106 BÀI 4: HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ Mã bài: MĐ 28 – 04 Giới thiệu Cùng với sự phát triển của lịch sử sản xuất ô tô, hệ thống lái là một hệ có vai trò quan trọng và không ngừng được cải tiến để phù hợp với yêu cầu của nhưu cầu người sử dụng, từ hệ thống lái hoàn toàn bằng cơ khí đến nay đã có hệ thống lái trợ lực thủy lực, trợ lực điện,. đã làm cho việc điều khiển vô lăng trở nên vô cùng nhẹ nhàng và tiện lời. Mục tiêu: - Trình bày được yêu cầu, nhiệm vụ và phân loại hệ thống lái - Giải thích được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp kiểm tra bảo dưỡng hệ thống lái. - Tháo lắp, nhận dạng và kiểm tra, bảo dưỡng các bộ phận của hệ thống lái đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô. - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học sinh – sinh viên. Nội dung chính: 4.1 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG LÁI Mục tiêu: - Trình bày được nhiệm vụ, yêu cầu hệ thống lái - Phân loại được hệ thống lái thường sử dụng 4.1 Nhiệm vụ Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi và duy trì hướng chuyển động của ôtô theo một hướng nhất định nào đó. Hệ thống lái gồm có cơ cấu lái và dẫn động lái: + Cơ cấu lái: là hộp giảm tốc giúp làm giảm bớt lực mà lái xe cần phải tác động vào vành lái, dùng để truyền lực từ vành tay lái đến dẫn động lái.
+ Dẫn động lái: bao gồm một đòn bẩy và một thanh kéo dùng để xoay hai bánh xe trước một góc phù hợp với góc quay của vành lái.2 Yêu cầu Hệ thống lái phải bảo đảm các yêu cầu sau: - Quay vòng ngoặt ô tô trong một thời gian rất ngắn trên một diện tích rất bé. - Điều khiển lái phải nhẹ nhàng thuận tiện. - Động học quay vòng phải đúng để các bánh xe không bị trượt khi quay vòng. - Tránh được các va đập từ bánh dẫn hướng truyền lên vành lái.
- Giữ được chuyển động thẳng ổn định. 107 * Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống dẫn hướng trên xe ô tô + Đảm bảo cho các xe chuyển hướng chuyển động chính xác và an toàn. + Giúp việc điều khiển vô lăng dễ và nhẹ nhàng. + Dao động của bánh trước không được truyền lên vành lái.
+ Các bánh xe dẫn hướng sẽ phải tự động xoay trở về vị trí thẳng đứng sau khi xe quay qua khúc quanh hay đường vòng.3 Phân loại * Theo cách bố trí vành tay lái - Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (khi chiều thuận đi đường là chiều phải). - Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (khi chiều thuận đi đường là chiều trái). * Theo kết cấu của cơ cấu lái - Trục vít – bánh vít + Trục vít – bánh vít (bánh vít dùng vành răng hoặc con lăn). + Trục vít – con trượt (với con trượt và đòn quay).
- Bánh răng- thanh răng. - Liên hợp * Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của bộ trợ lực - Trợ lực thuỷ lực. - Loại trợ lực khí (gồm cả cường hóa chân không). - Loại trợ lực điện.
* Theo số lượng cầu dẫn hướng - Một cầu dẫn hướng. - Nhiều cầu dẫn hướng. - Tất cả các cầu dẫn hướng.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG LÁI Mục tiêu: - Trình bày được cấu tạo nguyên lý hoạt động của hệ thống lái thường - Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái có trợ lực 4.1 Hệ thống lái thường Các bánh răng trong cơ cấu lái không chỉ điều khiển các bánh trước mà chúng còn là các bánh răng giảm tốc đễ giảm lực quay vô lăng bằng cách tăng mô men đầu ra. 108 Tỷ lệ giảm tốc được gọi là tỷ số truyền cơ cấu lái và thường dao động giữa 18 và 20:1.
Tỷ lệ càng lớn không những làm giảm lực đánh lái mà còn yêu cầu phải xoay vô lăng nhiều hơn khi xe quay vòng.1 Cấu tạo chung của hệ thống lái a. Vành tay lái Hình 4. Vành tay lái (vô lăng) - Chức năng: có chức năng tiếp nhận momen quay từ người lái rồi truyền cho trục lái. - Cấu tạo: Vành tay lái có cấu tạo tương đối giống nhau ở tấc cả các loại ôtô.Nó bao gồm một vành hình tròn và một vài nan hoa được bố trí quanh vành trong củavành tay lái.
Ngoài chức năng chính là tạo mô men lái, vành tay lái còn là nơi bố trí một số bộ phận khác của ôtô như : nút điều khiển còi,túi khí an toàn,… Đa số các ôtô hiện nay được trang bị loại còi điện. Nút nhấn còi thườngđược bố trí trên vành tay lái. Nút nhấn còi hoạt động tương tự như một công tắc điện kiểu thường mở. Khi lái xe nhấn nút còi, mạch điện sẽ kín và làm còi kêu.
Để đảm bảo độ an toàn cho người lái và hành khách trong trường hợp xe bị đâm chính diện. Các ôtô hiện nay thường được trang bị hệ thống an toàn. Hai loại thiết bị an toàn được sử dụng phổ biến hiện nay là dây an toàn và túi khí an toàn. Nhiều hãng chế tạo ôtô chỉ trang bị túi khí cho các loại xe sang trọng, còn các xe thông thường chỉ được trang bị dây an toàn.
Túi khí an toàn 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. Trục tay lái * Cấu tạo chung: Giá đỡ dễ vỡ ống trục lái Cần nghiêng Trục lái chính (phía dưới) Hình 4.
Trục tay lái Trục lái có hai loại: loại cố định không thay đổi được góc nghiêng (hình 1.a) và loại thay đổi được góc nghiêng (hình 1.b) 110 Đối với loại không thay đổi được góc nghiêng thì trục lái gồm một thanh thép hình trụ rỗng. Đầu trên của trục lái được lắp bằng then hoa với moayơ của vành lái (vô lăng) còn đầu dưới được lắp cũng bằng then hoa với khớp các đăng. Trục chính được đỡ trong ống trục lái bằng các ổ bi. Ống trục lái được cố định trên vỏ cabin bằng các giá đỡ.
Vành lái có dạng một thanh thép hình tròn với một số nan hoa (hai hoặc ba) nối vành thép với moayơ vành lái cũng bằng kim loại. Moayơ có làm lỗ với các then hoa để ăn khớp then với đầu trên của trục lái. Đối với loại trục lái thay đổi được góc nghiêng thì ngoài những chi tiết kể trên, trục chính không phải là một thanh liên tục mà được chia thành hai phần có thể chuyển động tương đối với nhau trong một góc độ nhất định nhờ kết cấu đặc biệt của khớp nối. Tuỳ thuộc vào tư thế và khuôn khổ của người lái mà vánh lái có thể được điều chỉnh với góc nghiêng phù hợp.
Các chi tiết chính của trục lái * Cơ cấu hấp thụ va đập: 111 Hình 4. Cơ cấu hập thụ va đập kiểu giá đỡ uốn Khi xe bị đâm, cơ cấu này giúp người lái tránh được thương tích do trục lái chính gây ra bằng 2 cách: gãy tại thời điểm xe bị đâm (va đập sơ cấp); và giảm va đập thứ cấp tác động lên cơ thể người lái khi cơ thể người lái bị xô vào vô lăng do quán tính. Trục lái hấp thụ va đập được phân loại như sau: + Kiểu giá đỡ uốn + Kiểu bi + Kiểu cao su silicôn + Kiểu ăn khớp + Kiểu ống xếp -Sau đây sẽ giải thích về kiểu giá đỡ uốn - Cấu tạo: Cơ cấu hấp thụ va đập bao gồm một giá đỡ phía dưới, giá đỡ dễ vỡ, trục trung gian và tấm hấp thụ va đập. Trục lái được lắp với thanh tăng cứng bảng táp lô thông qua giá đỡ phía dưới và giá đỡ dễ vỡ.
Trục lái và hộp cơ cấu lái được nối với trục trung gian. - Hoạt động: 112 Khi hộp cơ cấu lái chuyển dịch khi xe bị va đập (va đập sơ cấp) thì trục trung gian co lại, do đó làm giảm khả năng trục lái và vô lăng nhô lên trong buồng lái. Khi một lực va đập được truyền vào vô lăng trong sự cố đâm xe (va đập thứ cấp) thì cơ cấu hấp thụ va đập và túi khí của người lái giúp hấp thu va đập. Hơn nữa, giá đỡ dễ vỡ và giá đỡ phía dưới tách ra làm cho toàn bộ trục lái đổ về phía trước.
Lúc này tấm hấp thụ va đập bị biến dạng để giúp hấp thu tác động của va đập thứ cấp. * Cơ cấu khóa tay lái - Đặc điểm: Đây là cơ cấu vô hiệu hoá vô lăng để chống trộm bằng cách khoá trục lái chính vào ống trục lái khi rút chìa khoá điện. Có hai loại cơ cấu khoá lái. + ổ khoá điện loại ấn + ổ khoá điện loại nút bấm Hình 4.
Cơ cấu khóa tay lái 113 - Hoạt động: Sau đây sẽ trình bày hoạt động của ổ khóa loại ấn (1) Khi chìa khoá điện ở vị trí ACC hoặc ON: Khi chìa khoá điện ở vị trí ACC hoặc ON thì cữ chặn khoá và thanh khoá bị cam của trục cam đẩy sang phải. Cần nhả khoá sẽ tụt vào rãnh trong cữ chặn khoá ngăn cữ chặn khoá và thanh khoá dịch chuyển sang trái và do vậy ngăn việc khoá vô lăng trong khi xe đang chạy. Khi chìa khoá điện ở vị trí ACC hoặc ON (2) Khi chìa khoá điện chuyển từ vị trí ON sang ACC: Khi chìa khoá điện chuyển từ vị trí ON sang ACC (tắt động cơ) thì cần nhả khoá sẽ đập vào mép trái của rãnh trong cữ chặn khoá, ngăn cữ chặn khoá và thanh khoá dịch chuyển sang trái (và do vậy ngăn việc khoá vô lăng). Khi chìa khoá điện chuyển từ vị trí ON sang ACC (3) Khi chìa khoá điện ở vị trí ACC: Chừng nào mà chìa khoá điện không bị ấn vào trong khi khoá đang ở vị trí ACC, tấm đẩy sẽ bị lò xo phản hồi của rô to ổ khoá đẩy ra ngoài.
Do đó, tấm chặn nhô ra ngoài và va vào thân khoá ngăn rô to và chìa khoá điện xoay về vị trí Khoá.