Chơng 10: Hệ thống lái Chơng 10 hệ thống lái Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1 Công dụng Hệ thống lái ôtô dùng để thay đổi hớng chuyển động giữ cho ôtô chuyển động theo quỹ đạo xác định 1.2 Phân loại Tuỳ thuộc vào yếu tố để phân loại, hệ thống lái đợc chia thành loại sau: * Theo cách bố trí vành lái - Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động ôtô) đợc dùng ôtô nớc có luật đờng bên phải nh Việt nam mét sè c¸c n−íc kh¸c; - HƯ thèng l¸i víi vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động ôtô) đợc dùng ôtô nớc có luật đờng bên trái nh Anh, Nhật, Thuỵ Điển, * Theo số lợng cầu dẫn hớng - Hệ thống lái với bánh dẫn hớng cầu tr−íc; - HƯ thèng l¸i víi c¸c b¸nh dÉn h−íng cầu sau; - Hệ thống lái với bánh dẫn hớng tất cầu * Theo kết cấu cấu lái - Cơ cấu lái loại trục vít - bánh vít; - Cơ cấu lái loại trục vít - cung răng; - Cơ cấu lái loại trục vít - lăn; - Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay; - Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, êcu, cung răng); - Cơ cấu lái loại bánh trụ - * Theo kết cấu nguyên lý làm việc cờng ho¸ - HƯ thèng l¸i cã c−êng ho¸ thủ lùc; - HƯ thèng l¸i cã c−êng ho¸ khÝ nÐn; - Hệ thống lái có cờng hoá liên hợp 1.3 Yêu cầu Hệ thống lái phải bảo đảm yêu cầu sau: - Quay vòng ôtô thật ngoặt thời gian ngắn diện tích bé; - Điều khiển lái phải nhẹ nhàng thuận tiện; - Động học quay vòng phải để bánh xe không bị trợt quay vòng; - Tránh đợc va đập từ bánh dẫn hớng truyền lên vành lái; - Giữ đợc chuyển động thẳng ổn định - 184 - Chơng 10: Hệ thống lái Cấu tạo chung hệ thống lái 2.1 Hệ thống lái với cầu dẫn h−íng lo¹i liỊn (hƯ thèng treo phơ thc) Bè trÝ chung hệ thống lái loại đợc hình 10.1 Hình 10.1 - vành lái; - trơ l¸i; - trơc vÝt; - cung răng; - đòn quay đứng; - đòn kéo däc; - cam quay; 8, 9, 10 - h×nh thang l¸i; 11 - trơc b¸nh xe HƯ thèng l¸i thờng đợc bố trí ôtô tải nhỏ trung bình Hệ thống bao gồm phận nh sau: - Vành lái: vành lái với trục lái có nhiệm vụ truyền lực quay vòng ngời lái từ vành lái đến trục vít cấu lái - Cơ cấu lái: cấu lái sơ đồ gồm trục vít cung Nã cã nhiƯm vơ biÕn chun ®éng quay cđa trơc lái thành chuyển động góc đòn quay đứng khuyếch đại lực điều khiển vành lái - Dẫn động lái: dẫn động lái bao gồm đòn quay đứng 5, kÐo däc 6, cam quay Nã cã nhiệm vụ biến chuyển động góc đòn quay đứng thành chuyển động góc trục bánh xe dẫn hớng - Hình thang lái: hình thang lái bao gồm đòn 8, 10 Ba khâu hợp với dầm cầu dẫn hớng tạo thành bốn khâu dạng hình thang nên gọi hình thang lái Hình thang lái có nhiệm vụ tạo chuyển động góc hai bánh xe dẫn hớng theo quan hệ xác định bảo đảm bánh xe không bị trợt quay vòng 2.2 Hệ thống lái với bánh dẫn hớng hƯ thèng treo ®éc lËp Bè trÝ chung cđa hƯ thống lái loại đợc hình 10.2 - 185 - Chơng 10: Hệ thống lái Hình 10.2 hệ thống lái cầu liền (hệ thống treo phụ thuộc) ôtô cầu dao động toàn chi tiết hình thang lái dao động mét khèi víi cÇu dÉn h−íng Nh−ng ë hƯ thèng lái với hệ thống treo độc lập (hình 10.2), bánh xe dẫn hớng bên trái bên phải dao động độc lập với nên cấu tạo dẫn động lái hình thang lái có khác so với loại cầu liền Đó ngang hình thang lái làm liền mà phải cắt rời thành nhiều đoạn liên kết với khớp cầu Còn lại phận khác nh vành lái, trục lái, cấu lái có cấu tạo nguyên lý làm việc nh đ mô tả mơc 2.1 2.3 HƯ thèng l¸i cã c−êng ho¸ Hình 10.3 - 186 - Chơng 10: Hệ thống lái So với hệ thống lái cờng hoá đ trình bày trên, cấu tạo chung hệ thống lái có cờng hoá gồm hai phần chính: phần lái khí có cấu tạo nguyên lý giống nh trờng hợp đ trình bày trên; phần cờng hoá với phận sau: - Nguồn lợng cờng hoá, sơ đồ hình 10.3 bơm thuỷ lực; - Van phân phối (van điều khiển); - Cơ cấu chấp hành (xi lanh lực) Cấu tạo phận hệ thống lái 3.1 Trục lái Trục lái có hai loại: loại cố định không thay đổi đợc góc nghiêng (hình 10.4.a) loại thay đổi đợc góc nghiêng (hình 10.4.b) a b Hình 10.4 Đối với loại không thay đổi đợc góc nghiêng trục lái gồm thép hình trụ rỗng Đầu trục lái đợc lắp then hoa với moayơ vành lái (vô lăng) đầu dới đợc lắp then hoa với khớp đăng Trục đợc đỡ ống trục lái ổ bi ống trục lái đợc cố định vỏ cabin giá đỡ Vành lái có dạng thép hình tròn với số nan hoa (hai ba) nối vành thép với moayơ vành lái kim loại Moayơ có làm lỗ với then hoa để ăn khớp then với đầu trục lái Đối với loại trục lái thay đổi đợc góc nghiêng chi tiết kể trên, trục liên tục mà đợc chia thành hai phần chuyển động tơng góc độ định nhờ kết cấu đặc biệt - 187 - Chơng 10: Hệ thống lái khớp nối (hình 10.4.b) Tuỳ thuộc vào t khuôn khổ ngời lái mà vánh lái đợc điều chỉnh với góc nghiêng phù hợp 3.2 Cơ cấu lái Cơ cấu lái hộp giảm tốc đảm bảo tăng mômen quay ngời lái từ vành lái tới bánh xe dẫn hớng Cơ cấu lái có thông số đặc trng cho tính kỹ thuËt sau: * TØ sè truyÒn ic: ic = dθ ω θ = dΩ ω Ω Trong ®ã: dθ, dΩ - góc quay nguyên tố tơng ứng vánh lái trục đòn quay đứng; , - góc quay tơng ứng vành lái trục đòn quay đứng Tỉ số truyền cấu lái thay đổi không thay đổi Tỉ số truyền cấu lái có phạm vi thay đổi rộng, cao vùng vị trí trung gian thấp vị trí rìa thờng đợc dùng hệ thống lái cờng hoá * Hiệu suất thuận: Hiệu suất thuận hiệu suất tính theo lực truyền từ trục lái xuống Hiệu suất thuận cao lái nhẹ Vì nói chung thiết kế cấu lái yêu cầu phải có hiệu suất thuận cao * Hiệu suất nghịch: Hiệu suất nghịch hiệu suất tính theo lực truyền từ dới đòn quay đứng lến trục lái Thông thờng yêu cầu hiệu suất nghịch phải có trị số bé hiệu suất thuận Nếu hiệu suất nghịch bé lực va đập tác dụng lên hệ thống chuyển động ôtô không truyền đến vành lái đợc chúng bị triệt tiêu ma sát cấu lái Đây tính chất quý cấu lái Tuy nhiên đa hiệu suất nghịch xuống thấp lúc bánh xe dẫn hớng không tự trả lại đợc vị trí ban đầu dới tác dụng mômen ổn định Vì để đảm bảo khả tự trả bánh xe dẫn hớng từ vị trí đ quay vị trí ban đầu để hạn chế va đập từ đờng lên vành lái phạm vi cấu lái đợc thiết kế với hiệu suất nghịch định 3.2.1 Cơ cấu lái loại trục vít cung (hình 10.5) Cơ cấu lái loại trục vít cung có u điểm giảm đợc trọng lợng kích thớc so với loại trục vít bánh Cung cung thờng (hình 10.5.a) cung bên (hình 10.5.b) Cung bên có u điểm tiếp xúc theo toàn chiều dài răng, giảm đợc ứng suất tiếp xúc hao mòn thờng dùng ôtô tải cỡ lớn Tỉ số truyền cấu lái trục vít cung đợc xác định nh sau: ic = ro t Trong đó: ro - bán kính vòng tròn sở cung t - bớc trục vít - 188 - Chơng 10: Hệ thống lái Tỉ số truyền cấu lái loại có giá trị không đổi Hiệu suất thuận khoảng 0,5 hiệu suất nghịch khoảng 0,4 a b Hình 10.5 3.2.2 Cơ cấu lái loại trục vít lăn (hình 10.6) Cơ cấu lái loại trục vít lăn có u điểm sau: - Nhờ trục vít có dạng glôbôít chiều dài trục vít không lớn nhng tiếp xúc ăn khớp đợc lâu diện rộng hơn, có nghĩa giảm đợc kích thớc chung giảm ứng suất tiếp xúc răng; - Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc với đợc phân tán, tuỳ theo loại ôtô mà làm lăn có từ hai đến bốn vòng ren; - Tổn thất ma sát nhờ thay ma sát trợt ma sát lăn; - Có khả điều chỉnh khe hở ăn khớp bánh Đờng trục lăn nằm lệch với đờng trục trục vít khoảng e = - mm Điều cho phép điều chỉnh lại khe hở ăn khớp sau thời gian làm việc chi tiết bị hao mòn Tỉ số truyền cấu lái trục vít lăn vị trí trung gian xác định theo công thức: ic = 2r2 tz1 Trong đó: r2 - bán kính vòng tròn ban đầu hình glôbôít trục vít t - b−íc cđa trơc vÝt z1 - sè mèi ren trục vít Tỉ số truyền cấu lái loại tăng lên từ vị trí đến vị trí rìa khoảng từ 5-7% nhng tăng không đáng kể nên bỏ qua coi nh tỉ số truyền không thay đổi Hiệu suất thuận vào khoảng 0,65 hiệu suất nghịch khoảng 0,5 Cơ cấu lái loại đợc sử dụng rộng r i loại ôtô khác - 189 - Chơng 10: Hệ thống lái Hình 10.6 3.2.3 Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay (hình 10.7) Cơ cấu lái loại có u điểm thiết kế tỉ số truyền thay đổi theo quy luật khác tuỳ thuộc vào yêu cầu sử dụng Nếu bớc trục vít t không đổi tỉ số truyền đợc xác định theo công thức: ic = 2Π r2 cos Ω t Trong ®ã: Ω - gãc quay đòn quay đứng r2 - bán kính từ chốt quay đến trục đòn quay Hiệu suất thuận hiệu suất nghịch cấu lái loại vào khoảng 0,7 Cơ cấu lái loại thờng đợc sử dụng hệ thống lái cờng hoá ôtô tải ôtô khách Hình 10.7 3.2.4 Cơ cấu lái loại trục vít êcu bi cung (hình 10.8) Hai đầu trục vít đợc đỡ ổ bi đỡ chặn, đai ốc bi chạy trục vít nhờ nhiều viên bi r nh xoắn trục vít bên đai ốc Các viên bi lăn r nh này, r nh đợc thiết kế phép viên bi tuần hoàn cách liên tục Một trục với bánh rẻ quạt đợc lắp hộp cấu lái ổ bi kim Phần rẻ quạt ¨n khíp víi r¨ng cđa ®ai èc bi Khi trơc vít quay đai ốc bi chạy - 190 - Chơng 10: Hệ thống lái dọc trục vít, chuyển động tịnh tiến làm cung rẻ quạt quay dẫn đến trục đòn quay đứng quay Hình 10.8 Ưu điểm cấu lái loại trục vít êcu bi cung tổn thất ma sát trục vít trục rẻ quạt nhỏ nhờ biến ma sát trợt thành ma sát lăn Cơ cấu lái loại trục vít êcu bi cung thiết kế với tỉ số truyền không đổi (hình 10.9.a) tỉ số truyền thay đổi (hình 10.9.b) Đặc điểm cấu lái có tỉ số truyền không đổi bán kính ăn khớp C1, C2, C3 trục rẻ quạt bán kính ăn khớp D1, D2, D3 đai ốc a Loại tỉ số truyền không đổi b Loại tỉ số truyền thay đổi Hình 10.9 Đối với cấu lái có tỉ số truyền thay đổi đợc thiết kế cho bán kính ăn khớp trục rẻ quạt giảm dần phía tâm (C1 > C2 > C3) Mặt khác bán kính ăn khớp đai ốc lại tăng dần phía tâm (D1 < D2 < D3) - 191 - Ch−¬ng 10: HƯ thống lái Nhờ mà tỉ số truyền cấu lái đợc thay đổi theo quy luật hình 10.9 3.2.5 Cơ cấu lái loại bánh trụ (hình 10.10) Bánh trụ đợc chế tạo liền với trục lái nên gọi trục Khi quay vành lái trục quay làm dịch chuyển sang phải sang trái Sự dịch chuyển đợc truyền tới cam quay qua đầu khớp cầu Cơ cấu loại trục có u điểm sau: - Cấu trúc đơn giản, gọn nhẹ cấu lái nhỏ thân có tác dụng nh dẫn động lái nên không cần ngang nh cấu lái khác; - ăn khớp trực tiếp nên độ nhạy cao; - Ma sát trợt lăn nhỏ kết hợp với truyền mômen tốt nên lực điều khiển vành lái nhẹ; - Cơ cấu lái đợc bao kín hoàn toàn nên phải chăm sóc bảo dỡng a b Hình 10.10 3.3 Dẫn động lái 3.3.1 Đòn quay Đòn quay có nhiệm vụ truyền mômen từ trục đòn quay cấu lái tới đòn kéo dọc kéo ngang đợc nối víi cam quay cđa b¸nh xe dÉn h−íng - 192 - Chơng 10: Hệ thống lái Cấu tạo đòn quay có dạng gồm thân đòn quay, đầu to đầu nhỏ Đầu to lỗ hình trụ côn có then hoa bên để ăn khớp then hoa với đầu trục đòn quay Đầu nhỏ đòn quay có lỗ trơn hình côn để bắt với rôtuyn Thân đòn quay có tiết diện nhỏ dần từ đầu to đến đầu nhỏ hình dạng tiết diện phù hợp với phơng chịu lực Tuỳ theo loại cấu lái dẫn động lái mà đòn quay quay mặt phẳng đứng (hình 10.11.b) mặt phẳng ngang (hình 10.11.a) a b Hình 10.11 3.3.2 Đòn kéo Đòn kéo đợc dùng để truyền lực từ đòn quay cấu lái đến cam quay bánh xe dẫn hớng Tuỳ theo phơng đặt đòn kéo mà ngời ta gọi đòn kéo dọc đòn kéo ngang Đòn kéo đợc sử dụng nối truyền lực hai cam quay hai bánh xe dẫn hớng Nó khâu thứ ba (trừ dầm cầu dẫn hớng) hình thang lái nên đợc gọi "ba ngang" Cấu tạo chung đòn kéo gồm thép hình trụ rỗng hai đầu có bố trí rôtuyn với liên kết cầu Vì trình làm việc vị trí đòn kéo thay đổi không gian nên điểm nối đòn kéo phải liên kết cầu để tránh cỡng (hình 10.12) Hình 10.12 Liên kết cầu bao gồm rôtuyn với đầu có dạng cầu bát rôtuyn có bề mặt lắp ghép phần chỏm cầu lõm đợc lắp ráp với mặt cầu rôtuyn - 193 - Chơng 10: Hệ thống lái Tác dụng độ chụm để khử lực camber sinh có camber dơng Điều đợc giải thích qua hình 10.26.b Khi bánh xe bố trí góc camber dơng tức bánh xe bị nghiêng phía nên có xu hớng quay quanh tâm giao điểm tâm trục bánh xe với mặt đờng Nh vùng tiếp xúc bánh xe với mặt đờng có hai thành phần vận tốc: thành phần có phơng trùng với phơng chuyển động thẳng ôtô; thành phần có phơng nghiêng phía theo h−íng quay cđa b¸nh xe cã gãc camber dơng Hiện tợng làm mòn nhanh lốp xe Để khắc phục tợng nói ngời ta bố trí độ chụm bánh xe dẫn hớng nhằm khử thành phần vận tốc có phơng nghiêng phía Khi vùng tiếp xúc bánh xe với mặt đờng lại thành phần vận tốc theo phơng thẳng b Độ chụm: A < B Độ mở: A>B a Hình 10 26 Hiện phần lớn ôtô có góc camber gần nên độ chụm bánh xe trở nên nhỏ chí vài loại xe độ chụm Hệ thống lái có cờng hoá 5.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 5.1.1 Công dụng Hệ thống cờng hoá lái trớc hết có nhiệm vụ làm giảm lực điều khiển vành tay lái để giảm cờng độ lao động cho ngời lái sau để tăng tính an toàn hệ thống điều khiển lái 5.1.2 Phân loại * Dựa vào kết cấu nguyên lý van phân phối ngời ta chia ra: - HƯ thèng l¸i c−êng ho¸ víi kiĨu van trơ tịnh tiến; - Hệ thống lái cờng hoá với kiểu van trơ xoay; - HƯ thèng l¸i c−êng ho¸ víi kiểu van cánh - 202 - Chơng 10: Hệ thống lái * Dựa vào vị trí van phân phối vµ xi lanh lùc ng−êi ta chia ra: - HƯ thống lái cờng hoá kiểu van phân phối xi lanh lực kết hợp cấu lái; - Hệ thống lái cờng hoá kiểu van phân phối xi lanh lực kết hợp đòn kéo; - Hệ thống lái cờng hoá kiểu van phân phối xi lanh lực bố trí riêng rẽ 5.1.3 Yêu cầu - Bộ cờng hoá phải có lực điều khiển vành tay lái đủ nhỏ để giảm cờng độ lao động nhng đủ gây cảm giác điều khiển cho ngời lái; - Khi hệ thống cờng hoá hỏng hệ thống lái điều khiển đợc nh hệ thống lái khí thông thờng; - Kết cấu cờng hoá phải đơn giản, dễ chăm sóc bảo dỡng 5.2 Các sơ đồ hệ thống lái có cờng hoá tiêu biểu Sơ ®å bè trÝ chung cđa hƯ thèng c−êng ho¸ l¸i có khác nhng chúng gồm ba phận sau: bơm dầu, van phân phối xi lanh lực Vì bơm dầu hệ thống cờng hoá lái giống nên đợc nghiên cứu mục độc lập sau 5.2.1 Loại van phân phối xi lanh lực bố chí chung cấu lái * Cấu tạo Hình 10.27 - nắp; - đệm làm kín; - nắp; - vỏ cấu lái; - pittông; - vòng h m; trơc vÝt; 8, 19 - ®ai èc; - èng dÉn bi; 10 - bi; 11 - xéc măng; 12 - nắp trớc; 13 ổ bi chặn; 14 - gioăng làm kín; 15 - cửa dầu; 16 - trợt phân phối; 17 - vỏ van phân phối; 18 - đệm; 20 - nắp trên; 21 - cấu phản ứng; 22 - kênh dẫn dầu; 23 - cung rẻ quạt; 24 - đòn quay đứng; 25 - trục đòn quay; 26 - chốt định vị; 27 - đệm chặn; 28 - vít điều chỉnh; 29 - bulông; 30, 31 - phớt làm kín; 32 gioăng làm kín; 33 - nút tháo dầu - 203 - Chơng 10: Hệ thống lái Cấu tạo hệ thống lái cờng hoá loại bao gồm hai phần chính: - Van ph©n phèi: van ph©n phèi gåm cã vá van 17 trợt phân phối 16 Vỏ van đợc bắt cố định với vỏ cấu lái trợt phân phối dạng pittông bậc đợc điều khiển phần trục vít thông qua ổ chặn 13 Từ van phân phối có cửa dầu nối từ bơm tới kênh dẫn dầu đến khoang làm việc pittông xi lanh; - Cơ cấu pittông xi lanh: cấu chấp hành, nhằm tạo lực để cờng hoá lái Nó gồm xi lanh pittông Xi lanh vỏ cấu lái, pittông đồng thời êcu bi có ăn khớp với cung rẻ quạt 23 * Nguyên lý làm việc Vị trí trung gian Quay vòng phải Quay vòng trái Hình 10.28 - rôto bơm cánh gạt; - van lu lợng; - viên bi; - lỗ dẫn dầu; 5, - tiết lu; - pittông; - trơc vÝt; - van mét chiỊu; 10 - lò xo; 11 - cấu phản ứng; 12 - trợt phân phối; 13 - vỏ van phân phối - 204 - Chơng 10: Hệ thống lái Nguyên lý làm việc đợc mô tả hình 10.28, đợc chia thành ba trạng thái sau: - vị trí trung gian: ôtô chuyển động thẳng, vành lái vị trí trung gian van phân phối trạng thái trung gian cha làm việc Khi dầu từ bơm đến cửa vào van phân phối thông với khoang pittông thông với đờng van phân phối để hồi bình chứa dầu Vì áp suất hệ thống áp suất đờng dầu hồi nên chênh lệch áp suất hai phía pittông nên hệ thống cờng hoá không làm việc - Khi quay vòng phải: vành lái quay sang phải trục vít có xu hớng đẩy pittông sang phía trái Nhng lúc pittông ăn khớp với cung đòn quay, bị mômen cản quay vòng giữ lại nên pittông đứng yên trục vít bị tịnh tiến theo hớng ngợc lại sang bên phải Do phần trục vít mang trợt phân phối nên trợt phân phối dịch chuyển sang phải so với vỏ van phân phối Kết van phân phối mở cửa dầu cấp đến khoang phải pittông làm pittông dịch chuyển sang trái thực trợ lực để quay đòn quay đứng qua dẫn động lái để quay bánh xe dẫn hớng sang phải Dầu khoang phía trái pittông theo đờng dẫn qua van phân phối để trở bình chứa - Khi quay vòng trái: quay vòng sang trái từ vị trí trung gian từ vị trí đ quay vòng sang phải trình diễn ngợc lại với quay vòng sang phải Lúc trục vít bị dịch chuyển sang trái mang theo van phân phối dịch chuyển sang trái theo Van phân phối mở cửa dầu cấp đến khoang bên trái pittông làm pittông dịch chuyển sang phải kéo đòn quay đứng qua dẫn động lái làm bánh xe dẫn hớng quay sang trái Dầu khoang bên phải pittông theo đờng dẫn trở van phân phối trở bình chứa 5.2.2 Loại van phân phối xi lanh lực bố trí chung đòn kéo * Cấu tạo Hình 10.29 - vỏ van phân phối; - trợt phân phối; - ống dẫn động trợt phân phối; - vỏ rôtuyn; - xi lanh; - pittông; - đòn kéo dọc; - rôtuyn đòn kéo dọc; - rôtuyn đòn quay đứng - 205 - Chơng 10: Hệ thống lái Cấu tạo hệ thống cờng hoá loại đợc mô tả hình 10.29 Hệ thống cờng hoá bao gồm hai phần chính: - Van phân phèi: van ph©n phèi gåm vá van nèi liỊn khối với khớp rôtuyn vỏ xi lanh lực; trợt phân phối dạng pittông bậc đợc liên kết với ống dẫn động bulông ống dẫn động đợc nối với rôtuyn đòn quay đứng; - Cơ cấu pittông xi lanh: vỏ xi lanh đợc nối liền với vỏ van phân phối 1, pittông đợc nối với cần pittông Một đầu cần pittông đợc cố định khung dầm cầu Vỏ xi lanh có rôtuyn để nối với đòn kéo dọc * Nguyên lý làm việc Nguyên lý làm việc hệ thống đợc chia thành ba trạng thái: - Trạng thái I - vị trí trung gian: vị trí bánh lái vị trí trung gian nên trợt phân phối dới tác dụng lò xo định tâm vị trí trung gian so với vỏ phân phối Vì dầu từ bơm đến van phân phối đợc thông với hai khoang pittông thông với đờng dầu hồi ®Ĩ trë vỊ b×nh chøa Do ®ã hƯ thèng c−êng hoá cha làm việc - Trạng thái II - quay vòng trái: Khi vành lái quay sang trái thông qua cấu lái đòn quay đứng tác động làm rôtuyn dịch chuyển sang trái (theo hớng vẽ) Do vỏ xi lanh vỏ phân phối đợc nối với đòn kéo dọc rôtuyn 8, lúc có sức cản quay vòng từ cam quay nên đứng yên Do rôtuyn mang ống dẫn nén lò xo định tâm để dịch chuyển sang trái Do ống liên kết với trợt phân phối bulông nên trợt phân phối dịch chuyển sang trái Kết van phân phối mở cửa dầu từ bơm dẫn tới khoang bên trái pittông Khi áp suất dầu tác dụng lên pittông đầu cần pittông đ cố định nên vỏ xi lanh dịch chuyển sang trái Khi xi lanh dịch chuyển sang trái kéo đòn kéo dọc dịch chuyển theo trợ lực cho lực quay vòng ngời lái Còn dầu khoang bên phải pittông theo đờng ống van phân phối để theo cửa hồi bình chứa - Trạng thái III - quay vòng phải: Khi quay vòng sang phải từ vị trí trung gian từ vị trí đ quay vòng sang trái trình diễn ngợc lại với trạng thái II 5.2.3 Loại van phân phối xi lanh lực bố trí riêng rẽ * Cấu tạo Cấu tạo chung hệ thống lái cờng hoá loại bao gồm bơm dầu, van phân phối xi lanh lực Van phân phối đợc đặt đầu đòn kéo dọc có kết cấu tơng tự nh loại van phân phối bố trí chung với xi lanh lực đòn kéo Vỏ van đợc nối cố định với đòn kéo dọc trợt phân phối đợc nối với ống dẫn động bulông ống dẫn động đợc điều khiển rôtuyn đòn quay đứng Con trợt phân phối dịch chuyển tơng đối vỏ van Xi lanh lực bố trí độc lập nên cã kÕt cÊu nh− mét xi lanh b×nh th−êng: gåm vỏ xi lanh, pittông cần pittông Một đầu vỏ xi lanh đợc nối với dầm cầu đầu cần pittông đợc nối với lái ngang Bố trí chung hệ thống đợc thể hình 10.30.b - 206 - Chơng 10: Hệ thống lái a b c Hình 10.30 a - van phân phối; b - sơ đồ dẫn động lái có cờng hoá; c - xi lanh lực - nắp van phân phối; 2- bulông; - trợt phân phối; - vỏ van phân phối; - đai ốc; - ®ßn kÐo däc; - èng dÉn ®éng; - rôtuyn; 9, 15 - đòn quay đứng; 10 - chặn; 11 - bơm dầu; 12 - vành lái; 13 - khớp đăng; 14 - cấu lái; 16 van phân phối; 17 - đòn kéo dọc; 18 - cam quay; 19 - đầu nối vỏ xi lanh với dầm cầu; 20 - lái ngang; 21 - xi lanh lực; 22 - đầu nối cần pittông víi l¸i ngang; 23, 28 - èng nèi; 24, 29 - phận hạn chế hành trình pittông; 25 - pittông; 26 - cần pittông; 27 - vỏ xi lanh * Nguyên lý làm việc: Nguyên lý làm việc hệ thống đợc mô tả hình 10.31 - Trạng thái trung gian (đi thẳng), hình 10.31.a: Khi ôtô chuyển động thẳng vánh lái vị trí trung gian, trợt dới tác động lò xo định tâm nằm vị trí trung gian so với vỏ van Khi dầu từ bơm đến van phân phối thông với khoang xi lanh lực thông với đờng hồi dẫn bình chứa dầu hệ thống cờng hoá cha làm việc - Trạng thái quay vòng phải, hình 10.31.b: Khi vành lái quay sang phải, thông qua cấu lái đòn quay đứng dịch chuyển xuống phía dới (theo hớng hình vẽ) Lúc vỏ van phân phối nối liền với đòn kéo dọc chịu lực cản quay vòng nên đứng yên Do đòn quay đứng mang ống dẫn động kéo trợt phân phối chuyển ®éng t−¬ng ®èi xng d−íi so víi vá van KÕt van phân phối mở cửa dầu từ bơm dẫn tới - 207 - Chơng 10: Hệ thống lái khoang bên phải pittông làm pittông dịch chuyển sang trái kéo theo lái ngang kéo cam quay làm bánh xe quay sang phải trợ lực cho lực quay vòng ngời lái Dầu khoang bên trái pittông theo đờng dẫn qua van phân phối hồi bình chứa Khi quay vòng sang trái trình diễn ngợc lại a b Hình 10.31 a - trạng thái trung gian (đi thẳng); b - trạng thái quay vòng phải - trợt phân phối; - vỏ van phân phối; - bơm dầu; - đòn quay đứng; - đòn kéo dọc; - l¸i ngang; - xi lanh lùc - 208 - Chơng 10: Hệ thống lái 5.2.4 Loại van phân phối kiểu xoay * Sơ đồ cấu tạo chung Hệ thống lái cờng hoá loại van phân phối kiểu xoay đợc bố trí nhiều hệ thống lái với cấu lái khác Tuy nhiên chúng gồm phận bản: bơm dầu, van phân phối xi lanh lực Trong phần lấy ví dụ hệ thống lái cờng hoá cấu loại trục (hình 10.320) Hình 10.32 Van phân phối đợc bố trí cấu lái với trục Xi lanh lực đợc bố trí kết hợp với có nghĩa kết hợp đòn lái ngang * Cấu tạo van phân phối Cấu tạo van phân phối kiểu xoay đợc mô tả hình 10.33 a b Hình 10.33 c - 209 - Chơng 10: Hệ thống lái Trên hình 10.33.a cho thấy trục van phân phối (trục van điều khiển) trục đợc nối với xoắn Thanh xoắn có vai trò nh lò xo định tâm van phân phối kiểu tịnh tiến Vỏ van phân phối (van quay) đợc nối với trục chốt định vị, có nghĩa van quay trục chuyển động với Qua hình 10.33.c cho thấy trục van phân phối trục việc ghép xoắn đợc khớp với miếng h m trục nhng có khe hở Trên hình 10.33.b cho ta thấy kết cấu vị trí tơng đối cửa van đợc tạo trục van điều khiển van quay * Nguyên lý làm việc - Vị trí trung gian Hình 10.34 Khi ôtô chuyển động thẳng vành lái vị trí trung gian nên trục van điều khiển vị trí trung gian so víi van quay Do vËy dÇu tõ bơm đến cửa A van phân phối đợc thông với khoang xi lanh lực thông với cửa D khoang D để trở bình chứa Do chênh lệch áp suất hai phía pittông nên cờng hoá cha làm việc - Quay vòng phải Khi quay vòng phải, vành lái đợc đánh sang phải Do trục bị cản lại sức cản mômen cản quay vòng nên trục tạm đứng yên Mặt khác trục - 210 - Chơng 10: Hệ thống lái nối với trục điều khiển xoắn mômen cản quay vòng trục lớn mômen kháng xoắn xoắn nên xoắn bị biến dạng Do có chuyển động tơng đối trục van điều khiển van quay Dầu từ bơm bị cản cửa X Y cạnh van điều khiển nên ngắt dòng dầu vào cửa C D Còn dầu từ cửa B theo ống B sau đến buồng xi lanh bên phải làm pittông gắn liền với dịch chuyển sang bên trái tạo trợ lực lái làm quay bánh xe dẫn hớng Đồng thời dầu buồng xi lanh bên trái qua ống C tới cửa C, tới cửa D, tới buồng D để hồi bình chứa Hình 10.35 - Quay vòng trái Tơng tự nh ôtô quay vòng phải, quay vòng trái xoắn bị biến dạng góc xoay sang trái có chuyển động tơng đối trục van điều khiển van quay Lúc dầu từ bơm bị cản cửa X' Y' cạnh van điều khiển để cắt dòng dầu vào cửa B D Còn dầu từ cửa C vào ống C sau dẫn tới buồng xi lanh bên trái pittông gắn liến với làm dịch chuyển sang phải tạo trợ lực lái làm quay bánh xe Đồng thời - 211 - Chơng 10: Hệ thống lái dầu buồng xi lanh bên ph¶i qua èng B tíi cưa B, tíi cưa D, tới buồng D để hồi bình chứa Hình 10.36 5.2.5 Loại van phân phối kiểu cánh * Cấu tạo Cấu tạo hệ thống lái cờng hoá với van phân phối kiểu cánh đợc mô tả hình 10.37 Trong hình 10.37.a cấu tạo chung hình 10.37.b sơ đồ nguyên lý loại van phân phối xi lanh lực đợc bố trí chung cấu lái Van phân phối gồm trục điều khiển có van cánh Trục van ®iỊu khiĨn cịng ®−ỵc nèi víi trơc vÝt qua xoắn Giữa trục van điều khiển trục vít liên kết xoắn khớp với mặt h m có khe hở Pittông xi lanh lực đồng thời êcu bi, ăn khớp với trục vít bi tuần hoàn Mặt dới pittông có dạng để ăn khớp với cung rẻ quạt trục đòn quay đứng Theo sơ đồ nguyên lý hình 10.37.b thì: - Các van V1 V2 cánh số đóng vai trò nh van điều khiển hớng để lựa chọn dòng dầu hoặc: P - A - T hc P - B - T tuỳ thuộc vào quay vành lái - 212 - Chơng 10: Hệ thống lái - Van V3 V4 cánh số đóng vai trò nh van điều khiển lu lợng để điều khiển áp suất điểm A B phụ thuộc vào lực quay vòng vành lái vị trí trung gian tất van V1, V2, V3, V4 mở chênh lệch áp suất điểm A điểm B a b Hình 10.37 * Nguyên lý làm việc - Vị trí trung gian (hình 10.38) Khi ôtô chuyển động thẳng, vành lái vị trí trung gian nên cánh van vị trí trung gian Do dầu từ bơm tới van phân phèi sÏ qua c¸c cưa van V1, V2, - 213 - Chơng 10: Hệ thống lái V3, V4 để trở bình chứa Khi điểm A B có đờng dầu thông với hai khoang pittông nhng chênh lệch áp suất nên hệ thống cha làm việc A B Hình 10.38 - Quay vòng phải (hình 10.39) Khi vành lái đánh sang phải trục điều khiển thông qua xoắn làm quay trục vít Nhng pittông (đồng thời êcu bi) ăn khớp với cung rẻ quạt nên chịu sức cản mômen cản quay vòng xoắn bị biến dạng góc Khi xoắn biến dạng trục điều khiển mang cánh van đóng mở cửa van Trạng thái cụ thể cửa van nh− sau: V1 ®ãng; V2 më; V3 më; V4 mở phần (tuỳ thuộc lực đánh vành lái) Khi áp suất cửa B - 214 - Chơng 10: Hệ thống lái tăng pittông dịch chuyển sang trái thực trợ lực Đồng thời dầu khoang bên trái pittông theo cửa van V3 để hồi bình chứa A B Hình 10.39 - Quay vòng trái (hình 10.40) Khi đánh vành lái sang trái, sau gặp sức cản trục vít, xoắn biến dạng góc trục điều khiển mang cánh van bắt đầu đóng mở cửa dầu Cụ thể van trạng thái sau: V1 mở; V2 đóng; V3 mở phần; V4 mở Do áp suất điểm A tăng làm pittông dịch chuyển sang phải thực trình trợ lực Đồng thời dầu khoang bên phải pittông qua cửa van V4 để hồi bình chứa - 215 - Chơng 10: Hệ thống lái A B Hình 10.40 - 216 -