Bảo dưỡng hệ thống treo, lái trên ô tô.

HỆ THỐNG TREO HỆ THỐNG TREO PHỤ THUỘC HỆ THỐNG TREO BÁN ĐỘC LẬP HỆ THỐNG TREO ĐỘC LẬP HỆ THỐNG TREO MACPHERSON HỆ THỐNG TREO HAI CÀNG CHỮ A HỆ THỐNG TREO HAI CÀNG CHỮ A TRÊN CAO HỆ THỐNG TREO ĐA LIÊN KẾT LOẠI E HỆ THỐNG TREO PHỤ THUỘC TRÊN CẦU SAU NGUYÊN LÍ HẤP THỤ GIAO ĐỘNG CÁC LOẠI LÒ XO THIẾT KẾ LÒ XO TRỤ LÒ XO THANH XOẮM BỘ GIẢM CHẤN THANH ỔN ĐỊNH CÁC LOẠI GÓC ĐẶT BÁNH XE GIÁ TRỊ GÓC ĐẶT ĐƯỜNG TÂM XE ĐỘ CHỤM ĐƯỜNG LỆCH TÂM GÓC LỆCH TÂM GÓC CHUNG ĐỘ CHỤM DƯƠNG KHI QUAY VÒNG GÓC LỆCH GIỮA HAI BÁNH XE KHOẢNG LỆCH CẦU SAU TÁC DỤNG CỦA GÓC CAMBER ỨNG LỰC CAMBER HẬU QUẢ KHI GÓC CAMBER KHÔNG ĐÚNG NHỮNG YẾU TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN VIỆC XÁC ĐỊNH ĐỘ CHỤM TÁC DỤNG CỦA ĐỘ CHỤM HẬU QUẢ KHI ĐỘ CHỤM KHÔNG ĐÚNG TÁC DỤNG CỦA GÓC CASTER SỰ GIAO ĐỘNG GÓC ĐẶT BÁNH XE KIỂM TRA TRÊN ĐƯỜNG

NỘI DUNG

HỆ THỐNG TRỢ LỰC LÁI LOẠI THANH RĂNG VÀ BÁNH RĂNG

NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG

VAN ĐIỀU KHIỂN (LOẠI VAN QUAY)

BƠM DẦU

NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN DÒNG DẦU

VAN ĐIỀU KHIỂN DÒNG DẦU LOẠI BIẾN THIẾN

ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG LÁI

NEUTRAL STEERING

UNDERSTEERING

OVERSTEERING

BÀI TẬP THỰC HÀNH

Bài tập 01 Kiểm tra vận hàng hệ thống lái trên xe Xưởng dịch vụ Bài tập 02 Tháo vào lắp các bộ phận của hệ thống lái Xưởng dịch vụ

HỆ THỐNG TRỢ LỰC LÁI (LOẠI TRỤC VÍT THANH RĂNG)

POWER ASSIST STEERING (RACK AND PINION TYPE)

Các bộ phận của hệ thống trợ lực lái về cơ bản là giống với hệ thống không có trợ lực lái Nó gồm có, vô lăng lái xe, cột cái và trục dẫn động, thước lái ngoài ra còn có thêm bơm dầu trợ lực lái và ông dẫn dầu làm mát

Tuy nhiên, tuy nhiên cấu trúc và mục đích của thước lái thì khác với hệ thống lái không có trợ lực gồm có van điều khiển và xi-lanh (vỏ thước lái) được lắp thêm vào

NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG

Vị trí trung gian - Neutral

Khi ở vị trí trung gian, van điều khiển chuyển đổi dòng dầu giống như hình minh họa bên dưới Áp lực dầu tương đương tac động lên 2 bên của piston trợ lực lái Như vậy không có trợ lực lái được tạo ra Dầu trợ lực từ bơm dầu hồi trở lại bình chứa thông qua van điều khiển

Đánh lái qua trái

Khi vô lăng quay ngược chiều kim đồng hồ (qua bên trái) van điều khiển sẽ chuyển dòng dầu như hình minh họa bên dưới Dầu trợ lực từ bơm dầu chảy tới buồng xi lanh A, trong khi dầu từ buồng xi lanh B chảy về bình chứa

Đánh lái qua bên phải

Khi vô lăng đánh lái quay theo chiều kim đồng hồ, van điều khiển chuyển dòng dầu như hình minh họa bên dưới Dầu trợ lực đến buồng B của thước lái, trong khí dầu

từ buồng A của thước lái trờ về bình chứa

Áp lực dầu trợ lực lái

Bơm dầu được dẫn động bởi động cơ, và bơm dầu có lắp thêm van điều khiển dòng dầu (van điều áp) Van này sẽ kiểm áp lực dầu của bơm Lượng dầu bơm từ bơm đi

ra nhỏ hơn, thì yêu cầu một áp lực thủy lực lơn hơn để đầy van điều khiển dòng dầu sang hướng mở dầu về bình chứa, điều đó làm tăng áp lực dầu trợ lực lên

Khi thanh răng di chuyển hết hành trình về một bên của thước lái, sẽ không có dầu đến thước lái (không có dầu đi ra khỏi bơm), khi đó áp lực trợ lực là lớn nhất Áp lực lớn nhất này được xác định bởi van điều áp Áp lực trợ lực lớn nhất trên xe du lịch thường từ 8-10Mpa

VAN ĐIỀU KHIỂN DÒNG DẦU – LOẠI VAN XOAY

CONTROL VALVE (ROTARY VALVE TYPE)

Van điều khiển dòng dầu được lắp trên thước lái Hình minh họa bên trên thể hiện van điều khiển dòng dầu loại van quay

Rô to được lắp với trục lái, nó kêt nối với trục vít thông qua thanh xoắn

Thanh răng và ống lót là hai phần quay cùng với nhau do chốt định vị

Mối quan hệ về vị trí giữa rô to, trục vít và ống lót sẽ thay đổi theo thanh xoắn khi nó

bị vặn lại Lực đánh lái càng lớn thì thanh xoắn bị vặn càng nhiều sự thay đổi vị trí giữa rô to, trục vít và ống lót sẽ quyết định tình trạng của van điều khiển

Chú ý: Then hoa ở một đầu của rô to không được ắp khớp với đầu trục vít

Hình minh họa bên dưới thể hiện mặt cắt của van điều khiển loại van xoay

Áp lực dầu trợ lực lái

Bơm dầu được dẫn động bởi động cơ, và bơm dầu có lắp thêm van điều khiển dòng dầu (van điều áp) Van này sẽ kiểm áp lực dầu của bơm Lượng dầu bơm từ bơm đi

ra nhỏ hơn, thì yêu cầu một áp lực thủy lực lơn hơn để đầy van điều khiển dòng dầu sang hướng mở dầu về bình chứa, điều đó làm tăng áp lực dầu trợ lực lên

Khi thanh răng di chuyển hết hành trình về một bên của thước lái, sẽ không có dầu đến thước lái (không có dầu đi ra khỏi bơm), khi đó áp lực trợ lực là lớn nhất Áp lực lớn nhất này được xác định bởi van điều áp Áp lực trợ lực lớn nhất trên xe du lịch thường từ 8-10Mpa

BƠM DẦU

Hình dưới đây thể hiện sơ đồ kết cấu của bơm cánh gạt

Bơm cánh gạt

Khi rô to quay, các cánh gạt được tích hợp trong rô to sẽ văng ra và tì lên mặt trong của cam ring

Khi các cánh gạt văng ra, dung tích của buồng bơm được tạo thành từ cánh gạt, rô

to và cam ring sẽ tăng lên để hút dầu trợ lực

Khi các cánh gạt ép vào, dung tích của buồng bơm giảm xuống đẩy dầu trợ lực ra ngoài

NGUYÊN LÍ CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN DÒNG DẦU (VAN ĐIỀU ÁP)

PLINCIPLE OF FLOW CONTROL VALVE

Van điều khiển dòng dầu điều chỉnh một lượng dầu trợ lực quay trở lại bình chứa tùy thuộc vào độ sụt áp trên zíc lơ

Khi piston trợ lực lái di chuyển sang bên phải, dòng dầu đến thước lái qua zíc lơ Piston di chuyển, áp lực được tạo ra bởi 2 bên plunger (piston van điều khiển dòng dầu) có sự chênh lệch, do sự chênh lệch áp lực này plunger sẽ di chuyển sang trái

và mở cửa xả Do đó áp lực trong hệ thống thủy lực sẽ giảm xuống

Đây là nguyên lí kiểm soát áp suất theo dòng chảy thủy lực Độ sụt áp tại zíc lơ tỉ lệ thuận vời diện tích tăng lên của dòng chảy

Nếu piston trợ lực di chuyển đến một đầu của thước lái, khi đó sẽ không có dòng dầu đến thước lái, và sự chênh lệch sáo suất tạo ra tại zíc lơ là nhỏ nhất

Khi đó áp lực thủy lực tại 2 đầu của plunger là tương đương với nhau Plunger giữ cho cửa xả đóng lại

Áp lực dầu được tạo ra bởi bơm dầu sẽ tăng nên cho đến khi khi an toàn mở

Khi van an toàn mở, Plunger sẽ di chuyển về bên áp lực thấp để mở cửa xả Đây là cách điều chỉnh áp lực dầu trợ lực lớn nhất

Hình minh họa bên dưới thể hiện van điều khiển dòng dầu trợ lực lái Sự chênh lệch

áp lực giữa phần P1 và P2 không đủ để mở piston van điều khiển Vì thế sự chênh lệch áp suất sẽ tăng lên theo lượng dầu tăng lên

Sự chênh lệch áp lực thủy lực giữa phần P1 và P2 đủ lớn để di chuyển piston van điều khiển Sẽ có một lượng dầu nhất định được lưu hồi lại bình chứa hoặc cửa vào của bơm dầu

Hình bên dưới thể hiện việc điều chỉnh áp lực lớn nhất bởi van an toàn

VAN ĐIỀU CHỈNH LƯU LƯỢNG LOẠI BIẾN THIÊN

FLOW CONTROL VALVE (VARIABLE TYPE)

Bằng cách tạo ra lưu lượng dầu trợ lực lớn hơn khi bơm quay ở tốc độ thấp và nhỏ hơn khi bơm quay ở tốc độ cao, lực đánh lái sẽ nhở hơn ở tốc độ thấp (trợ lực lớn hơn) và đáp ứng tốt hơn trong khi xe chạy ở tốc độ cao và khi xe chạy trên đường thẳng, biểu đồ dưới đây thể hiện lưu lượng dầu trợ lực lái

Nguyên lí hoạt động

Trong khi động cơ hoạt động ở tốc độ thấp:

Dầu trợ lực từ bơm dầu đi qua zíc lơ định lượng thứ nhất & thứ hai đến thước lái (nó tương ưng với đường thẳng trước điểm A trên đồ thị)

(Tiếp theo)

Khi tốc độ động cơ tăng lên:

Áp lực chênh lệch P: P= P1-P2

P1: áp lực thủy lực trước zíc lơ, tác động đẩy van điều khiển dòng dầu qua bên phải, P2: Áp lực thủy lực sau zíc lơ, tác động đẩy van điều khiển dòng dầu qua bên trái Khi áp lực chênh lệch P đủ lớn và thắng được lực lò xo, van điều khiển dòng dầu sẽ

di chuyển sang bên phải

Khi đó sẽ mở đường dầu tới cổng vào, và một phần dầu trợ lực sẽ hồi về đường nạp của bơm dầu (tường ứng với điểm A trên đồ thị trên)

Khi tốc độ động cơ tăng cao hơn nữa:

Khi tiếp tục di chuyển về bên phải, zíc lơ định lượng lưu lượng dầu bắt đầu đóng lại (Tương ứng với điểm B trên đồ thị)

(Tiếp tục)

Khi tốc độ động cơ tăng cao hơn nữa:

Van điều khiển lưu lượng dầu di chuyển nhiều hơn sang bên phải, khi đó zíc lơ định lượng lưu lượng dầu trợ lực thứ 2 sẽ hoàn toàn đóng lại

Dòng dầu trợ lực lái chỉ đi qua zíc lơ định lượng thứ 1

(Tương ứng với điểm C trên đồ thị)

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG LÁI

STEERING CHARACTERISTICS

Quay vòng thiếu và quay vòng thừa có thể được mô tả như dưới đây

Khi quay vòng thừa (Oversteering) xuất hiện, bán kính quay vòng dần dần nhỏ đi

do tốc độc xe tăng lên thậm chí góc đánh lái vẫn duy trì không đổi

Quay vòng thiếu (Understeering), thì ngược lại, khi bán kính quay vòng dần dần lớn hơn (Hình bên dưới thể hiện đặc tính quay vòng thiếu và quay vòng thừa)

Ngoài ra, quy vòng thiếu và quay vòng thừa còn có các đặc tính khác

Góc đánh lái trung gian (Neutral steering) (bán kính quay vòng được duy trì trong

khi góc đánh lái không đổi)

reverse steering – Góc đánh lái biến đổi (understeering xuất hiện ở tốc độ thấp và oversteering xuất hiện ở tốc độ cao)

GÓC ĐÁNH LÁI TRUNG GIAN - NEUTRAL STEERING

Hãy giả sử rằng một chiếc xe có trọng lượng 1500kg có một lực li tâm tác dụng khi vào cua là 600kg

Tiếp tục giả sử rằng trọng lượng phân phối cho bánh trước và bánh sau là 50:50 và trọng tâm của xe chính là tâm của kích thước cơ sở của xe

Để chống lại lực li tâm 600kg, một lực ôm cua 300kg được tạo ra cho cầu trước và cầu sau, tương đương với 150kg cho mỗi bánh xe

Để tạo ra lực ôm cua 150kg cho mỗi bánh xe, cầu trước và cầu sau phải có một góc trượt khi quay vòng là 2 độ

Nếu tốc độ tăng lên thì lực quán tính cũng tăng lên, vì thế góc trượt giữa bánh xe trước và sau cũng tăng lên, và quá trình ôm cua xe không làm thay đổi bánh kính quay vòng của xe

QUAY VÒNG THIẾU - UNDERSTEERING

Nếu trọng tâm của xe thay đổi (khoảng cách tới cầu trước 1/3 và tới cầu sau là 2/3), khi đó lực ôm cua cho cầu trước là 400kg, và 200kg cho cầu sau để chống lại 600kg lực li tâm

Giả sử các điều kiện quay vòng giống như ví dụ trước, khi đó lực ôm cua của cầu trước không đủ khi góc trượt (α) là 2 độ Nhưng nếu góc trượt (α) tăng lên 3 độ lốp

xe có thể tạo ra lực ôm cua cần thiết 400kg

Với cầu sau, góc trượt (β) = 3 độ là quá lớn, nhưng nếu góc trượt (β) = 1 độ lực ôm cua 200kg cần thiết được tạo ra

Trong trường hợp này, góc trượt (α)=3 độ cho cầu trước và góc trượt (β)=2 độ cho cầu sau, có nghĩa là vô lăng đánh lái phải đánh lái nhiều hơn 1 độ so với góc đánh lái trung gian Nếu vẫn cố đánh lái với góc trượt (α)= 2 độ, chiếc xe bị văng ra nề, dẫn đến việc quay vòng rộng hơn

QUAY VÒNG THỪA - OVERSTEERING

Nếu trọng tâm của xe thay đổi (2/3 tới cầu trước và 1/3 tới cầu sau) Khi đó lực ôm cua cần thiết cho cầu trước là 200kg và góc trượt là () = 1 độ Và lực ôm cua cần thiết cho cầu sau là 400kg và góc trượt là () = 3 độ Do đó phần đuối của xe sẽ bị trượt khi quay vòng, dẫn đền hiện tượng xe quay vòng nhỏ hơn so với ý định (xe quay vòng thừa)

(tiếp tục)

Trong 3 trường hợp nêu trên, neural steering sẽ không tồn tại trên xe thực tế bởi vì thực tế trên xe thì được thiết kế hơi oversteering hoặc understeering và nó được duy trì nhiều nhất có thể trong dải tốc độ hoạt động bình thường

Thông thường,

Trên xe du lịch được thiết kế hơi understeering

Trên xe thể thao, xe đua thường thiết kế hơi oversteering để có thể đáp ứng nhanh Một trong các yếu tố khả ảnh hưởng đến vấn đề understeering hoặc oversteering

đó là, áp lực lốp xe bánh trước cao và bánh sau mền gây ra hiện tượng

understeering Và ngược lại bánh trước mềm bánh sau căng gây ra hiện tượng

oversteering