NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

Hưng Yên, Ngày

Tháng

Năm 2013.

Giáo viên hướng dẫn

1


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

Hưng Yên, Ngày

Tháng


Năm 2013.

Giáo viên phản biện

2


LỜI NÓI ĐẦU

Trong chương trình đào tạo Kỹ sư ngành Cơ Khí động lực thì đồ án tốt nghiệp là
không thể thiếu, là điều kiện tất yếu rất quan trọng mà mọi sinh viên cần phải hoàn
thành, để hiểu biết một cách chặt chẽ và nắm vững sâu về ô tô. Trong quá trình học
tập, tích lũy kiến thức, việc bắt tay vào khảo sát một hệ thống trên xe hay tổng thể xe
là việc quan trọng. Điều này củng cố kiến thức đã được học, thể hiện sự am hiểu về
kiến thức cơ bản và cũng là sự vận dụng lý thuyết vào thực tế sao cho hợp lý. Nghĩa là
lúc này sinh viên đã được làm việc của một cán bộ kỹ thuật.
Hệ thống lái là một hệ thống rất quan trọng trên xe, nó dùng để điều khiển hướng
chuyển động khi cần thiết theo yêu cầu cơ động của xe. Nên hệ thống lái ô tô cần phải
đảm bảo: Chuyển động thẳng ổn định, tính cơ động cao, động học quay vòng đúng,
giảm các va đập, điều khiển nhẹ nhàng, để tăng tính an toàn cho ô tô khi vận hành.
Trong tập đồ án tốt nghiệp này em được nhận đề tài “Nghiên cứu kết cấu, quy trình
chẩn đoán sửa chữa hệ thống lái xe Sonata G2.0”. Nội dung của đề tài này giúp em
hệ thống được những kiến thức đã học, nâng cao tìm hiểu các hệ thống của ô tô nói
chung và hệ thống lái của ôtô Hyundai Sonata G2.0 nói riêng; từ đây có thể đi sâu
nghiên cứu về chuyên môn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Trần Văn Thoan đã hướng dẫn
tận tình và các thầy giáo bộ môn, đã hết sức tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn
thành tốt nội dung đề tài đồ án của mình.


Hưng Yên, ngày tháng năm 2013.
Sinh viên thực hiện

3


Vũ Tiến Đạt
MỤC LỤC
Trang

4


TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42

Danh mục hình
Hình 1.1. Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái
Hình 1.2. Các chi tiết bộ trợ lực lái xe Sonata

Hình 1.3. Cấu tạo cơ cấu lái trục vít- thanh răng xe Sonata
Hình 1.4. Vành lái trục lái
Hình 1.5. Hệ thống trợ lực thủy lực
Hình 1.6. Bố trí bình chứa dầu trợ lực lái
Hình 1.7. Kết cấu bơm trợ lực lái kiểu cánh gat
Hình 1.8. Các bộ phận chính của bơm trợ lục lái xe Sonata
Hình 1.9. Nguyên lý hoạt động của bơm
Hình 1.10. Van điều khiển lưu lượng
Hình 1.11. Van điều khiển lưu lượng ở tốc độ thấp
Hình 1.12. Van điều khiển lưu lượng ở tốc độ trung bình
Hình 1.13. Van điều khiển lưu lượng ở tốc độ cao
Hình 1.14. Van an toàn
Hinh 1.15. Sơ đồ cấu tạo hộp cơ cấu lái trợ lực
Hình 1.16. Van điều khiển dầu trợ lực
Hình 1.17. Sơ đồ hoạt động của van điều khiển dầu
Hình 1.18. Van xoay ở vị trí trung gian
Hình 1.19. Van xoay sang phải
Hình 1.20. Van xoay sang trái
Hình 1.21. Quan hệ Ackermen
Hình 1.22. Cơ cấu 4 khâu có dầm cầu liền
Hình 1.23. Cơ cấu đòn ngang liên kết hệ thống treo độc lập
Hinh 1.24. Loại khớp cầu không tự điều chỉnh độ dơ
Hình 1.25. Loai khớp cầu tự điều chỉnh độ dơ
Hình 1.26. Đòn ngang có khớp cầu bôi trơn vĩnh cửu
Hình 1.27. Dạng khớp cầu đòn dẫn dộng lái bôi trơn vĩnh cửu
Hình 1.28. Các góc đặt bánh xe
Hình 1.29. Góc camber
Hình 1.30. Góc camber âm
Hình 1.31. Ảnh hưởng camber âm
Hình 1.32. Ảnh hưởng camber dương

Hình 1.33. Camber bằng không
Hình 1.34. Góc caster và khoảng caster
Hình 1.35. Góc nghiêng ngang của trụ đứng (góc kingpin)
Hình 1.36. Vai trò góc kingpin
Hình 1.37. Giảm lực phản hồi
Hình 1.38. Độ chụm
Hình 1.39. Góc chụm
Hình 1.40. Chỉnh độ chụm trước
Hình 1.41. Chỉnh độ chụm sau
Hình 1.42. Góc Camber

Trang
17
18
18
19
21
21
22
22
23
23
24
24
25
25
25
26
27
28

28
29
30
31
31
32
33
33
33
35
36
37
37
37
38
38
39
39
40
40
50
51
52
52
5


43
44


Hình 1.43. Chỉnh góc Camber
Hình 1.44. Góc Caster

53
53

TT
Danh mục bảng
Trang
1 1.2.1. Bảng thông số của xe Hyundai Sonata G2.0
14
2 1.2.2. Bảng thông số kỹ thuật hệ thống lái xe Sonata G2.0
16
3 Bảng ghi nhớ tình trạng kỹ thuật của xe và quy trình chẩn đoán sửa
43
chữa xe.

6


Phần I: MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA ĐỀ TÀI
1.1. Lý do chọn đề tài
1.1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Thương hiệu ô tô Hyundai đã không còn xa lạ với thị trường ô tô thế giới và với
thị trường Việt Nam đặc biệt những năm gần đây ngoài những dòng xe tải, xe du lịch,
xe khách chuyền thống. Hyundai đã đầu tư mạnh vào phát triển các dòng xe du lịch gia
đình 7 chỗ và dòng sedan 4 cửa 5 chỗ ngồi như Hyundai I30, ACCENT, ELANTRA,
GENESIS, TUCSON, VERACRUZ, GETZ đặc biệt là mẫu xe sedan tầm trung 4 cửa
5 chỗ ngồi SONATA đang là mẫu xe bán chạy nhất Châu Âu và nước Mỹ vượt qua
TOYOTA Camry và HONDA Accord.

Trong các ngành công nghiệp thì công nghiệp ô tô là một trong những ngành
công nghiệp có tiềm năng ở nước ta. Hiện tại do điều kiện công nghệ kỹ thuật và vốn
đầu tư nghành công nghiệp ô tô trưa cao đặc biệt là nguồn nhân lục kỹ thuật cao trong
nghành còn thiếu nên việc nội địa hóa phụ tùng ô tô và sản xuất ô tô mang thương hiệu
“Made in Viet Nam” vẫn chỉ là dụ án trong tương lai. Việc học hỏi chuyển giao công
nghệ từ các hãng nổi tiếng trên thế giới là việc cần thiết và là con đương ngắn nhất để
ngành công nghiệp ô tô nước ta có thể sản xuất những chiếc ô tô của riêng mình.
Chúng em là những sinh viên đại học được đào tạo chuyên ngành ô tô với mong ước
có thể góp một phần nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng và phát triển ngành ô tô
nước nhà. Lý do em chọn đề tài “Nghiên cứu kết cấu, quy trình chẩn đoán sửa
chữa hệ thống lái xe Sonata G2.0” vì hãng ô tô Hyundai là một thương hiệu lớn với
trình độ công nghệ kỹ thuật tiên tiến được sử dụng rộng rãi trên thế giới và Việt Nam
cả về xe tải và xe du lịch. Đặc biệt là mẫu xe SONATA một mẫu xe tiêu biểu bán chạy
nhất của hãng với thiết kế sang trọng tính năng kỹ thuật hiện đại đang là tâm điểm
nghiên cứu của thị trường ô tô. Hiện nay tài liệu của hãng Hyundai hoàn toàn bằng
tiếng Anh, vì vậy em đã chọn đề tài này để có thể có thể hiểu rõ tài liệu của hãng từ đó
nâng cao trình độ chuyên môn của mình về chuyên môn đặc biệt nội dung đồ án đáp
ứng rất nhiều về công việc thực tế của người kỹ sư ô tô hiện nay.
Để đảm bảo an toàn khi ôtô chuyển động trên đường, người vận hành phải có
kinh nghiệm xử lí và thành thạo các thao tác điều khiển. Mặt khác, để thuận tiện cho
người vận hành thực hiện các thao tác đó, đòi hỏi ôtô phải đảm bảo tính năng an toàn
cao. Mà hệ thống lái là một bộ phận quan trọng đảm bảo tính năng đó. Việc quay vòng
hay chuyển hướng của ôtô khi gặp các chướng ngại vật trên đường đòi hỏi hệ thống lái
làm việc thật chuẩn xác.

7


Chất lượng của hệ thống lái phụ thuộc rất nhiều vào công tác bảo dưỡng sửa
chữa. Muốn làm tốt việc đó thì người cán bộ kỹ thuật cần phải nắm vững kết cấu và

nguyên lí làm việc của các bộ phận của hệ thống lái.
Đề tài “Nghiên cứu kết cấu, quy trình chẩn đoán sửa chữa hệ thống lái xe
Sonata G2.0” mong muốn đáp ứng một phần nào mục đích đó. Nội dung của đề tài đề
cập đến các vấn đề khảo sát và bảo dưỡng hệ thống lái.
Các nội dung trên được trình bày theo các mục, nhằm mục đích nghiên cứu kết
cấu và nguyên lí làm việc cũng như công dụng, phân loại, yêu cầu chung của các chi
tiết cũng như từng cụm chi tiết. Sự ảnh hưởng của các chi tiết hay từng cụm chi tiết
đến quá trình làm việc cũng như các thông số kỹ thuật, để đảm bảo cho ôtô vận hành
an toàn trên đường. Ngoài ra đề tài còn đề cập đến vấn đề bảo dưỡng sửa chữa một số
hiện tượng hư hỏng thường xuyên xảy ra của hệ thống lái.
Với những chức năng như vậy thì công việc sửa chữa bảo dưỡng vô cùng phức
tạp và khó khăn vì vậy đòi hỏi người kĩ thuật viên phải có trình độ hiểu biết, học hỏi
sáng tạo để bắt kịp với khoa học tiên tiến hiện đại, nắm bắt được những thay đổi về
đặc tính kĩ thuật của từng loại xe, dòng xe, đời xe … để có thể chẩn đoán hư hỏng và
đưa ra phương án sửa chữa tối ưu để đạt hiệu quả cao nhất.
1.1.2. Ý nghĩa của đề tài
- Đề tài giúp sinh viên củng cố, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành
trong học tập cũng như ngoài thực tế xã hội. Đề tài còn để cho sinh viên khoa cơ khí
động lực và những người muốn tìn hiểu về chuyên ngành ô tô.
- Đề tài: “Nghiên cứu kết cấu, quy trình chẩn đoán sửa chữa hệ thống lái xe
Sonata G2.0” giúp sinh viên chúng em sau này ra trường không còn bỡ ngỡ với hệ
thống lái trợ lực ngày nay được sử dụng nhiều trên ô tô.
1.2. Mục tiêu của đề tài
- Nghiên cứu kết cấu, tính năng kỹ thuật, nghiên cứu quy trình chẩn đoán sửa hệ
thống lái xe Sonata G2.0
- Xây dựng quy trình kiểm tra sửa chữa hệ thống lái xe Sonata G2.0
1.3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
- Đối tượng: Hệ thống lái, nghiên cứu kết cấu, tính năng kỹ thuật, xây dựng quy
trình chẩn đoán sửa chữa, quy trình kiểm tra sửa hệ thống lái xe Sonata G2.0
- Khách thể nghiên cứu: Hệ thống lái.

1.4. Giả thiết khoa học
- Hệ thống lái vẫn còn là một nội dung cần phải nghiên cứu, tìm hiểu nhiều đối
với học sinh,sinh viên. Kết cấu, nguyên lý hoạt động của từng bộ phận trong hệ thống
8


lái cũng như kết cấu, nguyên lý hoạt động của toàn bộ hệ thống lái ít được chú trọng,
quan tâm và đưa vào làm nội dung giảng dạy, nghiên cứu, học tập.
- Hệ thống tài liệu tham khảo về hệ thống lái phục vụ cho học tập và nghiên cứu
cũng như ứng dụng trong thực tế vẫn còn hạn chế.
1.5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Phân tích đặc điểm, kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống lái.
- Tổng hợp tài liệu trong và ngoài nước để hoàn thành đề tài nghiên cứu của
mình: “Nghiên cứu kết cấu, quy trình chẩn đoán sửa chữa hệ thống lái xe Sonata
G2.0”
1.6. Phương pháp nghiên cứu
1.6.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
* Trong phương pháp này chúng ta phải các bước sau :
- Bước 1: Quan sát, tìm hiểu các thông số kết cấu (thông số bên ngoài), tính năng
kỹ thuật của hệ thống lái.
- Bước 2: Nghiên cứu quy trình chẩn đoán sửa chữa hệ thống lái.
- Bước 3: Đề suất cải tiến quy trình kiểm tra sửa hệ thống lái xe Sonata G2.0
1.6.2. Phương pháp nghiên cứu tài liệu
- Phương pháp được thực hiện khi chúng ta đã thu thập một số lượng tài liệu
tham khảo cũng như những đề tài có liên quan và được thực hiện trước đó.
* Mục đích : Nghiên cứu, tham khảo, tìm hiểu các thông tin khoa học trên cơ sở
nghiên cứu các văn bản, tài liệu, sách báo đã có sẵn bằng tư duy logic để rút ra kết
luận cần thiết.
* Phân loại tài liệu nghiên cứu:
- Tài liệu sơ cấp: Là tài liệu mà người nghiên cứu thu thập, phỏng vấn trực tiếp,

thu thập số liệu và tài liệu nghiên cứu chưa qua phân tích, thảo luận.
- Tài liệu thứ cấp: Là tài liệu có nguồn gốc từ tài liệu sơ cấp đã được phân tích,
thảo luận và diễn giải như: Sách giáo khoa, báo chí và các giáo trình … Các tài liệu
này đã được giải thích và phân tích dựa trên thực tiễn và lý thuyết một cách chính xác.
* Các bước thực hiện:
- Bước 1: Thu thập tìm tòi các tài liệu viết về hệ thống lái trên ô tô.
- Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống logic, chặt chẽ theo
từng bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất
định.
- Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về hệ thống lái dựa trên
các kiến thức đã được học trong trường và kiến thức từ thực tế. Phân tích kết cấu,
nguyên lý làm việc một cách khoa học.
9


- Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích và nghiên cứu được, hệ thống hóa lại
những kiến thức đã nắm được tạo ra một hệ thống lý thuyết đầy đủ và sâu sắc.
1.6.3. Phương pháp thống kê mô tả
Là phương pháp tổng hợp kết quả nghiên cứu thực tiễn và nghiên cứu để đưa ra
kết quả chính xác và khoa học.
* Các bước thực hiện:
- Bước 1: Thống kê ra các bộ phận cấu tạo nên hệ thống lái một cách chi tiết sau
đó mô tả kết cấu của từng bộ phận đó và nguyên lý hoạt động của từng bộ phận.
- Bước 2: Phân tích và giải thích kết cấu từng bộ phận trong hệ thống lái từ đó
rút ra nguyên lý làm việc của hệ thống.

10


Phần II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Chương I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI

1.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu
1.1.1. Công dụng
Hệ thống lái dùng để điều khiển hướng chuyển động của ô tô, thay đổi hướng
chuyển động hay là giữ nguyên hướng chuyển động của xe. Nó được thực hiện từ trên
buồng lái tới các bánh xe dẫn hướng.
1.1.2. Phân loại hệ thống lái
-

Theo phương pháp chuyển hướng:
+ Chuyển hướng hai bánh xe trên cầu trước.
+ Chuyển hướng tất cả các bánh xe (4WD).
- Theo đặc điểm truyền lực.
+ Hệ thống lái cơ khí.
+ Hệ thống lái cơ khí có trợ lực bằng thủy lực.
+ Hệ thống lái cơ khí có trợ lực bằng điện
- Theo kết cấu của cơ cấu lái.
+ Cơ cấu lái kiểu bánh trục vít, thanh răng.
+ Cơ cấu lái kiểu trục vít lõm, con lăn.
+ Cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi, thanh răng, bánh răng.
- Theo cách bố trí vành tay lái.
+ Vành tay lái bên trái.
+ Vành tay lái bên phải.
1.1.3. Các yêu cầu cơ bản của hệ thống lái
- Tính linh hoạt tốt: Khi xe quay vòng trên đường gấp khúc và hẹp thì hệ thống
lái phải xoay được bánh trước chắc chắn, dễ dàng và êm.
- Lực lái thích hợp: Để lái dễ dàng hơn và thuận lợi trên đường đi thì nên chế tạo
hệ thống lái nhẹ hơn ở tốc độ thấp và nặng hơn ở các tốc độ cao.
- Phục hồi vị trí êm: Trong khi xe đổi hướng, lái xe phải giữ vô lăng chắc chắn.

Sau khi đổi hướng, sự phục hồi – nghĩa là quay bánh xe trở lại vị trí chạy thẳng – phải
diễn ra êm khi lái xe thôi tác động lực lên vô lăng.
- Giảm thiểu truyền các chấn động từ mặt đường lên vô lăng: Không để truyền
ngược chấn động lên vô lăng khi xe chạy trên đường gồ ghề.

11


- Có giá thành thấp: Mỗi một sản phẩm khi thiết kế và chế tạo cần phải phù hợp
với thị trường một trong các yếu tố đó là giá thành thấp mà chất lượng không đổi thì sẽ
được dùng phổ biến hơn.
1.2. Thông số kỹ thuật xe Hyundai SonataG2.0

1.2.1. Bảng thông số của xe
Kích thước tổng thể (D×R×C)-(mm)
Chiều dài cơ sở (mm)
Khoảng cách hai vệt bánh xe (mm)
Bán kính quay vòng tối thiểu (mm)
Hệ thống treo trước
Hệ thống treo sau
Dung tích bình nhiên liệu (lít)
Trọng lượng không tải (kg)
Trọng lượng toàn tải (kg)

4.820×1.835×1.470
2.795
1.591/1.591(trước /sau)
5.460
Kiểu Macpherson
Liên kết đa điểm với

thanh cân bằng
70
1.404
1.980

Khả năng tăng tốc từ 0-100km/h (giây)

10,9

Khả năng tăng tốc từ 60-100km/h (giây)

6,2

Tốc độ tối đa (km/h)

209

Động cơ hộp số

Thiết bị an toàn

Lốp La-zăng

Trang thiết bị
Động cơ xăng 2.0G kiểu 4 xy lanh 16 van
DOHC 6 số tự động
Túi khí bên lái
Túi khí hai bên phụ
Hệ thống chống bó phanh A.B.S
Phanh đĩa sau

La-zăng đúc 5 chấu kép
Cỡ lốp 255/50R17

Mã

EAB
EAC
DAB
DIS
FMQ
12


Lốp và vành thép dự phòng cùng cỡ
Hệ thống lái

Ngoại thất

Vô Lăng gật gù điều chỉnh cơ
Lái trợ lực thủy lực
Cửa sổ nóc
Gạt mưa sau
Đèn sương mù trước
Chắn bùn (trước sau)
Cửa sổ điện (trước sau)
Gương chiếu hậu
Táp lô kim loại
Ghế da+nội thất bọc da
Vô lăng và cần số bọc da


Nội thất

Tiện nghi

SMM
Tel
MSR
GRS
PFL
MMD
MPW
MOM
MGF
JSL
JSS

Ghế nỉ
Thảm khoang hành lý
Đèn trần trong xe
Đồng hồ hiển thị thông số hành trình
Khóa điều khiển và cảnh báo trộm

LUM
MAP
TRC
MAT

Hệ thống chiếu sáng tự động

ALC


Hệ thống khóa cửa trung tâm

LPD

H446C (Radio+CD+MP3)

PL1

Loa Tweeter
Điều hòa điều khiển cơ
Lọc khí điều hòa

TWE
QAD
FIL

Sedan 4 cửa 5 ghế

13


1.2.2. Bảng thông số kỹ thuật hệ thống lái
Mục
Loại
Cơ cấu lái
Loại
Kích thước thanh răng
Bơm trợ lực Loại
Áp suất dầu trợ lực

lái
Góc lái tối đa Trong
Ngoài
Dầu trợ lực

Đặc điểm kỹ thuật
Hệ thông trợ lực lái thủy lực
Trục vít- thanh răng
148 mm
Cánh gạt
90-95kgf/cm2
39,830±1,50
33,010
PSF-4

1.3. Sơ đồ cấu trúc và hoạt động hệ thống lái xe Hyundai SonataG2.0
Hệ thống lái là hệ thống điều khiển hướng chuyển động của xe. Nó có tác dụng là
dùng để thay đổi hướng chuyển động nhờ quay các bánh xe dẫn hướng cũng như để
giữ hướng chuyển động thẳng hoặc cong của ôtô khi cần thiết. Trong quá trình chuyển
động hệ thống lái có ảnh hưởng lớn đến sự an toàn chuyển động nhất là ở tốc độ cao
do đó hệ thống lái không ngừng được hoàn thiện.
Cấu tạo của hệ thống lái miêu tả và bao gồm các bộ phận chính sau đây: vành lái,
trục lái, cơ cấu lái, các đòn dẫn động lái, bánh xe dẫn hướng.
Vành lái nhận lực từ cánh tay người điều khiển để tạo ra chuyển động quay vòng
của nó và truyền mômen xoắn tới trục lái.
Trục lái bao gồm trục lái chính truyền chuyển động quay của vô lăng tới cơ cấu
lái và ống đỡ trục lái để cố định trục lái chính vào thân xe. Đầu phía trên của trục lái
chính được làm thon và xẻ hình răng cưa và vô lăng được xiết vào trục lái bằng một
đai ốc.
Tại cơ cấu lái nhận mômen từ trục lái và thay đổi tỷ số truyền cơ cấu lái để đưa

tới các thanh dẫn động lái.
Thanh dẫn động lái là sự kết hợp giữa các thanh nối và tay đòn để truyền chuyển
động của cơ cấu lái tới các bánh xe trái và phải.

14


Hinh 1.1:Sơ đồ bố trí hệ thống

1.4. Các cụm thiết bị hệ thống lái
1.4.1. Cơ cấu lái
Khi phân tích và đánh giá hệ thống lái, thường quan tâm đến các yêu cầu sau
đây:
- Khả năng đảm bảo tỷ số truyền hợp lý.
- Kết cấu đơn giản, giá thành thấp, tuổi thọ cao.
- Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch.
- Độ dơ của cơ cấu lái nhỏ.
- Chiếm ít không gian và dễ dàng tháo lắp, điều chỉnh.
1.4.1.1. Cơ cấu lái trục vít – thanh răng
Cơ cấu lái kiểu này hiện nay có mặt phổ biến trên các loại xe có 4 ÷ 5 chỗ ngồi.
- Thanh răng liên kết với đòn ngang bên ở hai đầu thanh răng.

15


1.Rô tuyn
2.Đòn ngang bên
3.Hộp cơ cấu lái
4.Vỏ cơ cấu lái
5.Đường dầu áp lực


6.Bơm trợ lục
7.Bình dầu
7.Bình dầu
8.Bọc cao su
9.Đường dầu hồi
10.Làm mát dầu

Hình 1.2. Các chi tiết bộ trợ lực lái xe Sonata

Hình 1.3. Cấu tạo cơ cấu lái trục vít - thanh răng SONATA G2.0
16


1. Ống dẫn dầu
2. Vỏ thân van
3. Bu lông
4. Phớt dầu
5. Van phân phối
6. Phớt dầu
7. Ốc điều chỉnh
8. Êcu khóa

9. Lò so tỳ
10. Bạc tỳ thanh răng
11. Vỏ cơ cấu lái
12. Nẹp hộp cơ cấu lái
13. Phớt dầu
14. Thanh răng
15. Rô tuyn

16. Êcu hãm

17. Đai giữ
18. Bọc cao su
19. Đai giữ
20. Thanh ngang
22. Phớt chắn bụi
23. Phớt chắn dầu
thanh răng

Bánh răng có cấu tạo răng nghiêng, đầu dưới lắp trên ổ thanh lăn kim, đầu trên
lắp ổ bi cầu. Êcu rỗng trong đó có phớt che bụi đảm bảo bánh răng quay nhẹ nhàng. Vì
trục vít có kích thước nhỏ nên được chế tạo liền trục. Thanh răng nằm dưới bánh răng
có cấu tạo răng nghiêng. Thanh răng chuyển động tịnh tiến trên hai bạc trượt. Cụm bạc
trượt có dạng tiết diện vành khăn nằm bên phải, cụm bạc trượt nửa vành khăn nằm ở
dưới trục vít. Bạc trượt nửa vành khăn có lò xo trụ tỳ chặt và được điều chỉnh thường
xuyên trong sử dụng thông qua êcu điều chỉnh. Êcu điều chỉnh nằm dưới cơ cấu lái.
Giữa bạc trượt này và êcu điều chỉnh luôn tồn tại khe hở để đảm bảo tác dụng của lò
xo tỳ. Trên êcu điều chỉnh có ốc khóa chặt để tránh tự nới lỏng ốc điều chỉnh. Cơ cấu
lái đặt trên vỏ xe, để tạo góc ăn khớp lớn cho bộ truyền răng nghiêng. Trục vít đặt
nghiêng ngược chiều nghiêng của thanh răng, nhờ vậy hệ số trùng khớp của bộ truyền
lớn làm việc êm, và phù hợp với việc bố trí vành lái trên xe.
Bộ truyền được bôi trơn bằng mỡ, hai đầu vỏ có nắp tôn bao kín,. Hai đầu thanh
răng có lắp các khớp nối đòn ngang bên. Vỏ cơ cấu lái bắt với vỏ xe nhờ hai ụ cao su
đặt ở hai đầu cơ cấu lái.
1.4.2. Vành tay lái và trục lái

1. Nắp vành lái.
2. Vành lái.
3. Cụm gạt mưa.

4. Cụm khóa điện.
5. Nắp trên trục lái.
6. Trục lái.
7. Khớp cao su.

8. Nắp dưới trục lái.

Hình 1.4. Vành lái, trục lái

17


Trục lái và vành lái đặt trên buồng lái và là bộ phận cần thiết để điều khiển
chuyển động của xe. Trục lái và vành lái truyền lực điều khiển từ vành lái tới cơ cấu
lái. Như vậy trục lái cần phải đủ cứng để truyền mômen điều khiển, nhưng lại phải
đảm bảo giảm rung động trong hệ thống lái, tránh gây rung ồn trong buồng điều khiển.
Cơ cấu điều khiển hệ thống lái có kết cấu nhỏ gọn, bố trí hợp lí, đồng thời có khả năng
đàn hồi tốt theo phương dọc xe để hạn chế tổn thương có thể xảy ra khi gặp tai nạn.
Với các yêu cầu cơ bản như trên, kết cấu trục lái và vành lái rất đa dạng, ngoài ra trên
vỏ trục lái còn có thêm nhiều cơ cấu điều khiển liên quan như: cần điều khiển hộp số,
tín hiệu đèn, gạt mưa, còi…, càng làm tăng sự phức tạp của chúng. Đa số các xe sử
dụng trục “gẫy” được cấu tạo từ các trụ đặc và có khớp các đăng nối trục.
Nhờ các trục không trùng đường tâm, lại liên kết bằng các khớp các đăng nên khi
bị xô ngang theo phương dọc (đâm xe) cơ cấu lái bị đẩy lùi về phía sau, nên vành lái
không ép mạnh vào người lái, nâng cao khả năng an toàn, đồng thời tạo điều kiện tháo
lắp các trục nối dễ dàng.
Hình vẽ là cấu tạo toàn bộ của cụm vành lái và trục lái. Trên đó có đặt ổ khóa
vành lái và khóa điện. Hai loại khóa dùng chung một chìa và như vậy khi rút chìa ra
khỏi ổ khóa, có thể khóa cứng vành lái. Việc tháo bộ khóa này theo những kết cấu
riêng của các loại xe. Trên thân trục các đăng có đặt khớp cao su, khớp này có tác

dụng giảm va đập truyền lên vành lái.
1.5. Trợ lực lái
Trợ lực của hệ thống lái có tác dụng làm giảm nhẹ cường độ lao động của người
lái, giảm mệt mỏi khi xe hoạt động trên đường dài. Ý nghĩa của tác dụng này trên xe
con không lớn lắm, tuy nhiên trên xe cao tốc cần thiết bố trí trợ lực còn nhằm nâng cao
an toàn chuyển động khi có sự cố lớn ở bánh xe ( nổ lốp, hết khí nén trong lốp…) và
giảm va đập truyền từ bánh xe lên vành lái.
Xe con bố trí trợ lực lái dạng thủy lực với kết cấu gọn. Hệ thống trợ lực lái là một
hệ thống tự nhiên điều khiển, bởi vậy nó bao gồm: nguồn năng lượng (NNL), van phân
phối (VPP) và xilanh lực (XLL). Tùy thuộc vào việc sắp xếp các bộ phận trên vào hệ
thống lái có thể chia ra: VVP, XXL đặt chung trong cơ cấu lái.
- VPP nằm trong cơ cấu lái, còn XLL nằm riêng.
- VPP, XLL đặt thành một cụm, tách biệt với cơ cấu lái.
- XLL nằm chung vơi cơ cấu lái, còn VPP nằm riêng.
- VPP, XLL cơ cấu lái đặt riêng biệt với nhau.

18


1.5.1. Hệ thống lái trợ lực thủy lực

Hình 1.5. Hệ thống trợ lực thuỷ lực
Hệ thống lái trợ lực thuỷ lực sử dụng công suất của động cơ để dẫn động bơm trợ
lực lái tạo áp suất thuỷ lực. Khi xoay vô lăng sẽ chuyển mạch một đường dẫn dầu tại
van điều khiển vì áp suất dầu đẩy xy lanh trợ lực. Lực cần điều khiển vô lăng sẽ giảm.
1.5.1.1. Cấu tạo của các cụm chi tiết trước cơ cấu lái
a. Bình chứa

Hình 1.6. Bố trí bình chứa dầu trợ lục lái và bơm lái
1.Bơm lái

2.Bình chứa
Bình chứa cung cấp dầu trợ lực lái. Nó được lắp trực tiếp vào thân bơm hoặc lắp
tách biệt. Nếu không lắp với thân bơm thì sẽ được nối với bơm bằng hai ống mềm.
Thông thường, nắp bình chứa có một thước đo mức để kiểm tra mức dầu. Nếu mức
dầu trong bình chứa giảm dưới mức chuẩn thì bơm sẽ hút không khí vào gây ra lỗi
trong vận hành.
19


b. Nguyên lý hoạt động của bơm trợ lực kiểu cánh gạt
1. Trục bơm
2. Vòng đệm
3. Vỏ bơm
4. Đĩa bị động trước
5. Rô – to bơm
6. Cánh bơm
7. Stato bơm ( vòng cam )
8. Bình chứa dầu
9,10. Đệm chống thấm
11. Lò xo hãm
12. Lò xo đĩa
13. Đĩa bị động sau
14. Van điều khiển lưu lượng
15. Van phân phối
Hình 1.7. Kết cấu bơm trợ lực kiểu cánh gạt

Hình 1.8. Các bộ phận chính của bơm trợ lực lái xe sonata 2.0 G 2011
-Áp suất dầu trợ lực hệ thống lái sonata 2.0 là 90 – 95kgf/cm2.
1.Sim O
5.Van điều khiển lưu lượng

2.Ống hút
6.Đầu nối đường dầu trợ lực
3.Sim O
7.Puly bơm
4.Lò xo khống chế dòng dầu
20


Hình 1.9. Nguyên lý hoạt động bơm
Rôto quay trong một vòng cam được gắn chắc với vỏ bơm. Rô to có các rãnh để
gắn các cánh bơm được gắn vào các rãnh đó. Chu vi vòng ngoài của rô to hình tròn
nhưng mặt trong của vòng cam hình ô van do vậy tồn tại một khe hở, khe hở
này để tạo thành một buồng chứa dầu. Cánh bơm bị giữ sát vào bề mặt trong của vòng
cam bằng lực ly tâm và áp suất dầu tác động sau cánh bơm, hình thành một phớt dầu
ngăn rò rỉ áp suất từ giữa cánh gạt và vòng cam khi bơm tạo áp suất dầu. Dung tích
buồng dầu có thể tăng hoặc giảm khi rô to quay để vận hành bơm. Khi xe quay vòng,
vành lái di chuyển tạo khả năng quay cụm.
c.Van điều khiển lưu lượng

Hình 1.10. Van điều khiển lưu lượng
21


Điều chỉnh lượng dòng chảy dầu từ bơm tới hộp cơ cấu lái, duy trì lưu lượng
không đổi mà không phụ thuộc tốc độ bơm(v/ph).Lưu lượng của bơm trợ lực lái tăng
theo tỷ lệ với tốc độ động cơ. Lượng dầu trợ lái do piston của xy lanh trợ lực cung cấp
lại do lượng dầu từ bơm quyết định. Khi tốc độ bơm tăng thì người lái cần tác động ít
lực đánh lái hơn. Nói cách khác, yêu cầu về lực đánh lái thay đổi theo sự thay đổi tốc
độ. Đây là điều bất lợi nhìn từ góc độ ổn định lái. Do đó, việc duy trì lưu lượng dầu từ
bơm không đổi không phụ thuộc tốc độ xe là một yêu cầu cần thiết. Đó chính là chức

năng của van điều khiển lưu lượng. Thông thường, khi xe chạy ở tốc độ cao, sức cản
lốp xe thấp vì vậy đòi hỏi ít lực lái hơn. Do đó, với một số hệ thống lái có trợ lực, có ít
trợ lực hơn ở điều kiện tốc độ cao mà vẫn có thể đạt được lực lái thích hợp.
* Ở tốc độ thấp (tốc độ bơm: 650-1250v/ph):

Hình 1.11. Van điều khiển lưu lượng ở tốc độ thấp
Áp suất xả P1 của bơm tác động lên phía phải của van điều khiển lưu lượng và
P2 tác động lên phía trái sau khi đi qua các lỗ. Chênh lệch áp suất giữa P1 và P2 lớn
hơn khi tốc độ động cơ tăng. Khi sự chênh lệch áp suất giữa P1 và P2 thắng sức căng
của lò xo van điều khiển lưu lượng thì van này sẽ dịch chuyển sang trái, mở đường
chảy sang phía cửa hút vì vậy dầu chảy về phía cửa hút. Lượng dầu tới hộp cơ cấu lái
được duy trì không đổi theo cách này.
* Ở tốc độ trung bình (tốc độ bơm: 1250-2500v/ph):

Hình 1.12. Van điều khiển lưu lượng ở tốc độ trung bình
Áp suất xả của bơm P1 tác động lên phía trái của ống điều khiển. Khi tốc độ bơm
trên 1250v/ph, áp suất P1 thắng sức căng lò xo (B) và đẩy ống điều khiển sang phải do
đó lượng dầu qua các lỗ giảm gây ra việc giảm áp suất P2. Kết quả là chênh lệch áp
22


suất giữa P1 và P2 tăng. Theo đó van điều khiên lưu lượng dịch chuyển sang trái và
đưa dầu về phía cửa hút giảm lượng dầu vào hộp cơ cấu lái. Nói cách khác khi ống
điều khiển chuyển sang phải, lượng dầu qua các lỗ giảm.
* Ở tốc độ cao( tốc độ bơm: trên 2500v/ph):

Hình 1.13. Van điều khiển lưu lượng ở tốc độ cao
Khi tốc độ bơm vượt 2500v/ph, ống điều khiển tiếp tục bị đẩy sang phải, đóng
một nửa các lôc tiết lưu. Lúc này, áp suất P2 chỉ do lượng dầu qua các lỗ quyết định.
Theo cách này lượng dầu tới hộp cơ cấu lái được duy trì không đổi (trị số nhỏ).

* Hoạt động của van an toàn trong van điều khiển lưu lượn

Hình 1.14. Van an toàn
Van an toàn đặt trong van điều khiển lưu lượng. Khi áp suất P2 vượt mức quy
định (khi quay hết cỡ vô lăng), van an toàn sẽ mở để giảm áp suất. Khi áp suất P2
giảm thì. Van điều khiển lưu lượng bị đẩy sang trái và điều chỉnh áp suất tối đa.
d. Hộp cơ cấu lái có trợ lực lái
1. Đường dầu
2. Vỏ van phân phối
3. Trụ lái
4. Thanh răng
5. Con trượt phân phối
6. Cơ cấu lái
A. Đường dầu hồi
B. Dầu từ bơm tới
Hình 1.15. Sơ đồ cấu tạo hộp cơ cấu lái có trợ lực
23


Piston trong xi lanh trợ lực được đặt trên thanh răng, và thanh răng dịch chuyển
do áp suất dầu tạo ra từ bơm trợ lực lái tác động lên piston theo cả hai hướng. Một
phớt dầu trên piston ngăn dầu rò rỉ ra ngoài. Trục van điều khiển được nối với vô lăng.
Khi vô lăng ở vị trí trung hòa (xe chạy thẳng) thì van điều khiển cũng ở vị trí trung hòa
do đó dầu từ bơm trợ lực lái không vào khoang nào mà quay trở lại bình chứa. Tuy
nhiên, khi vô lăng quay theo hướng nào đó thì van điều khiển thay đổi đường truyền
do vậy dầu chảy vào một trong các buồng. Dầu trong buồng đối diện bị đẩy ra ngoài
và chảy về bình chứa theo van điều khiển.
Người ta bố trí van điều khiển trong hộp cơ cấu lái. Hộp cơ cấu lái có thể là cơ
cấu lái có trợ lực loại trục vít thanh răng hoặc cơ cấu lái có trợ lực loại bi tuần hoàn.
Van điều khiển(van phân phối) là một trong ba loại: loại van quay, loại van ống hoặc

van cánh. Tất cả các loại van đó đều có một thanh xoắn nằm giữa trục van điều khiển
và trục vít. Van điều khiển vận hành theo mức độ xoắn của thanh xoắn.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van xoay
1. Đầu nối với trụ lái
2. Khối van điều khiển cổng

dầu

3. Thanh xoắn
4. Khối van điều khiển

Hình 1.16. Van điều khiển dầu
* Cấu tạo
Van điều khiển trong hộp cơ cấu lái quyết định đưa dầu từ bơm trợ lực lái đi vào
buồng nào. Trục van điều khiển (trên đó tác động mô men vô lăng) và trục vít được
nối với nhau bằng một thanh xoắn.
Van quay và trục vít được cố định bằng một chốt và quay liền với nhau. Nếu
không có áp suất của bơm tác động, thanh xoắn sẽ ở trạng thái hoàn toàn xoắn và trục
van điều khiển và trục vít tiếp xúc với nhau ở cữ chặn và mô men của trục van điều
khiển trực tiếp tác động lên trục vít.
* Nguyên lý hoạt động:

24


Chuyển động quay của trục van điều khiển van quay tạo nên một giới hạn trong
mạch thủy lực. Khi vô lăng quay sang phải áp suất bị hạn chế tại các lỗ X và Y. Khi vô
lăng quay sang trái trục van điều khiển tạo giới hạn tại X’ và Y’. Khi vô lăng xoay thì
trục lái quay, làm xoay trục vít qua thanh xoắn. Ngược lại với trục vít, vì thanh xoắn
xoắn tỷ lệ với lực bề mặt đường, trục van điều khiển chỉ quay theo mức độ xoắn và

chuyển động sang trái hoặc sang phải. Do vậy tạo các lỗ X và Y (hoặc X` và Y`) và
tạo sự chênh lệch áp suất thủy lực giữa các buống xi lanh trái và phải.
Bằng cách này, tốc độ quay của trục van điều khiển trực tiếp làm thay đổi đường đi
của dầu và điều chỉnh áp suất dầu. Dầu từ bơm trợ lực lái sẽ vào vòng ngoài của van
quay và dầu chảy về bình chứa qua khoảng giữa thanh xoắn và trục van điều khiển.

Hình 1.17. Sơ đồ hoạt động của van điều khiển

25