HỆ THỐNG LÁI CƠ BẢN
Hệ thống lái ô tô là bộ phận quan trọng giúp điều khiển hướng di chuyển của xe, cho phép xe đi thẳng, quay vòng hoặc rẽ trái, rẽ phải dựa trên tác động của người lái lên vô lăng.
Hệ thống lái kết hợp với các hệ thống khác để điều khiển ô tô, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn giao thông khi xe di chuyển.
- Các bộ phận chính của hệ thống lái
+ Cơ cấu lái, vô lăng, trục lái: Truyền momen do người lái tác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái
+ Dẫn động lái: Truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng và đảm bảo động học quay vòng đúng
+ Trợ lực lái: Có thể có hoặc không Dùng để giảm nhẹ lực quay vòng của người lái
Thường được sử dụng trên các xe đời mới, xe tải trọng lớn
Hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu chính sau
- Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định, không bị nhao lái sang hai bên khi đang chuyển động thẳng:
+ Các bánh xe dẫn hướng phải đảm bảo về áp suất, độ mòn và ổn định
+ Không có hiện tượng tự dao động các bánh dẫn hướng trong mọi điều kiện làm việc, mọi chế độ chuyển động
- Đảm bảo tính cơ động cao: tức là xe có khả năng quay vòng tốt, bán kính quay vòng nhỏ thuận tiện trên diện tích nhỏ
- Đảm bảo động học quay vòng đúng: để các bánh xe không bị trượt lê gây mòn lốp, giảm tính ổn định của xe
- Giảm các va đập từ đường lên vô lăng khi xe chuyển động trên đường xóc, gồ ghề hay chướng ngại vật
- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện giúp người lái thoải mái và không tốn nhiều sức lực trong việc lái xe
- Cơ cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng sửa chữa
1.1.3 Phân loại hệ thống lái
- Theo phương pháp quay vòng
+ 2 bánh trước dẫn hướng: được sử dụng phổ biến nhất trên xe con, xe du lịch, xe tải nhỏ và vừa
+ 4 bánh trước dẫn hướng: Sử dụng trên các xe tải có trọng tải lớn
+ 4 bánh trước và sau dẫn hướng
-Theo vị trí vô lăng
+ Vô lăng bố trí bên trái
+ Vô lăng bố trí bên phải
Tùy thuộc vào luật của các nước mà bố trí khác nhau nhằm thuận lợi cho người lái dễ quan sát, nhất là khi vượt xe
- Theo kết cấu cơ cấu lái
+ Thanh răng liên hợp ( Trục vít – liên hợp ecu bi – cung răng )
- Theo cơ cấu trợ lực
+ Trợ lực hóa khí ( khí nén hoặc chân không )
+ Trợ lực thủy lực – điện
1.1.4 Cấu trúc cơ bản và nguyên lý làm việc hệ thống lái thông thường
Hệ thống lái ô tô hiện đại rất đa dạng về nguyên lý và kết cấu, bao gồm các loại xe con, xe tải, xe có treo độc lập và treo phụ thuộc Tuy nhiên, tất cả các hệ thống này đều có bốn bộ phận chính: vành lái, trục lái, cơ cấu lái và dẫn động lái.
+ Sơ đồ kết cấu 1 hệ thống lái đơn giản
Hình 1.1 Hệ thống lái đơn giản
3 Cơ cấu lái 4 Khung xe
5 Các cơ cấu dẫn động lái
1.1.4.2 Cách bố trí hệ thống lái trên xe
Hình 1.2 Sơ đồ bố trí hệ thống lái trên xe
Các bộ phận chính của hệ thống lái
Vành tay lái là bộ phận quan trọng trên buồng lái, có nhiệm vụ tiếp nhận mô-men xoắn từ người lái và truyền đến trục lái Với cấu trúc tương tự trên nhiều loại xe, vành tay lái thường có hình tròn bằng thép, được bọc bằng nhựa hoặc da Nó được lắp ghép với trục lái thông qua các then hoa, ren và đai ốc Ngoài chức năng chính, vành tay lái còn tích hợp nhiều bộ phận khác như còi, túi khí và các nút điều khiển, góp phần nâng cao tính năng và an toàn cho xe.
+ Vành lái phải đảm bảo vững chắc và tính thẩm mỹ với nội thất xe
Trục lái chính có vai trò quan trọng trong việc truyền momen từ vành lái đến cơ cấu lái Phần đầu trên của trục được thiết kế thon và có răng cưa, giúp vành lái được siết chặt bằng đai ốc Ở đầu dưới, trục lái chính kết nối với cơ cấu lái thông qua khớp nối mềm hoặc khớp nối các đăng, nhằm giảm thiểu chấn động từ mặt đường lên vành tay lái.
+ Ngoài chức năng trên trục lái còn là nơi bố trí các cần điều khiển đèn chiếu sáng, xi nhan, gạt mưa và nước rửa kính
Trục lái cần có độ cứng cao để truyền momen hiệu quả từ vành lái đến cơ cấu lái, đồng thời giảm thiểu rung động từ mặt đường lên vành lái Thiết kế của trục lái phải gọn gàng và bố trí hợp lý để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
+ Hiện nay kết cấu trục lái rất đa dạng, đa số các xe sử dụng loại trục gãy được cấu tạo từ các trục có khớp nối các đăng
Hình 1.3 Các chi tiết của trục lái
1 Phần vành lái 2 Các cần điền khiển đèn, gạt mưa
3 Cụm khóa điện 4 Vỏ trục lái
5 Khớp các đăng 6 Trục các đăng 7 Khớp cao su
Cơ cấu lái có chức năng biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động thẳng dẫn đến các đòn kéo dẫn hướng
Cơ cấu lái trên xe ô tô hiện nay rất đa dạng, nhưng để thực hiện tốt chức năng của nó, cần đáp ứng một số yêu cầu nhất định.
+ Tỉ số truyền của cơ cấu lái phải đảm bảo phù hợp với từng loại ô tô
+ Có kết cấu đơn giản, tuổi thọ cao và giá thành thấp, dễ dàng tháo lắp và điều chỉnh
+ Độ rơ của cơ cấu lái phải nhỏ
- Các kiểu cơ cấu lái:
Cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng có kết cấu đơn giản và được sử dụng phổ biến trên nhiều loại xe ô tô hiện nay Hệ thống này bao gồm một bánh răng nghiêng được chế tạo liền với trục lái, kết hợp với một thanh răng nghiêng Hai đầu của thanh răng có thể liên kết trực tiếp với các đòn dẫn động lái thông qua khớp trụ, hoặc thông qua hai thanh dẫn động khác được bắt bu lông.
Cơ cấu lái này có thiết kế gọn gàng và tỉ số truyền nhỏ, rất phù hợp cho các loại xe nhỏ Nhờ vào hệ thống dẫn động trực tiếp, độ dơ tay lái được giảm thiểu, mang lại cảm giác lái chính xác hơn so với các loại cơ cấu lái khác.
Cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn là một hệ thống điều khiển xe giúp chuyển hướng và quay vòng hiệu quả Với cặp ăn khớp trục vít và con lăn, cơ cấu này nổi bật với thiết kế gọn nhẹ, độ bền cao và khả năng chống mòn tốt.
+ Cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi cung răng
+ Cơ cấu lái kiểu trục vít chốt khớp
- Cơ cấu dẫn động lái
Cơ cấu dẫn động lái đóng vai trò quan trọng trong việc truyền chuyển động điều khiển từ hộp cơ cấu lái đến hai ngõng quay của bánh xe Nó đảm bảo mối quan hệ về góc quay của các bánh xe dẫn hướng, giúp thực hiện quay vòng một cách chính xác và ổn định Sự chính xác này được duy trì nhờ vào cấu trúc của hình thang lái, giúp tối ưu hóa hiệu suất lái xe.
Cơ cấu dẫn động lái gồm các thanh dẫn động và khớp liên kết, được thiết kế khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc khung gầm của từng loại xe.
- 1 số cơ cấu khác trên hệ thống lái
Bộ phận giảm chấn của xe đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ người lái khi xảy ra tai nạn Nó giúp ngăn chặn trục lái chính gây thương tích cho người điều khiển thông qua hai cơ chế: gãy ngay lập tức trong va chạm (shock sơ cấp) và hấp thụ lực tác động từ cơ thể người lái va vào vô lăng do quán tính (shock thứ cấp).
Cơ cấu "gật gù" cho phép điều chỉnh vị trí vô lăng theo hướng thẳng đứng, giúp người lái dễ dàng tùy chỉnh phù hợp với vị trí ngồi của mình.
Cơ cấu tay lái nghiêng được phân loại thành loại điểm tựa trên và loại điểm tựa dưới
Hình 1.4 Cơ cấu gật gù của trục lái
Cơ cấu trượt tay lái cho phép người lái điều chỉnh vị trí vô lăng linh hoạt, tiến hoặc lùi, nhằm phù hợp với tầm vóc và vị trí ngồi của họ.
Hình 1.5 Cơ cấu trượt của trục lái
1.1.4.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống lái cơ bản
HỆ THỐNG LÁI CÓ TRỢ LỰC
1.2.1 Khái niệm hệ thống lái có trợ lực
Hệ thống lái có trợ lực giúp tạo ra lực hỗ trợ khi người lái quay vòng tay lái, mang lại nhiều lợi ích cho việc điều khiển xe Việc trang bị hệ thống trợ lực không chỉ giảm bớt sức lực cần thiết mà còn nâng cao trải nghiệm lái xe, giúp người lái dễ dàng kiểm soát và xử lý tình huống khi di chuyển.
Hệ thống hỗ trợ lái giúp giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái xe, đặc biệt khi xe chở tải trọng lớn hoặc di chuyển với tốc độ cao Nhờ vào công nghệ này, việc quay vòng tay lái trở nên dễ dàng hơn, khi hệ thống cung cấp một phần lực hỗ trợ cần thiết.
+ Nâng cao tính an toàn cho xe nhờ sự chính xác và dễ dàng trong lái xe
+ Giảm nhẹ những va đập từ đường lên vành tay lái do đường xóc, mấp mô
Bộ trợ lực lái cần đảm bảo lực điều khiển trên bành lái được giảm xuống mức tối ưu, giúp giảm cường độ lao động cho người lái, đồng thời vẫn cung cấp cảm giác điều khiển chính xác và an toàn.
- Khi hệ thống trợ lực hỏng thì hệ thống lái vẫn có thể điều khiển được như hệ thống lái thông thường
- Kết cấu đơn giản, dễ sửa chữa
- Bất kì trợ lực lái nào cũng có 3 bộ phận chính sau: Nguồn năng lượng, bộ phận phân phối và cơ cấu chấp hành
Nguồn năng lượng cho hệ thống trợ lực có thể được cung cấp từ bơm dầu kết hợp với bình chứa trong trường hợp hệ thống thủy lực, hoặc từ ắc quy và máy phát đối với hệ thống điện.
Bộ phận phân phối đóng vai trò quan trọng trong việc phân phối năng lượng cho cơ cấu chấp hành, đồng thời đảm bảo tỷ lệ chính xác giữa góc quay của vô lăng và góc quay của bánh xe Các thành phần của bộ phận phân phối có thể bao gồm đường dầu, van hoặc các mạch điện.
+ Cơ cấu chấp hành dùng để tạo lực tác dụng hỗ trợ cho việc quay vành tay lái
1.2.4 Hệ thống lái trợ lực thủy lực
Hình 1.6 Cụm bơm của hệ thống lái trợ lực thủy lự c
1-Bình chứa; 2-Van điều khiển lưu lượng;
3-Thân bơm; 4- Thiết bị bù không tải
Bình chứa dầu trợ lực lái có chức năng lưu trữ và cung cấp dầu, có thể được lắp trực tiếp vào thân bơm hoặc tách biệt với bơm qua hai ống mềm Nắp của bình chứa được trang bị thước đo mức dầu, giúp người dùng dễ dàng kiểm tra lượng dầu bên trong.
Bơm thuỷ lực là thành phần quan trọng trong hệ thống trợ lực thuỷ lực, hoạt động nhờ vào động cơ thông qua đai và puli Chức năng chính của bơm là tạo ra áp suất dầu cao, cung cấp cho van phân phối, từ đó dẫn dầu đến các ngả của xylanh lực, hỗ trợ quá trình xoay các bánh xe dẫn hướng.
Lưu lượng bơm phụ thuộc vào tốc độ động cơ, tuy nhiên, lưu lượng dầu vào hộp cơ cấu lái được điều chỉnh bởi van điều khiển lưu lượng, trong khi lượng dầu thừa sẽ được đưa trở lại đầu hút của bơm.
Cấu tạo của loại bơm phiến gạt
Hình 1.7 Hình tháo rời của bơm trợ lực kiểu phiến gạt
1 - Bình chứa dầu 4 - Rôto quay 7 - Cụm van điều tiết
2 - Van xả không khí 5 - Trục quay 8 - Vỏ bơm
3 - Đĩa phân phối 6 - Phiến gạt 9 - Nắp bơm
Bình chứa dầu được dập bằng thép, có khả năng chịu áp suất cao để cung cấp dầu cho bơm Rôto được gắn chặt với trục bằng then và có các rãnh chứa phiến gạt, cho phép phiến gạt di chuyển tự do trong rãnh Đĩa hình ô van bên trong và đĩa hình tròn bên ngoài được cố định với thân bơm bằng bu lông, trong khi thân bơm thường được đúc bằng gang Lưu lượng của bơm được điều chỉnh ổn định nhờ cụm van điều tiết.
- Van điều khiển lưu lượng
Van điều khiển lưu lượng có chức năng điều chỉnh dòng chảy dầu từ bơm đến hộp cơ cấu lái, giúp duy trì lưu lượng ổn định mà không bị ảnh hưởng bởi tốc độ của bơm.
1.2.4.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống lái trợ lực thủy lực
Hệ thống lái có trợ lực sử dụng công suất của động cơ để dẫn động bơm trợ lực lái, tạo ra áp suất thủy lực Khi người lái xoay vô lăng, áp suất dầu được chuyển mạch qua van điều khiển, đẩy pít tông trong xi lanh trợ lái Kết quả là lực cần thiết để điều khiển vô lăng sẽ giảm, mang lại trải nghiệm lái xe dễ dàng hơn.
Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống lái trợ lực thủy lực
Hoạt động của bơm trợ lực diễn ra khi rô to quay trong vòng cam gắn với vỏ bơm Rô to được thiết kế với các rãnh để gắn cánh bơm, tạo ra khe hở giữa rô to và vòng cam hình ô van Khe hở này được cánh gạt ngăn cách, hình thành buồng chứa dầu.
Cánh bơm được giữ chặt vào bề mặt trong của vòng cam nhờ lực ly tâm và áp suất dầu tác động từ phía sau cánh bơm Điều này tạo ra một phớt dầu hiệu quả, ngăn chặn rò rỉ áp suất giữa cánh gạt và vòng cam trong quá trình bơm tạo áp suất dầu.
Dung tích buồng dầu thay đổi khi rô to quay, dẫn đến việc dầu từ bình chứa được hút vào buồng dầu qua cổng hút Khi dung tích buồng dầu tăng, lượng dầu ở phía xả giảm Khi dầu trong buồng đạt 0, dầu sẽ được ép ra qua cổng xả.
02 cổng hút và 02 cổng xả Do đó, dầu sẽ hút và xả 02 lần trong trong một chu kỳ quay của roto
Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm.
Van điều khiển lưu lượng đóng vai trò quan trọng trong hệ thống lái trợ lực, giúp duy trì lưu lượng dầu ổn định bất chấp sự thay đổi tốc độ động cơ Khi tốc độ động cơ tăng, lưu lượng bơm trợ lực lái cũng tăng theo, dẫn đến việc cung cấp nhiều dầu hơn từ pít tông của xi lanh trợ lực Điều này giúp giảm lực cần thiết để người lái thực hiện việc đánh lái Tuy nhiên, sự thay đổi lực đánh lái theo tốc độ có thể gây bất lợi cho sự ổn định khi lái xe Do đó, van điều khiển lưu lượng cần phải hoạt động hiệu quả để đảm bảo lưu lượng dầu từ bơm luôn ổn định, không phụ thuộc vào tốc độ xe.
GIỚI THIỆU XE COROLLA ALTIS 2019
Bán kính vòng quay tối thiểu 5,4
Mâm xe Mâm đúc 17-inch
Trọng lượng không tải 1505 Động cơ:
Kiểu động cơ 4 xy lanh thẳng hàng, 16 van, DOHC,
Công suất 143 mã lực , tại 6.200 vòng/phút
Mô men xoắn 231 Nm , tại 4100 vòng/phút
Hộp số Hộp số tự động vô cấp CVT
Kiểu dẫn động Cầu trước
Hệ thống phanh trước Đĩa
Hệ thống phanh sau Đĩa
Hệ thống treo trước MacPherson với thanh cân bằng
Hệ thống treo sau Loại dầm xoắn kết hợp với thanh cân bằng
Mức tiêu hao trung bình 7.80
Dung tích bình nhiên liệu 70
Ghế ngồi Da Điều hòa không khí 3 vùng có hốc gió hàng ghế sau
1.3.2 Giới thiệu tổng quan về hệ thống lái trên xe Corolla Altis 2019
Corolla Altis 2019 được trang bị hệ thống lái trợ lực điện, bao gồm các thành phần chính như vành tay lái, trục lái, bộ trợ lực điện, cơ cấu lái và dẫn động lái Hệ thống này mang lại trải nghiệm lái mượt mà và chính xác cho người sử dụng.
- Bộ trợ lực được đặt trên trục lái gồm: ECU, mô tơ điện, các cảm biến và dây dẫn
- Cơ cấu lái là loại thanh răng bánh răng Loại này có kết cấu nhỏ gọn, độ nhạy cao, chế tạo đơn giản
- Tay lái có thể điều chỉnh gật gù, gần xa để thích hợp với từng người lái
1.3.3 Một số hình ảnh thực tế của xe Toyota Corolla Altis 2019
CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA COROLLA
Corolla Altis 2019 được trang bị hệ thống lái trợ lực điện, với các thành phần chính bao gồm vành tay lái, trục lái, bộ trợ lực điện, cơ cấu lái và dẫn động lái Hệ thống này mang lại cảm giác lái nhẹ nhàng và chính xác, nâng cao trải nghiệm điều khiển cho người sử dụng.
- Bộ trợ lực được đặt trên trục lái gồm: ECU, mô tơ điện, các cảm biến và dây dẫn
- Cơ cấu lái là loại thanh răng bánh răng Loại này có kết cấu nhỏ gọn, độ nhạy cao, chế tạo đơn giản
- Tay lái có thể điều chỉnh gật gù, gần xa để thích hợp với từng người lái
2.2 CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 2019
1-Vô lăng; 2-Nắp che dưới vô lăng; 3-Mặt vô lăng
- Chức năng: có chức năng tiếp nhận mômen quay từ người lái rồi truyền cho trục lái
- Vô lăng loại 4 chấu hình tròn bên trong bằng thép bọc nhựa bên ngoài Gồm các chi tiết:
+ Mặt vô lăng 3: Là nơi bố trí công tắc còi và túi khí lái xe
+ Các đai ốc và momen xiết chuẩn như trên hình
+ Ngoài ra còn có các nút điều khiển khác trên mặt vô lăng như điều khiển âm lượng, radio, nghe gọi điện thoại
Trục lái là thành phần quan trọng trong hệ thống lái, có nhiệm vụ chính là truyền momen từ vô lăng đến cơ cấu lái Trục lái cơ bản bao gồm trục và các bộ phận bảo vệ, nhưng trên xe Corolla Altis 2019, thiết kế phức tạp hơn cho phép điều chỉnh độ nghiêng của vành tay lái và thu ngắn trụ lái khi xảy ra va chạm, nhằm giảm thiểu tác động đến người lái Ngoài ra, trụ lái còn tích hợp nhiều bộ phận khác như cần điều khiển hệ thống đèn, cần gạt nước, cần điều khiển hộp số, cùng với hệ thống dây điện và các đầu nối điện.
Hình 2.2 Cấu tạo trục lái
1- Đầu trục nối với vô lăng; 2- Vòng chặn; 3- Ổ bi; 4- Trục trượt; 5- Ống trượt trục; 6- Tấm hãm; 7- Vòng bi; 8- Trục chính; 9- Giá đỡ trên trục; 10- Khớp các đăng; 11- Trục các đăng; 12- Vòng chặn; 13- Bu lông hãm; 14- Cần khoá
Trục các đăng là bộ phận quan trọng kết nối giữa trục lái và cơ cấu lái, với khớp nối chữ thập cho phép điều chỉnh độ lệch giữa hai trục khi chúng không đồng trục.
Một số bộ phận khác lắp trên trục lái
- Cụm công tắc điều khiển và cáp xoắn
+ Điều khiển đèn xi nhan, đèn pha, gạt mưa, nước rửa kính
+ Bố trí dưới vô lăng, gồm 2 cần điều khiển giúp người lái thuận tiện điều khiển đèn, gạt mưa khi đang lái xe
+ Cáp xoắn: Là bộ phận của hệ thống túi khí có chức năng chuyền dòng kích nổ của bộ cảm biến túi khí trung tâm đến bộ thổi khí
- Cụm khóa điện: Có chức năng khóa lái, bật khóa điện, khởi động động cơ và tắt động cơ
- Cơ cấu lái là loại thanh răng bánh răng:
+ Chức năng biến chuyển động quay từ trục lái thành chuyển động ngang của thanh răng từ đó chuyền ra các bánh dẫn hướng
+ Được truyền chuyển động từ trục lái thông qua trục lái trung gian Trục lái trung gian gồm 2 khớp nối các đăng 2 đầu
1- Rô tuyn lái ngoài; 2-Đai ốc rô tuyn lái trong;
3-Rô tuyn lái trong; 4- Cao su chắn bụi
Dẫn động lái trên ôtô Corolla Altis 2019 bao gồm tất cả các chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến ngõng quay của các bánh xe Hình thang lái, bao gồm cầu trước, đòn kéo ngang và các cạnh bên, là bộ phận quan trọng nhất, đảm bảo động học quay vòng chính xác cho bánh xe Điều này giúp ngăn chặn hiện tượng trượt khi quay vòng, từ đó giảm mài mòn lốp, tổn hao công suất và tăng cường tính ổn định khi xe di chuyển.
Hình 2.5 Kết cấu khớp cầu của thanh kéo bên (rô tuyn lái ngoài)
1- Vòng kẹp; 2- Bạc lót; 3- Khớp cầu; 4- Cao su giảm chấn; 5- Lò xo
CƠ CẤU TRỢ LỰC LÁI TRÊN XE COROLLA ALTIS 2019
- Mô tơ điện trợ lực:
Mô tơ điện trợ lực lái là loại mô tơ điện một chiều sử dụng nam châm vĩnh cửu, được lắp đặt trên trục lái của xe Chức năng chính của mô tơ này là cung cấp lực hỗ trợ cho người lái khi điều khiển xe, giúp việc xoay vô lăng trở nên nhẹ nhàng và dễ dàng hơn.
+ Mô tơ điện trợ lực nhận tín hiệu điều khiển của ECU để cung cấp lực hỗ trợ đã được tính toán và cái đặt từ trước
+ Cấu tạo mô tơ trợ lực điện
Hình 3.1 Mô tơ điện trợ lưc
1-vòng bi; 2- trục vít; 3- vỏ trục lái; 4- khớp nối; 5- roto; 6- stator; 7- trục môtơ;
8- trục lái chính; 9- bánh vít
- Cảm biến momen lái (loại lõi thép xoay)
Khi lái xe, mô men lái tác động lên trục sơ cấp của cảm biến mô men qua trục lái chính Trên trục sơ cấp phía vô lăng, có hai vòng phát hiện, trong khi vòng phát hiện thứ ba được bố trí trên trục thứ cấp Trục sơ cấp và trục thứ cấp được kết nối bằng một thanh xoắn.
Hình 3.2 Cấu tạo cảm biến mô men trục lái
1-Vòng phát hiện thứ nhất; 2-Trục sơ cấp; 3-Cuộn dây bù; 4-Vòng phát hiện thứ 2; 5-Cuộn dây phát hiện; 6-Vòng phát hiện thứ 3; 7- Trục thứ cấp
- Cảm biến tốc độ oto (loại điện từ)
Hình 3.3 Cảm biến loại từ điện
1- Rô to; 2- Cảm biến tốc độ; 3- Trục thứ cấp
Gồm 1 cánh phát xung được lắp ở trục thứ cấp hộp số và 1 cuộn phát xung với 3 phần tử: Lõi thép, nam châm và cuộn dây Được đặt cách cánh phát xung một khe hở 0,5 ÷ 1,0 mm Mỗi lần cánh phát xung lướt qua đầu cuộn phát xung thì ở cuộn dây sẽ cảm ứng ra 1 cặp
ECU trợ lực lái là bộ điều khiển trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các cảm biến và xử lý thông tin để điều khiển mô tơ Thiết bị này được lắp đặt dưới ốp bảng táp lô, góp phần nâng cao hiệu quả điều khiển và trải nghiệm lái xe.
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC TRÊN XE COROLLA
Hình 3.4 Kết cấu bố trí hệ thống lái trợ lực điện (EPS)
1-Cơ cấu lái; 2-mô tơ điện; 3-hộp số truyền, 4-cảm biến momen trục lái; 5-cảm biến tốc độ oto,
+ Khi quay người lái quay vành tay lái sang trái hoặc sang phải lực quay vòng sẽ được truyền xuống trục lái chính
Trục lái quay và mô men lái thanh xoắn tạo ra độ lệch pha giữa vòng phát hiện thứ hai và thứ ba Tín hiệu tỉ lệ với mô men được truyền vào ECU dựa trên độ lệch pha này.
Cảm biến tốc độ ô tô gửi tín hiệu đến ECU trợ lực lái, giúp điều chỉnh lực hỗ trợ phù hợp với từng tốc độ của xe.
ECU tiếp nhận dữ liệu từ các cảm biến và xử lý thông tin đó, sau đó phát tín hiệu điều khiển đến mô tơ điện Tín hiệu điều khiển này thể hiện cường độ dòng điện cung cấp cho mô tơ điện.
+ Mô tơ điện được điều khiển lực hỗ trợ bằng ECU, mô tơ hỗ trợ 1 lực quay vòng trục lái thông qua hộp số truyền
Trục lái kết nối và truyền mô men đến trục lái trung gian, trong khi trục lái trung gian được trang bị các khớp các đăng để duy trì mô men quay khi vị trí của trục lái và vành tay lái thay đổi.
+ Trục lái trung gian truyền momen đến cơ cấu lái Ở cơ cấu lái chuyển động quay của bánh răng được biến đổi thành chuyển động ngang của thanh răng
Chuyển động ngang của thanh răng được truyền đến các bánh xe dẫn hướng thông qua hệ thống dẫn động lái Bánh dẫn hướng sẽ quay theo hướng mong muốn của người lái, với lực hỗ trợ được tính toán và điều khiển bởi ECU cùng với mô tơ điện.
MỘT SỐ HƯ HỎNG, NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
Để xác định hư hỏng của hệ thống lái, cần nhận biết các biểu hiện hư hỏng và khoanh vùng để kiểm tra Quy trình kiểm tra bắt đầu từ việc quan sát các cơ cấu, tiếp theo là kiểm tra bằng tay và bằng máy Cuối cùng, lái thử giúp cảm nhận những hư hỏng một cách trực quan.
* Một số hư hỏng của hệ thống lái:
Bảng 4.1Nguyên nhân hư hỏng khi bị nặng lái
Nguyên nhân Kiểm tra, xử lý Áp suất lốp, lốp mòn không đều
- Kiểm tra áp suất lốp và bổ xung theo tiêu chuẩn lốp
- ĐẢo lốp như hình vẽ
- Đo chiều cao hoa lốp
Góc đặt bánh xe không đúng
- Kiểm tra góc đặt bánh xe: Đánh dấu điểm khi bánh xe thẳng lái và thực hiện đánh dấu điểm khi đánh hết lái sang trái và phải
- Đối với xe không tải: Bánh xe bên trong 38°11' +/- 2° Bánh xe bên ngoài 32°49'
Khớp cầu treo trước rơ - Kiểm tra và thay thế
Mô tơ trợ lực hỏng - Thay thế mô tơ trợ lực
Nguồn điện cung cấp cho hệ thống trợ lực không đủ
ECU trợ lực hỏng - Kiểm tra và thay thế ECU
Cao su che bụi bị hở - Kiểm tra cao su che bụi có bị hở hay không và thay thế
Bảng 4.2 Nguyên nhân hư hỏng khi xe bị nhao lái
Nguyên nhân Kiểm tra, xử lý
- Kiểm tra và bổ xung đều áp suất lốp
- Lốp bị dính nhiều bùn đất làm mất cân bằng, cần gạt bỏ bùn đất
- Cân bằng động lại lốp
Thước lái - Kiểm tra và điều chỉnh đầu thanh nối (rô tuyn lái ngoài)
Bánh dẫn hướng bị rơ
- Lắc ngang và dọc để kiểm tra độ rơ của bánh dẫn hướng + Rơ ngang: Do rô tuyn lái ngoài
+ Rơ dọc: Do rô tuyn cân bằng hoặc hệ thống treo
4.1.3 Khi quay lái sang trái và sang phải hiệu quả khác nhau
Bảng 4.3 Nguyên nhân hư hỏng khi quay lái sang 2 bên khác nhau
Nguyên nhân Kiểm tra, xử lý
Vị trí chính giữa của vành tay lái không đúng
- Điều chỉnh lại vị trí vành lái:
+ Quay vành lái cho bánh xe về vị trí thẳng + Tháo vành lái và lắp lại vị trí chính giữa
Rô tuyn lái 2 bên không chính xác
- Điều chỉnh lại rô tuyn lái trong 2 bên
Cảm biến momen trong trục lái bị hỏng
- Thay thế cảm biến momen
ECU trợ lực hỏng - Thay thế ECU
Trục lái trung gian lắp không đúng
- Khi tháo lắp trục lái trung gian cần đánh dấu vị trí
- Lắp lại trục lái trung gian cần đúng theo dấu đã được đánh khi tháo
Khớp cầu treo trước rơ - Kiểm tra, thay thế
4.1.4 Khi chuyển động lực lái không thay đổi theo vận tốc hoặc vành lái không trả về vị trí trung gian
Bảng 4.4 Nguyên nhân hư hỏng khi chuyển động lái không thay đổi theo vận tốc
Nguyên nhân Kiểm tra xử lý
Cảm biến tốc độ hỏng
- Kiểm tra và thay thế cảm biến tốc độ
Cảm biến momen bị hỏng
- Kiểm tra thay thế cảm biến momen
Trục lái trục trặc - Kiểm tra trục lái
Mô tơ trợ lực hỏng -Thay thế mô tơ trợ lực
4.1.5 Không có độ rơ hay độ rơ quá lớn
Bảng 4.5 Nguyên nhân hư hỏng khi không có độ rơ hoặc độ rơ quá lớn
Nguyên nhân Kiểm tra, xử lý
Trục lái trung gian - Kiểm tra các khớp các đăng của trục trung gian
Cơ cấu lái mòn - Kiểm tra và thay thế
Rô tuyn lái ngoài - Kiểm tra và thay thế.
BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LÁI
Bảo dưỡng hệ thống lái cần làm thường xuyên và đúng tiêu chuẩn Có các cấp kiểm tra bảo dưỡng hệ thống lái như sau:
Kiểm tra và bảo dưỡng hằng ngày là rất quan trọng đối với người lái xe Họ nên thực hiện việc đánh lái khi khởi động và không khởi động để cảm nhận tình trạng hệ thống lái, bao gồm việc phát hiện sự dơ, nhao lái, hoặc trợ lực lái không đủ Bên cạnh đó, việc kiểm tra và bổ sung áp suất lốp cũng cần được thực hiện định kỳ để đảm bảo an toàn khi lái xe.
- Kiểm tra cơ cấu lái và dẫn động lái: Các kĩ thuật việc, thợ sửa chữa thực hiện kiểm tra
+ Kiểm tra cao su chắn bụi, nếu bị hở thay thế ngay
+ Kiểm tra rô tuyn lái trong và ngoài Nếu bị rơ, hư hỏng cần thay thế
+ Kiểm tra áp suất lốp và bổ xung
+ Kiểm tra cân bằng động 4 lốp
+ Cân chỉnh độ chụm bằng hệ thống chuyên dụng
- Kiểm tra hệ thống trợ lực: Các kĩ thuật việc, thợ sửa chữa thực hiện
+ Kiểm tra các cảm biến của hệ thống lái, nếu hư hỏng thì thay thế
+ Kiểm tra ECU trợ lực
+ Kiểm tra mô tơ trợ lực
Để kiểm tra và bảo trì hệ thống lái, cần kiểm tra các giắc nối điện và đường dây điện Việc tháo lắp hệ thống lái phải được thực hiện theo đúng quy trình, đồng thời chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ cần thiết để việc tháo gỡ diễn ra thuận lợi.
Sau đây là các bước tháo lắp các bộ phận chính của hệ thống lái trên xe Corolla Altis 2019
Bảng 4.6 Các bước tháo cụm trục lái
Các bước tháo Thực hiện Vị trí chi tiết
Tháo nắp che 2 bên phía dưới vô lăng
- Dùng một tô vít có bọc băng dính ở đầu, nhả khớp vấu hãm để tháo nắp che phía dưới vô lăng số
- Dùng chìa vặn hoa khế T30, nới lỏng 2 vít cho đến khi rãnh dọc theo chu vi của vít khớp vào vỏ vít
- Kéo mặt vô lăng ra khỏi cụm vô lăng và đỡ mặt vô lăng bằng một tay như trong hình vẽ
- Ngắt giắc còi ra khỏi mặt vô lăng
- Dùng một tô vít có bọc băng dính ở đầu, ngắt giắc nối của túi khí và tháo mặt vô lăng
- Tháo đai ốc bắt vô lăng
- Đánh các dấu ghi nhớ lên cụm vô lăng và trục lái chính
- Tháo các giắc nối ra khỏi cáp xoắn
Tháo cụm công tắc xi nhan có cáp xoắn
Ngắt các giắc nối ra khỏi cụm công tắc xi nhan cùng với cáp xoắn
Dùng kìm giữ kẹp và nâng vấu hãm lên bằng tô vít Tháo cụm công tắc xi nhan cùng với cáp xoắn ra khỏi cụm trục lái
Lật thảm trải sàn lên và tháo 2 kẹp rồi tháo tấm cách âm nắp lỗ trục lái
-Nhả khớp kẹp dây điện ra khỏi cụm ECU trợ lực lái
-Ngắt 2 giắc nối ra khỏi ECU trợ lực lái
-Ngắt các giắc nối và nhả khớp các kẹp dây điện ra khỏi cụm trục lái
-Tháo bu lông, 2 đai ốc và cụm trục lái
+Không được làm rơi hay đập lên cụm trục lái
Nếu cụm trục lái bị rơi hoặc bị va đập, thì hãy thay mới nó
Tháo cụm trục lái trung gian
Tháo bulông Đánh các dấu ghi nhớ trên cụm trục lái trung gian số 2 và cụm trục lái
Tháo cụm trục lái trung gian số 2 ra khỏi cụm trục lái
Bảng 4.7 Các bước tháo cơ cấu lái
- Tháo 4 bu lông và cụm thước lái ra khỏi dầm ngang hệ thống treo trước
- Đánh các dấu ghi nhớ trên đầu thanh nối và thước lái
- Tháo thanh nối bên và đai ốc hãm
Tháo cao su chắn bụi
- Dùng to vít 2 cạnh tháo 2 kẹp ở 2 đầu cao su chắn bụi
- Tháo cao su chắn bụi
Chú ý khi tháo lắp hệ thống lái:
Khi gặp sự cố hoặc cảm giác lái không bình thường, người lái xe không nên tự sửa chữa hoặc tháo lắp xe Thay vào đó, hãy mang xe đến cơ sở sửa chữa để các kỹ thuật viên và thợ sửa chữa có kỹ năng cùng dụng cụ đầy đủ kiểm tra và khắc phục sự cố một cách chuyên nghiệp.
Khi tháo hoặc thay thế cụm vô lăng, trục lái, trục lái trung gian và dẫn động lái, cần đánh dấu vị trí ban đầu để đảm bảo hệ thống lái hoạt động bình thường mà không cần phải căn chỉnh lại sau khi lắp đặt.
- Tháo lắp hệ thống lái cần thực hiện chính xác đảm bảo chắc chắn Kiểm tra và siết lại các bu lông đai ốc
4.3 QUY TRÌNH KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG MOTOR ĐIỆN TRỢ LỰC
Dụng cụ Hình vẽ Hư hỏng Bảo dưỡng Lưu ý
Kiểm tra bu lông A và B
Kiểm tra bát giữ trục lái lên và tháo đệm
Dùng tay - Giãn đệm, rách Thay mới
Cẩn thận không làm mất đệm khi tháo lắp trục lái
Kiểm tra bulong bản lề
- Khô khó vặn, rỉ sét
Dùng tay - Bát giữ bị rạn nứt, vỡ - Thay mới
Giữ trục lái thẳng đứng, tháo các bulong
- Kiểm tra độ kín, đánh giá trực quan xem có hư hỏng về bu lông
- Nếu bị hở thì vặn chặn bu lông, không khắc phục được thì thay thế
- Kiểm tra giắc cắm, giây điện
- Kiểm tra vòng đệm có cong, gẫy
- Cắm chặt lại giắc cắm, nêu dây điện hỏng thì thay
- Vòng đệm hỏng thay mới
- Kiếm tra tín hiệu ECU
- Nếu lỗi ECU xóa lỗi bằng máy
- Kiểm tra chổi than, cổ góp
- Chổi than mòn thì thay mới
Tháo nắp mô tơ cận thận không được làm hỏng giắc điện và dây điện mô tơ
Lấy vòng đệm khớp nối (K) và vệ sinh bên trong vị trí lắp vòng
- Vòng đệm khớp nối hỏng hoặc ko đảm bảo chất lượng
- Sử dụng khí nén vệ sinh bụi bẩn
Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện đồ án về hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Corolla Altis 2019, tôi đã hoàn thành dự án của mình.
Qua quá trình tìm hiểu sách vở, tài liệu và kiến thức thực tế, tôi đã có thêm hiểu biết sâu sắc về hệ thống lái trên ô tô, đặc biệt là trên xe Toyota Corolla Altis 2019 Nghiên cứu đã giúp tôi nhận biết một số hệ thống lái thông dụng trên ô tô hiện đại, với cấu tạo, đặc điểm và nguyên lý hoạt động riêng Tôi cũng đã hiểu rõ kết cấu, nguyên lý làm việc và ưu điểm của hệ thống lái thực tế trên xe Toyota Corolla Altis.
Em đã nắm vững cách tháo lắp và nhận diện các hư hỏng thường gặp trên hệ thống lái, cũng như nguyên nhân gây ra những hư hỏng này Từ đó, em có thể đề xuất phương án kiểm tra, sửa chữa và thay thế các chi tiết trong hệ thống lái một cách hiệu quả.
Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã nhận được sự hướng dẫn quý báu từ thầy Phạm Văn Đoàn, người đã cung cấp những kiến thức chuyên ngành cần thiết, giải đáp thắc mắc và chỉnh sửa những lỗi sai Nhờ sự tận tình và hỗ trợ của thầy, em có thể hoàn thành đồ án một cách tốt nhất Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Văn Đoàn vì những chỉ bảo và giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện đồ án này.
Qua bài đồ án này, tôi đã mở rộng kiến thức chuyên ngành về ô tô, từ đó nâng cao khả năng kiểm tra và sửa chữa hệ thống lái khi ra trường.
Do thời gian hạn chế, kiến thức và tài liệu tham khảo còn thiếu sót, cùng với việc thiếu kinh nghiệm thực tiễn, đồ án tốt nghiệp không thể tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ các thầy cô để hoàn thiện đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn! đệm sạch vệ sinh lại.
