Các phương án có thể tạo chuyển động quay vòng của xe:
Quay dẫn hướng các bánh xe cầu trước (FWS) hoặc quay dẫn hướng đồng thời các bánh xe cầu trước và cầu sau (4WS).
Tạo sự chênh lệch mô men quay ở các bánh xe chủ động bên phải và bên trái, đồng thời sử dụng phanh để hãm bánh xe bên trong khi cần quay vòng ngoặt. Biện pháp này sử dụng linh hoạt cho các xe có tất cả các bánh đều là bánh chủ động.
Hiện nay, việc nghiên cứu lý thuyết động học mô hình hệ thống lái được xây dựng theo mô hình động học Ackerman. Lý thuyết động học Ackerman nhằm giải quyết bài toán động học hệ thống lái khi quay vòng để khắc phục hiện tượng trượt ở các bánh xe và không xét tới sự biến dạng của lốp xe đàn hồi. Theo đó, chuyển động các bánh xe bên trong và bên ngoài của quỹ đạo phải có góc quay khác nhau và các góc quay bánh xe phải đảm bảo một điều kiện xác định thì xe sẽ quay vòng chính xác và không trượt. Tuy nhiên, lý thuyết động học này chỉđúng với tốc độ chuyển động thấp.
63
Với các xe thường chuyển động ở tốc độ cao như xe đua thì mô hình động học lái Parallel và Reverse được thay thế cho mô hình Ackerman. Các sơ đồ động học được chỉra như hình 3-1.
Hình 3-2 chỉra sơ đồ quay vòng bên trái với hệ thống lái hai bánh trên cầu trước (Front Wheel Steering - FWS).
Hình 3-2: Quay vòng trái với hệ thống lái FWS
Khi xe chuyển động quay vòng, để đảm bảo các bánh xe dẫn hướng không bị trượt thì các bánh xe được dẫn động quay vòng phải quay quanh cùng một tâm quay tức thời, tức là đường vuông góc với các véctơ vận tốc chuyển động của tất cả các bánh xe phải gặp nhau tại một điểm O như trên hình 3-2, điểm O gọi là tâm quay vòng tức thời của xe.
Theo sơ đồ trên hình 3-2, khi xe chuyển động với tốc độ thấp, đểđảm bảo bánh xe không trượt ta có mối quan hệ giữa góc quay bánh xe trong và bánh xe bên ngoài được dẫn động quay vòng như sau:
cot o cot i B
L
(3-1)
Với δi là góc quay bánh xe phía trong quỹđạo quay vòng δo là góc quay bánh xe phía ngoài quỹđạo quay vòng B - khoảng cách giữa hai đường tâm trụ quay đứng
B
64 L - Chiều dài cơ sở của xe.