Khai thác kỹ thuật hệ thống lái trên xe fortuner 2015

Hệ thống lái là tập hợp các cơ cấu dùng để giữ cho ôtô máy kéo chuyển động theo một hướng xác định nào đó và để thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo tác động của người lái. Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện như sau: vành lái tiếp nhận lực tác động của người lái và truyền vào hệ thống lái, trục lái truyền mômen từ vành tay lái tới cơ cấu lái, cơ cấu lái tăng mômen truyền từ vành lái tới các thanh dẫn động lái, các thanh dẫn động lái truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng. Kết cấu lái phụ thuộc vào cơ cấu chung của xe và của từng chủng loại xe. Để quay vòng được thì người lái cần phải tác dụng vào vành tay lái một lực. Đồng thời cần có một phản lực sinh ra từ mặt đường lên mặt vuông góc với bánh xe. Để quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hướng phải quay quanh một tâm quay tức thời khi quay vòng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

PHÂN HIỆU TẠI TP HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CƠ KHÍ Ô TÔ - -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI TRÊN

XE FORTUNER 2015

Sinh viên: UTC2er

Chuyên ngành: Kỹ thuật ô tô

Hệ: Chính quy Khóa: 66

Người hướng dẫn:

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC BẢNG iii

DANH MỤC CÁC HÌNH iv

MỞ ĐẦU 1

Chương I Tổng quan về hệ thống lái 2

1.1 Tổng quan về hệ thống lái 2

1.1.1 Công dụng

1.1.2 Phân loại

1.1.3 Yêu cầu

1.2 Cấu tạo chung của hệ thống lái trên ô tô 4

1.2.1 Vành tay lái và trục lái

1.2.2 Cơ cấu lái

1.2.3 Dẫn động lái

1.2.4 Trợ lực lái

1.2.5 Các thông số đánh giá hệ thống lái

1.3 Giới thiệu ô tô TOYOTA FORTUNER 2015 13

1.3.1 Các thông số kỹ thuật chính của ôtô TOYOTA FORTUNER 2015

1.3.2 Khái quát hệ thống lái trên ô tô TOYOTA FORTUNER

Chương II KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ TOYOTA FORTUNER 2015 16

2.1 Sơ đồ chung của hệ thống lái trên xe Toyota Fortuner 16

2.2 Nguyên lý làm việc hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2015 18

2.3 Nguyên lý hoạt động van phân phối 19

2.4 Cấu tạo một số chi tiết trên hệ thống lái 23

2.4.1 Vành tay lái

2.4.2 Trục lái và trục các đăng lái

2.4.3 Cơ cấu lái

2.4.4 Dẫn động lái

2.4.5 Bơm trợ lực lái

2.4.6 Xy lanh lực

2.4.7 Van phân phối

CHƯƠNG III KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI TOYOTA

FORTUNER 2015 31

3.1 Quy định về bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái 31

3.1.1 Các văn bản quy định

3.1.2 Quy định của nhà sản suất ô tô

3.2 Chẩn đoán những hư hỏng của hệ thống lái ôtô Toyota Fotuner 2015 và biện pháp khắc phục 32

3.2.1 Những hư hỏng thường gặp của hệ thống lái

3.2.2 Độ rơ vành tay lái tăng

3.2.3 Lực trên vành tay lái gia tăng hay không đều

3.2.4 Áp suất của trợ lực lái thủy lực hệ thống lái không ổn định

3.2.5 Góc đặt bánh trước bị sai

3.3 Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái ô tô Toyota Fortuner 2015 39

3.3.1 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái

3.3.2 Phương pháp kiểm tra và sữa chữa một số chi tiết trong hệ thống lái

3.3.3 Nội dung bảo dưỡng sửa chữa một số hư hỏng cụ thể

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

PHỤ LỤC TRA KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA FORTUNER 2015 57

DANH MỤC CÁC BẢNG CHƯƠNG I

Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật chính của xe Toyota Fortuner 14

CHƯƠNG II Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật chính của các chi tiết trong hệ thống lái ô tô 23

CHƯƠNG III Bảng 3.1 Những hư hỏng thường gặp của hệ thống lái 32

Bảng 3.2 Bảng nội dung kiểm tra độ rơ vành tay lái 50

Bảng 3.3 Bảng nội dung kiểm tra lực đánh lái 51

Bảng 3.4 Bảng nội dung kiểm tra rô tuyn lái ngoài 52

Bảng 3.5 Bảng nội dung kiểm tra rô tuyn lái trong và trục bánh răng 53

DANH MỤC CÁC HÌNH CHƯƠNG I

Hình 1.1 Cấu tạo chung hệ thống lái 4

Hình 1.2 Vành tay lái và trục lái 4

Hình 1.3 Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng 5

Hình 1.4 Đòn quay 6

Hình 1.5 Khớp cầu và đòn ngang 6

Hình 1.6 Cấu tạo khớp cầu 7

Hình 1.7 Hình thang lái trên xe có dầm cầu liền 8

Hình 1.8 Hình thang lái trên hệ thống treo độc lập 8

Hình 1.9 Góc doãng 8

Hình 1.10 Góc nghiêng dọc 9

Hình 1.11 Góc nghiêng ngang của trụ xoay đứng 9

Hình 1.12 Độ chụm của bánh xe 10

Hình 1.13 Kết cấu liên kết đòn dẫn động ngang và cụm khớp cầu 10

Hình 1.14 Xe Toyota Fortuner 2015 13

Hình 1.15 Hình dáng và kích thước xe 13

CHƯƠNG II Hình 2.1 Sơ đồ bố trí hệ thống lái trên xe Toyota Fortuner 16

Hình 2.2 Hệ thống lái của xe với động cơ 2TR-FE 17

Hình 2.3 Sơ đồ lắp đặt cơ cấu lái bánh răng - thanh răng 17

Hình 2.4 Nguyên lý hoạt động van phân phối ở vị trí trung gian 20

Hình 2.5 Đường đi của dầu ở vị trí trung gian 20

Hình 2.6 Nguyên lý hoạt động van phân phối ở vị trí quay vòng sang phải 21

Hình 2.7 Đường đi của dầu ở vị trí quay vòng sang phải 21

Hình 2.8 Nguyên lý hoạt động van phân phối ở vị trí quay vòng sang trái 22

Hình 2.9 Đường đi của dầu ở vị trí quay vòng sang trái 22

Hình 2.10 Vành tay lái 24

Hình 2.11 Túi khí 24

Hình 2.12 Cơ cấu lái loại bánh răng - thanh răng 25

Hình 2.13 Kết cấu khớp cầu của thanh kéo bên (rô - tuyn ngoài) 27

Hình 2.15 Cấu tạo bơm trợ lực 28

Hình 2.16 Xi lanh lực trên xe Toyota Fortuner 29

Hình 2.17 Van phân phối kiểu quay 30

CHƯƠNG III Hình 3.1 Dấu hiệu nhận biết bánh xe trước khi bị quá mòn 33

Hình 3.2 Bơm trợ lực lái 34

Hình 3.3 Kiểm tra vòng bi phía trước 34

Hình 3.4 Điều chỉnh góc camber 37

Hình 3.5 Điều chỉnh góc caster 38

Hình 3.6 Kiểm tra và điều chỉnh bán kính quay vòng 38

Hình 3.7 Điều chỉnh góc đặt bánh sau 39

Hình 3.8 Kiểm tra áp suất dầu 41

Hình 3.9 Kiểm tra độ rơ của vành tay lái 42

Hình 3.10 Kiểm tra độ chụm bánh xe 43

Hình 3.11 Sửa chữa một số hư hỏng trong hệ thống 43

Hình 3.12 Kiểm tra độ cong vênh của thanh răng 45

Hình 3.13 Kiểm tra độ kín khít của piston xilanh trợ lực 46

Hình 3.14 Vị trí bơm trợ lực 47

Hình 3.15.Kiểm tra khe hở khớp nối 49

Hình 3.16 Kiểm tra độ dơ khớp cầu 49

Hình 3.17 Kiểm tra khớp đầu thanh ổn định 49

là việc nắm vững lý thuyết, kết cấu của các loại xe hiện đại, của từng hệ thống trên xe

để từ đó khai thác và sử dụng xe một cách có hiệu quả cao, đáp ứng yêu cầu giữ tốt,dùng bền, an toàn, tiết kiệm

Ngày nay với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp ôtô đã chếtạo ra nhiều loại ôtô với hệ thống lái có tính năng kỹ thuật rất cao để đảm bảo vấn đề antoàn và tính cơ động của ôtô

Trong tập đồ án tốt nghiệp này em được nhận đề tài “khai thác kỹ thuật hệ thống lái

ô tô con dựa cơ sở trên ô tô FORTUNER 2015” Nội dung của đề tài này giúp em hệthống được những kiến thức đã học, nâng cao tìm hiểu các hệ thống của ôtô nói chung

và hệ thống lái của ôtô TOYOTA FORTUNER nói riêng, từ đây có thể đi sâu nghiêncứu về chuyên môn

Tập đồ án này trang bị cho người sử dụng, vận hành ôtô có những kiến thức cơ bản

về hệ thống lái trên ôtô Trong quá trình làm việc của hệ thống lái không thể tránh khỏinhững hư hỏng hao mòn các chi tiết vì vậy đề tài này còn đề cập đến vấn đề bảo dưỡng,sửa chữa

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI1.1 Tổng quan về hệ thống lái

1.1.1 Công dụng

Hệ thống lái là tập hợp các cơ cấu dùng để giữ cho ôtô máy kéo chuyển động theomột hướng xác định nào đó và để thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo tácđộng của người lái

Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện như sau: vành lái tiếpnhận lực tác động của người lái và truyền vào hệ thống lái, trục lái truyền mômen từvành tay lái tới cơ cấu lái, cơ cấu lái tăng mômen truyền từ vành lái tới các thanh dẫnđộng lái, các thanh dẫn động lái truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xedẫn hướng Kết cấu lái phụ thuộc vào cơ cấu chung của xe và của từng chủng loại xe

Để quay vòng được thì người lái cần phải tác dụng vào vành tay lái một lực.Đồng thời cần có một phản lực sinh ra từ mặt đường lên mặt vuông góc với bánh xe

Để quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hướng phải quay quanh một tâm quay tứcthời khi quay vòng

1.1.2 Phân loại

a Theo vị trí bố trí vành tay lái

Vành tay lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động) dùng cho các nước có luật điđường bên phải như Việt Nam, Pháp, Mỹ,

Vành tay lái bố trí bên phải: dùng cho các nước thừa nhận luật đi đường bên trái nhưAnh, Thuỵ Điển, Nhật Sở dĩ được bố trí như vậy là để đảm bảo tầm quan sát củangười lái, đặt biệt là khi vượt xe

b Theo kết cấu cơ cấu lái

Cơ cấu lái loại trục vít - Cung răng

Cơ cấu lái loại trục vít - Chốt quay

Cơ cấu lái loại trục vít - Con lăn

Cơ cấu lái loại bánh răng - Thanh răng

Cơ cấu lái loại thanh răng liên hợp (Trục vít - Liên hợp êcu bi - Thanh răng - Cungrăng)

c Theo số lượng bánh xe chuyển hướng

Các bánh xe dẫn hướng nằm ở cầu trước

Các bánh xe dẫn hướng nằm ở cầu sau

Đảm bảo lực đặt lên vành tay lái bé

Đảm bảo động học quay vòng đúng trong đó các bánh xe của tất cả các cầu phải lăntheo những vòng tròn đồng tâm

Đảm bảo ô tô chuyển động thẳng ổn định

Đảm bảo khả năng an toàn bị động của xe, đảm bảo hiệu suất thuận phải lớn hơnhiệu suất nghịch để giảm tác động từ mặt đường qua cơ cấu lái lên vô lăng

Đảm bảo tính tùy động

1.2 Cấu tạo chung của hệ thống lái trên ô tô

Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống lái như Hình 1.1

Hình 1.1 Cấu tạo chung hệ thống lái

1- Vành tay lái (vô lăng); 2- Trục lái; 3- Cơ cấu trục lái; 4- Đòn quay

đứng; 5- Đòn kéo dọc; 6- Đòn quay trên; 7,9- Đòn quay bên;

8- Đòn ngang liên kết; 10- Dầm cầu; 11,12- Bánh xe dẫn hướng.

1.2.1 Vành tay lái và trục lái

Vành tay lái có nhiệm vụ tạo ra mômen điều khiển tác động lên hệ thống lái.Mômen điều khiển này có giá trị bằng lực người lái tác động nhân với bán kính vànhlái

Trục lái có nhiệm vụ truyền mômen điều khiển từ vành lái đến cơ cấu lái

Trên vành tay lái và trục lái thường bố trí các thiết bị điều khiển phục vụ quá trìnhđiều khiển, sử dụng ô tô như: còi, công tắc điện điều khiển đèn, gạt nước mưa

Hình 1.2 Vành tay lái và trục lái

1- Vành tay lái; 2- Ống trượt trục lái; 3- Trục lái;

4- Cơ cấu trượt trục lái

Trục lái thường có hai loại: Trục lái có thể thay đổi góc nghiêng và trục lái khôngthay đổi được góc nghiêng

- Trục lái có thể thay đổi góc nghiêng: Giúp cho lái xe điều chỉnh góc vô lăng sovới phương thẳng đứng tùy theo khổ người và sở thích của lái xe

- Trục lái không thay đổi được góc nghiêng (trục lái trượt): Giúp cho lái xe dịchchuyển vô lăng theo phương dọc trục tùy theo khổ người và sở thích của lái xe

1.2.2 Cơ cấu lái

Chuyển đổi mômen lái và góc quay từ vô lăng truyền tới bánh xe thông qua thanhdẫn động lái và xe quay vòng Cơ cấu lái được bắt chặt với thân xe

Cơ cấu lái kiểu bánh răng – thanh răng gồm bánh răng ở phía dưới trục lái chính ănkhớp với thanh răng, bánh răng được lắp trên các ổ bi Điều chỉnh các ổ này dùng êculớn ép chặt ổ bi, trên vỏ êcu đó có phớt che bụi đảm bảo trục răng quay nhẹ nhàng

Hình 1.3 Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng

1- Lỗ ren; 2- Bánh răng; 3- Thanh răng; 4- Bulông hãm;5- Đai ốc

điều chỉnh khe hở bánh răng thanh răng; 6- Lò xo; 7- Dẫn hướng

1.2.3 Dẫn động lái

Dẫn động lái bao gồm tất cả các chi tiết làm nhiệm vụ truyền lực từ cơ cấu lái đếncác bánh xe dẫn hướng và đảm bảo cho các bánh xe có động học quay vòng đúng

Dẫn động lái có ưu điểm: cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, độ bền và độ tin cậy cao;chăm sóc bảo dưỡng, sửa chữa, điều chỉnh dễ dàng; dập tắt được các dao động từ mặtđường lên vành tay lái.

Nhược điểm: các khớp và đệm khớp cầu hay bị mòn; bạc trục đòn quay đứng haymòn

a Đòn quay đứng

Đầu trên được bắt chặt với trục quay của đòn quay đứng bằng rãnh then hoa, đầu

dưới được nối với đòn kéo dọc thông qua các khớp cầu (rô tuyn)

Hình 1.4 Đòn quay

Cấu tạo của đòn quay có dạng thanh gồm thân đòn quay, đầu to và đầu nhỏ

b Đòn kéo dọc

Là một chi tiết dạng ống cầu, một đầu bắt với đòn quay đứng và đầu kia bắt với

đòn quay ngang, qua các khớp cầu (rô-tuyn).

Tuỳ theo phương đặt đòn kéo mà ta có thể gọi đòn kéo dọc hoặc đòn kéo ngang

c Đòn ngang

Cũng là một chi tiết dạng ống có kết cấu điều chỉnh độ chụm bánh xe, hai đầu của

đòn ngang được nối với 2 thanh bên hình thang lái thông qua các khớp cầu (rô-tuyn).

Hình 1.5 Khớp cầu và đòn ngang

1- Đệm đầu đòn ngang phía trước; 2- Đệm đầu đòn ngang phía sau;

3- Đệm đầu đòn lái ngang bên trái; 4- Nắp đầu đòn ngang;

A-Khoang chứ dầu mỡ ; B- Kích thước.

d Khớp cầu

Hình 1.6 Cấu tạo khớp cầu

1- Chốt cầu; 2- Thanh kéo; 3- Vú mỡ; 4- Lò xo; 5- Nắp; 6- Vòng hãm;

7,11- Dệm làm kín; 8- Áo bọc; 9,10,13- Đệm; 12- Ống cao su bảo vệ

Lò xo 7 sẽ ép các đệm của khớp 1 vào chốt câu 8, do đó độ rơ ở đây luôn luôn bằngkhông(cả trong trường hợp do chốt cầu và 2 đệm bị mòn sau 1 thời gian làm việc) Lò

xo 7 được ép nhờ nút có răng 3 Các lò xo này được bố trí trong các khớp của dẫn độnglái, nó còn có tác dụng giảm được các tải trọng va đập tác động lên các đòn kéo từ haiphía và giảm mòn cho cốt cầu và miếng đệm

e Hình thang lái

Hình thang lái là bộ phận quan trọng nhất của dẫn động lái Hình thang lái có nhiệm

vụ đảm bảo động học quay vòng đúng cho các bánh xe dẫn hướng Mục đích làm chocác bánh xe khỏi trượt lê khi quay vòng, dẫn đến giảm sự mài mòn lốp, giảm tổn haocông suất và tăng tính ổn định

Hình thang lái có nhiều dạng kết cấu khác nhau Đòn ngang có thể cắt rời hay liềntuỳ theo hệ thống treo là độc lập hay phụ thuộc Nhưng dù trường hợp nào thì kết cấucủa hình thang lái củng phải phù hợp với động học bộ phận hướng của hệ thống treo, đểdao động thẳng đứng của các bánh xe không ảnh hưởng đến động học của dẫn động,gây ra dao động của bánh xe dẩn hướng quanh trục quay

Động học quay vòng đúng của các bánh xe dẫn hướng được đảm bảo nhờ việc chọncác thông số kỹ thuật của hình thang lái và không có khe hở trong dẫn động nhờ sửdụng các bản lề tự động khắc phục khe hở

Hình 1.7 Hình thang lái trên xe có dầm cầu liền

1- Đòn ngang liên kết nằm sau dầm cầu; 2- Đòn ngang liên kết nằm

trước dầm cầu

Hình 1.8 Hình thang lái trên hệ thống treo độc lập

1- Đòn ngang liên kết nằm sau dầm cầu; 2- Đòn ngang liên kết nằm

trước dầm cầu Hình học lái là thuật ngữ biểu đạt mối quan hệ hình học trong hệ thống mặt đường-

bánh xe - các bộ phận của hệ thống lái- các bộ phận của hệ thống treo

Góc doãng (góc camber) là góc tạo bởi mặt phẳng quay bánh xe và mặt phẳng thẳng

đứng, chiều dương ngược chiều kim đồng hồ khi nhìn từ đầu xe Gồm có góc doãng âm

và góc doãng dương

Hình 1.9 Góc doãng

Góc nghiêng dọc của trụ xoay đứng (Góc Caster) là sự nghiêng về phía trước

hoặc phía sau của trục xoay so với đường thẳng góc với mặt đường Nếu đầu trên trục

xoay nghiêng ra phía sau bánh xe ta có độ nghiêng dọc dương Nếu đầu trên trục xoaynghiêng ra phía trước bánh xe ta có độ nghiêng dọc âm.

Hình 1.10 Góc nghiêng dọc

a- Góc nghiêng dọc dương; b- Góc nghiêng dọc âm.

Tác dụng của góc nghiêng dọc của trụ xoay đứng: Làm tăng hiệu quả trở về vị tríchuyển động thẳng của bánh xe dẫn hướng

Góc nghiêng ngang của trụ xoay đứng (Góc Kingpin) là góc đo giữa trục xoay và

đường thẳng góc với mặt đường khi ta nhìn từ đầu xe

Tác dụng góc nghiêng ngang của trụ xoay đứng:

- Góc nghiêng ngang của trụ xoay đứng có tác dụng làm giảm mômen cản quayvòng, tức là giảm khoảng cách từ tâm trụ xoay đứng đến điểm tiếp xúc của bánh xevới mặt đường

- Ô tô có khả năng tự ổn định trở về vị trạng thái chuyển động thẳng

- Khi ô tô quay vòng với góc quay vành tay lái lớn (bán kính quay vòng càngnhỏ), lực tác động lên vành tay lái càng lớn, tức tạo điều kiện cảm nhận được mức

độ quay vòng của ô tô trên vành tay lái và khả năng trả về chuyển động thẳng cànglớn

Hình 1.11 Góc nghiêng ngang của trụ xoay đứng

Độ chụm bánh xe (Góc Toe): Khi phía trước của hai bánh xe gần nhau hơn phía sau

của hai bánh xe khi nhìn từ trên xuống thì gọi là độ chụm bánh xe (sự bố trí ngược lạigọi là độ mở) Độ chụm được xác định bằng hiệu số của hai khoảng cách giữa các đầunút sau (B) và trước (A) của vành bánh xe nằm ở chiều cao tâm bánh xe

f) Các mối ghép của dẫn động lái

Để giảm trọng lượng và tiết kiệm nguyên vật liệu chế tạo, các đòn dẫn động láithường được làm rỗng Các khớp liên kết trong dẫn động lái đều là khớp cầu, đảm bảokhả năng tự lựa, không có khoảng hở

Hình 1.13 Kết cấu liên kết đòn dẫn động ngang và cụm khớp cầu 1.2.4 Trợ lực lái

*Công dụng

Giảm nhẹ sức lao động của người lái trong việc điều khiển hướng chuyển độngcủa xe, đặc biệt với những xe có tải trọng lớn có mô men cản quay vòng lớn Trợ lực láicòn có ý nghĩa nâng cao an toàn chuyển động khi có sự cố xẩy ra ở bánh xe ( nổ lốp, ápsuất lốp quá thấp ) làm giảm tải trọng va đập truyền lên vành lái, tăng tính tiện nghi và

êm dịu trong điều khiển

Trợ lực lái phải đảm bảo các yêu cầu chính sau

- Khi trợ lực lái hỏng thì hệ thống lái vẫn làm việc bình thường cho dù lái nặnghơn

- Hệ thống trợ lực có độ nhạy cao, làm việc ổn định, thời gian chậm tác dụng nhỏ

- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa góc quay vô lăng và góc quay bánh xe dẫn hướng

- Khi sức cản quay vòng tăng lên thì lực yêu cầu tác dụng lên vô lăng cũng tăngtheo, tuy vậy không được vượt quá 100 -150 N

- Không xảy ra hiện tượng tự trợ lực khi xe đi qua chổ lồi lỏm, rung xóc

- Kết cấu đơn giản, hợp lý, giá thành phù hợp

Phải có tác dụng như thế nào để khi một bánh xe dẫn hướng bị hỏng, bị nổ thì ngườilái có thể vừa phanh ngặt vừa giữ được hướng chuyển động cần thiết của xe

1.2.5 Các thông số đánh giá hệ thống lái

a Tỷ số truyền của cơ cấu lái

Tỷ số truyền của cơ cấu lái ic là tỷ số là góc quay của bánh lái và góc quay của đònquay đứng Vấn đề chọn tỷ số truyền của cơ cấu lái trên cơ sở ứng với 1 đến 2 vòngquay của vô lăng thì bánh xe phải quay được từ 350 - 450 từ vị trí trung gian trở đi

b Tỷ số truyền của dẫn động lái

Tỷ số truyền này phụ thuộc vào kích thước và quan hệ của các cánh tay đòn Trongquá trình bánh xe dẫn hướng quay vòng giá trị của các cánh tay đòn sẽ thay đổi Trongcác kết cấu hiện nay id thay đổi không nhiều lắm: id = 0,9 ÷ 1,2

c Tỷ số truyền lực của hệ thống lái i l

Là tỷ số giữa tổng lực cản quay vòng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng và lực đặt lênvành lái cần thiết để khắc phục lực cản quay vòng Bán kính vành tay lái ở đa số ô tôhiện nay là 200 (mm) – 250 (mm) và tỷ số truyền góc ig không vượt quá 25 vì vậy ilkhông được lớn quá, il hiện nay chọn trong khoảng từ 10 ÷ 30

d Hiệu suất thuận

Hiệu suất thuận là hiệu suất tính theo lực truyền từ trên trục lái xuống Hiệu suấtthuận càng cao thì lái càng nhẹ Khi thiết kế hệ thống lái yêu cầu phải hiệu suất thuậncao

1.3 Giới thiệu ô tô TOYOTA FORTUNER 2015

TOYOTA FORTUNER 2015 là mẫu xe SUV 7 chỗ gia đình với kiểu đáng mạnh

mẽ, năng động, không gian cabin rộng rãi cùng khả năng vận hành ổn định bền bỉ Mẫu

xe này đã đẫn dầu trong phân khúc với doanh số bán hàng ổn định ở mức cao, cách biệtkhá xa so với các đối thủ PORD EVEREST, KIA SORENTO,

Hình 1.14 Xe Toyota Fortuner 2015 1.3.1 Các thông số kỹ thuật chính của ôtô TOYOTA FORTUNER 2015

Dưới đây là các thông số kỹ thuật chính của xe Toyota Fortuner

ssss

Hình 1.15 Hình dáng và kích thước xe

Thiết kế của Toyota Fortuner vẫn giữ nguyên lối thiết kế mạnh mẽ đặc trưng, nhưng

đã được cách tân thêm nhiều đường nét mượt mà và tinh tế hơn so với thế hệ cũ Mặttrước gây ấn tượng với cặp đèn pha hình lưỡi dao vuốt ngược công nghệ LED, lưới tảnnhiệt gồm các thanh ngang cỡ lớn mạ chrome, hốc hút gió nối liền với 2 hốc đèn sương

mù. Ở 2 bên thân xe, vị trí cột C  trông bắt mắt hơn cùng với bộ la-zăng hợp kim inch có 12 chấu xen kẽ

18-Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật chính của xe Toyota Fortuner

ST

KÍCH THƯỚC VÀ TRỌNG LƯỢNG

1 Kích thước tổng thể (Dài x Rộng xCao) mm 4705 x 1840 x 1850

ĐỘNG CƠ

HỆ THỐNG TREO

23 Cụm đèn hậu Halogen dạng thấu kính

1.3.2 Khái quát hệ thống lái trên ô tô TOYOTA FORTUNER

Hệ thống lái trên ô tô Toyota Fortuner 2015 là hệ thống lái có cơ cấu lái kiểu bánhrăng thanh răng kết hợp trợ lực lái thủy lực nên giúp giảm nhẹ lao động cho người lái

và tăng tính an toàn chuyển động Dẫn động hệ thống lái thông qua trục lái, khớp cácđăng và các khâu khớp trong hình thang lái, cơ cấu lái và bơm trợ lực lái được bố tríriêng, cơ cấu lái được bắt chặt vào khung xe và nối với trục lái bằng khớp các đăng.Vành tay lái có thể điều chỉnh theo 4 hướng: thay đổi chiều dài và góc nghiêng làmtăng sự thỏa mái cho người lái

Bơm dầu trợ lực lái là loại bơm cánh gạt tác dụng kép, trên thân bơm có bố trí van

an toàn và được truyền động từ trục khuỷu động cơ thông qua dây dai

Phương án bố trí này có ưu điểm:

- Kết cấu của cơ cấu lái nhỏ gọn

- Dễ bố trí trợ lực lái

- Tăng tính thống nhất sản phẩm

- Giảm tải trọng tác dụng lên các chi tiết của hệ thống lái

Nhược điểm: Kết cấu kém cứng vững, chiều dài các đường ống lớn dẫn đến tăngkhả năng dao động các bánh xe dẫn hướng

Bộ trợ lực thủy lực có nhiệm vụ làm giảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấutruyền lên vô lăng Bộ trợ lực còn làm tăng tính an toàn khi có một bánh xe dẫn hướng

bị nổ Vì khi đó người lái đủ sức giữ tay lái cho xe chuyển động thăng và vừa thực hiệnphanh ngặt

Cơ cấu lái loại bánh răng- thanh răng có kết cấu nhỏ gọn, tỷ số truyển nhỏ, độ nhạycao, chế tạo đợn giản và hiệu suất cao

CHƯƠNG II KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ

TOYOTA FORTUNER 20152.1 Sơ đồ chung của hệ thống lái trên xe Toyota Fortuner

Hệ thống lái trên xe Toyota Fortuner sử dụng cơ cấu lái bánh răng - thanh răng có sửdụng trợ lực thuỷ lực

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái trên xe Toyota Fortuner

1- Đai ốc hãm; 2- Khớp cầu; 3- Đòn quay đứng; 4- Đai ốc dầu;

5-Đường dầu từ bơm đến; 6- 5-Đường dầu hồi từ bình chứa; 7- Hộp điều

khiển lái; 8- Vô lăng; 9- Trục lái;10-Trục các đăng; 11- Khớp các

đăng; 12- Đai ốc định vị trục van điều khiển;13- Cơ cấu lái; 14- Bu

long; 15- Đường dầu nối giữa khoang phải xylanh với van xoay;

16-Đường dầu nối giữa khoang trái xy lanh với van xoay; 17- Xy lanh trợ

lực; 18- Đai ốc dầu; 19- Thanh kéo ngang; 20- Thanh kéo bên;

21- Đai ốc hãm; 22- Bánh xe; 23- Puly; 24- Bơm;25- Bình chứa dầu;

26- Đai ốc dầu

Cấu tạo của cơ cấu bánh răng – thanh răng có trợ lực gồm một xi-lanh và một piston

ở ngay giữa kết hợp với hai đường dẫn chất lỏng xung quanh piston Về nguyên lý hoạtđộng, tại đường ống dẫn chất lỏng hai bên piston, một dòng chất lỏng áp suất cao đượcbơm thẳng vào một đầu đường ống nhằm đẩy piston dịch chuyển Khi đó, thanh răngdịch chuyển theo giúp tài xế có thể dễ dàng quay tay lái ở tất cả các phía

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí hệ thống lái của xe với động cơ 2TR-FE

1- Thước lái; 2- Bơm trợ và bình dầu lực lái; 3- Vành tay lái.

Nguyên lí làm việc: Khi người lái tác dụng lực để quay vô lăng, hệ thống trợ lựcđiện làm việc, các cảm biến mô men lái được gắn trên trục lái phát hiện và truyền tínhiệu về bộ xử lí Bộ xử lí dựa vào các tín hiệu đầu vào, gửi tín hiệu điều khiển cho mô

tơ điện trợ lực tác dụng lực hỗ trợ lực đánh lái Lực đánh lái sau đó được truyền xuống

cơ cấu lái, tại đây chuyển động quay từ trục lái chuyển thành chuyển động tịnh tiến rồitruyền tới cơ cấu dẫn động rồi truyền tới bánh xe dẫn hướng

Dưới đây là sơ đồ kết cấu của cơ cấu lái bánh răng - thanh răng

Hình 2.3 Sơ đồ lắp đặt cơ cấu lái bánh răng - thanh răng

1- Khớp nối; 2- Thanh răng

Bánh răng có thể răng thẳng hay răng nghiêng Thanh răng trượt trong các ống dẫnhướng Để đảm bảo ăn khớp không khe hở, bánh răng được ép đến thanh răng bằng êcu

Ưu điểm:

- Có tỷ số truyền nhỏ, iω nhỏ dẫn đến độ nhạy cao Vì vậy được sử dụng rộng rãitrên các xe đua, du lịch, thể thao

- Hiệu suất cao

- Kết cấu gọn, đơn giản, dễ chế tạo

Nhược điểm:

- Lực điều khiển tăng (do iω nhỏ)

- Không sử dụng được với hệ thống treo trước loại phụ thuộc

- Tăng va đập từ mặt đường lên vô lăng

Phạm vi sử dụng: Cơ cấu lái này được sử dụng phổ biến trên các loại xe từ 4 đến 5chỗ ngồi

2.2 Nguyên lý làm việc hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2015

Hệ thống lái trên xe Toyota Fortuner 2015 gồm có vành tay lái được lắp với trục lái,trục lái liên kết với cơ cấu lái thông qua trục các đăng Khi muốn điều khiển xe hướngsang trái hoặc phải thì người lái xoay vành tay lái qua trái hoặc phải, lúc đó lực ở vànhtay lái sẽ truyền qua trục lái đến khớp các đăng và đi đến cơ cấu lái Cơ cấu lái trên xeToyota Fortuner 2015 là kiểu bánh răng thanh răng Lực xoay của vành tay lái đượctruyền đến làm xoay bánh răng và biến chuyển động xoay tròn của bánh răng thànhchuyển động tịnh tiến của thanh răng, thanh răng sẽ truyền chuyển động đến rotyun láilàm bánh xe chuyển động sang trái hoặc phải

Cơ cấu bánh răng - thanh răng có nhiệm vụ xoay các van điều khiển để điều khiểndòng dầu thủy lực từ bơm vào 2 phía của piston thanh răng Các piston thanh răng sẽchuyển đổi áp lực dầu thành chuyển động tịnh tiến để dịch chuyển thanh răng sang phảihoặc trái Chuyển động này thông qua các thanh rô tuyn và rô tuyn tới khuỷu lái rồi làmquay các bánh xe dẫn hướng

Khi không có sự hổ trợ của hệ thống trợ lực lái, cơ cấu bánh răng - thanh răng sẽđược điều khiển bằng tay nhưng với lực nặng hơn Chuyển động quay từ vành tay lái sẽtruyền xuống bánh răng, bánh răng ăn khớp với thanh răng và biến chuyển đông quaycủa bánh răng thành chuyển động tịnh tiến của thanh răng làm thanh răng dịch chuyểnsang 2 phía

Bơm cánh gạt có nhiệm vụ cấp dòng dầu có áp lực cao tới cơ cấu lái

2.3 Nguyên lý hoạt động van phân phối

Để cung cấp cho hệ thống thuỷ lực hoạt động hỗ trợ cho hệ thống lái, người ta sửdụng một bơm thuỷ lực kiểu cánh gạt Bơm này được dẫn động bằng mô men của động

cơ nhờ truyền động puli - đai Khi rô to quay, dưới tác dụng của lực ly tâm các cánh gạt

này bị văng ra và tì sát vào một không gian kín hình ô van Dầu thuỷ lực bị kéo từđường ống có áp suất thấp và bị nén tới một đầu ra có áp suất cao Lượng dầu đượccung cấp phụ thuộc vào tốc độ của động cơ Bơm luôn được thiết kế để cung cấp đủ

lượng dầu ngay khi động cơ chạy không tải, và do vậy nó sẽ cung cấp quá nhiều dầu khi

động cơ hoạt động ở tốc độ cao Để tránh quá tải cho hệ thống ở áp suất cao, người taphải lắp đặt cho hệ thống một van giảm áp

Hệ thống trợ lực lái sẽ hỗ trợ người lái khi anh ta tác dụng một lực trên vành tay lái(khi muốn chuyển hướng xe) Khi người lái không tác động một lực nào (khi xe chuyểnđộng thẳng), hệ thống không cung cấp bất cứ một sự hỗ trợ nào Thiết bị dùng để cảmnhận được lực tác động lên vành tay lái được gọi là van quay

Chi tiết chính của van quay là một thanh xoắn Thanh xoắn là một thanh kim loạimỏng có thể xoắn được khi có một mô men tác dụng vào nó Đầu trên của thanh xoắnnối với vành tay lái còn đầu dưới nối với bánh răng, vì vậy toàn bộ mô men xoắn củathanh xoắn cân bằng với tổng mô men người lái sử dụng để làm đổi hướng bánh xe Mômen mà người lái tác động càng lớn thì mức độ xoắn của thanh càng nhiều

Đầu vào của trục tay lái là một thành phần bên trong của một khối van hình trụ ống

Nó cũng nối với đầu mút phía trên của thanh xoắn Phía dưới của thanh xoắn nối vớiphía ngoài của van ống Thanh xoắn cũng làm xoay đầu ra của cơ cấu lái, nối với bánhrăng

Khi thanh xoắn bị xoắn đi, nó làm bên trong của van ống xoay tương đối với phíangoài Do phần bên trong của van ống cũng được nối với trục tay lái (tức là nối vớivành tay lái) nên tổng số góc quay giữa bên trong và ngoài của van ống phụ thuộc vàoviệc người lái xoay vành tay lái

a Vị trí trung gian

Hình 2.4 Nguyên lý hoạt động van phân phối ở vị trí trung gian

Khi trục van phân phối không quay nó sẽ nằm ở vị trí trung gian so với van quay.Dầu do bơm cung cấp quay trở lại bình chứa qua cổng "D" và buồng "D" Các buồngtrái và phải của xi lanh bị nén nhẹ nhưng do không có sự chênh lệch áp suất nên không

có lực trợ lái

Hình 2.5 Đường đi của dầu ở vị trí trung gian

b Vị trí quay vòng sang phải

Hình 2.6 Nguyên lý hoạt động van phân phối ở vị trí quay vòng sang phải

Khi xe quay vòng sang phải, thanh xoắn bị xoắn và trục van phân phối theo đó quaysang phải Các lỗ X và Y hạn chế dầu từ bơm để ngăn dòng chảy vào các cổng "C"vàcổng "D" Kết quả là dầu chảy từ cổng"B" tới ống nối "B" và sau đó tới buồng xi lanhphải, làm thanh răng dịch chuyển sang trái và tạo lực trợ lái Lúc này, dầu trong buồng

xi lanh trái chảy về bình chứa qua ống nối "C" → cổng "C" → cổng "D" → buồng

"D"

Hình 2.7 Đường đi của dầu ở vị trí quay vòng sang phải

c Vị trí quay vòng sang trái

Hình 2.8 Nguyên lý hoạt động van phân phối ở vị trí quay vòng sang trái

Khi xe quay vòng sang trái thanh xoắn bị xoắn và trục van phân phối cũng quaysang trái Các lỗ X' và Y' hạn chế dầu từ bơm để chặn dòng chảy dầu vào các cổng "B"và"C" Do vậy, dầu chảy từ cổng "C" tới ống nối "C" và sau đó tới buồng xi lanh tráilàm thanh răng dịch chuyển sang phải và tạo lực trợ lái Lúc này, dầu trong buồng xilanh phải chảy về bình chứa qua ống nối "B"→ cổng " B"→ cổng "D"→ buồng "D"

Hình 2.9 Đường đi của dầu ở vị trí quay vòng sang trái

2.4 Cấu tạo một số chi tiết trên hệ thống lái

Dưới đây là bảng thông số kỹ thuật chính của các chi tiết trong hệ thống lái ô tôToyota Fortuner

Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật chính của các chi tiết trong hệ thống lái ô tô

Cơ cấu lái trên xe Toyota Fortuner là loại bánh răng- thanh răng, có bộ trợ lực láithuỷ lực Dẫn động hệ thống lái thông qua trục lái, khớp các đăng và các khâu khớptrong hình thang lái Cơ cấu lái và trợ lực lái được bố trí chung thành một cụm, cơ cấulái được bắt chặt vào khung xe và nối với trục lái bằng khớp các đăng

Cấu tạo của hệ thống lái bao gồm: vành tay lái, trục lái, các đăng truyền động, cơcấu lái, bộ trợ lực thuỷ lực và dẫn động lái Bộ trợ lực thuỷ lực có nhiệm vụ làm giảmbớt lực điều khiển của người lái, làm giảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấutruyền lên vành tay lái Bộ trợ lực còn làm tăng tính an toàn khi có một bánh xe dẫnhướng bị nổ Vì lúc đó người lái đủ sức giữ tay lái cho xe chuyển động thẳng và vừathực hiện phanh ngặt

Bơm trợ lực lái là loại bơm cánh gạt, được đặt trên thân động cơ và được truyềnđộng từ trục khuỷu động cơ thông qua dây đai.

Bộ trợ lực thuỷ lực có nhiệm vụ làm giảm nhẹ lực điều khiển của người lái, làmgiảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lên vành tay lái Bộ trợ lực cònlàm tăng tính an toàn khi có một bánh xe dẫn hướng bị nổ Vì lúc đó người lái đủ sứcgiữ tay lái cho xe chuyển động thẳng và vừa thực hiện phanh ngặt

2.4.1 Vành tay lái

Cấu tạo: vành tay lái ô tô Toyota Fortuner có dạng hình tròn với bốn nan hoa được

bố trí xung quanh vòng tay lái Bán kính ngoài của vành tay lái là 195 mm

Hình 2.10 Vành tay lái

Chức năng: Tiếp nhận mômen quay từ người lái rồi truyền cho trục lái

Ngoài chức năng chính là tạo momen lái, vành tay lái còn là nơi bố trí một số bộphận khác của xe như : công tắc còi, công tắc signal, túi khí bảo vệ người lái khi xẩy ra

sự cố như tai nạn, các nút điều chỉnh âm thanh.

Hình 2.11 Túi khí

Túi khí an toàn có hình dáng tương tự cây nấm được làm bằng nylon phủ neoprene, được xếp lại và đặc trong phần giữa của vành tay lái Khi xe đâm thẳng vào một xe khác hoặc vật thể cứng, túi khí sẽ phồng lên trong khoảnh khắc để hình thành một chiếc đệm mềm giữa lái xe và vành tay lái.Túi khí an toàn chỉ được sử dụng một lần Sau khi hoạt động túi khí phải được thay mới.

2.4.2 Trục lái và trục các đăng lái

Trục lái là thành tố cấu thành hệ thống lái có chức năng chính là truyền momen lái

từ vô lăng đến cơ cấu lái Một trục lái đơn giản chỉ bao gồm trục lái và các bộ phận baoche trục lái Trục lái trên xe Toyota Fortuner có cấu tạo phức tạp hơn nó cho phép thayđổi độ nghiêng của vành tay lái hoặc cho phép trụ lái chùm ngắn lại khi người lái vađập trong trường hợp xảy ra tai nạn để hạn chế tác hại đối với người lái

Ngoài ra trụ lái còn là nơi lắp đặt nhiều bộ phận khác của ôtô như: cần điều khiển hệthống đèn, cần điều khiển gạt nước, cần điều khiển hộp số, hệ thống dây điện và cácđầu nối điện

Trục các đăng là bộ phận nối chuyển tiếp giữa trục lái và cơ cấu lái Trên trục cácđăng có khớp nối chữ thập Khớp chữ thập cho phép có độ lệch giữa trục lái và trục vítcủa cơ cấu lái khi hai trục này không đồng trục với nhau

2.4.3 Cơ cấu lái

Cơ cấu lái sử dụng trên xe Toyota Fortuner là loại bánh răng trụ - thanh răng

Hình 2.12 Cơ cấu lái loại bánh răng - thanh răng

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

Cơ cấu lái bánh răng trụ - thanh răng sử dụng chủ yếu trên các xe công suất bé Vỏcủa cơ cấu lái được làm bằng gang, trong vỏ có các bộ phận làm việc của cơ cấu lái,gồm trục răng ở phía dưới trục lái chính ăn khớp với thanh răng, vỏ của cơ cấu lái bánhrăng trụ - thanh răng kết hợp làm luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thanglái Trục răng được chế tạo bằng thép, trục răng quay trơn nhờ 2 ổ bi đặt trong vỏ của cơcấu lái Điều chỉnh các ổ này dùng một êcu lớn ép chặt các ổ bi, trên vỏ êcu có phớt chebụi Để đảm bảo trục răng quay nhẹ nhàng thanh răng có cấu tạo răng nghiêng, phần cắtrăng của thanh răng nằm ở phía trái, phần thanh còn lại có tiết diện tròn Khi vô lăngquay, trục răng quay làm thanh răng chuyển động tịnh tiến sang phải hoặc sang trái trênhai bạc trượt Sự dịch chuyển của thanh răng được truyền xuống thanh cam quay quacác đầu thanh răng và đầu thanh lái Cơ cấu lái đặt trên vỏ xe, để tạo góc ăn khớp lớncho bộ truyền răng nghiêng thì trục răng đặt nghiêng ngược chiều nghiêng của thanhrăng, nhờ vậy sự ăn khớp của bộ truyền lớn, làm việc êm

Khi quay vành tay lái thông qua trục lái thì trục răng 3 sẽ làm dịch chuyển thanhrăng 7 qua trái hoặc phải Hai đầu thanh răng được nối với bánh xe dẫn hướng qua cáckhớp cầu và thanh nối sẽ làm quay bánh xe dẫn hướng tương ứng với góc đánh vành taylái Dẫn hướng thanh răng 5 giúp giữ thanh răng không bị quay trong vỏ cơ cấu lái Bạclệch tâm 1 để điều chỉnh ăn khớp giữa trục vít và thanh răng, còn vít điều chỉnh 4 đểđiều chỉnh khoảng hở mặt bên

Cơ cấu lái loại bánh răng trụ - thanh răng có các ưu điểm sau:

- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng có tác dụngnhư thanh dẫn động lái nên không cần các thanh ngang như ở các cơ cấu lái khác.

- Ăn khớp răng trực tiếp nên độ nhạy cao

- Ma sát trượt và lăn nhỏ kết hợp với sự truyền mômen tốt nên lực điều khiểntrên vành lái nhẹ

Cơ cấu lái được bao kín hoàn toàn nên ít phải bảo dưỡng

Cơ cấu lái kiểu này thì tỉ số truyền có thể thay đổi được Bước răng (khoảng cáchgiữa các răng) giảm từ từ về hai phía đầu của thanh răng và độ sâu bước ăn khớp mà tại

đó răng của trục răng ăn khớp với răng của thanh răng trở nên lớn hơn Vì vậy đườngkính ăn khớp thực tế của trục răng giảm khi nó tiến gần tới hai đầu của thanh răng Điều

đó có nghĩa là, cùng với một góc quay của vô lăng như nhau, ở phần giữa của thanhrăng, nó sẽ di chuyển thoải mái hơn so với hai đầu của thanh răng

Như vậy, nếu so sánh tỷ số truyền không đổi tức lực lái tăng khi quay vô lăng thìkiểu có tỷ số truyền thay đổi, có lực lái thay đổi rất ít nên điều khiển lái rất nhẹ nhàng

2.4.4 Dẫn động lái

Dẫn động lái trên ôtô Toyota Fortuner bao gồm tất cả các chi tiết truyền lực từ cơcấu lái đến ngỗng quay của các bánh xe Bộ phận cơ bản và quan trọng nhất của dẫnđộng lái là hình thang lái, được tạo bởi cầu trước, đòn kéo ngang, và các cạnh bên Nó

có nhiệm vụ đảm bảo động học quay vòng đúng cho các bánh xe không bị trượt lê khiquay vòng Do đó làm giảm mài mòn lốp, giảm tổn hao công suất và tăng tính ổn địnhkhi quay vòng

Hình 2.13 Kết cấu khớp cầu của thanh kéo bên (rô - tuyn ngoài)

1- Vòng kẹp; 2- Bạc lót; 3- Khớp cầu; 4- Cao su giảm chấn; 5- Lò xo.

2.4.5 Bơm trợ lực lái

Bơm thuỷ lực sử dụng trong hệ thống trợ lực lái trên xe Toyota Fortuner là bơm

kiểu phiến gạt Bơm thủy lực được đặt phía trên động cơ và được dẫn động từ động cơbằng bộ truyền đai

Hình 2.14 Bơm kiểu phiến gạt

1- Trục rô to; 2- Rô to; 3- Cánh bơm; 4- Vòng cam; 5- Sau cánh bơm;

6- Van điều khiển lưu lượng; 7- Lỗ tiết lưu; 8- Cửa hút; 9- Cửa xả.

Hình 2.15 Cấu tạo bơm trợ lực

*Nguyên lý hoạt động của bơm trợ lực thủy lực

Rô to quay trong một vòng cam được gắn chắc với vỏ bơm Rô to có các rãnh đểgắn các cánh bơm Chu vi vòng ngoài của rô to hình tròn nhưng mặt trong của vòngcam hình ô van do vậy tồn tại một khe hở giữa rô to và vòng cam Cánh gạt sẽ ngăncách 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 dầutác động sau cánh bơm, hình thành một phớt dầu ngăn rò rỉ áp suất từ giữa cánh gạt vàvòng cam khi bơm tạo áp suất dầu Dung tích buồng dầu có thể tăng hoặc giảm khi rô toquay để vận hành bơm Nói cách khác, dung tích của buồng dầu tăng tại cổng hút dovậy dầu từ bình chứa sẽ được hút vào buồng dầu từ cổng hút Lượng dầu trong buồngchứa giảm bên phía xả và khi đạt đến 0 thì dầu trước đây được hút vào buồng này bị épqua cổng xả Có 02 cổng hút và 02 cổng xả Do đó, dầu sẽ hút và xả 02 lần trong trongmột chu kỳ quay của rô to

Trong quá trình hoạt động bơm được dẫn động bằng động cơ do đó lưu lượng củabơm thay đổi theo tốc độ của động cơ Khi động cơ quay chậm thì lưu lượng dầu nhỏ

do

đó người lái cần tác động lực lớn hơn, khi động cơ quay nhanh thì lưu lượng dầu lớnhơn gấp nhiều lần do đó người lái cần tác động lực nhỏ hơn Nói cách khác yêu cầu vềlực đánh tay lái thay đổi theo tốc độ của động cơ đây là điều bất lợi về mặt ổn định lái.

Vì vậy việc duy trì lưu lượng của bơm không đổi, không phụ thuộc vào tốc độ của động

cơ là một yêu cầu cần thiết do đó trên các loại bơm được lắp thêm van điều tiết lưulượng

Mặt khác khi xe chạy ở tốc độ cao sức cản lốp xe nhỏ do đó lực xoay các bánh xedẫn hướng sẽ nhỏ hơn vì vậy lực đánh tay lái cũng nhỏ hơn Vì vậy một yêu cầu của bộtrợ lực nữa là ít trợ lực hơn ở điều kiện tốc độ cao mà vẫn đạt được lực lái thích hợp

Để đảm bảo được các yêu cầu trên, trên các bộ trợ lực thường được gắn thêm vanđiều tiết lưu lượng

2.4.6 Xy lanh lực

Cặp chi tiết xy lanh và piston lực trong hệ thống trợ lực thuỷ lực là bộ phận tiếpnhận lực đẩy của dầu thuỷ lực cao áp và chuyền cho cơ cấu dẫn động lái hỗ trợ cho quátrình xoay các bánh xe dẫn hướng. 

Hình 2.16 Xi lanh lực trên xe Toyota Fortuner

1- Trục van phân phối; 2- Thanh răng; 3- Pít tông; 4- Buồng trái;

5- Buồng phải;6- phớt dầu

Pistong trong cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng được chế tạo liền với thanh răng

để đảm bảo cho cơ cấu lái được nhỏ gọn và hiệu quả tác động nhanh chóng Thanh răng

và bánh răng được chế tạo kiểu răng nghiêng như hình để đảm bảo độ bèn cho cơ cấulái

2.4.7 Van phân phối

Van phân phối sử dụng trong hệ thống trợ lực lái trên xe Toyota Fortuner là loại van

quay Trong van phân phối có phần tử định tâm và phần tử phản lực Van phân phốiđược chế tạo với độ chính xác rất cao, trong đó có các van an toàn để tránh cho áp suấtdầu tăng quá cao và đảm bảo cho hệ thống lái làm việc bình thường khi bơm dầu bịhỏng

Trên xe Toyota Fortuner thanh răng cán pit tông trợ lực và thanh răng dịch chuyển do

áp suất dầu tạo ra từ bơm trợ lực lái tác động lên pít tông theo cả hai hướng Trục vanphân phối được nối với vô lăng Khi vô lăng ở vị trí trung gian (xe chạy thẳng) thì vanphân phối cũng ở vị trí trung gian 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 phânphối thay đổi đường truyền do vậy dầu chảy vào một trong các buồng Dầu trong buồngđối diện bị đẩy ra ngoài và chảy về bình chứa theo van phân phối

Hình 2.17 Van phân phối kiểu quay

1- Thanh xoắn; 2 Trục van; 3 Van quay; 4 Vỏ van phân phối; 5.

Trục răng; 6 Chốt cố định; 7 Cửa nạp; 8 Cửa hồi; 9 Miếng hãm

(trục răng).

Van phân phối trong cơ cấu lái quyết định đưa dầu từ bơm trợ lực lái đi vào buồngnào Trục van phân phối (trên đó tác động mô men vô lăng) và trục răng được nối vớinhau bằng một thanh xoắn Van quay và trục răng được cố định bằng một chốt và quayliền với nhau Nếu không có áp suất của bơm tác động, thanh xoắn sẽ ở trạng thái hoàn