Bài giảng Hệ thống lái

Công dụngHệ 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 tô14 Hệ thống láiCấu tạo chung của hệ thống lái ôtô 14.1. Hệ thống lái và sự quay vòng của ô tôCấu tạo chung của HTL gồm ?Cơ cấu lái thực chất là gì?Tác dụng của cơ cấu lái?1. Vành lái2. Trục lái3. Cơ cấu lái 4. Đòn quay đứng5. Đòn kéo dọc6. Đòn quay ngang7. Trụ xoay đứng8. Đòn bên9. Đòn ngang 10. Dầm cầu 11. Trục quay bánh xe12. Bánh xe 12358947681012121111Hệ dẫn động lái gồm những chi tết nào?14.1. Hệ thống lái và sự quay vòng của ô tôCấu tạo chung của hệ thống lái ôtô Phân loạiNêu 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 tôCác trạng thái quay vòng của ôtôSự 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 tôSơ 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?Pa)OOvPb)vOOPc)vOOOOPd)vOOOO14.1. Hệ thống lái và sự quay vòng của ô tôQuan 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 bảo quan hệ trên?14.1. Hệ thống lái và sự quay vòng của ô tô Quan hệ động học của bánh xe dẫn hướngĐặc 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 chụm của bánh xe ().- Góc nghiêng ngang của trụ đứng () và bán kính quay bánh xe quanh trụ đứng (r0).- Góc nghiêng dọc của trụ đứng ().Điều kiện xác định các thông số trên?14.2. Các góc kết cấu bánh xe dẫn hướngGóc 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 hướngGóc 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.FrontbaTác dụng của độ chụm dương và âm?14.2. Các góc kết cấu bánh xe dẫn hướngGóc 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 axisUpper ball jointLower ball joint14.2. Các góc kết cấu bánh xe dẫn hướngGóc 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.Tác dụng của góc nghiêng ngang của trụ đứng () và bán kính quay bánh xe quanh trụ đứng (r0)?14.2. Các góc kết cấu bánh xe dẫn hướngGóc 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  âm.Tác dụng của góc ?NegativePositiveCasterFront14.2. Các góc kết cấu bánh xe dẫn hướngCác 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 rơ vành lái). 14.3. Cơ cấu láiÝ 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?Cơ cấu lái bánh răng thanh răng14.3. Cơ cấu láiUniversal joint Rack Pinion Đặc điểm và phạm vi ứng dụng của cơ cấu lái loại này?Cách điều chỉnh cơ cấu lái này?1. Trục chủ động 2. Vỏ cơ cấu 3,7. Đệm điều chỉnh trục vít 4,6. Vòng ngoài ổ lăn 5. Trục vít lõm 8,19. Nắp cơ cấu 9. Trục con lăn 10. Con lăn 11. Trục bị động 12. Đệm vênh 13,22. Phớt làm kín 14. Bạc trục bị động 15. Vòng hãm 16. Bulông điều chỉnh 17. Êcu hãm 18. Nút đổ dầu 20. Đòn quay đứng 21. Êcu Cơ cấu lái trục vít glôbôit - con lănĐặc điểm và phạm vi ứng dụng của cơ cấu lái loại này?Cách điều chỉnh cơ cấu lái này?14.3. Cơ cấu láiCơ cấu lái trục vít êcu bi - thanh răng bánh răng14.3. Cơ cấu láiCơ cấu lái trục vít êcu bi - thanh răng bánh răng1. 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 láiHệ 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 láiDẫn động lái từ cơ cấu lái đến bánh xe dẫn hướngHình thang lái14.4. Dẫn động lái14.4. Dẫn động láiDẫn động lái từ cơ cấu lái đến bánh xe dẫn hướngHình thang láiĐặc điểm làm việc của các sơ đồ? 14.4. Dẫn động láiDẫn động lái từ cơ cấu lái đến bánh xe dẫn hướngHình thang láiDẫn động lái từ cơ cấu lái đến bánh xe dẫn hướngPhân tích động học các phương án bố trí hệ thống này?14.4. Dẫn động láiDẫn động lái từ cơ cấu lái đến bánh xe dẫn hướngĐòn ngang bênĐòn ngang bên nối đòn ngang (hoặc thanh răng) với đòn bên của hệ dẫn động. 14.4. Dẫn động láiĐiều chỉnh độ chụm bánh xe dẫn hướng bằng cách nào?Dẫn động lái từ cơ cấu lái đến bánh xe dẫn hướngKhớp cầuCác khớp nối giữa các đòn của hệ thống lái đều dùng khớp cầu (trừ khớp bản lề tại trụ đứng). Tác dụng của lò xo?Điều chỉnh khớp ntn?14.4. Dẫn động láiDẫn động từ vành lái đến cơ cấu láiDẫn 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 láiDẫn động từ vành lái đến cơ cấu láiVị trí vành lái14.4. Dẫn động láiTại sao cần thay đổi vị trí vành lái? Vị trí vành láiCơ cấu điều chỉnh vị trí vành lái dọc theo trục lái.1. Trục chính 2. Ống trục trượt 3. Trục trượt 4. Vít hạn chế 5. Chốt hãm 6. Giá đỡ14.4. Dẫn động láiDẫn động từ vành lái đến cơ cấu láiCơ cấu an toàn thụ động cho người lái14.4. Dẫn động láiAn toàn thụ động là gì?Dẫn động từ vành lái đến cơ cấu láiCơ cấu an toàn thụ động cho người lái14.4. Dẫn động lái12341234123412341234a)b)c)d)e). CCL, VPP, XLL đặt chung. CCL, VPP, đặt chung. VPP, XLL đặt chung. CCL, XLL đặt chung. CCL, VPP, XLL đặt riêng . Cơ cấu lái. Xi lanh lực. Van phân phối. Bơm trợ lực Tác dụng của trợ lực lái?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 láiSơ đồ nguyên lý chung của hệ thống trợ lực lái thuỷ lực.Hệ thống làm việc ntn?V1V2V3V4BƠMBÌNH CHỨA14.5. Trợ lực láiHệ thống trợ lực van trượtKhi 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 láiHệ thống trợ lực van trượtKhi quay vòng sang phải14.5. Trợ lực lái14.5. Trợ lực láiHệ thống trợ lực van trượtKhi quay vòng sang tráiHệ thống trợ lực van trượt1. Thân van 2. Ống dầu cao áp 3. Đường dầu hồi4. Con trượt 5. Bánh xe 6. Đòn dọc7. Lò xo định tâm8. Pit tông lực 9,10. Đường ống dẫn 11. Bơm dầu 12- Bình chứa CCL- Cơ cấu lái VPP- Van phân phối XLL- Xi lanh lực XLLCCLVPPabcd78910654321761112ABHệ 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 láiHệ thống trợ lực van trượt14.5. Trợ lực láiHệ thống trợ lực van xoayPiston 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. ABNối BNối BNối BNối BPit tôngNối ANối ANối ANối ATừ bơm đếnTừ bơm đếnTừ bơm đếnV2V1Vào lõi VPPXi lanh lựcHệ thống làm việc ntn khi vành lái ở vị trí trung gian? 14.5. Trợ lực láiHệ thống trợ lực van xoayBuồng ABuồng BNối BNối BNối BNối BNối ANối ANối ANối ATừ bơm đếnTừ bơm đếnTừ bơm đếnV4V3Tính 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 lái14.6. Hệ thống lái nhiều cầu dẫn hướngƯu điểm của HTL nhiều cầu dẫn hướng so với HTL chỉ 1 cầu trước dẫn hướngCơ 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 hướngNguyên 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 hướng14.7. Hệ thống lái tích cựcHTL tích cực là gì?HW: Xác định quan hệ động học và lực học của cơ cấu lái trên hình vẽ14.8. Hệ thống lái bằng dâyHTL bằng dây là gì?