Hệ thống lái

PHẦN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Ô TÔ CHƯƠNG - HỆ THỐNG LÁI Ơ TƠ Mục tiêu: Sau học xong chương sinh viên có khả năng: Trình bày công dụng, yêu cầu phân loại hệ thống lái Vẽ sơ đồ cấu tạo nêu phận chi tiết hệ thống lái Đònh nghóa tỷ số truyền hệ thống lái Xác đònh lực cực đại tác dụng lên vô lăng Tính toán hình thang lái Trình bày vấn đề phối hợp động học hệ thống treo hệ thống lái MỤC LỤC A – ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU I CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI Coâng duïng 2.Yeâu caàu 3 Phân loại II CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ Cấu tạo chung Đặc điểm kết cấu phận hệ thống lái 13 Đặc điểm kết cấu số hệ thống lái 31 B – TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 58 III CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG LÁI 58 IV ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ 60 Các tỷ số truyền hệ thống lái .60 Xác đònh lực cực đại tác dụng lên vô lăng 62 Tính toán hình thang lái .64 Phoái hợp động học hệ thống treo hệ thống laùi 69 A – ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU I CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI Công dụng Hệ thống lái dùng để thay đổi phương chuyển động ô tô nhờ quay bánh dẫn hướng để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động cong ô tô cần thiết Muốn quay vòng ô tô phải có mômen quay vòng Mômen phát sinh nhờ phản lực bên quay bánh dẫn hướng 2.Yêu cầu  Quay vòng ô tô thật ngoặt thời gian ngắn diện tích bé  Lái nhẹ, tức lực cần thiết để quay vành tay lái phải nhỏ  Động học quay vòng đúng, bánh xe tất cầu phải lăn theo vòng tròn đồng tâm (nếu điều kiện không đảm bảo lốp trượt đường nên chóng mòn công suất mát để tiêu hao cho lực ma sát trượt)  Người lái tốn sức, đủ cảm giác để quay vòng tay lái hệ thống lái đủ sức ngăn cản va đập bánh dẫn hướng lên vành tay lái (người lái đỡ mệt)  Ô tô chuyển động thẳng phải ổn đònh  Đặt cấu lái phần treo (để kết cấu hệ thống treo bánh trước không ảnh hưởng đến động học cấu lái) Phân loại * Theo cách bố trí vô lăng chia ra:  Hệ thống lái với vô lăng bố trí bên trái (khi chiều thuận chuyển động theo luật đường chiều phải nước phe xã hội chủ nghóa, nước Pháp, Mỹ v.v…)  Hệ thống lái với vô lăng đặt bên phải (khi chiều thuận chuyển động chiều trái nước Anh, Nhật, Thụy Điển) * Theo kết cấu cấu lái chia ra: + Loại khí gồm có:  Trục vít bánh vít (với hình rẽ quạt hay lăn)  Trục vít đòn quay (với hay hai chốt đòn quay)  Thanh khía  Liên hợp (trục vít êcu đòn quay hay trục vít êcu khía – rẻ quạt răng) + Loại thủy lực * Theo kết cấu nguyên lý làm việc trợ lực chia ra:  Loại trợ lực thủy lực  Loại trợ lực khí (gồm cường hóa chân không)  Loại trợ lực điện  Loại trợ lực khí Bánh lái bên trái Theo bố trí vơ lăng Bánh lái bên phải HTL với bánh dẫn hướng cầu trước Theo số lượng bánh dẫn hướng HTL với bánh dẫn hướng cầu sau HTL với bánh dẫn hướng tất cầu HỆ THỐNG LÁI Trục vít - cung Trục vít -con lăn Loại Theo kết cấu cấu lái Loại thủy lực Trục vít - chốt quay Bánh - Trợ lực thủy lực Liên hợp Trợ lực khí Theo kết cấu trợ lực Trợ lực điện Trợ lực liên hợp II CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ Hình – Hệ thống lái loại trục vít - có cấu cảm nhận tốc độ động (Toyota Innova) - Cơ cấu nghiêng tay lái vô cấp hấp thụ lực va đập; - Hộp dầu; - Trợ lực tay lái có cảm biến tốc độ động Hình – Hệ thống lái có trợ lực thủy lực – Bánh lái; – Cột lái; 3, 16 – Cam quay bên trái bên phải; 4, 15 – Đầu nối lái bên trái phải; – Trục trung gian; – Các bulong kẹp vỏ cấu lái với khung phụ; –Vỏ cấu lái; – Đường ống dẫn dầu; – Bình tích năng; 10 – Đường ống làm đầy; 11 – Đường bơm cao cáp; 12 – Cảm biến áp suất chất lỏng; 13 – Bơm thủy lực; 14 – Khung phụ Hình – Cơ cấu lái có trợ lực – Đầu nối lái bên trái; –Thanh lái; – Vỏ bảo vệ lái; – Vỏ cấu lái; - Ống nối trợ lực; – Bánh dẫn động; – Đầu nối lái bên trái Hình – Sơ đồ hệ thống lái với cấu lái “Trục vít-con lăn” – Bánh lái; – Trục lái dạng trục vít; - Con lăn; – Vai chuyển hướng; – Thanh kéo giữa; – Thanh kéo ngang; – Đòn quay; – Các bánh xe cầu trước ô tô; – Cần lắc; Khớp nối điều khiển Hình – Sơ đồ hệ thống lái với cấu lái “Bánh – – Bánh lái; – Trục lái với bánh răng; – Thanh cấu lái; – Thanh lái bên trái phải; – Đòn quay; – Các bánh xe cầu trước ô tô Cấu tạo chung * Cấu tạo chung hệ thống lái gồm: a) Vành lái, trục lái; b Cơ cấu lái hay gọi hộp số lái (trục vít-cung răng, trục vít-con lăn, bánh răng-thanh răng,…); c) Dẫn động lái (các tay đòn, hình thang lái,…); d) Trợ lực lái (thủy lực, điện,…) Hình – Cấu tạo chung hệ thống lái khơng có trợ lực - Vánh tay lái; - Trục lái; – Cơ cấu lái; – Đòn quay đứng; – Thanh kéo dọc; – Đòn quay ngang; – Cam quay; – Hình thang lái; – Trụ đứng; 10 – Dầm cầu Hình - Sơ đồ kết cấu hệ thống lái đơn giản - Vành tay lái; - Trục lái; - Hộp số lái; - Khung xe; - Các cấu dẫn động lái Hình - Cách bố trí hệ thống lái xe Hệ thống lái loại dùng số ô tô tải nhỏ, ô tô du lịch có công suất trung bình nhỏ Hệ thống lái khơng sử dụng trợ lực mặt cấu tạo đơn giản hệ thống có bố trí trợ lực, thường sử dụng cấu lái loại trục vít-con lăn Hình – Hệ thống lái có trợ lực Đối với tơ tải có trọng tải lớn, xe khách loại vừa lớn lực tác dụng lên vành tay lái lớn, để làm giảm nhẹ lực tác dụng lên vành tay lái điều khiển hệ thống lái bố trì thêm trợ lực lái Hiện nay, để tăng tính an tồn cho tơ chuyển động tốc độ cao loại tơ bố trí trợ lực 10 B – TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ III CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG LÁI Tỷ số truyền hệ thống lái; Lực tối đa tác dụng vào vô lăng; Hiệu suất thuận nghịch: * 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 đòn quay đứng lến trục lái Thông thường 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 khơng truyền đến vành lái chúng bị triệt tiêu ma sát cấu lái Đây tính chất quý cấu lái Tuy nhiên đưa hiệu suất nghịch xuống thấp lúc bánh xe dẫn hướng khơng tự trả lại vị trí ban đầu tác dụng mơmen ổn định Vì để đảm bảo khả tự trả bánh xe dẫn hướng từ vị trí quay vị trí ban đầu để hạn chế va đập từ đường lên vành lái phạm vi cấu lái thiết kế với hiệu suất nghịch định GĨC ĐẶT BÁNH XE Các góc đặt bánh xe trụ quay đứng nhằm mục đích sau: - giảm lực cản quay vòng bánh xe dẫn hướng; - Tạo độ ổn định bánh xe dẫn hướng, có nghĩa bánh xe dẫn hướng lệch khỏi vị trí trung gian có khả tự động quay trở lại Các góc bao gồm góc nghiêng ngang bánh xe (camber), góc nghiêng dọc trụ quay đứng (caster), góc nghiêng ngang trụ quay đứng (kingpin) độ chụm bánh xe 4.1 Góc nghiêng ngang bánh xe (camber) Góc nghiêng ngang bánh xe lắp đặt với phía nghiêng ngồi hay nghiêng vào Góc gọi góc "camber" đo độ nghiêng so với phương thẳng đứng Khi phía bánh xe nghiêng ngồi, gọi "camber dương" Ngược lại nghiêng vào gọi "camber âm" Chức camber: Ở ôtô trước kia, bánh xe đặt camber dương để cải thiện độ bền cầu trước để lốp tiếp xúc vuông góc với mặt đường nhằm ngăn cản mòn khơng lốp loại đường có phần cao hai mép Ở ôtô nay, hệ thống treo cầu cứng vững mặt khác kết cấu mặt đường phẳng cần camber dương, chí vài loại ơtơ góc camber Một vài loại ơtơ bố trí có camber âm để cải thiện điều kiện chịu lực ơtơ quay vòng Dưới xét cơng dụng góc camber khác nhau: * Camber dương Camber dương có tác dụng sau: - Giảm tải theo phương thẳng đứng; Nếu camber 0, phản lực tác dụng lên trục đặt vào giao điểm đường tâm lốp trục, ký hiệu lực F' hình vẽ Nó dễ làm trục hay cam quay bị cong Việc đặt camber dương làm phản 58 lực tác dụng vào phía trục, lực F hình vẽ, giảm mơmen tác dụng lên trục bánh xe cam quay - Ngăn cản tuột bánh xe; Phản lực F từ đường tác dụng lên bánh xe chuyển trục bánh xe Lực phân thành hai lực thành phần: lực F1 vng góc với trục bánh xe; lực F2 song song với trục bánh xe Lực F2 có xu hướng đẩy bánh xe vào ngăn cản bánh xe tuột khỏi trục Vì thường ổ bi chọn lớn ổ bi để chịu tải trọng - Giảm mơmen cản quay vòng Khi quay vòng bánh xe dẫn hướng quay quanh tâm giao điểm đường trục trụ quay đứng kéo dài với mặt đường Khi bố trí góc camber dương khoảng cách tâm bánh xe với tâm quay nhỏ nên giảm mơmen cản quay vòng * Camber Lý đặt camber để ngăn cản mòn khơng lốp Nếu bánh xe đặt camber dương, phía ngồi lốp quay với bán kính nhỏ phía (hình 10.20) Do tốc độ dài lốp khu vực tiếp xúc với mặt đường phía lớn phía ngồi, nên phía ngồi bị trượt mặt đường bị mòn nhiều Nếu camber tượng khắc phục * Camber âm Ở ơtơ có camber dương, ơtơ quay vòng xuất lực ly tâm, lực ly tâm có xu hướng làm camber dương tăng thêm nên biến dạng chung lốp hệ thống treo làm thân ôtô nghiêng nhiều Đối với ôtô có camber âm, ơtơ quay vòng xuất lực ly tâm, lực ly tâm có xu hướng làm giảm camber âm bánh xe trở trạng thái camber dương Vì giảm biến dạng bánh xe hệ thống treo nên thân ôtô bị nghiêng 4.2 Góc nghiêng dọc trụ quay đứng (caster) Caster nghiêng phía trước phía sau trụ quay đứng Caster đo độ trụ quay đứng phương thẳng đứng nhìn từ cạnh xe Nếu nghiêng phía sau gọi caster dương, nghiêng phía trước gọi caster âm Khoảng cách từ giao điểm đường tâm trụ quay đứng với mặt đất đến tâm vùng tiếp xúc lốp với đường gọi khoảng cách caster Caster có cơng dụng sau hồi vị bánh xe khoảng caster: 4.3 Góc nghiêng ngang trụ quay đứng (kingpin) Góc kingpin góc nghiêng trụ quay đứng mặt phẳng ngang vào phía so với đường thẳng đứng Khoảng cách l từ giao điểm trụ quay đứng với mặt đường đến tâm vết tiếp xúc bánh xe với mặt đường gọi độ lệch Cơng dụng góc kingpin: - Giảm mơmen cản quay vòng - Cải thiện tính ổn định ôtô chạy thẳng 4.4 Độ chụm (độ mở) bánh xe Khi nhìn từ xuống phía trước bánh xe gần phía sau gọi độ chụm Còn bố trí ngược lại gọi độ mở 59 Độ chụm thường thể khoảng cách B A giá trị độ chụm tính B - A IV ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ THỐNG LÁI Ơ TƠ Các tỷ số truyền hệ thống lái Trong hệ thống lái có tỉ số truyền sau:  Tỉ số truyền cấu lái i  Tỉ số truyền dẫn động lái id  Tỉ số truyền theo góc hệ thống lái ig  Tỉ số truyền lực hệ thống lái il 1.1 Tỉ số truyền cấu lái i i tỉ số góc quay vô lăng chia cho góc quay đòn quay đứng Tùy theo cấu lái i không đổi thay đổi Ở loại cấu lái có tỉ số truyền thay đổi, tỉ số truyền tăng hay giảm quay vành tay lái khỏi vò trí trung gian Đối với ô tô du lòch cần ứng dụng loại cấu lái có tỉ số truyền thay đổi Tỉ số truyền có giá trò cực đại vành tay lái vò trí trung gian Như đảm bảo ô tô chuyển động vận tốc cao an toàn hơn, vành tay lái quay góc bé làm cho bánh dẫn hướng quay Ngoài ô tô chạy tốc độ cao, ổn đònh bánh dẫn hướng ảnh hưởng đến hệ thống lái cao, tỉ số truyền thay đổi làm cho tay lái nhẹ người lái đỡ mệt Ở ô tô có khả thông qua lớn sử dụng cấu lái có tỉ số truyền thay đổi giá trò cực tiểu tỉ số truyền lại ứng với vò trí trung gian vành tay lái Bố trí tỉ số truyền hợp lý đảm bảo cho tay lái nhẹ ô tô cần chuyển động linh hoạt 1.2 Tỉ số truyền dẫn động lái id id phụ thuộc vào kích thước quan hệ cánh tay đòn Trong qúa trình bánh dẫn hướng quay vòng giá trò cánh tay đòn đòn dẫn động thay đổi Trong kết cấu id thay đổi không nhiều id = 0,85  1,1 60 1.3 Tỉ số truyền theo góc hệ thống lái ig ig tỷ số góc quay vành tay lái lên góc quay bánh dẫn hướng Tỉ số truyền tích số tỉ số truyền cấu lái i với tỉ số truyền dẫn động lái ig = i id 1.4 (8.1) Tỉ số truyền lực hệ thống lái il Hình 8.3: Sơ đồ trụ đứng nghiêng mặt phẳng ngang il tỷ số tổng lực cản ô tô quay vòng chia cho lực đặt vành tay lái cần thiết để khắc phục lực cản quay voøng il  Pc Pl Pc  Mc ; c Pl  Ml r Ở đó: Mc – Mômen cản quay vòng bánh xe c – Cánh tay đòn quay vòng, tức khoảng cách từ tâm mặt tựa lốp đến đường trục đứng kéo dài (hình 8.3) Ml – Mômen lái đặt vành tay lái r – Bán kính vành tay lái 61 Như vậy: il  Bỏ qua lực ma sát ta có il  Mcr cM l Mc  i g vaø Ml r ig c (8.2) Bán kính vành tay lái đa số ô tô 200  250mm tỉ số truyền góc ig không vượt 25 il không chọn lớn Cánh tay đòn không nên giảm nhiều giảm nhiều làm cho ô tô chuyển động không ổn đònh bánh xe nghiêng mặt phẳng ngang nhiều quá, il chọn khoảng từ 100  300 Nếu tỉ số truyền il đòi hỏi phải lớn cần thiết phải đặt trợ lực tay lái hệ thống lái Xác đònh lực cực đại tác dụng lên vô lăng Trên hình 8.5 trình bày sơ đồ lực tác dụng lên hệ thống lái Lực tác dụng lên vành tay lái ô tô đạt giá trò cực đại ta quay vòng ô tô chỗ Lúc mômen cản quay vòng bánh xe dẫn hướng Mc tổng số mômen cản chuyển động M1, mômen cản bánh xe trượt lê đường M2 mômen cản cần thiết để làm ổn đònh dẫn hướng M3 cánh tay đòn c (hình 8.3) Khi xác đònh giá trò lực cực đại tác dụng lên vành tay lái Pl max, M3 bỏ qua Khi cần độ xác cao phải tính M3 Mômen cản chuyển động: M1 = Gbx fc Trong đó: Gbx – Trọng lượng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng, f – Hệ số cản lăn: f = 0,015, c – Chiều dài cánh tay đòn (hình 8.5) Khi có lực ngang Y tác dụng lên bánh xe, đàn hồi bên lốp, diện tích tiếp xúc lốp với đường bò quay tương đối so với mặt phẳng bánh xe Điểm đặt lực ngang Y dòch chuyển đoạn x phía sau trục bánh xe Đoạn x thừa nhận phần tư chiều dài bề mặt tiếp xúc lốp với đường Như theo hình 8.4 ta có : x = 0,5 r  rbx2 62 Ở đây: r – Bán kính tự bánh xe O rbx r x Y Hình 8.4: Đặc điểm lực ngang tác dụng lên bánh xe quay vòng Nếu thừa nhận rbx = 0,96r ta có x = 0,14r : M2 = Yx = 0,14Gbx1r Ở đây: 1 – Hệ số bám ngang, lấy 1 = 0,85 Tổng mômen cản quay vòng hai bánh dẫn hướng là: Mc = 2(M1 + M2) = 2Gbx(fc + 0,14 1) Hình 8.5: Sơ đồ lực tác dụng lên hệ thống lái 63 (8.3) Suy ra: Plmax = Mc Ri ω i d η t η1 (8.4) Ở đây:  – Hệ số tính đến ảnh hưởng M3 sinh cầu trước ô tô bò nâng lên, xe quay vòng  = 1,07 ÷ 1,15 1 – Hiệu suất tính đến tiêu hao ma sát cam quay khớp nối truyền động lái, với ô tô có cầu trước dẫn hướng 1 =0,50  0,70 t – Hiệu suất thuận cấu lái Cánh tay đòn cmin thường xác đònh theo thực nghiệm, với ô tô tải loại thường cmin = 30 ÷ 60mm, ô tô tải loại lớn cmin = 60 ÷ 100mm R – Bán kính vành tay lái khoảng từ 0,19m (đối với ô tô có công suất lít bé) đến 0,275m (đối với ô tô tải nặng ô tô buýt) tính toán với ô tô tải nặng ô tô buýt (không có cường hóa) lấy Plmax = 500N Đối với ô tô du lòch, tỉ số truyền i lấy từ 12  20 ô tô tải lấy từ 16  32 Muốn giảm Plmax tăng i, góc quay bánh dẫn hướng giảm góc quay vành tay lái Như thời gian quay vòng ô tô tăng Như xe cao tốc cần quay vòng nhanh phải chọn i bé Nếu chọn i sở ứng với góc quay bánh dẫn hướng 350  400 từ vò trí trung gian vành tay lái quay từ 1,0 đến 1,75 vòng (nhưng không lớn 2,0 vòng) vò trí trung gian lúc ô tô chạy thẳng Tính toán hình thang lái 3.1 Động học hình thang lái Khi tính toán thiết kế động học hình thang lái, người ta xác đònh kích thước hình thang lái, góc nghiêng đòn bên hình thang lái trục dọc ô tô chọn tỉ số truyền cần thiết đòn dẫn động lái Khi tính toán kiểm tra động học hình thang lái người ta xác đònh quan hệ thực tế góc quay bánh dẫn hướng ô tô cụ thể so sánh với quan hệ lý thuyết (không kể đến độ biến dạng lốp) 64 Muốn ô tô quay vòng không bò trượt điều kiện cần đủ bánh xe phải quay quanh tâm quay O Khi quay vòng, bánh dẫn hướng quay với ngỗng quay, ngỗng quay nằm dầm cầu trước nên quay quanh trục mà không di chuyển vò trí Quan hệ ngỗng quay nhờ hình thang lái mà ta gọi hình thang lái Đantô Trên hình 8.6 theo lý thuyết ô tô ta có góc  >  Hình thang lái có nhiệm vụ đảm bảo cho hai bánh dẫn hướng quay với góc   theo quan hệ không đổi đảm bảo điều kiện quay không trượt sau: cotg = Vaäy: cotg - cotg = OD OC , cotg = L L OD  OC b = L L (8.5) Ở : O – tâm quay vòng L – Khoảng cách hai cầu ô tô chiều dài sở ô tô b – Khoảng cách tâm ngỗng quay (tâm ngỗng quay giao điểm trục ngỗng quay trục trụ đứng) Phương trình (8.5) chưa kể đến độ biến dạng bên bánh xe Để ô tô quay vòng với bán kính quay vòng khác mà quan hệ   giữ công thức (8.5) dạng hình thang lái Đantô phải hoàn toàn xác đònh Hình thang lái Đantô hoàn toàn thỏa mãn quan hệ công thức (8.5) chọn quan hệ cấu hình thang lái cho ta sai lệch với quan hệ lý thuyết 3.2 Kiểm tra hình thang lái Phương trình (8.5) giải theo phương pháp hình học sau : hình 8.6 ta nối điểm G cầu trước với điểm C nằm cầu sau Khoảng cách từ C đến điểm cầu sau G’ AB Nối điểm E giao điểm trục bánh xe (bánh xe xa tâm quay vòng) kéo dài  với đoạn GC, với điểm B (là tâm quay bánh xe trong) Ta chứng minh góc GBE   Muốn ta hạ EF vuông góc với cầu trước AB b  GF   BF Ta seõ coù : cotg GBE = cotg FBE = = EF EF 65 b  GF AF Trong EFA ta coù : cotg = = EF EF  Hai GEF GCB đồng dạng cho ta quan hệ hai góc cotg cotg GBE :  cotg - cotg GBE = 2GF b = EF L (8.6)  So sánh hai công thức (8.6) (8.5) ta thấy GBE =  L A D  b G F  G' E C B  Hình 8.6: Sơ đồ xác đònh quan hệ góc quay bánh xe dẫn hướng Cách chứng minh theo phương pháp hình học cho phép ta kiểm tra độ xác hình thang lái sẵn có cách sau: Vẽ cấu hình thang lái theo tỉ lệ thu nhỏ giấy thay đổi vò trí hình thang lái để tìm góc   tương ứng khác Xong đặt góc   khác đôi vò trí hình 8.6 Giao điểm chúng nằm sát đường GC chứng tỏ hình thang lái thiết kế sai với phương trình lý thuyết (8.5), nghóa ô tô trượt quay vòng 3.3.Tính toán thiết kế hình thang lái Nhiệm vụ thiết kế hình thang lái Đantô xác đònh góc nghiêng đòn bên  ô tô chạy thẳng Trên hình 8.7 biểu diễn sơ đồ hình thang lái Đantô Ở vò trí trung gian bánh xe, góc  hai đòn nghiêng bên cầu trước Nhiệm vụ người thiết kế chọn góc , chọn  quay vòng bánh dẫn hướng trượt Thực tế cho thấy chọn tuyệt đối tính toán gần giải tích khó khăn 66  n b C  m xL L Hình 8.7: Sơ đồ xác đònh góc nghiêng đòn bên hình thang lái Xác đònh kích thước hình thang lái gồm có xác đònh góc  góc  (hình 8.8), chiều dài m n đòn bên đòn ngang b B A  m I   L'  N H F L F' Hình 8.8: Sơ đồ hình thang lái với góc  góc đòn nghiêng bên đường song song với trục dọc ô tô Đường đậm nét hình 8.8 vò trí bánh dẫn hướng lúc ô tô chuyển động thẳng, đường nét đứt lúc quay bánh dẫn hướng, tức lúc ô tô quay vòng Lúc đòn BL quay góc , đòn AF quay góc  Từ L’ vẽ đường song song với AB, ta có đoạn IH Từ F’ vẽ đường vuông góc với AB gặp IH N, ta tìm quan hệ hình học ,   : IH ' LN  b  IL'  b  IL '  NH '  LN  NH  b  msin (  +  ) - msin (  -  ) 8.7  Mặt khác : ' LN  ' '2 LF  F'N2  L F  F'N2  So sánh hai công thức (8.7) (8.8) ta được: b  2m sin    m cos    β   m cos    α   8.8 b – msin (  + ) –msin (  - ) = = b  2m sin  2  m cos  β   m cos  α 2 Qua biến đổi trung gian ta có :     arctg m cos(   α) m  b sin(   α)  2m sin   2b sin   arcsin b  m sin(   α) m2 cos2 (   α)  [b  m sin(   α)] 8.9 Theo phương trình (8.9) cho trước góc  ứng với trò số  ta có trò số  tương ứng, nghóa là:  = f(  ,) Như cho giá trò  ta có đường cong Trên hệ tọa độ (, ), cho số trò số  ta có số đường cong (hình 8.9) Mặt khác theo phương trình (8.5) ta vẽ đường cong lý thuyết Chọn  đường cong nằm sát đường lý thuyết (trong góc thường quay  từ 00  450) để thiết kế Sự sai lệch  hình 8.9 phải bé 10, lớn 10 gây mòn lốp nhanh xe trượt nhiều quay vòng với bán kính quay vòng nhỏ   max  lt lt 3 lt= tt 4 O  Rmin     Hình 8.9: Đồ thò để chọn góc nghiêng đòn bên hình thang lái Khi thiết kế hình thang lái b, L biết, m thông thường chọn theo kinh nghiệm m=0,14  0,16b Để có sở chọn  ban đầu cho nhanh sát gần với đường  lt (lý thuyết) ta chọn sơ 