Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống lái không trục lái

BM01QT05ĐT KT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI KHÔNG TRỤC LÁI NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS NGUYỄN PHỤ THƯỢNG LƯU Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Nguyễn Minh Phú 1711250926 17 DOTB2 Đỗ Quang Trường 1711250295 17 DOTB2 Lê Hoàng Nguyên 1711251904 17 DOTB2 Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 202 ii LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể quý thầy cô trong nhà trường Đại Học Công Ngh.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI KHÔNG TRỤC

LÁI

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHỤ THƯỢNG LƯU

Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng … năm 202 …

LỜI CẢM ƠN

Chúng em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể quý thầy cô trong nhà trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh, quý thầy cô tại Viện Kỹ Thuật đã dạy dỗ và truyền đạt những kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt quá trình học tập tại trường Và sau một thời gian tập trung nghiên cứu, tham khảo tài liệu, tính toán, tìm hiểu thực tế cũng như kết hợp với kiến thức thu nhận được qua 4 năm trên giảng đường Cùng với sự nỗ lực cố gắng của bản thân đó còn là sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy: TS Nguyễn Phụ Thượng Lưu cũng như tập thể các thầy giáo

trong Viện kỹ thuật Hutech, nhóm chúng em đã hoàn thành đồ án: “ Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống lái không trục lái” đủ khối lượng, đúng tiến độ và thời gian

Vì điều kiện thời gian làm đồ án tốt nghiệp có hạn, trình độ và kinh nghiệm chưa có nhiều cho nên chất lượng đồ án còn nhiều mặt hạn chế, còn nhiều thiếu sót trong phần tính toán và kết cấu có thể chưa hợp lý Chúng em kính mong có được

sự đóng góp ý kiến của các thầy cô để đồ án tốt nghiệp của nhóm em được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

Phiếu đăng kí tên đề tài đồ án tốt nghiệp

Phiếu giao nhiệm vụ

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC HÌNH vi

DANH SÁCH CÁC BẢNG ix

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 2

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 2

1.2 Tình hình nghiên cứu 2

1.3 Mục đích nghiên cứu 3

1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

1.5 Phương pháp nghiên cứu 3

1.6 Các kết quả đạt được 4

1.7 Kết cấu của đề tài 4

Chương 2 HỆ THỐNG LÁI KHÔNG TRỤC LÁI STEER-BY-WIRE 5

2.1 Phân loại hệ thống lái 5

2.2 Yêu cầu đối với hệ thống lái 5

2.3 Các loại hệ thống lái 6

2.3.3 Hệ thống lái trợ lực thủy lực (Hydraulic Power Steering) 8

2.3.4 Hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển điện tử 10

2.3.5 Hệ thống lái trợ lực điện 12

2.3.6 Hệ thống lái không trụ lái (Steer-by-wire) 13

2.4 Hệ thống lái không trụ lái Steer-by-wire 16

2.4.1 Cấu tạo hệ thống lái không trụ lái Steer-By-Wire (SBW) 16

2.4.2 Nguyên lý hoạt động 17

2.4.3 Cảm biến mô men xoắn tay lái 19

2.4.4 Động cơ điện 20

2.4.5 Cơ cấu lái 21

2.4.6 Hộp điều khiển hệ thống lái Steer-By-Wire (ECU) 22

2.4.7 Một vài lưu ý trong quá trình sử dụng hệ thống lái không trụ lái 23

2.4.8 Quy trình bảo dưỡng hệ thống lái 23

2.4.9 Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục 24

Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 28

3.1 Thông số cơ bản xe Infiniti Q50 2013 28

3.2 Tính toán kiểm nghiệm 28

3.2.1 Kiểm nghiệm động học hình thang lái 28

3.2.2 Tính toán momen cản quay vòng 33

3.2.3 Tính bền hệ thống lái 36

3.2.4 Tính bền đòn kéo ngang 40

3.2.5 Tính bền đòn kéo dọc 42

3.2.6 Tính bền thanh nối bên 43

3.2.7 Tính bền khớp cầu 43

Chương 4 QUY TRÌNH THIẾT KẾ 45

4.1 Mô phỏng mạch điện 45

4.1.1 Phần mềm mô phỏng mạch điện tử Proteus 45

4.1.2 Quy trình mô phỏng 46

4.2 Thiết kế bản vẽ 2D 3D 47

4.2.1 Phần mềm thiết kế Solidwork 47

4.2.2 Bản vẽ 2D 48

4.2.3 Bản vẽ 3D 54

4.2.4 Quy trình thiết kế 55

4.2.5 Mô phỏng 63

Chương 5 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 66

5.1 Đánh giá kết quả đạt được 66

5.1.1 Kết quả đạt được 66

5.1.2 Những vấn đề còn tồn đọng 67

5.2 Đóng góp ý kiến và kết luận 68

5.2.1 Ý kiến đóng góp 68

5.2.2 Kết luận 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

DANH SÁCH CÁC HÌNH

HÌNH TRANG

Hình 2.1: Hệ thống lái cơ khí 7

Hình 2.2: Hệ thống lái trợ lực thủy lực 9

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái trợ lực thủy lực 10

Hình 2.4: Hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển điện tử 11

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển điện tử 11

Hình 2.6: Đặc tính trợ lực của hệ thống lái trợ lực điện 13

Hình 2.7: Hệ thống lái không trụ lái 14

Hình 2.8: Hệ thống lái không trục lái tích hợp 15

Hình 2.9: Cơ cấu hệ thống lái Steer-by-wire 17

Hình 2.10: Sơ đồ hoạt động của hệ thống lái Steer-by-wire 18

Hình 2.11: Cấu tạo cảm biến mô men 19

Hình 2.12: Cảm biến mô men vành tay lái 20

Hình 2.13: Cấu tạo động cơ điện 1 chiều 21

Hình 2.14: Cơ cấu lái bánh răng trụ- thanh răng 22

Hình 2.15: Cách bố trí hộp điều khiển trên xe 23

Hình 3.1: Sự quay vòng ô tô 29

Hình 3.2: Sơ đồ hình thang lái khi xe chạy thẳng 30

Hình 3.3: Sơ đồ hình thang lái khi xe quay vòng 31

Hình 3.4: Các vị trí của hình thang lái 32

Hình 3.5: Sơ đồ lực ngang tác dụng lên bánh xe khi quay vòng 34

Hình 3.6: Sơ đồ phân bố lực phanh 41

Hình 4.1: Sơ đồ mạch điện 46

Hình 4.2: Lưu đồ thuật toán 47

Hình 4.3: Bản vẽ thiết kế mô hình 49

Hình 4.4: Bánh răng 50

Hình 4.5: Thanh răng 51

Hình 4.6: Bản vẽ Motor sevor 52

Hình 4.7: Vô lăng 53

Hình 4.8: Đòn cam lái 54

Hình 4.9: Rô-tuyn 54

Hình 4.10: Bản vẽ 3D mô hình 55

Hình 4.11: Hộp thoại môi trường bản vẽ 56

Hình 4.12: Lệnh Sketch 56

Hình 4.13: ba mặt phẳng hình chiếu 57

Hình 4.14: Câu lệnh Corner Rectangle 57

Hình 4.15: Hộp thoại câu lệnh Boss-Extrude 58

Hình 4.16: Các câu lệnh vẽ đường thẳng 59

Hình 4.17: Các câu lệnh vẽ hình tròn 59

Hình 4.18: Hộp thoại Arc 60

Hình 4.19: Hộp thoại Revolve 60

Hình 4.20: Hộp thoại Boss-Extrude 61

Hình 4.23: Hộp thoại điều chỉnh thông số bánh răng và thanh răng 63

Hình 4.24: Hộp thoại Motion Study 64

Hình 4.25: Hộp thoại Motor 64

Hình 4.26: Giao diện điều chỉnh thời gian hoạt động của chi tiết 65

Hình 5.1: Mô hình mô phỏng hệ thống lái không trục lái 66

Hình 5.2: Sơ đồ mạch điện 67

DANH SÁCH CÁC BẢNG

BẢNG TRANG Bảng 2.1: Một vài hư hỏng, nguyên nhân, biện pháp khắc phục 24 Bảng 3.1: Các thông số tính toán kiểm nghiệm 28 Bảng 3.2: Kết quả tính toán góc δ 33

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, nền công nghệ, khoa học trên thế giới đã có nhiều phát triển mạnh mẽ với nhiều thành công nổi bật hàng đầu trong tất cả các lĩnh vực đời sống xã hội, đặc biệt trong ngành công nghệ, kỹ thuật ô tô Ngày nay chúng ta đã chế tạo ra được những dòng xe hơi không chỉ là những phương tiện di chuyển, vận tải mà nó còn là những tác phẩm thể hiện sự tiện nghi hiện đại và sang trọng Chúng ta đã tạo ra những chiếc xe sang trọng và hiện đại, đi cùng với nó là những tính năng của an toàn và sự tiện nghi rất được chú trọng nghiên cứu và phát triển nhằm tạo ra những chiếc xe có sự êm ái và an toàn khi điều khiển Hệ thống lái không trục lái Steer-by-wire đang là một trong những xu hướng công nghệ phát triển hàng đầu trên xe ô tô hiện nay Với những cải tiến vài tính năng mới đem lại chắc chắn rằng trong những năm tiếp theo hệ thống lái Steer-by-wire sẽ được phổ biến rộng rãi trên thị trường Việc thực hiện đề tài “ chế tạo mô hình hệ thống lái không trục lái (Steer-by-wire) đã đem lại cho chúng em cơ hội được tìm hiểu nghiên cứu một trong những hệ thống quan trọng trên xe ô tô

Mặc dù đã rất nỗ lực thực hiện nhưng đồ án không thể tránh khỏi những sự thiếu sót Vì vậy nhóm em kính mong được sự đóng góp của các thầy để đồ án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Cũng như hệ thống phanh, hệ thống treo,… hệ thống lái là một trong những

hệ thống đảm bảo an toàn cho ô tô chuyển động an toàn, êm dịu Vì thế mà hiện nay

hệ thống lái ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo hệ thống lái ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ hơn để đáp ứng các tiêu chí an toàn và tiện nghi, tính an toàn chủ động trong điều khiển chuyển động với vận tốc cao và mật độ giao thông lớn Cụ thể, ngày nay chúng ta bắt đầu làm quen với thuật ngữ “steer-by-wire” hay “drive-by-wire” ý nói hệ thống lái bằng dây cáp và tín hiệu điện tử Công nghệ này đã xuất hiện lần đầu tiên trên xe Infinity Q50 và sẽ còn phát triển mạnh trong những năm tới Với xu hướng phát triển và ngày càng có nhiều công nghệ được ứng dụng lên xe ô tô và loại bỏ các chi tiết cơ khí thì việc tìm hiểu và nghiên cứu một hệ thống với những công nghệ dẫn đầu trong xu hướng phát triển là rất cần thiết vào lúc này

Vì vậy đề tài tốt nghiệp: “thiết kế chế tạo mô hình hệ thống lái không trục lái” là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao

1.2 Tình hình nghiên cứu

Tính tới hiện tại đã có nhiều công trình nghiên cứu về hệ thống lái không trụ lái đã thành công Đã có nhiều hãng xe áp dụng hệ thống lái Steer-by-wire vào các bản xe thương mại và bán ra thị trường như Tesla, BMW, Nissan,… tiêu điểm có thể kể đến như: Hãng xe Infinity đã nghiên cứu hệ thống và áp dụng thành công lên mẫu xe Infinity Q50 được sản xuất lần đầu vào năm 2013

Trên hệ thống lái Steer-by-wire của hãng Tesla thì bên cạnh phát triển hệ

Hãng xe Infinity tập trung nghiên cứu và phát triển hệ thống lái wire hướng tới sự ổn định, linh hoạt trong quá trình làm việc của hệ thống Hệ thống lái Steer-by-wire của hãng được trang bị tới 3 bộ điều khiển đề phòng trường hợp 1 bộ điều khiển gặp sự cố sẽ có bộ khác thay thế và có 1 trục lái cơ khí phòng

Steer-by-hờ khi hệ thống mất điện sẽ hoạt động để đảm bảo an toàn

1.3 Mục đích nghiên cứu

Nhóm chúng em quyết định nghiên cứu đề tài “thiết kế chế tạo mô hình hệ thống lái không trục lái” với mục đích có thể nghiên cứu, tìm hiểu về nguyên lí hoạt động, cấu tạo, công nghệ và những lợi ích mà hệ thống đem lại tốt hơn những hệ thống lái truyền thống trước đó cũng như tìm hiểu những mặt hạn chế mà hệ thống còn tồn đọng Cũng từ đó mà có thể tiếp cận với những xu hướng công nghệ mới nhằm nâng cao kiến thức của bản thân

Hệ thống lái không trục lái có những đặc điểm kết cấu được đánh giá là an toàn đối với người dùng Hệ thống có những kết cấu đặc biệt để có thể thay thế trụ lái giống như ở hệ thống lái thông thường

1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để có thể hoàn thành được đề tài nhóm chúng em sẽ tập trung nghiên cứu, tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của hệ thống để có thể hiểu rõ cách thức vận hành của hệ thống qua đó tìm hiểu hệ thống lái Steer-by-wire có cách hoạt động khác như thế nào so với những hệ thống lái truyền thống Nhóm chúng em sẽ phân tích cấu tạo của hệ thống lái Steer-by-wire để hiểu rõ về hệ thống từ đó có thể chế tạo ra một

hệ thống lái không trục lái hoàn chỉnh Bên cạnh phần cơ khí nhóm cũng sẽ phân tích mô phỏng hệ thống điện và hệ thống điều khiển để mô hình có thể hoạt động tối

ưu nhất có thể

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Với mong muốn thiết kế chế tạo mô hình hệ thống lái không trục lái thì cùng với vốn kiến thức của bản thân nhóm chúng em đã thu thập thêm những kiến thức

từ nhiều nguồn thông tin khác nhau như kiến thức từ các thầy (cô) trong ngành, kinh nghiệm từ các đồng môn đi trước, thông tin từ những công trình nghiên cứu đã

được công bố trên internet, tài liệu chuyên ngành cùng với đó là những phần mềm

hỗ trợ trong quá trình thực hiện đề tài như: phần mềm mô phỏng mạch điện tử Proteus, phần mềm thiết kế 3D Solidworks, phần mềm code lập trình Arduino

1.6 Các kết quả đạt được

Thực hiện đề tài nhóm em có thể đã chế tạo tạo mô hình hệ thống lái không trục lái có nguyên lý hoạt động và cấu tạo giống với một hệ thống lái Steer-by-wire thực tế Thiết kế ra được mạch điện và mạch điều khiển của hệ thống

Hiểu rõ hơn về hệ thống lái nói chung trên xe ô tô cũng như là hệ thống lái không trục lái, nắm rõ được nguyên lý cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống và

về những ưu điểm của hệ thống lái không trục lái đem lại tốt hơn, tối ưu hơn so với những hệ thống lái truyền thống cũng như là những điểm hạn chế còn tồn đọng của

hệ thống

Qua việc nghiên cứu đã giúp các thành viên trong nhóm nâng cao được kiến thức chuyên ngành của bản thân, nắm bắt được kiến thức về một hệ trong những hệ thống quan trọng nhất trên xe ô tô

1.7 Kết cấu của đề tài

Nội dung của đề tài ngoài mở đầu và kết luận còn đề cập đến 5 chương Nội dung chương 1 là giới thiệu về đề tài Chương 2 là trình bày các loại hệ thống lái trên ô tô du lịch và đi sâu phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống lái Steer-by-wire Trong chương này đồ án phân tích kết cấu của hệ thống lái Steer-by-wire Chương 3

là tính toán kiểm nghiệm hệ thống, tập trung vào những công thức tính toán nhằm khẳng định hệ thống vận hành chính xác và an toàn Chương 4 là quy trình thiết kế

hệ thống, chương này tập trung nói về các quy trình thiết kế các bản vẽ 2D, 3D mô hình, các bản vẽ sơ đồ mạch điện và cách thức, quá trình mô phỏng mạch điện và

mô hình 3D để từ đó có thể chế tạo ra được mô hình hệ thống lái không trục lái Steer-by-wire hoàn chỉnh Chương 5 là đánh giá kết quả, kết luận Chương cuối

Chương 2

HỆ THỐNG LÁI KHÔNG TRỤC LÁI

STEER-BY-WIRE

2.1 Phân loại hệ thống lái

 Phân loại theo sự bố trí vành lái:

- Vành lái đặt bên phải (dùng cho các nước có luật giao thông quy định chiều

chuyển động là chiều bên trái)

- Vành lái đặt bên trái (dùng cho các nước có luật giao thông quy định chiều chuyển động là chiều bên phải, đại đa số các nước có luật giao thông đi bên phải)

 Phân loại theo kết cấu cơ cấu lái:

- Hệ thống lái cơ cấu lái trục vít - con lăn

- Hệ thống lái cơ cấu lái trục vít - cung răng

- Hệ thống lái cơ cấu lái bánh răng - thanh răng

 Phân loại theo số bánh dẫn hướng:

- Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng cầu trước

- Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng cầu sau

- Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng tất cả các cầu

 Phân loại theo đặc điểm kết cấu:

- Hệ thống lái không có trợ lực

- Hệ thống lái có trợ lực

 Phân loại theo nguyên lý làm việc của bộ phận trợ lực lái:

- Lái cơ khí trợ lực thủy lực

- Lái cơ khí trợ lực thủy lực điều khiển điện tử

- Lái cơ khí trợ lực điện tử

- Lái không trụ lái (Steer-by-wire)

2.2 Yêu cầu đối với hệ thống lái

Hệ thống lái có ảnh hưởng đến tính dẫn hướng, tính linh hoạt, tính ổn định và

an toàn chuyển động của ô tô Vì vậy ngoài các yêu cầu chung đối với kết cấu ô tô,

hệ thống lái còn phải thỏa mãn các yêu cầu riêng sau đây:

- Bảo đảm bán kính quay vòng nhỏ nhất để nâng cao tính linh hoạt cho ô tô

- Khi người lái điều khiển xe hệ thống lái có vai trò phải giữ đúng hướng chuyển động và có thể thay đổi hướng chuyển động theo ý muốn của người lái

- Đảm bảo động học quay vòng đúng, nghĩa là bánh xe khi quay vòng không xảy ra trượt ngang

- Điều khiển thuận tiện và nhẹ nhàng khi quay vòng tại chỗ và khi chuyển động

- Giảm các lực va đập truyền từ bánh xe dẫn hướng lên vành lái khi ô tô chuyển động trên đường không bằng phẳng

- Bảo đảm sự tỉ lệ giữa các lực đặt trên vành lái và sức cản quay vòng của các bánh xe dẫn hướng (tác dụng tùy động về lực)

- Bảo đảm sự tương ứng giữa góc quay vành lái và góc quay của các bánh xe dẫn hướng (tác dụng tùy động về động học)

- Các bánh xe dẫn hướng không xảy ra dao động xung quanh trụ đứng trong vùng vận tốc sử dụng

- Giảm tối thiểu ảnh hưởng đến ổn định cả bánh xe dẫn hướng

- Bảo đảm khe hở tổng cộng trong các cơ cấu của hệ thống và trong dẫn động khi chuyển động thẳng không vượt quá 10 ÷ 200 (tương ứng với góc quay vành lái)

và 30 ÷ 40 mm (đo trên vành lái)

2.3 Các loại hệ thống lái

2.3.1 Hệ thống lái cơ khí

Hệ thống lái cơ khí bao gồm hai thành phần chính: dẫn động lái và cơ cấu lái

Hình 2.1: Hệ thống lái cơ khí (nguồn: internet)

a) Ưu điểm:

- Khả năng quay vòng ô tô trên một diện tích bé trong thời gian ngắn nhất

- Giữ cho xe ổn định khi di chuyển thẳng

- Lực tác dụng lên vành tay lái nhỏ

b) Nhược điểm:

- Khi người lái muốn quay vòng bánh xe trong quá trình xe di chuyển thì phải dùng lực lượng của chính bản thân người lái, đồng thời cũng tiếp nhận những phải hồi không mong muốn từ mặt đường, điều này làm cho người lái cảm thấy mệt mỏi khi sử dụng

- Quỹ đạo khi xe chuyển động quay vòng chịu ảnh hưởng từ góc quay thân

xe và quá trình đánh lái của người lái Trong khi hệ thống lái này tập trung vào bài toán góc quay dẫn hướng bánh chuyển động theo vô lăng do đó ảnh hưởng của dịch chuyển thân xe, đặc biệt khi đánh lái ở tốc độ cao là rõ nét và chưa kiểm soát được

- Chưa tối ưu khối lượng, kích thước và các chi tiết cơ khí nên cơ cấu cồng kềnh, nặng, chiếm nhiều không gian bố trí Khả năng va đập khi xảy ra sự cố ảnh hưởng nhiều đến người sử dụng là rõ nét

Hệ thống lái thuần cơ khí chủ yếu trang bị cho các dòng xe từ thập kỷ 70 -80 Trên thị trường Việt Nam một số ít các xe cũ vẫn lưu thông sử dụng loại hệ thống lái này Ngày nay, nhiều ô tô trang bị hệ thống lái có trợ lực, kể cả xe tải và xe du lịch để đáp ứng các tiêu chí về an toàn và tiện nghi, tính an toàn chủ động trong điều kiện chuyển động với vận tốc cao và mật độ các phương tiện tham gia giao thông lớn

2.3.2 Hệ thống lái có trợ lực

Bộ trợ lực có nhiệm vụ sau:

- Giảm thiểu lực quay vô lăng cho người lái khi sử dụng

- Bảo đảm xe vẫn chuyển động an toàn khi có sự cố tác động vào bánh

- Bộ trợ lực lái phải đáp ứng được giữ cho người lái có được cảm giác

có sức cản trên mặt đường khi quay vòng Vì vậy bộ trợ lực lái chỉ làm việc khi sức cản quay vòng lớn hơn giá trị giới hạn cho phép

- Tác dụng của bộ trợ lực lái phải nhanh và phải đảm bảo được tỷ lệ giữa lực tác dụng với góc quay của trục vô lăng và bánh xe dẫn hướng

- Hiệu suất làm việc cao

- Không được xảy ra hiện tượng hệ thống tự động trợ lực khi xe di chuyển trên đường xóc, nhưng khi bánh xe dẫn hướng bị hư hỏng bộ trợ lực lái phải làm việc để giữ được hướng chuyển động của xe

2.3.3 Hệ thống lái trợ lực thủy lực (Hydraulic Power Steering)

vào việc thiết kế và chế độ chuyển động của xe, khả năng hỗ trợ của bộ trợ lực thuỷ lực do động cơ tạo ra có thể lên đến 80% năng lượng tổn hao người lái dùng cho việc đánh lái

Hình 2.2: Hệ thống lái trợ lực thủy lực (nguồn: internet)

1 Bộ tản nhiệt, 2 Bình chứa dầu trợ lực, 3 Bơm dầu trợ lực, 4 Bộ phận cảm biến

mô men cản quay điều khiển van trợ lực thủy lực, 5 Thước lái và xylanh thủy lực

Hệ thống trợ lực thủy lực cần bố trí thay đổi tỉ lệ trợ lực theo điều kiện chuyển động theo hai thông số chính: góc đánh lái và vận tốc xe

Trên hệ thống lái trợ lực thủy lực, thanh xoắn bố trí trên trục lái đóng vai trò

bộ phận cảm biến mô men

- Góc đánh lái càng lớn, khi đó mô men xoắn sẽ càng lớn làm thanh xoắn biến dạng càng nhiều, lúc đó cửa van dầu trợ lực sẽ được mở rộng ra vì vậy

áp lực dầu trợ lực tăng theo

- Vận tốc xe tăng làm cho mô men cản tại bánh xe dẫn hướng giảm làm cho biến dạng thanh xoắn cũng giảm độ mở van trợ lực, lực trợ lực giảm theo điều này làm hạn chế khả năng trợ lực khi tăng vận tốc một cách tự nhiên

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái trợ lực thủy lực (nguồn: internet)

1 thanh xoắn, 2 bơm dầu trợ lực, 3 van điều khiển, 4 xilanh lực

a Ưu điểm:

- Tạo cảm giác lái nhẹ, giúp người lái ít tổn hao năng lượng khi quay vòng

xe

- Hạn chế đi những va đập từ bánh xe tác động lên vô lăng

- Nâng cao tính năng an toàn trong trường hợp xe xảy ra sự cố

b Nhược điểm:

- Vì việc điều khiển các van dầu trợ lực bằng thanh xoắn và việc này hoàn toàn là bằng cơ khí nên dải tốc độ khá hạn chế (góc biến dạng thanh xoắn được giới hạn), đặc biệt khi xe di chuyển ở vận tốc cao khi đó công suất bơm dầu tăng dẫn đến áp lực dầu cũng tăng theo (xảy ra tình trạng mất cảm giác lái)

- Bơm dầu phải làm việc liên tục (do nối trực tiếp với động cơ) gây ra tổn hao năng lượng trong tình trạng xe không cần trợ lực

2.3.4 Hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển điện tử

Trên hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển bằng điện tử, hai bộ phận là cơ

thanh xoắn sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện gửi đến hộp MCU điều khiển trợ lực

Hình 2.4: Hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển điện tử (nguồn: internet)

Hộp MCU điều khiển trợ lực tổng hợp các tín hiệu chạy xe, tính toán và xác định phần tỉ lệ trợ lực, từ đó quyết định áp lực trợ lực lái

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển điện tử (nguồn:

Internet)

Hệ thống trợ lực điều khiển bằng điện tử có nhiều ưu điểm hơn so với hệ thống lái trợ lực thuỷ lực như: Khả năng làm việc của trợ lực đa dạng hơn đáp ứng các dải tốc độ khác nhau đặc biệt là dải tốc độ cao (tạo cảm giác lái), tạo sự thoải mái cho người lái xe

2.3.5 Hệ thống lái trợ lực điện

Hệ thống lái trợ lực điện phát triển cùng thời điểm với hệ thống trợ lực thủy lực điều khiển điện tử Nhưng có nhiều ưu điểm hơn so với hệ thống lái trợ lực thủy

lực điều khiển điện tử

- Hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển điện tử sử dụng bộ trợ lực thủy lực thì với bơm thủy lực gắn với động cơ nên hoạt động liên tục trong quá trình chạy xe gây lãng phí công suất khi không sử dụng trợ lực lái, thêm vào đó dầu trợ

lực lái là một nhân tố gây ô nhiễm môi trường;

- Cấu tạo của hệ thống lái trợ lực điện cũng nhỏ gọn hơn

Cải tiến quan trọng của hệ thống này là thay thế lực tác dụng từ bơm dầu trợ lực bằng động cơ điện Mô tơ điện được điều khiển bằng hộp điều khiển nên các chế độ trợ lực được thay đổi một cách linh hoạt Hộp điều khiển ECU được lập trình dựa trên thuật toán điều khiển và mô hình toán điều khiển trợ lực hệ thống lái Các

đặc tính trợ lực xây dựng dựa trên đặc tính cản từ mặt đường

Hình 2.6: Đặc tính trợ lực của hệ thống lái trợ lực điện (nguồn: internet)

Trong hệ thống này, cảm biến mô men cản (bố trí trên thanh xoắn) sẽ xác định mô men cản từ mặt đường tác dụng lên hệ thống, kết hợp với cảm biến vận tốc

và các thông số chạy xe phần mềm sẽ quyết định trợ lực tỷ lệ trợ lực thông qua việc

điều khiển trực tiếp mô tơ điện

2.3.6 Hệ thống lái không trụ lái (Steer-by-wire)

Với các hệ thống lái truyền thống, khi xe quay vòng ở các vận tốc khác nhau người lái chỉ có thể kiểm soát được một vài trạng thái động lực học của xe Ô tô chỉ có thể được kiểm soát hoàn toàn khi quay vòng với hệ thống lái không trụ lái (Steer by wire) Đây là hệ thống lái có khả năng tạo ra lực hỗ trợ lái xe quay vành lái với 100% năng lượng

Khái niệm hệ thống lái Steer by wire được hình thành dựa trên việc mong muốn chế tạo một hệ thống lái đáp ứng được các tình trạng chuyển động theo ý muốn của người điều khiển xe khi quay vòng

Hệ thống Steer by wire có thể được chia thành hai hệ thống: hệ thống Steer by wire độc lập và hệ thống Steer by wire tích hợp Hệ thống Steer by wire tích hợp với đặc điểm hai bánh dẫn hướng liên kết với nhau qua hình thang lái

a) Hệ thống tích hợp

b) Hệ thống độc lập

Hình 2.7: Hệ thống lái không trụ lái (nguồn: internet)

 Hệ thống lái không trục lái độc lập

Đặc điểm hệ thống lái Steer by wire độc lập với đặc điểm là mỗi một bánh xe dẫn hướng sẽ được bố trí một động cơ điều khiển Việc điều khiển

một cách độc lập tại các bánh xe như vậy sẽ tạo được ưu điểm giúp tỷ lệ thay

đổi góc dẫn hướng của bánh xe một cách độc lập

 Hệ thống lái không trục lái tích hợp

Hệ thống lái không trụ lái tích hợp đã được Nissan áp dụng trên xe Infiniti Q50 2013 được cấu tạo từ những bộ phận chính như: cảm biến lực

đánh lái, bộ ly hợp, hộp điều khiển, động cơ trợ lực

Hình 2.8: Hệ thống lái không trục lái tích hợp (nguồn: internet)

1 cảm biến lực đánh lái; 2.bộ ly hợp; 3.hộp điều khiển; 4.động cơ trợ lực

Phía dưới vành lái của hệ thống lái SBW được bố trí một cảm biến vị trí góc quay, khi người lái tác động vào vành lái, tín hiệu được cảm biến thu nhận và truyền qua hộp điều khiển, hộp điều khiển phân tích và xuất tín hiệu điều khiển động cơ gắn trên cơ cấu lái để điều khiển cơ cấu lái đúng như tín hiệu mà người điều khiển mong muốn

Trên cơ cấu lái của hệ thống sẽ được gắn một cảm biến thu thập tín hiệu phản hồi từ mặt đường và tín hiệu này sẽ được truyền ngược lại lên hộp điều khiển, lúc này hộp điều khiển phân tích và xuất ra tín hiệu điều khiển động cơ gắn dưới vành tay lái để tạo ra cảm giác có lực tác động phản hồi từ mặt đường đến người lái

Ở hệ thống lái Steer-by-wire phần cơ cấu liên kết trung gian là trục lái

đã được loại bỏ, nên việc đồng bộ góc quay giữa cơ cấu lái và vành tay lái cũng như là những tác động phản hồi từ mặt đường lên vành lái được xem là một trong những nhiệm vụ hàng đầu

Bộ điều khiển hệ thống lái giữ vai trò then chốt trong quá trình điều vận hành chiếc xe Vì thông tin đều được xử lí bằng hệ thống điện tử nên khả năng phản ứng với những thông tin trong quá trình vận hành sẽ nhanh chóng

hơn, không chỉ vậy hệ thống còn có khả năng giảm bớt đi những phản hồi từ mặt đường, khi người lái xe di chuyển vào những đoạn đường xấu, gồ ghề những va đập từ mặt đường tác động lên vành lái sẽ được loại bỏ, điều này sẽ giúp người lái không bị cảm thấy khó chịu mà thoải mái hơn, không gian bố trí cho hệ thống lái giảm và trọng lượng của hệ thống lái cũng giảm đi nhiều

Hệ thống lái không trục lái Steer-By-Wire là một hệ thống lái có nhiều ưu điểm cải tiến, được nghiên cứu, ứng dụng trong những năm gần đây

2.4 Hệ thống lái không trụ lái Steer-by-wire

2.4.1 Cấu tạo hệ thống lái không trụ lái Steer-By-Wire (SBW)

Trên các hệ thống trợ lực dầu và trợ lực điện, vô lăng sẽ kết nối trực tiếp với thước lái thông qua hệ thống trục, khớp và các bánh răng có cấu tạo phức tạp Các chuyển động từ vô-lăng sẽ thay đổi góc đánh lái thông qua một

bộ chuyển đổi mô men có tỉ số truyền cố định trên trợ lực dầu và có thể thay đổi trên trợ lực điện Hệ thống lái steer-by-wire khác hoàn toàn các hệ thống trợ lực truyền thống, steer-by-wire về cơ bản sẽ "số hóa" các hoạt động của

vô lăng bằng dây thay cho các liên kết trực tiếp phức tạp trước đây.[5]

Các chuyển động từ vô lăng sẽ được cảm biến lực đánh lái chuyển thành một dạng tín hiệu số và truyền đến hộp điều khiển trung tâm của hệ thống lái Hộp điều khiển đóng vai trò điều khiển động cơ điện đánh lái trực tiếp 2 bánh xe trước Trên steer-by-wire, người lái có thể dễ dàng lựa chọn giữa nhiều tỉ số lái khác nhau để vô lăng có cảm giác nhanh hay chậm, hay động cơ điện can thiệp ít hay nhiều sao cho phù hợp với điều kiện hoạt động

và sở thích cá nhân.[5]

Hệ thống steer-by-wire tuy không kết nối cơ học trực tiếp với thước lái như các hệ thống trợ lực trước đây, nhưng nó lại cho phản hồi nhanh hơn

do bỏ qua độ trễ do ma sát ở các vị trí truyền động

Hình 2.9: Cơ cấu hệ thống lái Steer-by-wire (nguồn: internet)

(1) Cảm biến lực đánh lái: Gửi tín hiệu (góc quay vô-lăng) đến hệ

thống tính toán điện tử

(2) Bộ ly hợp: Bộ phận này sẽ mở ra trong hầu hết thời gian Khi hệ

thống lái gặp hư hỏng, bộ ly hợp sẽ đóng lại và hoạt động như một hệ thống trợ lực điện bình thường

(3) Hộp điều khiển: Kiểm soát động cơ điện (điều khiển dòng thủy lực

xuống thước lái) và hệ thống cảm biến góc quay vô lăng sao cho góc quay bánh xe dịch chuyển đúng với yêu cầu của người lái

(4) Động cơ trợ lực: cách bố trí 2 động cơ cho 2 bánh xe sẽ giúp giảm

chi phí so với phương án 1 động cơ lớn cũng như tạo ra nhiều không gian hơn cho khối động cơ đặt dọc ở vị trí thấp Có tác dụng thay đổi dòng thủy lực bên trong thước lái qua đó thay đổi góc quay của bánh xe

2.4.2 Nguyên lý hoạt động

Người lái tác động vào vô-lăng thì góc quay của vô-lăng sẽ được đo đạc bởi

bộ phận đo góc lái và gửi dữ liệu đến ECU của hệ thống Sau đó tín hiệu từ đây sẽ được xử lý để điều khiển mô tơ quay cơ cấu lái để điều khiển góc đánh lái bánh xe dẫn hướng Cảm biến chuyển vị cơ cấu lái sẽ đưa thông tin phản hồi lại hộp điều khiển Từ đây ECU đưa ta hệ số điều khiển mô tơ tạo cảm giác mặt đường lên vô

lăng để người lái có cảm giác lái chân thực nhất Do việc điều khiển bằng cách truyền tín hiệu nên quá trình tác động sẽ diễn ra nhanh hơn so với các hệ thống lái dẫn động cơ khí hiện nay

Ngoài khả năng phản ứng tình huống nhanh hơn thì hệ thống lái Steer by wire còn có khả năng hạn chế tác động từ mặt đường, khi xe đi vào mặt đường xấu,

gồ ghề những rung động từ mặt đường tác động lên vô lăng sẽ được loại bỏ, nhờ vậy người lái không bị khó chịu và thoải mái hơn

Hình 2.10: Sơ đồ hoạt động của hệ thống lái Steer-by-wire (nguồn: internet)

Việc trang bị camera trên các xe sử dụng Drive by wire giúp quan sát đường phía trước và phát hiện các vật thể trên nền đường Khi xe bắt đầu đi chệch đường (có thể do lái xe mệt mỏi), ECU của hệ thống sẽ đưa ra những điều chỉnh nhỏ cần thiết để duy trì vị trí của xe ở vị trí thích hợp trên đường Mặc dù ECU của hệ thống

trang bị thêm một ly hợp dùng để kết nối trực tiếp từ trục lái tới thước lái như trên các hệ thống lái hiện nay Điều này đảm bảo hệ thống lái vẫn làm việc bình thường ngay cả khi ECU của hệ thống không làm việc, giúp chiếc xe trở lên an toàn hơn

2.4.3 Cảm biến mô men xoắn tay lái

Cấu tạo của cảm biến mô men xoắn tay lái được thể hiện trên hình 2.11

Khi người lái xe điều khiển vô lăng, mô men lái sẽ tác động lên trục sơ cấp của cảm biến mô men thông qua trục lái chính Cảm biến một và hai được bố trí trên trục sơ cấp phía vô lăng và cảm biến thứ ba được bố trí trên trục thứ cấp Trục

sơ cấp và trục thứ cấp sẽ được kết nối bằng một thanh xoắn

Hình 2.11: Cấu tạo cảm biến mô men (nguồn: internet)

Các cảm biến có cuộn dây cảm biến 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 Lúc này ECU sẽ tính toán mô men trợ lực phù hợp cho tốc độ xe và dẫn động mô tơ điện với một cường độ, chiều và thời điểm chính xác

Hình 2.12: Cảm biến mô men vành tay lái (nguồn: internet)

Cảm biến mô men là loại cảm biến từ trường Khi có vật dẫn từ (răng của bánh răng, hoặc 1 mấu sắt nhỏ gắn trên bánh quay) lướt qua sát nó, sẽ tác động làm

từ thông thay đổi, tạo nên 1 xung điện cho đường tín hiệu về Bộ đếm và chia trong hộp sẽ tính thành tốc độ của bánh quay Do xung này rất ngắn nên dùng đồng hồ

bình thường không thể nhận biết được

2.4.4 Động cơ điện

Để bảo đảm công suất trợ lực cần thiết trên bộ trợ lực điện ta dùng loại động

cơ điện một chiều, bao gồm roto, stato, trục chính và cơ cấu giảm tốc Cơ cấu giảm tốc gồm có trục vít và bánh vít, mô men do roto động cơ điện tạo ra được truyền tới

cơ cấu giảm tốc sau đó được truyền tới trục lái chính Trục vít sẽ được đỡ trên các ổ

đỡ để giảm độ ồn và tăng tuổi thọ làm việc, khớp nối bảo đảm cho việc khi động cơ

bị hư hỏng thì cơ cấu giảm tốc và trục lái chính không bị khóa cứng và hệ thống lái vẫn có thể hoạt động được

Hình 2.13: Cấu tạo động cơ điện 1 chiều (nguồn: internet)

1 Trục vít; 2 Vỏ trục lái; 3 Khớp nối; 4 Rôto; 5.Stator; 6 Trục chính;

7.Trục lái chính; 8 Bánh vít; 9 Ổ bi

2.4.5 Cơ cấu lái

Cơ cấu lái sử dụng trên xe là loại bánh răng trụ - thanh răng Cơ cấu lái có các bộ phận làm việc gồm trục răng ở phía dưới trục lái chính ăn khớp với thanh răng, vỏ của cơ cấu lái bánh răng trụ - thanh răng kết hợp thực hiện luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái

Trục răng được làm bằng thép, trục răng quay trơn nhờ có hai ổ bi đặt bên trong vỏ của cơ cấu lái Để đảm bảo trục răng quay nhẹ thì thanh răng phải có cấu tạo răng nghiêng, phần cắt răng của thanh răng nằm ở phía trái Khi người lái quay vô lăng , trục răng quay làm thanh răng di chuyển sang phải hoặc sang trái trên hai bạc trượt Sự di chuyển của thanh răng được truyền xuống thanh cam quay qua các đầu thanh răng và đầu thanh lái Để tạo góc ăn khớp lớn cho bộ truyền răng nghiêng thì trục răng nên đặt nghiêng ngược chiều nghiêng của thanh răng, tạo sự ăn khớp lớn, làm việc êm ái

Hình 2.14: Cơ cấu lái bánh răng trụ- thanh răng (nguồn: internet)

1 Bạc lệch tâm; 2 Ổ bi đỡ; 3 Trục răng; 4 Vít điều chỉnh; 5 Dẫn hướng thanh răng; 6

Lò xo nén; 7 Thanh răng; 8 Vỏ thanh răng; 9 Kẹp; 10 Bạc lót; 11 Cao su chắn bụi; 12

Đầu thanh răng; 13 Thanh nối

Khi quay vành tay lái thì trục răng 3 sẽ làm thanh răng 7 di chuyển qua trái hoặc phải Hai đầu thanh răng được nối với bánh xe dẫn hướng qua các khớp cầu và thanh nối làm bánh xe quay tương ứng với góc đánh của vành tay lái Dẫn hướng thanh răng 5 sẽ giữ thanh răng không bị xoay bên trong vỏ cơ cấu lái Bạc lệch tâm 1 có tác dụng điều chỉnh

ăn khớp giữa thanh răng và trục vít, còn vít điều chỉnh 4 dùng để điều chỉnh khoảng hở mặt bên

Cơ cấu lái của hệ thống lái Steer by wire có tỉ số truyền có thể thay đổi được Bước răng giảm dần về hai phía đầu của thanh răng và độ sâu bước ăn khớp trở nên lớn hơn Vì vậy nên đường kính ăn khớp của trục răng giảm khi tiến tới gần hai đầu của thanh răng Nên với cùng với một góc quay của vô lăng như nhau, ở phần giữa của thanh răng sẽ di chuyển dễ dàng hơn so với hai đầu của thanh răng

cảm biến góc quay vô lăng sao cho góc quay bánh xe tương thích đúng với yêu cầu của người lái

Hình 2.15: Cách bố trí hộp điều khiển trên xe (nguồn: internet)

2.4.7 Một vài lưu ý trong quá trình sử dụng hệ thống lái không trụ lái

Trong quá trình sử dụng, không được thay đổi kết cấu của hệ thống lái nếu không được cơ quan có thẩm quyền cho phép

Trong quá trình sử dụng, khi có chi tiết bị hư hỏng phải thay thế bằng các chi tiết tương tự do nhà máy chế tạo ô tô đó sản xuất hoặc do cơ sở chế tạo được cơ quan có thẩm quyền cho phép, không được thay thế bằng các chi tiết chế tạo tùy tiện

Thường xuyên theo dõi tình trạng làm việc của xe, khi có sự cố bất thường phải dừng xe kiểm tra và khắc phục

Tuân thủ các yêu cầu sử dụng do nhà sản xuất quy định

2.4.8 Quy trình bảo dưỡng hệ thống lái

Kiểm tra và siết lại các khớp nối Kiểm tra các khớp thanh lái ngang Kiểm tra động cơ điện, sự ăn khớp trục vít - bánh vít, khớp nối, bơm mỡ các khớp

Kiểm tra điều chỉnh độ rơ ở các khớp cầu của thanh lái dọc, thanh lái ngang Thổi sạch bụi bẩn của hệ thống thông gió, bôi trơn các cơ cấu ăn khớp, ổ bi,ổ

đỡ bằng mỡ và dầu Kiểm tra xiết chặt vỏ của cơ cấu lái với khung xe, kiểm tra lực quay vành tay lái

2.4.9 Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục

Bảng 2.1: Một vài hư hỏng, nguyên nhân, biện pháp khắc phục [3]

1 Tay lái nặng - Lốp xe trước không đủ

căng hoăc mòn không đều

- Góc đặt bánh xe trước không chính xác

- Khớp cầu bị mòn

- Hỏng động cơ điện

- Kiểm tra áp suất lốp

- Kiểm tra lại góc đặt bánh

xe

- Kiểm tra các khớp cầu

- Kiểm tra và nếu cần thì thay thế động cơ điện

2 Hành trình tự do

lớn

- Độ rơ của các chi tiết trong dẫn động lái và khe hở ăn khớp trong cơ cấu lái quá lớn

- Đai ốc bắt vô lăng siết không đủ chặt

- Bên trong ổ bi đỡ, trục răng xuất hiện khe hở

- Kiểm tra lại độ rơ các khớp cầu

- Kiểm tra các khe hở ăn khớp,

- Kiển tra ổ bi trong cơ cấu lái trong dẫn động lái

3 Động cơ điện làm

việc nhưng công

suất giảm

- Động cơ điện bị quá nóng

- Động cơ điện hoạt động gây ra tiếng ồn và rung mạnh

- Trục vít bánh vít bị mòn, tiếp xúc kém

- Khớp nối giữa trục chính

và trục vít không chặt

- Làm sạch các cánh quạt bị bụi bẩn tích tụ Nếu các hệ thống quạt làm mát vẫn hoạt động tốt, thì vấn đề có thể xảy ra là do lỗi của động cơ

- Nguyên nhân gây ra tiếng

ồn thường là do một liên kết trục bị lỗi hay do sự mất cân bằng trong hệ thống điện hoặc cơ học Để khắc phục

sự cố này, hãy kiểm tra các vòng bi bị hư hỏng, lắp lỏng

và các liên kết trục

- Điều chỉnh tiếp xúc trục vít bánh vít, nếu mòn quá thì thay thế

phận của chúng Bạn có thể

sử dụng một máy nén khí để làm sạch nó

- Kiểm tra và tuy tình trạng

có thể thay thế

- Khi động cơ điện không hoạt động có thể là nguyên nhân do hết chổi than,thay thế chổi than mới

5 Có tiếng gõ trong

cơ cấu lái

- Khe hở ăn khớp quá lớn

- Mòn các ổ đỡ

- Bể, mẻ, trong 2 bánh răng

ăn khớp với nhau

- Kiểm tra ăn khớp trong cơ cấu lái

- Thay thế các ổ đỡ đã không còn tốt

- Thay thế các chi tiết hỏng

6 Tay lái bị rung - Đai ốc xiết chặt bánh xe bị

lỏng

- Các khớp nối của phần bánh lái chưa xiết chặt

- Mòn bạc thanh rằng thước lái

- Giàn cân bằng lái bị cong hay cao su phần cân bằng không còn tốt

- Bánh xe không cân bằng

- Xiết chặt các đai ốc

- Xiết chặt lại các khớp nối

- Thay, tiện lại bạc mới

- Chỉnh lại bạc tỳ thước lái

- Thay bạc hoặc điều chỉnh lại khe hở hợp lý

- Cân bằng lại các bánh xe

- Thay mới cao su phần cân bằng

- Bơm lốp đủ áp suất quy

căng không đều

- Lốp mòn không đều

7 Tay lái lệch sang

trái hoặc phải

- Áp suất lốp không đều

- Cao su tay lái quá cũ

- Góc đặt vô lăng không đúng

- Độ chụm bánh xe bị sai

-Bị dơ táy lái

- Rô-tuyn lái hư hỏng trong

quá trình làm việc

- Bơm lốp đúng theo áp suất quy định của xe

- Thay thế cao su tay lái

- Chỉnh lại góc đặt vô lăng,

độ chụm bánh xe

- Thay thế táo lái

- Thay thế rô tuyn

Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

3.1 Thông số cơ bản xe Infiniti Q50 2013

Bảng 3.1: Các thông số tính toán kiểm nghiệm

Khoảng cách giữa hai đường tâm trụ

Tải trọng phân bố lên cầu trước dẫn

Tỉ số truyền của cơ cấu lái (i) 18

Tỉ số truyền của dẫn động lái (id) 0.984

Góc hợp bởi đòn bên hình thang lái và

đường tâm cầu trước ()

3.2 Tính toán kiểm nghiệm

3.2.1 Kiểm nghiệm động học hình thang lái

a Điều kiện quay vòng đúng:

: góc quay của bánh xe dẫn hướng bên trong (độ)

β: góc quay của bánh xe dẫn hướng bên ngoài (độ)

B: khoảng cách giữa hai đường tâm trụ đứng (mm)

L: chiều dài cơ sở của ôtô (mm)

Để đảm bảo cho các bánh xe dẫn hướng lăn không trượt khi vào đường cong thì hiệu cotg của các góc quay vòng bánh xe dẫn hướng cả bên trong và bên ngoài phải bằng một hằng số B/L

Thay số vào ta được:

12502850

B x





y

p m

Hình 3.2: Sơ đồ hình thang lái khi xe chạy thẳng

Theo sơ đồ trên hình 3.2 ta có thể tính toán mối quan hệ các thông số theo các biểu thức sau:

 cos cos

2 2

sin

1sin

sin

1sin



D A

C

B



Hình 3.3: Sơ đồ hình thang lái khi xe quay vòng

Từ sơ đồ trên hình 3.2 ta có thể tính toán các thông số theo biểu thức sau :

B

AD  cos  cos  (3.6) Với:

2

sin

1cos  p  ym 

Theo quan hệ hình học trong tam giác ACD ta có:

2 2 2

2 2

y AD CD

AD



cos 2

2 2 2

AC AB AB

AC

BC    (3.9) Thay (3.8) vào biểu thức (3.9) ta suy ra:

2 2

2 2 2

2 2 2

2

.2

.2

cos

y AD m

p AD m

y AB

AC

BC AB

2 2

2 2

*2

arccos

y AD m

AD p

m y

CD

tg 

AD

y arctg