HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 1.8

- Đảm bảo động học quay vòng đúng: để các bánh xe không bị trượt lê gây mòn lốp, giảm tính ổn định của xe; - Giảm các va đập từ đường lên vô lăng khi xe chuyển động trên đường xóc, gồ gh

Hà Nội, Ngày……tháng……năm 2020 Giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC

CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT i

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU iv

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ 3

1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại 3

1.1.1 Công dụng 3

1.1.2 Yêu cầu 3

1.1.3 Phân loại hệ thống lái 4

1.2 Hệ thống lái có trợ lực 10

1.2.1 Khái niệm hệ thống lái có trợ lực 10

1.2.2 Yêu cầu 11

1.2.3 Thành phần cấu tạo 11

1.2.4 Hệ thống lái trợ lực thủy lực 11

1.2.5 Hệ thống lái trợ lực điện 15

1.2.6 Ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điện so với hệ thống lái trợ lực thủy lực 18

1.3 Kết luận chương 1 18

Chương 2: SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 1.8 19

2.1 Giới thiệu tổng quát về xe Toyota Corolla Altis 1.8 19

2.1.1 Thông số của xe Toyota Corolla Altis 1.8 19

2.1.2 An toàn cùng Toyota Corolla Altis 1.8 22

2.2 Khái quát hệ thống lái trợ lực điện 23

2.2.1 Mô tả hệ thống trợ lực lái điện 23

2.2.3 Sơ đồ khối nguyên lý của hệ thống trợ lực lái điện 27

2.2.4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của EPS 29

2.3 Bố trí chung hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 1.8 29

2.3.1 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống lái trên xe Toyota Corolla Altis 1.8 30

2.4 Kết luận chương 2 33

CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 1.8 34

3.1 Các bộ phận chính 34

3.1.1 Cụm vô lăng 34

3.1.2 Cụm trục lái 35

3.1.3 Thước lái 37

3.2 Cơ cấu trợ lực lái 38

3.2.1 Mô tơ điện trợ lực 38

3.2.2 Cảm biến momen lái 39

3.2.3 Cảm biến tốc độ ô tô 40

3.2.4 Cảm biến tốc độ đánh lái 40

3.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống lái trợ lực trên xe Toyota Corolla Altis1.8 41

3.4 Kết luận chương 3 43

CHƯƠNG 4: SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LÁI TOYOTA COROLLA ALTIS 1.8 44

4.1 Một số hư hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục 44

4.1.1.Nặng lái 45

4.1.2 Xe bị mất lái 46

4.1.3 Khi quay lái sang trái và sang phải hiệu quả khác nhau 46

về vị trí trung gian 47

4.1.5 Không có độ rơ hay độ rơ quá lớn 47

4.2 Bảo dưỡng hệ thống lái 48

4.2.2 Cụm trục lái 50

4.3 Kết luận chương 4 53

KẾT LUẬN 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Hệ thống lái cơ bản 5

Hình 1.2 Sơ đồ bố trí hệ thống lái trên xe 6

Hình 1.3 Các chi tiết của trục lái 7

Hình 1.4 Cơ cấu gật gù của trục lái 9

Hình 1.5 Cơ cấu trượt của trục lái 10

Hình 1.6 Cụm bơm của hệ thống lái trợ lực thủy lực 12

Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống lái trợ lực thủy lực 13

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm 14

Hình 1.9 Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống lái trợ lực điện 16

Hình 2.1 Hình dáng tổng thể xe Toyota corolla Altis 1.8 20

Hình 2.2 Sơ đồ mạch hệ thống lái điện 24

Hình 2.3 Sơ đồ khối nguyên lý trợ lực lái điện 27

Hình 2.4 Bản đồ điều khiển ECU trong hệ thống trợ lực lái điện 28

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí hệ thống lái trên xe Toyota Corolla Atis 29

Hình 2.6 Trợ lực lái điện với moto trợ lực trên trục lái 30

Hình 2.7 Hộp giảm tốc dùng cho trợ lực lái 31

Hình 2.8 Tổng quát hệ thống điều khiển 31

Hình 2.9 Bố trí các cụm và Taplô thể hiện đèn báo lỗi P/S 32

Hình 3.1 Cụm vô lăng 34

Hình 3.2 Cấu tại trục lái 36

Hình 3.3 Cụm công tắc 37

Hình 3.4 Cụm thước lái 37

Hình 3.5 Kết cấu khớp cầu của thanh kéo bên (rô tuyn lái ngoài) 38

Hình 3.6 Mô tơ điện trợ lực 39

Hình 3.7 Cấu tạo cảm biến mô men trục lái 39

Hình 3.8 Cảm biến tốc độ đánh lái ( góc đánh lái) loại Hall 41

Hình 3.9 Kết cấu bố trí hệ thống lái trợ lực điện (EPS) 41

Bookmark not defined.

Bảng 4.4 Nguyên nhân hư hỏng khi chuyển động lái 47 Bảng 4.5 Nguyên nhân hu hỏng khi không có độ rơ hoặc độ rơ quá lớn 47 Bảng 4.6 Các bước tháo cơ cấu lái 49 Bảng 4.7 Các bước tháo cụm trục lái Error! Bookmark not defined.

LỜI NÓI ĐẦU

Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọn trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt là đối với các nước đang phát triển Có thể nói rằng mạng lưới giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành ô tô ngày càng phát triển hơn Khởi đầu từ những chiếc ô tô thô sơ nhưng đến nay ngành công nghiệp ô tô đã có sự phát triển rõ rệt nhằm đáp ứng nhu cầu của con người Những chiếc ô tô ngày càng trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn để theo kịp xu thế của thời đại Song song với việc phát triển ngành ô tô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho người và xe càng trở nên cần thiết Do đó trên ô tô ngày nay có rất nhiều

hệ thống bảo đảm an toàn như: hệ thống lái, hệ thống phanh, dây đai an toàn… Trong đó hệ thống lái đóng vai trò rất quan trọng Chất lượng của hệ thống lái cũng 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 lý làm việc của các bộ phận của hệ thống lái

Đề tài: Nghiên cứu hệ thống lái trên xe ô tô Toyota Corolla Altis 1.8 để hiểu thêm về kết cấu, nguyên lý và kỹ thuật bảo dưỡng, sửa chữa của hệ thống Trong quá trình làm đồ án, do trình độ bản thân, tài liệu, kiến thức thực

tế và thời gian còn hạn chế nên không thể không có những sai sót, rất mong được sự góp ý của thầy cô trong bộ môn để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy TS Bùi Văn Chinh đã hướng dẫn và giúp đỡ em tận tình để em hoàn thành đồ án này

Sinh viên thực hiện

Hoàng Văn Hiếu

Nội dung của đề tài ''Nghiên cứu chung hệ thống lái trợ lực điện trên

Toyota Corolla Altis 1.8AT 2014'' gồm các phần như sau:

Bố cục đồ án :

- Chương 1: Tổng quan hệ thống lái trên ô tô;

- Chương 2: Nguyên lý làm việc chung của hệ thống lái trợ lực điện;

- Chương 3: Đặc điểm kết cầu hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Corolla Altis 1.8AT;

- Chương 4: Sửa chữa bảo dưỡng hệ thống lái trên xe Toyota Corolla Altis 1.8AT

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ

1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại

1.1.1 Công dụng

- Hệ thống lái là hệ thống giữ vai trò điều khiển hướng chuyển động của ô tô

đi thẳng, quay vòng hoặc rẽ trái, rẽ phải theo tác động của người lái lên vô lăng

- Hệ thống lái tham gia cùng các hệ thống khác thực hiện điều khiển điều khiển ô tô và đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn giao thông khi ô tô chuyển động

Hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu chính sau:

- Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định, không bị nhao lái sang hai bên khi đang chuyển động thẳng:

+ Các bánh xe dẫn hướng phải đảm bảo về áp suất, độ mòn và ổn định; + Không có hiện tượng tự dao động các bánh dẫn hướng trong mọi điều kiện làm việc, mọi chế độ chuyển động

- Đảm bảo tính cơ động cao: tức là xe có khả năng quay vòng tốt, bán kính quay vòng nhỏ thuận tiện trên diện tích nhỏ;

- Đảm bảo động học quay vòng đúng: để các bánh xe không bị trượt lê gây mòn lốp, giảm tính ổn định của xe;

- Giảm các va đập từ đường lên vô lăng khi xe chuyển động trên đường xóc,

gồ ghề hay chướng ngại vật;

- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện giúp người lái thoải mái và không tốn

nhiều sức lực trong việc lái xe;

- Cơ cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng sửa chữa

1.1.3 Phân loại hệ thống lái

- Theo phương pháp quay vòng:

+ 2 bánh trước dẫn hướng: được sử dụng phổ biến nhất trên xe con, xe

du lịch, xe tải nhỏ và vừa ;

+ 4 bánh trước dẫn hướng: Sử dụng trên các xe tải có trọng tải lớn; + 2 bánh sau dẫn hướng;

+ 4 bánh trước và sau dẫn hướng;

+ Kiều bẻ gãy thân xe

- Theo vị trí vô lăng:

+ Vô lăng bố trí bên trái;

+ Vô lăng bố trí bên phải

Tùy thuộc vào luật của các nước mà bố trí khác nhau nhằm thuận lợi cho người lái dễ quan sát, nhất là khi vượt xe

- Theo kết cấu cơ cấu lái:

+ Trục vít – cung răng;

+ Trục vít – chốt quay;

+ Trục vít – con lăn;

+ Bánh răng – thanh răng;

+ Thanh răng liên hợp ( Trục vít – liên hợp ecu bi – cung răng )

- Theo cơ cấu trợ lực:

+ Sơ đồ kết cấu 1 hệ thống lái đơn giản

Hình 1.1 Hệ thống lái cơ bản

1 Vành lái 2 Trục lái 3 Cơ cấu lái

+ Vành lái phải đảm bảo vững chắc và tính thẩm mỹ với nội thất xe

- Trục lái:

+ Bao gồm trục lái chính làm nhiệm vụ truyền momen từ vành lái đến cơ

cấu lái Đầu trên của trục lái chính được làm thon và xẻ răng cưa, vành lái được siết chặt vào trục lái bằng đai ốc Đầu dưới của trục lái chính được nối với cơ cấu lái bằng khớp nối mềm hoặc khớp nối các đăng để giảm thiều chấn động từ mặt đường lên vành tay lái;

+ Ngoài chức năng trên trục lái còn là nơi bố trí các cần điều khiển đèn chiếu sáng, xi nhan, gạt mưa và nước rửa kính;

+ Trục lái phải đảm bảo độ cứng để truyền momen từ vành lái đến cơ cấu lái và đảm bảo giảm các rung động trong khi chuyển động từ mặt đường lên vành lái, trục lái cần có kết cấu gọn bố trí hợp lý;

+ Hiện nay kết cấu trục lái rất đa dạng, đa số các xe sử dụng loại trục gãy được cấu tạo từ các trục có khớp nối các đăng

Cấu tạo 1 trục lái

Hình 1.3 Các chi tiết của trục lái

- Cơ cấu lái:

+ Cơ cấu lái có chức năng biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động thẳng dẫn đến các đòn kéo dẫn hướng;

+ Cơ cấu lái sử dụng trên các xe ô tô hiện nay rất đa dạng tuy nhiên để đảm bảo thực hiện tốt được chức năng trên thì chúng phải đảm bảo được các yêu cầu sau:

a, Tỉ số truyền của cơ cấu lái phải đảm bảo phù hợp với từng loại ô tô;

b, Có kết cấu đơn giản, tuổi thọ cao và giá thành thấp, dễ dàng tháo lắp

và điều chỉnh;

c, Độ rơ của cơ cấu lái phải nhỏ

- Các kiểu cơ cấu lái:

+ Cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng: có kết cấu đơn giản nên được sử dụng khá rộng rãi trên các loại xe ô tô hiện nay Nó bao gồm một bánh răng nghiêng thông thường được chế tạo liền với trục lái và ăn khớp với một thanh răng nghiêng, hai đầu của thanh răng có thể liên kết với trực tiếp với các đòn dẫn động lái bằng khớp trụ hoặc thông qua hai thanh dẫn động khác bằng được bắt bu lông;

+ Cơ cấu lái kiểu này có kết cấu gọn tuy nhiên tỉ số truyền nhỏ thích hợp

bố trí trên các loại xe nho Độ dơ tay lái nhỏ do được dẫn động trực tiếp hơn

so với các loại cơ cấu lái khác;

+ Cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn: Kiểu cơ cấu lái này sử dụng cặp ăn khớp trục vít, con lăn để thực hiện quá trình điều khiển xe chuyển hướng hay quay vòng Ưu điểm của cơ cấu này là có kết cấu gọn, bền và có khả năng chống mòn cao;

+ Cơ cấu lái kiểu trục vít ê cu bi thanh răng bánh răng;

+ Cơ cấu lái kiểu trục vít chốt khớp

- Cơ cấu dẫn động lái:

+ Cơ cấu dẫn động lái có chức năng truyền chuyển động điều khiển từ hộp cơ cấu lái đến hai ngõng quay của hai bánh xe Bảo đảm mối quan hệ cần thiết về góc quay của các bánh xe dẫn hướng có động học đúng khi thực hiện

quay vòng Mối quan hệ cần thiết về góc quay của các bánh xe dẫn hướng được đảm bảo bằng kết cấu của hình thang lái;

+ Cơ cấu dẫn động lái bao gồm các thanh dẫn động và các khớp liên kết Tuỳ theo cấu trúc khung gầm của từng xe người ta bố trí các loại cơ cấu dẫn động lái khác nhau

- 1 số cơ cấu khác trên hệ thống lái:

+ Bộ phận giảm chấn: Khi chiếc xe gặp tai nạn, bộ phận giảm chấn ngăn không cho trục lái chính làm tổn thương người lái bằng hai mức độ: Gãy ngay khi xảy ra va trạm (primary shock); và hấp thụ lực của thân người lái va vào

vô lăng do quán tính (secondary shock);

+ Cơ cấu "gật gù":Cơ cấu "gật gù" cho phép lựa chọn vị trí vô lăng (theo hướng thẳng đứng) để thích hợp với vị trí ngồi lái của người lái xe;

+ Cơ cấu tay lái nghiêng được phân loại thành loại điểm tựa trên và loại điểm tựa dưới

Hình 1.4 Cơ cấu gật gù của trục lái

+ Cơ cấu trượt: Cơ cấu trượt tay lái cho phép điều chỉnh vị trí vô lăng về

phía trước hoặc về phía sau cho phù hợp với vị trí, tầm vóc của người lái xe

Hình 1.5 Cơ cấu trượt của trục lái

1.1.2.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống lái cơ bản

- Khi muốn đánh lái sang phải hoặc sang trái người lái quay vành tay lái theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược lại Tùy thuộc vào đánh lái nhiều hay ít mà người lái quay nhiều vòng hoặc ít

- Vành tay lái quay truyền chuyển động đến trục lái

- Đầu cuối trục lái được liên kết với cơ cấu lái bằng khớp các đăng

- Cơ cấu lái có nhiệm vụ biến chuyển động quay từ trục lái thành chuyển động tịnh tiến và chuyền tới cơ cấu dẫn động

- Cơ cấu dẫn động gồm các khớp nối với bánh xe làm quay bánh xe theo hướng mong muốn của người lái

1.2 Hệ thống lái có trợ lực

1.2.1 Khái niệm hệ thống lái có trợ lực

- Hệ thống lái có trợ lực là hệ thống lái có khả năng tạo 1 lực phụ hỗ trợ lái xe quay vòng tay lái Việc trang bị hệ thống trợ lực sẽ mang lại những lợi ích sau:

+ Giảm nhẹ cường độ lao động của người lái: Khi xe có tải trọng lớn hay

ở tốc độ cao việc quay vòng tay lái sẽ rất khó khăn Hệ thống sẽ hỗ trợ 1 phần lực để quay vòng tay lái nhẹ nhàng;

+ Nâng cao tính an toàn cho xe nhờ sự chính xác và dễ dàng trong lái xe; + Giảm nhẹ những va đập từ đường lên vành tay lái do đường xóc, mấp mô

1.2.4 Hệ thống lái trợ lực thủy lực

1.2.4.1 Các bộ phận chính

Hình 1.6 Cụm bơm của hệ thống lái trợ lực thủy lực

1 Bình chứa 2 Van điều khiển lưu lượng

3 Thân bơm 4 Thiết bị bù không tải

- Bình chứa: Chứa và cung cấp dầu trợ lực lái, được lắp trực tiếp vào thân bơm hoặc tách biệt Nếu không được lắp trực tiếp thì sẽ được nối với thân bơm bằng 2 ống mềm Nắp bình chứa có thước đo mức dầu

- Thân bơm:

+ Bơm thuỷ lực là bộ phận cấu thành bộ trợ lực thuỷ lực Được dẫn động bởi động cơ bằng đai và puli, nó có chức năng tạo ra áp suất dầu đủ lớn để cung cấp cho van phân phối dẫn đến các ngả của xylanh lực hỗ trợ cho quá trình xoay các bánh xe dẫn hướng;

+ Lưu lượng của bơm tỉ lệ với tốc độ của động cơ nhưng lưu lượng dầu đưa vào hộp cơ cấu lái được điều tiết nhờ 1 van điều khiển lưu lượng và lượng dầu thừa được đưa trở về đầu hút của bơm;

+ Bơm phiến gạt

- Van điều khiển lưu lượng:

Van điều khiển lưu lượng điều chỉnh lượng dòng chảy dầu tư bơm tới hộp cơ cấu lái, duy trì lưu lượng không đổi mà không phụ thuộc tốc độ của bơm

1.2.4.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống lái trợ lực thủy lực

Hệ thống lái có trợ 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 pít tông trong xi lanh trợ lái, lực cần đề điều khiển vô lăng sẽ giảm

Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống lái trợ lực thủy lực

Hoạt động của bơm trợ lực: Rô to quay trong một vòng cam được gắn chắc với vỏ bơm Rô to có các rãnh đẻ 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 giữa rô to và vòng cam Cánh gạt sẽ ngăn cách 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 Nói cách khác, dung tích của buồng dầu tăng tại cổng hút do vậy dầu từ bình chứa sẽ được hút vào buồng dầu từ cổng hút Lượng dầu trong buồng chứa giảm bên phía xả và khi đạt đến 0 thì dầu trước đây được hút vào buồng này bị ép qua cổng xả Có 02 cổng hút và 02 cổng xả Do đó, dầu sẽ hút và xả

02 lần trong trong một chu kỳ quay của rô to

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm

Van điều khiển lưu lượng: Lưu lượng của bơm trợ lực lái tăng theo tỷ

lệ với tốc độ động cơ Lượng dầu trợ lái do pít tông của xi lanh trợ lực cung cấp lại do lượng dầu từ bơm quyết định Khi tốc độ bơm tăng thì lưu lượng dầu lớn hơn cấp nhiều trợ lực hơn và 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

Tóm lại, lưu lượng dầu từ bơm tới hộp cơ cấu lái giảm khi chạy ở tốc

độ cao và lái có ít trợ lực hơn Lưu lượng của bơm tăng lên theo mức tăng tốc

độ bơm nhưng lượng dầu tới hộp cơ cấu lái giảm Người ta gọi cơ cấu này là loại lái có trợ lực nhạy cảm với tốc độ và nó bao gồm van điều khiển lưu lượng có một ống điều khiển

Thiết bị bù không tải: Trong quá trình hoạt động khi ta quay vành tay lái hết cỡ sang phải hay sang trái, lúc này bơm sẽ tạo ra áp suất dầu lớn nhất, phụ tải trên bơm tối đa sẽ làm giảm tốc độ không tải của động cơ Để giải quyết vấn đề này hầu hết trên các bơm trợ lực đều được trang bị thêm thiết bị

bù không tải để tăng tốc độ không tải của động cơ

1.2.5 Hệ thống lái trợ lực điện

Do đòi hỏi tốc độ ngày một cao hơn, chất lượng tốt hơn và yêu cầu giảm năng lượng tiêu thụ ở phương tiện ngày một gia tăng Để đáp ứng cho các đòi hỏi này, việc nghiên cứu và phát triển theo xu hướng cải thiện hệ thống điều khiển điện điện tử nhằm mục đích nâng cao hơn nữa các chức năng và đặc tính của nó Điểm đặc biệt đó gồm hai đề xuất là giới thiệu lô gíc toán học và

hệ thống lái chuyên sâu phù hợp với môi trường xe chạy bằng cách thay đổi các trợ lực cho phù hợp với điều kiện giao thông hoặc điều kiện bề mặt đường

để tạo cảm giác nhạy bén khi lái xe Vấn đề quan trọng nhất là khả năng phản ứng tức thời của trợ lực lái, gây cảm giác cho người lái làm họ phải chú ý đến

sự biến đổi do phản lực lái gây ra Như vậy, hệ thống cung cấp cho người lái

xe các thông tin cần lưu ý trong điều kiện vận hành của phương tiện, ví dụ: Sự biến đổi vận tốc và gia tốc, phản lực lái, không chỉ cải thiện mối quan hệ giữa người lái và phương tiện mà còn có thể tạo ra sự phù hợp giữa cảm giác của người lái và hệ thống lái, nhưng chức năng tự động bù khi phương tiện có những biến đổi không đồng đều mà nguyên nhân do sự xáo trộn gây ra cũng

có thể được giải quyết

Trợ lực lái điện (EPS - Electric Power Steering) là một hệ thống điện hoàn chỉnh làm giảm đáng kể sức cản hệ thống lái bằng cách cung cấp dòng điện trực tiếp từ mô tơ điện tới hệ thống lái Thiết bị này bao gồm có cảm biến tốc độ xe, một cảm biến lái (mômen, vận tốc góc), bộ điều khiển điện tử ECU

và một môtơ Tín hiệu đầu ra từ mỗi cảm biến được đưa tới ECU có chức năng tính toán chế độ điều khiển lái để điều khiển hoạt động của môtơ trợ lực Trợ lái thuỷ lực sử dụng công suất động cơ để tạo áp suất thuỷ lực và tạo mômen trợ lực, do vậy làm tăng phụ tải động cơ, dẫn đến tốn nhiên liệu mà hệ thống trợ lực điện dùng mô tơ điện nên không cần công suất động cơ và làm cho việc tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn

- Ta có 2 kiểu bố trí mô tơ điện: + Bố trí trên trục lái;

+ Bố trí trên cơ cấu lái

Hình 1.9 Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống lái trợ lực điện

*Các bộ phận chính:

- Động cơ điện

Để đảm bảo được công suất trợ lực cần thiết trên bộ trợ lực điện sử dụng loại động cơ điện một chiều, nó bao gồm rotor, stato, trục chính và cơ cấu giảm tốc Cơ cấu giảm tốc bao gồm trục vít và bánh vít, mô men do rotor động cơ điện tạo ra được truyền tới cơ cấu giảm tốc sau đó được truyền tới

trục lái chính Trục vít được đỡ trên các ổ đỡ để giảm độ ồn và tăng tuổi thọ làm việc, khớp nối đảm bảo cho việc nếu động cơ bị hư hỏng thì trục lái chính

và cơ cấu giảm tốc không bị khóa cứng lại và hệ thống lái vẫn có thể hoạt động được

- Cảm biến, rơle điều khiển

- Cảm biến mô men quay trục lái:

Cấu tạo của cảm biến mô men trục lái Khi người lái xe điều khiển vô lăng, mô men lái tác động lên trục sơ cấp của cảm biến mô men thông qua trục lái chính Người ta bố trí vòng phát hiện một và hai trên trục sơ cấp phía

vô lăng và vòng phát hiện thứ ba trên trục thứ cấp Trục sơ cấp và trục thứ cấp được nối với nhau bằng một thanh xoắn

Các vòng phát hiện có cuộn dây phát hiện kiểu không tiếp xúc trên vòng ngoài để hình thành một mạch kích thích Khi tạo ra mô men lái thanh xoắn bị xoắn tạo ra độ lệch pha giữa vòng phát hiện thứ hai và ba Dựa trên độ lệch pha này một tín hiệu tỉ lệ với mô men được đưa vào ECU Dựa trên tín hiệu này ECU tính toán mô men trợ lực cho tốc độ xe và dẫn động mô tơ điện với một cường độ, chiều và thời điểm cần thiết

- Rơle điều khiển:

Rơle điều khiển có chức năng nhận tín hiệu điều khiển từ ECU và cung cấp điện cho động cơ điện một chiều hoạt động và ngắt điện ngừng quá trình

trợ lực ECU EPS: ECU EPS nhận tín hiệu từ các cảm biến, đánh giá chung

tình trạng của xe và quyết định dòng điện cần thiết để đưa vào động cơ điện một chiều để trợ lực

ECU ABS nhận biết tốc độ của xe và đưa tới ECU EPS

ECU động cơ nhận biết tốc độ của động cơ và đưa tới ECU EPS

Trong trường hợp hệ thống có sự cố ECU EPS sẽ gửi tín hiệu tới rơle bật sáng đèn trên trên đồng hồ táp lô

1.2.6 Ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điện so với hệ thống lái trợ lực thủy lực

+ Hệ thống trợ lực điện có kết cấu đơn giản, gồm ECU, mô tơ điện và các cảm biến Hệ thống trợ lực thủy lực gồm bơm dầu,van và các đường dầu phức tạp

+ Hệ thống lái trợ lực điện đảm bảo được sự chính xác, nhẹ nhàng

+ Bơm dầu của hệ thống lái trợ lực thủy lực được dẫn động từ động cơ

do đó tiêu hao công suất động cơ Còn mô tơ điện của hệ thống trợ lực điện dùng điện từ ắc quy hoặc máy phát

+ Hệ thống lái trợ lực thủy lực phức tạp do đó sửa chữa khó khăn Nhiều

hư hỏng do đường dẫn dầu, rò rỉ dầu trợ lực

1.3 Kết luận chương 1

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành ô tô ngày càng phát triển hơn đầy đủ hơn nên yêu cầu về hệ thống lái ngày càng có tính cơ động cao, tiết kiệm năng lượng, hiệu suất cao… Đảm bảo động học quay vòng đúng với mọi trường hợp hoạt động Chính vì vậy sự phát triển của hệ thống lái cũng rất nhanh để phù hợp với mọi yêu cầu của cuộc sống Hệ thống lái trợ lực điện là hệ thống được sử dụng phổ biến trên các hãng xe không thể không kể đến như: Hyundai, Toyota, BMV, Mercedes, Porsche, Nissan… Nó cùng với các hệ thống khác kết hợp với nhau để đảm bảo tình trạng hoạt động của xe một cách ổn định nhất Nhiệm vụ quan trọng hơn nữa là phải điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện giúp người lái thoải mái và không tốn nhiều sức lực trong việc lái xe Phần nghiên cứu tiếp theo sẽ đi sâu hơn về hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Corolla altis 1.8

Chương 2: SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 1.8

2.1 Giới thiệu tổng quát về xe Toyota Corolla Altis 1.8

2.1.1 Thông số của xe Toyota Corolla Altis 1.8

Corolla Altis 1.8 là một trong ba mẫu sedan chủ lực của hảng Toyota: Camry, Altis, Vios

Corolla Altis được trang bị động cơ xăng 3ZR-FE, đi kèm với hộp số tự động 4 cấp và ứng dụng nhiều công nghệ mới nên tăng cường cho xe khả năng vận hành mạnh mẽ những lúc cần bức phá tốc độ, và vẫn đảm bảo độ êm dịu tiện nghi cho người ngồi trên xe

Thiết kế nội và ngoại thất mang phong cách thể thao trẻ trung với nhiều điểm nhấn sang trọng và cao cấp hơn Bên cạnh đó xe được trang bị nhiều hệ thống an toàn và tiện nghi: hệ thống túi khí, hệ thống chống hãm cứng bánh

xe ABS

Danh tiếng toàn cầu với sức mạnh và độ tin cậy tuyệt đối, Toyota Corolla Altis khẳng định những giá trị truyền thống dựa trên nền tảng mới của thiết kế

và công nghệ một cách thiết phục

Hình 2.1 Hình dáng tổng thể xe Toyota corolla Altis 1.8

Bảng 2.1 Giới thiệu về các hệ thống và các trang thiết bị của xe TOYOTA

COROLLA ALTIS 1.8

TT Tên hệ thống, trang thiết bị Loại thiết bị

Có

23 Hàng ghế trước Trượt Có

Điều chỉnh

độ cao mặt ghế

2.1.2 An toàn cùng Toyota Corolla Altis 1.8

Không có gì quý giá và quan trọng hơn sự an toàn của bạn, nhất là khi tăng tốc vượt chướng ngại vật Hiểu được điều này, Toyota đã trang bị cho chiếc xe Toyota Corolla Altis 1.8 hoàn toàn mới các hệ thống an toàn vượt trội Mẫu xe mới này hội tụ các tính năng an toàn chủ động và bị động tân tiến nhất, nhằm mang lại sự an toàn tối đa cho hành khách và người lái Toyota Corolla Altis 1.8 sử dụng hệ thống lái trợ lực điện hỗ trợ và đảm bảo an toàn cho việc điều khiển cho người lái

Cùng với cấu trúc thân xe, ốp cửa cũng sử dụng vật liệu hấp thu xung lực để giảm thiểu lực tác dụng và ảnh hưởng tới hành khách khi có va chạm bên Hai túi khí SRS phía trước được lắp đặt trong chiếc Corolla Altis mới sẽ bảo vệ tối đa hành khách và người lái khi xảy ra va chạm, và nâng cao hơn tính năng an toàn Hệ thống chống bó cứng phanh ABS với cơ chế phân bổ lực

phanh điện tử EBD giúp bánh xe không bị bó cứng và ổn định ngay cả khi phanh gấp trên đường trơn trượt Phanh đĩa ở cả 4 bánh cùng hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp (BA) giúp phanh chính xác và hiệu quả ở những tình huống khẩn cấp

Phanh đĩa trên cả 4 bánh tạo lực phanh hiệu quả và chính xác Phanh đĩa thông gió ở bánh trước giúp tránh hiện tượng mất phanh Đặc biệt, cấu trúc ghế

có thiết kế giảm chấn thương đốt sống cổ Trong trường hợp có va chạm từ phía sau, cấu trúc này sẽ nâng đỡ đồng thời vùng đầu và cột sống giúp giảm thiểu áp lực lên cổ

2.2 Khái quát hệ thống lái trợ lực điện

2.2.1 Mô tả hệ thống trợ lực lái điện

Hệ thống trợ lực lái điện sinh ra momen qua hoạt động của một trục vít

và bánh răng giảm tốc lắp trên trục lái để được hỗ trợ vào lực đánh lái

ECU sẽ định hướng và độ lớn của trợ lực lái dựa trên tín hiệu tốc độ xe

và tín hiệu từ cảm biến lắp trong cụm trục lái Kết quả là lực đánh lái được điều chỉnh nhẹ đi khi ở tốc độ thấp và lớn hơn khi ở tốc độ cao

a ECU trợ lực lái

ECU trợ lực lái tính toán trợ lực dựa trên tín hiệu momen đánh lái từ cảm biến momen và tín hiệu tốc độ từ ECU điều khiển

b Cảm biến momen

Cảm biến momen sẽ xác định được lực đánh lái được tạo ra khi vô lăng quay

và chuyển nó thành tín hiệu điện

c Môtơ tợ lực lái

Mô tơ trợ lực lái được kích hoạt bằng nguốn điện ECU trợ lực lái và tạo ra momen hỗ trợ cho lực đánh lái