Bài giảng về Hệ thống lái ô tô

Công dụng Hệ thống lái của ôtô là hệ thống dùng để điều khiển hướng chuyển động của ôtô bằng cách quay … thông qua vành lái. Yêu cầu cơ bản của hệ thống lái Đảm bảo khả năng quay vòng ngoặt và ổn định. Đảm bảo động học quay vòng tốt. Đảm bảo điều khiển chính xác, lực và hành trình điều khiển tỷ lệ với mức độ quay vòng của ôtô và nằm trong giới hạn cho phép. Đảm bảo các bánh xe dẫn hướng có khả năng tự ổn định cao. Giảm được các va đập từ bánh xe dẫn hướng truyền lên vành lái. Bánh xe dẫn hướng phải có động học đúng yêu cầu của hệ thống lái và hệ

Công dụng

Hệ thống lái của ôtô là hệ thống dùng để điều khiển hướng chuyển động của ôtô bằng cách quay … thông qua vành lái

Yêu cầu cơ bản của hệ thống lái

- Đảm bảo khả năng quay vòng ngoặt và ổn định

- Đảm bảo động học quay vòng tốt

- Đảm bảo điều khiển chính xác, lực và hành trình điều khiển tỷ lệ với mức độ quay vòng của ôtô và nằm trong giới hạn cho phép

- Đảm bảo các bánh xe dẫn hướng có khả năng tự ổn định cao

- Giảm được các va đập từ bánh xe dẫn hướng truyền lên vành lái

- Bánh xe dẫn hướng phải có động học đúng yêu cầu của hệ thống lái và hệ

thống treo

?? Tại sao có thể điều khiển hướng cđ của xe bằng cách quay bánh xe dẫn hướng

?? Phân tích các yêu cầu đối với hệ thống lái

14.1 Hệ thống lái và sự quay vòng của ô tô

14 Hệ thống lái

Cấu tạo chung của hệ thống lái ôtô

14.1 Hệ thống lái và sự quay vòng của ô tô

?? Cấu tạo chung của HTL gồm …

?? Cơ cấu lái thực chất là gì

?? Tác dụng của cơ cấu lái

Cấu tạo chung của

12

12

11

11

?? Hệ dẫn động lái gồm những chi tết nào

14.1 Hệ thống lái và sự quay vòng của ô tô

Phân loại

?? Nêu các loại hệ thống lái:

- Theo phương pháp chuyển hướng ôtô:

- Theo số lượng cầu dẫn hướng :

- Theo cấu tạo của cơ cấu lái:

- Theo cấu tạo của trợ lực dẫn động lái:

- Theo bố trí vành lái:

14.1 Hệ thống lái và sự quay vòng của ô tô

Các trạng thái quay vòng của ôtô

Sự quay vòng của ôtô rất phức tạp, tính ổn định hướng chuyển động của ôtô rất nhạy cảm với trạng thái quay vòng của ôtô

?? Nêu các trạng thái quay vòng của ô tô

?? Trạng thái quay vòng nào nguy hiểm nhất

?? Trạng thái quay vòng nào thường xẩy ra nhất

14.1 Hệ thống lái và sự quay vòng của ô tô

Sơ đồ các phương án bố trí bánh xe dẫn hướng cơ bản

?? Đặc điểm và phạm vi ứng dụng của mỗi phương án bố trí

P a)

O

O v

P b)

v

O

O

P c)

14.1 Hệ thống lái và sự quay vòng của ô tô

Quan hệ động học của bánh xe dẫn hướng

cotg - cotg = B0 / L

B0 là khoảng cách giữa hai tâm trụ đứng trong mặt phẳng đi qua tâm trục bánh xe và song song với mặt đường;

L là chiều dài cơ sở của xe)

?? Giải thích quan hệ trên

?? Kết cấu nào đảm báo quan hệ trên

14.1 Hệ thống lái và sự quay vòng của ô tô

Quan hệ động học của bánh xe dẫn hướng

?? Đặc điểm và phạm vi ứng dụng của các phương án bố trí hình thang lái

14.1 Hệ thống lái và sự quay vòng của ô tô

- Góc nghiêng ngang của bánh xe (  ).

Góc nghiêng ngang của bánh xe (  ).

Nếu phần trên của bánh xe của bánh

xe nghiêng ra ngoài thì ta quy ước là 

> 0 và ngược lại.

?? Tác dụng của góc nghiêng

ngang bánh xe dương và âm.

14.2 Các góc kết cấu bánh xe dẫn hướng

Góc chụm của bánh xe (  ).

 = arcsin((B-A)/dv).

A, B là các kích thước như trên hình;

dv là đường kính ngoài của vành

bánh xe.

Trong thực tế thường lấy hiệu V = B

-A để xác định độ chụm

Độ chụm dương nếu hai bánh xe đặt

chụm về phía trước và ngược lại.

Góc nghiêng ngang của trụ đứng (  )

và bán kính quay bánh xe quanh trụ đứng (r0).

Góc  được gọi là dương nếu đầu trên trụ đứng nghiêng vào phía trong

xe và ngược lại là gọi âm.

Steering axis Upper ball joint

Lower ball joint

14.2 Các góc kết cấu bánh xe dẫn hướng

Góc nghiêng ngang của trụ đứng (  )

và bán kính quay bánh xe quanh trụ đứng (r0).

Bán kính quay bánh xe quanh trụ đứng r0 là khoảng cách từ vết của đường tâm trụ đứng trên mặt phẳng đường đến mặt phẳng đối xứng dọc của bánh xe.

- Góc nghiêng dọc của trụ đứng (  ).

Góc nghiêng dọc của trụ đứng (  ) là góc

xác định trong mặt phẳng dọc của xe tạo

bởi hình chiếu thẳng góc của trụ đứng trên

mặt phẳng đó và phương thẳng đứng.

Góc  gọi là dương nếu phía trên đường

tâm trụ đứng lùi về phía sau, ngược lại là 

Các thông số cơ bản của cơ cấu lái

- tỷ số truyền (động học và lực học),

- hiệu suất (thuận và nghịch)

- khe hở cho phép giữa các chi tiết ăn

khớp của cơ cấu lái (nó quyết định độ dơ

vành lái)

14.3 Cơ cấu lái

?? Ý nghĩa của tỷ số truyền cơ cấu lái

?? Giá trị các hiệu suất của CCL ảnh hưởng tới sự làm việc của hệ thống ntn

?? Bản chất của độ dơ vành lái

?? Quy luật biến đổi của độ dơ vành lái theo góc quay vành lái ntn là hợp lý

vl



Cơ cấu lái bánh răng thanh răng

14.3 Cơ cấu lái

Universal joint

Rack

Pinion

?? Đặc điểm và phạm vi ứng dụng

của cơ cấu lái loại này

?? Cách điều chỉnh cơ cấu lái này

cơ cấu lái loại này

?? Cách điều chỉnh cơ cấu lái này

14.3 Cơ cấu lái

Cơ cấu lái trục vít êcu bi - thanh răng bánh răng

14.3 Cơ cấu lái

Cơ cấu lái trục vít êcu bi - thanh răng bánh răng

1 Đòn quay đứng, 7 Bánh răng rẻ quạt,

8 Êcu (thanh răng), 11 ổ lăn của trục vít,

12 Trục vít, 13,15 ống dẫn

bi, 14 Bi,

16 Nút đổ dầu,

22 Bulông điều chỉnh bánh răng rẻ quạt.

?? Đặc điểm và phạm vi ứng dụng của loại cơ cấu lái này

?? Cách điều chỉnh cơ cấu lái này

14.3 Cơ cấu lái

Hệ dẫn động lái phải đảm bảo động học đúng của các bánh xe dẫn hướng, đảm bảo độ dơ vành lái nhỏ, giảm được các lực va đập truyền từ các bánh xe dẫn hướng lên vành lái, vành lái bố trí phù hợp với người lái và đảm bảo an toàn thụ động cho người lái.

14.4 Dẫn động lái

Dẫn động lái từ cơ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng Hình thang lái

14.4 Dẫn động lái

Dẫn động lái từ cơ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng Hình thang lái

14.4 Dẫn động lái

Dẫn động lái từ cơ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng Hình thang lái

?? Đặc điểm làm việc của các sơ đồ

14.4 Dẫn động lái

Dẫn động lái từ cơ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng

?? Phân tích động học các phương án bố trí hệ thống này

14.4 Dẫn động lái

Dẫn động lái từ cơ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng

Dẫn động lái từ cơ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng

Dẫn động từ vành lái đến cơ cấu lái

Dẫn động lái từ vành lái đến cơ cấu lái gồm có trục lái để truyền mô men và chuyển động của vành lái đến cơ cấu lái và vỏ trục lái để đỡ trục lái

Trục lái thường gồm các đoạn trục nối với nhau bằng các khớp cacđăng

14.4 Dẫn động lái

Dẫn động từ vành lái đến cơ cấu lái

Vị trí vành lái

14.4 Dẫn động lái

?? Tại sao cần thay đổi vị trí vành lái

Dẫn động từ vành lái đến cơ cấu lái

Cơ cấu an toàn thụ động cho người lái

14.4 Dẫn động lái

?? An toàn thụ động là gì

Dẫn động từ vành lái đến cơ cấu lái

Cơ cấu an toàn thụ động cho người lái

14.4 Dẫn động lái

1 2 3

4

1 2 3

4

1

2 3

?? Các dạng trợ lực lái trên ô tô Dạng nào phổ biến nhất (hiện nay và tương lai)

?? Cấu tạo chung của hệ thống trợ lực lái

?? Phương án bố trí nào trên đây được sử dụng phổ biến hiện nay

14.5 Trợ lực lái

Sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống trợ lực lái thuỷ lực.

Hệ thống trợ lực van trượt

Khi ôtô chạy thẳng, vành lái ở vị trí trung gian, con trượt cũng ở vị trí trung gian, hệ thống không thực hiện cường hoá

14.5 Trợ lực lái

Hệ thống trợ lực van trượt

Khi quay vòng sang phải

14.5 Trợ lực lái

Hệ thống trợ lực van trượt

Khi quay vòng sang trái

14.5 Trợ lực lái

CCL- Cơ cấu lái

VPP- Van phân phối

10

6 5

4

3 2

1

7 6

11 12

A B

?? Hệ thống làm việc ntn khi vành lái ở vị trí trung gian, khi quay phải/trái

?? Độ nhạy của hệ thống trợ lực

?? Giải thích tính tùy động

?? Khi bơm hỏng, hệ thống làm việc ntn

?? Tại sao nói “hệ thống trợ lực lái giúp tăng tính an toàn của ô tô”

14.5 Trợ lực lái

Hệ thống trợ lực van trượt

14.5 Trợ lực lái

Hệ thống trợ lực van xoay

Piston sinh lực cường hoá chính là thanh răng 3, xylanh là thân cơ cấu lái Van phân phối gồm vỏ van cố định với trục vít 19 của cơ cấu lái, thân van 10 nối với

đầu trên của thanh xoắn đàn hồi 11, có thể quay theo đầu trên của thanh xoắn

11 Đầu dưới của thanh xoắn nối với trục vít 19

Nối B

Nối B Nối B

Nối B Pit tông

Nối A

Nối A Nối A

Xi lanh lực

?? Hệ thống làm việc ntn khi vành lái ở vị trí trung gian

14.5 Trợ lực lái

Hệ thống trợ lực van xoay

Buồng A Buồng B

Nối B

Nối B Nối B

Nối B Nối A

?? Tính tùy động ntn

?? Nếu trợ lực hỏng, hệ thống

làm việc ntn

?? Độ nhạy của hệ thống do chi

tiết nào quyết định

?? Bơm dầu trợ lực nên được

điều khiển ntn để hệ thống làm việc

tốt nhất

14.5 Trợ lực lái

14.6 Hệ thống lái nhiều cầu dẫn hướng

?? Ưu điểm của HTL nhiều

cầu dẫn hướng so với HTL

chỉ 1 cầu trước dẫn hướng

Cơ cấu điều khiển bánh xe dẫn hướng phía sau kiểu cơ khí (của ôtô Honda Prelude 4WS)

14.6 Hệ thống lái nhiều cầu dẫn hướng

?? Nguyên lý làm việc

Hệ thống lái 4WS dùng cơ cấu điều khiển

góc quay bánh xe dẫn hướng phía sau

kiểu cơ khí - điện tử - thuỷ lực

?? Nguyên lý làm việc

14.6 Hệ thống lái nhiều cầu dẫn hướng

14.7 Hệ thống lái tích cực

?? HTL tích cực là gì

HW: Xác định quan hệ động học và lực học của cơ cấu lái trên hình vẽ

14.8 Hệ thống lái bằng dây

?? HTL bằng dây là gì