tiếp xúc với một không gian kín có hình dạng ô van, từ đó dầu được đưa vào.
Dầu được đưa vào các khoang thông qua một rãnh dài và sau đó bị ép ra qua lỗ của ô van Một phần dầu áp suất cao được đưa vào bên trong phiến gạt, tạo áp suất để ép phiến gạt tiếp xúc với mặt côn, từ đó tăng độ kín của khoang chứa dầu.
Phần lớn dầu áp suất cao được chuyển đến van điều tiết lưu lượng, cung cấp lượng dầu chính cho bộ trợ lực lái, phụ thuộc vào tốc độ động cơ Van điều tiết lưu lượng giúp duy trì áp suất dầu ổn định cho trợ lực lái, đảm bảo rằng người lái không gặp khó khăn khi điều khiển vô lăng, bất kể xe chạy ở tốc độ cao hay thấp và lực cản khi quay vòng bánh xe lớn hay nhỏ.
2.6.2 Trợ lực lái kiểu van xoay
Hình 2.19 Cấu tạo chung hệ thống lái có trợ lực kiểu van xoay
1: Chốt nối trục van và thanh xoắn; 2: Thanh xoắn; 3: Trục van; 4: Ống van quay;
5, 6: Đường dầu; 7: Vỏ van; 8: Xi lanh; 9: Pít tông; 10: Rô tuyn; 11-thanh răng; 12-trục răng; 13: Chốt nối thanh xoắn với trục răng; 14: Bình dầu; 15: Bơm dầu
1: Chốt cố định; 2: Cửa D; 3: Cửa A; 4: Vòng chắn dầu; 5: Khoang D; 6: Ổ bi; 7: Phớt chắn dầu; 8: Trục van điều khiển; 9: Thanh xoắn; 10: Chốt cố định; 11: Vỏ van điều khiển; 12: Van quay; 13: Ống nối B; 14: Ống nối C; 15: Trục răng
Van điều khiển được tích hợp vào cơ cấu lái để điều chỉnh luồng dầu từ bơm trợ lực vào buồng của xi lanh lái Trục van điều khiển và trục vít kết nối qua thanh xoắn, với van và trục vít được cố định bằng chốt và quay đồng thời Khi không có áp suất thủy lực, thanh xoắn ở trạng thái xoắn hoàn toàn, khiến trục van điều khiển và trục vít tiếp xúc tại vị trí chặn Mô-men quay từ vành lái truyền đến trục vít qua trục van điều khiển, trong khi thanh xoắn hoạt động như một lò xo liên kết, luôn đẩy hai chi tiết trở về vị trí ban đầu.
2.6.3 Nguyên lý làm việc của trợ lực lái kiểu van xoay
Van điều khiển có ba trạng thái hoạt động khác nhau, phù hợp với các tình huống khi xe di chuyển thẳng, quay trái hoặc quay phải.
2.6.3.1 Khi xe đi thẳng (tại vị trí trung gian)
Hình 2.21 Vị trí van khi xe đi thẳng
Khi vành tay lái ở vị trí trung gian, trục van điều khiển không quay và giữ vị trí trung gian so với van quay Dầu từ bơm được cung cấp trở lại bình chứa qua cổng “D” và buồng “D” Các buồng trái và phải của xy lanh bị nén nhẹ, nhưng do không có sự chênh lệch áp suất, không có tác động của dầu thủy lực lên piston.
2.6.3.2 Khi xe quay vòng sang phải
Hình 2.22 Vị trí van khi xe quay vòng sang phải
Khi xe quay phải, thanh xoắn và trục điều khiển cũng quay theo hướng đó, khiến lỗ “X” và “Y” hạn chế dòng dầu từ bơm vào các cổng “C” và “D” Dầu sẽ chảy từ cổng “B” vào ống nối “B” và đến buồng xy lanh bên phải, tạo ra lực trợ giúp cho việc xoay các bánh xe dẫn hướng Đồng thời, dầu trong buồng xy lanh bên trái sẽ chảy về bình chứa qua ống nối “C”, cổng “C”, cổng “D” và buồng “D”.
2.6.3.3 Khi xe quay vòng sang trái
Hình 2.23 Vị trí van khi xe quay vòng sang trái
Khi xe quay vòng sang trái, thanh xoắn và trục điều khiển bị xoắn sang trái, dẫn đến việc lỗ “X’” và “Y’” hạn chế dòng dầu từ bơm vào các cổng “B” và “C” Kết quả là, dầu chảy từ cổng “C” tới ống nối “C” và vào buồng xy lanh trái, tạo ra sự trợ lực Đồng thời, dầu trong buồng xy lanh phải được dẫn về bình chứa qua ống nối “B”, cổng “B”, cổng “D”, và buồng “D”.
2.6.3.4 Cảm giác mặt đường và tính tùy động (tùy động động học) a Cảm giác mặt đường
Trong quá trình quay vòng, áp suất trong khoang làm việc của xi lanh lái tăng theo tỷ lệ với momen cản quay vòng của bánh xe và sự di chuyển tương đối giữa trục van điều khiển và trục van quay Độ biến dạng của thanh xoắn gia tăng đồng đều với sự tăng của momen cản quay vòng Khi momen cản quay vòng gia tăng, yêu cầu áp suất trong khoang làm việc của xi lanh lái cũng tăng lên, dẫn đến sự biến dạng ngày càng nhiều của thanh xoắn Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến cảm giác lái của người lái qua bánh lái.
Khi lái xe và ngừng xoay tay lái, lực cản lái sẽ tác động ngược lại với hướng điều khiển, ảnh hưởng đến pít tông trong bộ xi lanh lái Áp suất dầu trong bộ xi lanh sẽ ngừng tăng, và thanh xoắn giữ ở góc xoắn cố định Lực cản lái và áp suất dầu sẽ cân bằng, giữ cho pít tông ổn định theo góc quay của người lái, tạo cảm giác cần áp dụng lực để xoay tay lái.
Các chi tiết của cơ cấu dẫn động lái
1: Đòn ngang; 2: Khớp nối Để giảm trọng lượng và tiết kiệm nguyên vật liệu, các đòn dẫn động lái thường được sản xuất từ thép rỗng hình trụ Đầu cuối của các đòn này thường có lỗ để kết nối với khớp cầu Hình dạng và kích thước của các đòn dẫn động này phụ thuộc vào vị trí, cấu trúc và không gian có sẵn Khi di chuyển, các đòn kéo ngang thường được trang bị cơ cấu điều chỉnh chiều dài, giúp điều chỉnh độ chụm của hai bánh xe dẫn hướng Cơ cấu điều chỉnh chiều dài này thường sử dụng ống ren có bu lông hãm để thực hiện điều chỉnh
1: Vòng kẹp; 2: Bạc lót; 3: Khớp cầu; 4: Cao su giảm chấn; 5: Lò xo
Chốt cầu bao gồm hai phần chính: đoạn chốt côn lắp với lỗ côn trên các khâu dẫn động và phần mặt cầu làm việc nằm trong ổ lắp khớp cầu Bạc đạn có hai nửa, với bề mặt bên trong dạng cầu lõm ôm khít phần chỏm cầu và bề mặt bên ngoài dạng côn khít với ổ lắp Lò xo tựa vào nắp, luôn đẩy hai nửa bạc đệm về phía đường kính bé của lỗ côn, giúp khớp cầu tự khắc phục khe hở do mài mòn trong quá trình làm việc Cấu tạo này cũng tương tự ở các khớp cầu khác trong dẫn động lái.
Khớp cầu là loại khớp phổ biến nhất trên xe du lịch nhờ vào kết cấu đơn giản và khả năng chịu tải tốt Tuy nhiên, hệ thống lái với nhiều khớp cầu thường nằm ở vị trí khó tiếp cận và trong không gian chật hẹp, khiến việc bôi trơn định kỳ bằng mỡ trở nên không khả thi Do đó, các khớp cầu không được trang bị vú mỡ mà chỉ được bôi trơn một lần trong quá trình sản xuất và sẽ được thay thế theo định kỳ.
Đánh giá hệ thống trợ lực thủy lực
Hệ thống lái xe này mang đến cảm giác chân thực với phản hồi rõ ràng từ mặt đường nhờ áp suất dầu, giúp tài xế cảm nhận lực đẩy ngược lên vô lăng Sự tương tác này không chỉ tạo ra trải nghiệm lái xe sống động mà còn cải thiện khả năng thăng bằng của xe.
Hệ thống có cấu trúc đơn giản và ổn định, với ít phần cơ khí phức tạp, giúp tăng cường độ bền và tuổi thọ Việc bảo trì và sửa chữa dễ dàng, chi phí thấp hơn so với các hệ thống khác, đồng thời sự đơn giản này cũng giảm thiểu khả năng gặp lỗi nghiêm trọng.
Hệ thống lái trợ lực thủy lực, ra đời từ năm 1951, đã chứng tỏ được độ tin cậy và hiệu suất vượt trội, trở thành một trong những công nghệ trợ lực phổ biến nhất trong ngành sản xuất ô tô.
Hệ thống này chiếm nhiều không gian trong khoang nội thất của xe, làm cho không gian lái xe trở nên chật chội hơn Điều này có thể ảnh hưởng đến cảm nhận của tài xế về mức trợ lực, tùy thuộc vào tốc độ lái xe.
Hệ thống lái trợ lực thủy lực tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn so với hệ thống lái trợ lực điện, vì nó luôn hoạt động và tiêu thụ công suất từ động cơ.
Những điểm trên giúp bạn hiểu rõ hơn về ưu điểm và nhược điểm của hệ thống lái trợ lực thủy lực trong ô tô
CHUẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ TOYOTA INNOVA
Chẩn đoán hệ thống lái
Sau một thời gian sử dụng, tình trạng kỹ thuật của ô tô, đặc biệt là hệ thống lái, thường xấu đi Mức độ hỏng hóc của mỗi xe phụ thuộc vào cách sử dụng và chế độ bảo dưỡng Khi có dấu hiệu suy yếu của hệ thống lái, người dùng cần kiểm tra và xác định nguyên nhân hỏng hóc Trong quá trình sử dụng mẫu xe INNOVA G, hệ thống lái thường xuất hiện các tín hiệu hỏng hóc Dưới đây là bảng tóm tắt các tín hiệu hỏng hóc và nguyên nhân gây ra.
Bảng 3.1 Nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng
Triệu chứng Nguyên nhân Khắc phục Đánh lái nặng Áp suất lốp thấp Bơm lại
Góc đặt bánh trước sai Điều chỉnh lại
Hệ thống treo trước cong, hỏng Thay thế Mức dầu trợ lực lái thấp Bổ sung, thay thế Đai dẫn động lỏng Điều chỉnh, thay thế
Các khớp cầu hệ thống lái bị mòn Thay thế Bơm trợ lực lái hỏng Sửa chữa thay thế
Cụm trục lái bị bó Sửa chữa, thay thế
Hộp cơ cấu lái bị lỏng Sửa chữa, thay thế
Cụm thanh nối Sửa chữa, thay thế
Triệu chứng Nguyên nhân Khắc phục
Bánh răng côn lái bị mòn Thay thế
Trả lái kém Áp suất lốp trước thấp Bơm lại
Góc đặt bánh trước sai Điều chỉnh lại Cụm trục lại bị bó kẹt, hỏng Sửa chữa, thay thế
Cụm bánh răng côn lái bị mòn hoặc bị mẻ Phục hồi hoặc thay thế
Cụm thanh nối bị cong Sửa chữa nắn thẳng Độ rơ quá lớn
Trục lái lỏng Sửa chữa
Các khớp của hệ thống lái và đòn treo bị mòn cần được thay thế để đảm bảo an toàn và hiệu suất Hộp cơ cấu lái có khe hở quá lớn cần được điều chỉnh hoặc thay thế để cải thiện khả năng điều khiển Ngoài ra, cụm thanh nối bị cong vênh cũng cần được thay thế để duy trì tính ổn định của hệ thống.
Góc đặt bánh trước Điều chỉnh lại
Hệ thống treo trước Thay thế
Mức dầu trợ lực lái thấp Bổ sung, thay thế Các khớp cầu hệ thống lái bị mòn Thay thế
Bơm trợ lực lái bị hỏng Sửa chữa, thay thế
Cụm trục lái bị bó Sửa chữa, thay thế
Triệu chứng Nguyên nhân Khắc phục
Hộp cơ cấu lái bị hỏng Sửa chữa, thay thế
Cụm thanh nối lỏng Sửa chữa, thay thế
Bánh răng côn lái mòn hỏng Thay thế
Bảo dưỡng hệ thống lái
3.2.1 Quy định bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái của hãng ô tô Toyota
- Xác định mức dầu trợ lực và kiểm tra tình trạng bộ trợ lực
- Đảm bảo hành trình tự do của vô lăng
- Kiểm tra trạng thái của đai dẫn động bơm trợ lực
- Kiểm tra tình trạng các khớp cầu dẫn động lái
- Thực hiện kiểm tra chi tiết và thay dầu trong hệ thống trợ lực lái khi cần
- Kiểm tra, điều chỉnh các góc đặt của bánh xe và độ rơ của các vòng bi moay ơ
- Kiểm tra mức chụm và độ mòn trên bề mặt lốp, và thay đổi vị trí lốp nếu cần
- Tiến hành kiểm tra và thực hiện sửa chữa trên các trục lái và khớp lái tùy theo yêu cầu
- Thực hiện kiểm tra các khớp đòn treo và thực hiện sửa chữa cần thiết
3.2.2 Các công việc bảo dưỡng
3.2.2.1 Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái Độ an toàn trong quá trình di chuyển của xe phụ thuộc vào khả năng tự do của hành trình của vô lăng Để kiểm tra khả năng tự do này, thước đo được sử dụng trong khi động cơ hoạt động ở chế độ không tải và bánh trước được đặt ở vị trí thẳng
Hình 3.1 Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái
- Để đo hành trình tự do, thực hiện các bước sau:
Bước 1: Gắn thước đo hành trình tự do vào vỏ trục lái
Bước 2: Quay vô lăng sang hướng trái cho đến khi bánh trước của xe bắt đầu di chuyển Ghi nhận vị trí này trên thước đo
Bước 3: Quay vô lăng ngược lại theo hướng ban đầu cho đến khi bánh xe tiếp tục di chuyển
Để kiểm tra góc quay, hãy đọc giá trị trên thước đo, vì góc này phản ánh hành trình tự do của vành tay lái tại thời điểm đó Nếu xe không hoạt động, hành trình tự do của vành tay lái cần phải nhỏ hơn 30 mm.
3.2.2.2 Kiểm tra đầu thanh nối
Hình 3.2 Kiểm tra đầu thanh nối
- Các bước thực hiện kiểm tra:
Bước 1: Buộc cứng cụm thanh nối lên xe (nhớ không xiết quá chặt)
Bước 2: Gắn đai ốc vào vít đặt sẵn
Bước 3: Rung động khớp cầu ra phía trước và sau ít nhất 5 lần
Để thực hiện bước 4, hãy đặt lực lên đai ốc và xoay khớp cầu liên tục với tốc độ từ 3 đến 5 giây cho mỗi vòng xoay Đặc biệt, hãy kiểm tra mô-men xoay sau vòng xoay thứ 5 để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
Bước 5: Giá trị mô-men xoay chuẩn: từ 0,29 đến 1,96 Nm
Bước 6: Nếu mô-men xoay không rơi vào giá trị chuẩn, phải thay thế đầu thanh nối bằng một đầu mới
3.2.2.3 Hiệu chỉnh lệch tâm vô lăng
Hình 3.3 Hiệu chỉnh lệch tâm vô lăng
- Các bước thực hiện kiểm tra:
Bước 1: Kiểm tra xem vô lăng có bị lệch tâm hay không
Bước 2: Đặt một miếng băng dính để che phủ phần tâm trên của vô lăng và nắp phía trên của trục lái
Bước 3: Lái xe đi thẳng trong 100 mét ở tốc độ 56 km/h mà giữ vô lăng để duy trì hướng di chuyển
Bước 4: Vẽ một đường thẳng trên miếng băng dính che, như được chỉ dẫn trong Hình 3.3
Bước 5: Đưa vô lăng về vị trí thẳng
Bước 6: Vẽ một đường thẳng khác lên miếng băng dính che trên vô lăng, cũng như trong Hình 3.3
Bước 7: Đo khoảng cách giữa hai đường thẳng trên miếng băng dính
Bước 8: Chuyển đổi khoảng cách đã đo thành góc đánh lái 1mm tương đương khoảng
3.2.2.4 Điều chỉnh góc quay vô lăng
Bước 1: Vẽ một đường thẳng trên phần dễ thấy của thanh nối và đầu thanh răng
Bước 2: Sử dụng thước dây để đo khoảng cách giữa đầu thanh nối và đầu ren của thanh răng
Bước 3: Gỡ 2 kẹp cao su chắn bụi ở bên trái và bên phải khỏi thanh răng
Bước 4: Lỏng các đai ốc hãm ở bên trái và bên phải
Bước 5: Quay đầu thanh răng về phía phải và phía trái với cùng một khoảng cách (nhưng hướng ngược chiều nhau) theo góc đánh lái
Bước 6: Lắp lại 2 kẹp cao su chắn bụi vào vị trí bên trái và bên phải
Hình 3.4 Điều chỉnh góc quay vô lăng
3.2.2.5 Kiểm tra áp suất, độ đảo của lốp
Hình 3.5 Kiểm tra áp suất lốp
Kiểm tra lốp xe để phát hiện dấu hiệu mòn và đảm bảo áp suất lốp đạt tiêu chuẩn Lưu ý rằng áp suất lốp nên được kiểm tra khi lốp còn nguội để đảm bảo độ chính xác.
Sử dụng một đồng hồ so, kiểm tra độ đảo của lốp
+ Độ đảo lốp: 1,4 mm (0,055 inch) hoặc ít hơn
3.2.2.6 Kiểm tra góc camber, caster và góc kingpin
Hình 3.6 Kiểm tra góc camber, caster và góc kingpin
Bước 1: Đặt bánh trước ở tâm của dụng cụ đo góc đặt bánh xe
Bước 2 : Gỡ ốp bánh xe
Bước 3 : Đính kèm dụng cụ đo góc camber-caster-kingpin vào trung tâm của moayơ cầu hoặc bánh trục
Bước 4 : Thực hiện kiểm tra các góc camber, caster và kingpin
Bước 5 : Tiến hành kiểm tra trong trạng thái xe không mang bất kỳ lốp dự phòng hoặc dụng cụ nào
Bước 6 : Sai số cho sự chênh lệch giữa góc camber và caster của bánh xe trái và phải không nên vượt quá 0 độ 30 phút cho cả hai góc
Bước 7: Gỡ đồng hồ đo các góc camber-caster và kingpin và miếng đỡ
Bước 8 : Lắp lại ốp moayơ cầu bánh xe
Khi góc caster và kingpin không nằm trong giới hạn tiêu chuẩn sau khi đã điều chỉnh camber, cần kiểm tra kỹ lưỡng các thành phần của hệ thống treo để xác
Sửa chữa hệ thống lái
3.3.1 Sửa chữa nhỏ hệ thống lái
Trong hệ thống cơ cấu lái, việc sửa chữa nhỏ thường không được khuyến khích Thay vào đó, cần kiểm tra toàn bộ hệ thống lái ngay khi phát hiện bất kỳ chi tiết nào bị hỏng để đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động.
3.3.2 Sửa chữa lớn hệ thống lái
3.3.2.1 Tháo rời bơm trợ lực lái
- Tháo rời bơm trợ lực lái gồm các bước sau:
Bước 1 : Tháo lắp bình chứa dầu bơm trợ lực lái
Bước 2 : Tháo cụm bình chứa dầu bơm trợ lực lái
Bước 3 : Cố định bơm trợ lực lái lên ê tô
Bước 4 : Tháo van điều khiển lưu lượng
Bước 5 : Tháo công tắc áp suất dầu trợ lực lái
Bước 6 : Tháo vỏ phía sau của bơm trợ lực lái
Bước 7 : Tháo trục bơm trợ lực và puli
Bước 8 : Tháo rôto bơm trợ lực
Bước 9 : Tháo vành cam bánh bơm trợ lực
Bước 10 : Tháo tấm bên phía trước của bơm trợ lực
Bước 11 : Tháo phớt dầu vỏ bơm trợ lực
- Kiểm tra và khắc phục từng chi tiết của bơm trợ lực
- Kiểm tra trục bơm trợ lực và bạc ở vỏ phía trước bơm:
+ Dụng cụ là thước panme và đồng hồ đo lỗ
+ Kích thước cho phép (Khe hở tiêu chuẩn: từ 0,01 đến 0,03 mm / Khe hở cực đại: 0,07 mm)
+ Dùng panme đo trục bơm
+ Dùng đồng hồ đo lỗ đo bạc
+ Nếu khe hở vượt quá 0,07 mm thì phải thay cả cụm bơm trợ lực lái
- Kiểm tra rô to bơm trợ lực lái và các cánh gạt của bơm:
+ Dụng cụ panme và thước lá
+ Kích thước tiêu chuẩn: Khe hở cực đại của rãnh rô to và các cánh bơm là 0,028 mm
+ Chiều dài cực tiểu: 14,97 mm
+ Chiều cao cực tiểu: 8,00 mm
+ Chiều dày cực tiểu: 1,77 mm
+ Dùng panme đo kích thước chiều dài, cao và rộng của cánh bơm
+ Dung thước lá đo khe hở của rô to và cánh bơm
+ Cánh bơm mòn quá kích thước cho phép min thì thay cánh bơm mới
+ Nếu khe hở giữa rô to và cánh bơm vượt quá 0,28 mm, thì cần thay đĩa bơm hoặc rô to có cùng số rãnh trên vòng cam
- Kiểm tra van điều khiển lưu lượng:
+ Dụng cụ: Dầu trợ lực, dòng khí nén 4 - 5 kgf/cm2
Để kiểm tra van điều khiển lưu lượng, trước tiên bôi dầu trợ lực lên van và quan sát xem nó có trượt mềm mại xuống lỗ dưới tác động của trọng lượng hay không Để kiểm tra rò rỉ, hãy bố trí một lỗ bít ở một đầu và tạo áp suất khí khoảng 4 - 5 kgf/cm2 vào lỗ còn lại, đồng thời đảm bảo không khí không thoát ra từ lỗ đã bít.
+ Trường hợp kiểm tra bằng dầu trợ lực mà trượt không êm thì phải thay thế cụm bơm trợ lực lái
+ Trường hợp kiểm tra bằng dòng khí nếu có sự rò rỉ thay van mới cùng chữ khác trên vỏ trước
- Kiểm tra lò xo nén của van điều khiển lưu lượng:
+ Dụng cụ: Thước cặp điều khiển lưu lượng
+ Kích thước tiêu chuẩn: Chiều dài tiêu chuẩn nhỏ nhất là 29,2 mm
+ Cách kiểm tra: Dùng thước cặp đo chiều dài tự do của lò xo
+ Kích thước lò xo ngắn hơn kích thước tiêu chuẩn thì thay lò xo ngay
+ Dụng cụ: Tô vít, búa và đầu típ
+ Cách tiến hành: Dùng tô vít tháo phớt dầu, dùng típ và búa lắp phớt dầu vào
- Kiểm tra tổng tải trọng ban đầu:
+ Kiểm tra bơm quay êm không có tiếng kêu bất thường
+ Có vấn đề gì phải kiểm tra lại bơm
3.3.2.2 Lắp bơm trợ lực lái
Khi lắp bơm trợ lực chú ý thay hết các gioăng chữ O
- Lắp phớt dầu vỏ bơm trợ lực:
+ Bôi dầu trợ lực lái lên lợi phớt dầu vỏ bơm trợ lực lái
+ Dùng khẩu và máy ép để lắp phớt dầu vỏ bơm trợ lực
- Lắp cụm bơm trợ lực lái:
+ Bôi dầu trợ lực lái lên bề mặt bạc của vỏ phía trước
+ Quấn băng dính lên phần bảo vệ răng cưa của trục bơm trợ lực
+ Lồng từ từ trục bơm trợ lực vào Không được làm hỏng lợi phớt dầu ở vỏ bơm trợ lực
- Lắp tấm bên phía trước của bơm trợ lực:
+ Bôi dầu trợ lực lái lên gioăng chữ O mới và lắp nó vào vỏ phía trước của bơm trợ lực
+ Tương tự lắp gioăng chữ O vào đĩa bên phía trước của bơm
+ Gióng thẳng vết lõm của tấm bên bơm trợ lực phía trước và lắp tấm bên trong của bơm
- Lắp vành cam bơm trợ lực:
Gióng thẳng vết lõm của vành cam bơm trợ lực với vết lõm của tấm bên bơm trợ lực phía trước Sau đó, lắp vành cam bơm với đầu dẫn hướng phía trên để đảm bảo hoạt động hiệu quả.
- Lắp rô to bơm trợ lực:
+ Bôi dầu trợ lực lái lên rô to bơm trợ lực
+ Lắp rô to bơm trợ lực
+ Bôi dầu trợ lực không có hướng nhất định
+ Lắp các cánh bơm với đầu tròn quay ra ngoài
- Lắp phanh hãm bơm trợ lực:
+ Dùng một tô vít và một kìm tháo phanh để lắp phanh hãm
Lắp vỏ sau bơm trợ lực lái:
+ Bôi dầu trợ lực lên gioăng chữ O mới lắp nó vào vỏ phía sau bơm trợ lực
Gióng thẳng chốt thẳng của vỏ phía sau bơm trợ lực với các vết lõm của vành cam, cùng với tấm bên phía trước của bơm trợ lực, được cố định bằng 4 bulông.
- Kiểm tra tổng tải ban đầu:
+ Kiểm tra bơm chạy êm không có tiếng kêu bất thường
+ Nếu phát hiện tiếng kêu bất thường kiểm tra lại các chi tiết xem đã đúng chưa
- Lắp công tắc áp suất dầu trợ lực lái:
+ Lắp công tác áp suất dầu vào cụm bơm cao áp
+ Mô men xiết: 214 kgf.cm
- Lắp van điều khiển lưu lượng:
+ Bôi dầu trợ lực lên lò xo nén và van điều khiển lưu lượng
+ Lắp lò xo nén và van điều khiển lưu lượng
+ Bôi dầu trợ lực lái nên gioăng chữ O mới lắp nó vào cút cổng cao áp
+ Lắp cút nối cổng cao áp vào vỏ phía trước của cánh gạt
+ Mô men xiết: 704 kgf.cm
- Lắp cụm bình chứa dầu bơm trợ lực:
Bôi dầu trợ lực lái lên gioăng chữ O mới trước khi lắp vào bình chứa dầu bơm trợ lực Sau đó, lắp cụm bình chứa bơm trợ lực vào cụm bơm trợ lực bằng 3 bulông.
+ Mô men xiết: 92 kgf.cm
- Lắp bình chứa dầu bơm trợ lực:
+ Lắp nắp bình chứa dầu bơm trợ lực vào cụm bình chứa dầu
3.3.3 Sửa chữa và đại tu cơ cấu lái
- Kiểm tra đầu thanh nối bên phải và bên trái
+ Dụng cụ: Ê tô, đai ốc, vít cấy và cân lực
+ Kẹp đầu thanh nối hên trái trên ê tô
+ Lắp đai vào vít cấy
+ Lắc khớp cầu ra phía trước và phía sau nhiều lần
+ Sử dụng một cần lực, tiến hành vặn đai ốc một cách liên tục với tốc độ khoảng
3 đến 5 giây cho mỗi vòng và ghi nhận giá trị sau vòng thứ 5
+ Mô men quay: 3.0 đến 20 kgf.cm
+ Nếu thanh không quay như tiêu chuẩn hãy thay thế đầu thanh
+ Tiêu chuẩn: Độ đảo lớn nhất 0.15 mm Bề mặt thanh răng không được sứt mẻ mòn nhiều
+ Kiểm tra mòn của thanh răng
+ Kiểm tra độ bề mặt thanh răng
+ Độ đảo vượt quá tiêu chuẩn thì phải thay thế
+ Thanh răng có bất kỳ dấu hiệu mòn tróc xước thì cũng thay thế
Tháo lắp hệ thống lái
+ Đế từ của đồng hồ đo
+ Đồng hồ đo đường kính xi lanh
+ Bộ dụng cụ tháo vít
+ Cờ lê lực 200 kgf.cm (20 Nm)
+ Cờ kê lực loại nhỏ 8 - 13 kgf.cm (0,8 - 1,3 Nm)
- Các bước tháo cơ cấu lái
Bước 1: Kẹp cơ cấu lái trên ê tô
Hình 3.7 Kẹp cơ cấu lái trên ê tô
Bước 2: Tháo van điều khiển khí
- Tháo ống dầu cao áp để quay trái và quay phải
Hình 3.8 Tháo van điều khiển khí
- Nới lỏng đai ốc hãm, sau đó đánh dấu trên thanh lái và đầu thanh răng
- Tháo thanh lái và đai ốc hãm
Bước 4: Tháo cao su che bụi thanh răng
- Dùng tô vít tháo các kẹp
- Tháo cao su che bụi thanh răng
Hình 3.10 Tháo cao su che bụi thanh răng
Bước 5: Tháo đầu thanh răng và đệm răng
- Cậy phần bị đánh gập của thanh răng ra
- Dùng dụng cụ tháo đầu thanh răng
- Đánh dấu ghi nhớ đầu thanh răng trái và phải
Hình 3.11 Tháo đầu thanh răng và đệm răng
Bước 6: Tháo đai ốc hãm nắp lò xo dẫn hướng
- Sử dụng công cụ để tháo đai ốc hãm nắp lò xo dẫn hướng thanh răng
Hình 3.13Tháo đai ốc hãm nắp lò xo dẫn hướng
Bước 7: Tháo nắp lò xo dẫn hướng thanh răng
Hình 3.14Tháo nắp lò xo dẫn hướng thanh răng
Bước 8: Tháo nắp vỏ thanh răng
Hình 3.15 Tháo nắp vỏ thanh răng
Bước 9: Tháo đai ốc tự hãm và ổ bi dưới
- Dùng dụng cụ giữ van điều khiển, tháo đai ốc tự hãm
- Tháo ổ bi dưới và đệm cách
Hình 3.16 Tháo đai ốc tự hãm và ổ bi dưới
Bước 10: Tháo van điều khiển
- Dùng kìm tháo phanh, tháo phanh hãm
- Tháo van điều khiển cùng với ổ bi trên và phớt dầu
Hình 3.17Tháo nắp che bụi
Hình 3.18Tháo van điều khiển cùng với ổ bi trên và phớt dầu
Bước 11: Tháo ống chặn đầu xylanh
- Dùng kìm tháo phanh, tháo phanh hãm
- Tháo ống chặn đầu xylanh và đệm cách
Hình 3.19Tháo ống chặn đầu xylanh
Bước 12: Tháo thanh răng cùng với phớt dầu
- Gõ nhẹ đầu thanh răng bằng thanh đồng thau và búa Gõ thanh răng ra ngoài
Hình 3.20Tháo thanh răng cùng với phớt dầu
Bước 13: Tháo phớt dầu xilanh và đệm cách
Hình 3.21Tháo phớt dầu xilanh và đệm cách
- Các bước lắp cơ cấu lái
Bước 1: Bôi dầu trợ lực hoặc mỡ lên các chi tiết cần thiết
- Lắp phớt dầu vỏ xilanh và đệm cách
- Dùng búa nhựa lắp cả cụm vào xilanh
Hình 3.22Dùng búa nhựa lắp cả cụm vào xilanh
- Lắp dụng cụ vào thanh răng
- Bôi dầu trợ lực lên dụng cụ
- Lắp thanh răng vào xilanh
Bước 3: Lắp ống chặn đầu xilanh, phớt dầu và đệm cách
- Lắp dụng cụ vào đầu kia của thanh răng
- Bôi dầu trợ lực lên dụng cụ
- Lắp phớt dầu mới lên thanh răng
- Sử dụng dụng cụ để lắp phớt dầu, đệm cách và ống chặn đầu xi lanh vào xi lanh
- Sử dụng kìm tháo phanh, lắp phanh hãm
Hình 3.24 Lắp ống chặn đầu xilanh, phớt dầu và đệm cách
Hình 3.25 Sử dụng kìm tháo phanh, lắp phanh hãm
Bước 4: Kiểm tra kín khít
- Lắp dụng cụ vào cút nối của vỏ xi lanh
- Tạo độ chân không 400 mmHg trong khoảng 30 giây
- Kiểm tra rằng không có sự thay đổi độ chân không
Hình 3.26Kiểm tra kín khít
Bước 5: Lắp van điều khiển vào vỏ
- Dùng dụng cụ và máy ép lắp ổ bi trên
Hình 3.27 Lắp van điều khiển vào vỏ
Bước 6: Lắp phớt dầu và phanh hãm
- Dùng dụng cụ lắp phớt dầu mới
- Dùng kìm tháo phanh, lắp phanh hãm
Hình 3.28 Lắp phớt dầu và phanh hãm
Bước 7: Lắp đệm cách, ổ bi dưới và đai ốc tự hãm lên trục van điều khiển
- Lắp đệm cách và ổ bi lên trục van điều khiển
- Sử dụng dụng cụ để giữ van điều khiển, lắp và xiết đai ốc tự hãm mới
Hình 3.29 Lắp đệm cách, ổ bi dưới và đai ốc tự hãm lên trục van điều khiển
Bước 8: Lắp nắp vỏ thanh răng
- Bôi keo làm kín lên các ren của nắp vỏ thanh răng
- Lắp và siết nắp vỏ thanh răng Mômen xiết 69 Nm
Hình 3.30 Lắp nắp vỏ thanh răng
Bước 9: Lắp đế dẫn hướng thanh răng, sau đó lắp dẫn hướng thanh răng và lò xo dẫn hướng thanh răng
- Thoa mỡ vào và bôi mỡ lên bề mặt trượt, lưng và các bề mặt bên
Hình 3.31 Lắp đế dẫn hướng thanh răng
Bước 10: Điều chỉnh tải trọng ban đầu
- Bôi keo lên 2 hoặc 3 ren của nắp lò xo
- Dùng dụng cụ lắp và siết nắp lò xo Mômen xiết 25 Nm
- Dùng dụng cụ để xoay nắp lò xo dẫn hướng thanh răng 150 độ
- Tiến hành xoay trục van điều khiển sang phải và sang trái một hoặc hai lần
- Nới lỏng nắp lò xo cho đến khi lò xo nén dẫn hướng thanh răng không còn tác dụng
- Sử dụng dụng cụ và cờ lê lực, xiết chặt nắp lò xo dẫn hướng thanh răng đến khi tải trọng ban đầu đạt đến tiêu chuẩn
-Tải trọng ban đầu khi quay: 8 ÷ 13 kgf.cm (0.8 ÷ 1.3 Nm)
Hình 3.32Điều chỉnh tải trọng ban đầu
Hình 3.33 Điều chỉnh tải trọng ban đầu
Hình 3.34Điều chỉnh tải trọng ban đầu Bước 11: Lắp đai ốc hãm nắp lò xo dẫn hướng thanh răng
- Bôi keo lên 2 hay 3 ren của đai ốc hãm
- Dùng dụng cụ lắp và xiết đai ốc hãm Mômen xiết 38 Nm
- Kiểm tra lại tải trọng ban đầu
Hình 3.35 Lắp đai ốc hãm nắp lò xo dẫn hướng thanh răng
Bước 12: Lắp đệm răng và đầu thanh răng
- Dùng dụng cụ lắp và siết đầu thanh răng Mômen xiết 72 Nm
- Dùng thanh đồng thau và búa, bẻ gập đệm răng
Hình 3.36 Lắp đệm răng và đầu thanh răng
Bước 13: Lắp cao su che bụi thanh răng và các kẹp
- Chắc chắn rằng lỗ trên cao su che bụi không bị bịt bởi mỡ
- Lắp cao su che bụi
- Lắp các kẹp ngoài với các đầu kẹp hướng ra ngoài
Hình 3.37Lắp cao su che bụi thanh răng và các kẹp
Hình 3.38Lắp các kẹp ngoài với các đầu kẹp hướng ra ngoài
Bước 14: Lắp đầu thanh lái
- Vặn đai ốc hãm và đầu thanh lái vào đầu thanh răng đến khi khớp với vị trí ban đầu
- Sau khi điều chỉnh độ chụm, xiết chặt đai ốc hãm Mômen xiết 20 Nm
Hình 3.39 Lắp đầu thanh lái
Bước 15: Lắp ống dầu cao áp quay trái và quay phải
- Dùng dụng cụ lắp và xiết các ống Mômen xiết 20 Nm
- Lắp van điều khiển không khí
Hình 3.40 Lắp ống dầu cao áp quay trái và quay phải.
XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC
Mục đích xây dựng mô hình hệ thống lái trợ lực thủy lực
Mục đích của việc tháo ráp các bộ phận là để hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động bên trong, từ đó nâng cao kiến thức về bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống.
Chuẩn bị vật tư, phụ tùng
Bảng 4.1 Bảng thống kê số lượng vật tư, phụ tùng xây dựng mô hình
STT Vật tư, phụ tùng Số lượng
3 Bơm dầu trợ lực lái
8 Đồng hồ đo áp suất dầu
Xây dựng mô hình 3D
4.3.1 Đo kích thước vật tư, phụ tùng
Dựa trên vật tư đã chuẩn bị, tôi đã tiến hành đo kích thước với độ sai số tối thiểu và lắp đặt theo ý tưởng xây dựng khung hình.
4.3.2 Xây dựng khung sắt cho mô hình
Việc xây dựng khung sắt cho mô hình hệ thống lái trợ lực dầu đòi hỏi sự cẩn thận và chính xác trong việc tái hiện các chi tiết và tỷ lệ từ thực tế lên mô hình 3D Dựa vào kích thước thực tế của các vật tư và phụ tùng, khung sắt được thiết kế để đảm bảo có thể chứa đựng toàn bộ hệ thống lái, đồng thời tạo nền tảng vững chắc cho việc gắn các bộ phận và phụ tùng theo tỷ lệ thích hợp.
Sau khi xây dựng khung sắt, dựa vào kích thước thực tế và thiết kế của các vật tư để tạo ra mô hình 3D
Hình 4.1 Mô hình hệ thống lái 3D
Xây dựng phương án lắp đặt và lắp đặt mô hình
Bảng 4.2 Bảng dụng cụ lắp đặt mô hình
STT Dụng cụ lắp đặt Hình ảnh
- Các bước tiến hành xây dựng mô hình :
Bước 1: Đo kích thước và cắt các linh kiện cần thiết theo bản vẽ đã xác định trước
Bước 2: Thực hiện việc hàn khung dưới và gắn các bộ phận càng chữ A vào vị trí cố định
Bước 3: Cố định thước lái vào vị trí chính xác để đảm bảo sự ổn định
Hình 4.2 Hình bắt càng A và thước lái
Bước 4: Gắn ngỗng moay ơ vào vị trí cố định
Bước 5: Tiến hành hàn khung trên xe để đảm bảo sự cố định và an toàn
Bước 6: Gắn các phuộc vào vị trí cố định để đảm bảo sự ổn định và an toàn
Hình 4.3 Hình bắt phuộc và ngổng moay ơ
Bước 7: Hàn và gắn vô lăn và trục lái chính
Bước 8: Lắp đặt bánh xe canh góc đặt bánh xe và hàn bốn bánh xe để di chuyển mô hình
Hình 4.4 Hình gắn trục lái, vô lăng và bánh xe
Bước 9: Lắp đặt đường dầu và hàn chân mô tơ để đảm bảo hoạt động hiệu quả của hệ thống lái
Bước 10: Gắn bình dầu vào vị trí thích hợp để đảm bảo cung cấp dầu cho hệ thống lái
Bước 11: Tiến hành vệ sinh và kiểm tra đường dầu để đảm bảo sạch sẽ và hoạt động hiệu quả
Bước 12: Thực hiện chạy thử xe để kiểm tra hoạt động của hệ thống lái, phát hiện lỗi và xử lý các tình huống phát sinh
Bước 13: Nếu có lỗi phát sinh trong quá trình chạy thử, thực hiện việc sửa lỗi để đảm bảo hoạt động ổn định
Bước 14: Tháo ra các bộ phận để sơn lại và sau đó gắn lại vào vị trí
Hình 4.5 Hình sơn mô hình
Bước 15: Kiểm tra toàn bộ hệ thống để hoàn thiện quá trình lắp đặt, đảm bảo rằng mọi thành phần đã được lắp đặt chính xác và hoạt động hiệu quả.
- Thực hiện từng bước để đảm bảo tính an toàn, hiệu quả và chất lượng cho mô hình
Hình 4.6 Mô hình hoàn thiện
Góc đặt bánh xe đóng vai trò quan trọng trong thiết kế xe hơi hiện đại, đảm bảo sự ổn định và khả năng di chuyển thẳng cũng như quay vòng của xe trên đường Để đạt được điều này, bánh xe cần được lắp đặt với góc đặt cụ thể và điều chỉnh phù hợp.
Trên ô tô thông thường có 5 loại góc đặt bánh xe:
Góc đặt camber là góc nghiêng của bánh xe khi nhìn từ phía trước, được xác định bởi đường tâm của bánh xe và đường thẳng vuông góc với mặt đường.
Phần bánh xe nghiêng ra ngoài được gọi là Camber Dương (+), trong khi phần bánh xe nghiêng vào trong được gọi là Camber Âm (-)
+ Làm giảm lực quay vòng
+ Làm giảm tải trọng thẳng đứng
+ Giảm sự biến dạng các bộ phận treo và bạc lót
Góc kingpin là đường thẳng nối giữa khớp trên và khớp dưới của trục cầu, xác định tâm quay của bánh xe trước khi có lực từ vô lăng Góc này, ký hiệu là θ b, thể hiện độ nghiêng của trục lái.
L: Độ lệch kingpin (Là khoảng cách từ trung tâm của lốp đến điểm gặp giữa trục lái và mặt đường)
Giảm lực cần lái là một yếu tố quan trọng trong việc điều khiển xe Khi bánh xe quay sang trái hoặc phải, độ lệch lớn sẽ làm tăng cản trở quá trình quay do sức cản của lốp xe, dẫn đến việc tăng lực cần để lái Ngược lại, khi góc kingpin giảm, lực cần để lái xe cũng sẽ giảm theo.
Giảm lực phản hồi là cần thiết khi độ lệch quá lớn, vì lực đẩy từ động cơ hoặc lực phanh sẽ tạo ra mô-men xoay lớn quanh trục đứng, tỷ lệ thuận với độ lệch.
Tăng ổn định trên đường thẳng: Góc nghiêng của trục lái giúp bánh xe tự động trở lại vị trí thẳng sau khi đi vào đường cong
Góc Caster là góc nghiêng giữa trục xoay đứng và đường thẳng đứng khi nhìn từ bên cạnh xe Nếu trục xoay đứng nghiêng về phía sau, được gọi là Góc Caster Dương (+), trong khi nếu nó nghiêng về phía trước, gọi là Góc Caster Âm (-).
Góc Caster ảnh hưởng đến độ ổn định khi xe di chuyển trên đường thẳng và tính năng trả lái khi vào đường cong Một Góc Caster Dương lớn mang lại sự ổn định tốt hơn trên đường thẳng, nhưng có thể làm cho việc lái xe trên đường cong trở nên khó khăn hơn.
+ Độ ổn định khi chạy thẳng và trả lái bánh xe: Góc Caster cải thiện độ ổn định trên đường thẳng
Khi trục đứng xoay để xe vào đường cong, Góc Caster tạo ra mô-men kích, khiến lốp bánh xe nghiêng so với mặt đường Điều này tạo ra mô-men kích, giúp nâng thân xe lên.
Mô-men kích hoạt đóng vai trò như một lực phản hồi cho bánh xe, giúp đưa thân xe trở về vị trí nằm ngang và duy trì độ ổn định khi xe di chuyển trên đường thẳng.
Hồi vị bánh xe được điều chỉnh nhờ góc Caster, trong đó giao điểm của trục xoay đứng với mặt đường nằm ở vị trí phía trước tâm tiếp xúc giữa lốp xe và mặt đường.
Nếu bánh xe có góc caster, giao điểm giữa trục xoay đứng và mặt đường sẽ nằm phía trước điểm tiếp xúc giữa lốp xe và mặt đường.
Lốp xe kéo về phía trước giúp duy trì độ ổn định của xe khi di chuyển trên đường thẳng, nhờ vào việc đẩy lùi các lực làm mất ổn định bánh xe.
Bán kính quay vòng là góc quay của một trong những bánh trước khi lực từ bánh lái được áp dụng Bánh xe bên trong và bên ngoài quay với các góc khác nhau, tạo ra các vòng tròn có tâm chung, từ đó đảm bảo tính năng quay vòng hiệu quả của xe ô tô.
Giảm lực đánh lái là một yếu tố quan trọng trong việc cải thiện khả năng điều khiển xe Khi bánh xe quay sang trái hoặc phải, độ lệch lớn sẽ cản trở quá trình quay và làm tăng lực cần thiết để lái xe Ngược lại, việc giảm góc kingpin sẽ giúp giảm lực cần để điều khiển xe, mang lại trải nghiệm lái thoải mái hơn.