Học xong bài này người học có khả năng:
- Phát biểu đúng yêu cầu, nhiệm vụ và phân loại bộ trợ lực lái.
- Giải thích được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bộ trợ lực lái.
- Tháo lắp, nhận dạng và kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa được bộ trợ lực lái đúng yêu cầu kỹ thuật.
i u của bài: Thời ia : 6 h (LT: 2h; TH: 4h)
I. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU BỘ TRỢ LỰC LÁI 1. Nhiệm vụ
Ngày nay càng nhiều ô tô trang bị hệ thống lái có trợ lực, kể cả xe tải và xe du lịch. Bộ trợ lực có nhiệm vụ sau:
Giảm lực quay vô lăng cho người lái
Bảo đảm chuyển động an toàn khi có sự số lớn ở bánh xe dẫn hướng
Giảm lực va đập từ bánh xe lên vành tay lái.
2. Yêu cầu.
Khi bộ trợ lực lái hỏng, hệ thống lái vẫn làm việc được nhưng lái nặng hơn.
Bộ trợ lực lái phải giữ cho người lái cảm giác có sức cản trên đường khi quay vòng. Do đó bộ trợ lực lái chỉ làm việc khi sức cản quay vòng lớn hơn giá trị giới hạn.
Tác dụng của bộ trợ lực lái nhanh và phải đảm bảo tỷ lệ giữa lực tác dụng và góc quay của trục vô lăng và bánh xe dẫn hướng.
Hiệu suất làm việc cao.
Không xảy ra hiện tượng tự trợ lực khi xe chạy trên đường xóc, nhưng khi bánh xe dẫn hướng hỏng bộ trợ lực lái phải làm việc để giữ được hướng chuyển động.
II. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ TRỢ LỰC LÁI
Hệ thống lái có trợ lực thuỷ lực về căn bản giống như một hệ thống lái thường, chỉ có thêm bộ trợ lực. Bộ trợ lực lái thủy lực có kết cấu nhỏ gọn, là hệ thống tự điều khiển khép kín bao gồm bơm thủy lực, van phân phối và xy lanh lực. Các xe ngày nay thường bố trí van phân phối, xy lanh lực và cơ cấu lái chung trong một khối.
1. Bơm thủy lực.
Bơm thủy lực là nguồn cung cấp năng lượng cho bộ phận trợ lực lái. Bơm thuỷ lực thường dùng loại bơm kiểu rôto phiến gạt và được dẫn động bằng dây đai từ puly trục khuỷu.
a. Cấu tạo:
Bơm có các phần chính là thân bơm, rôto, các phiến gạt và van điều áp.
Rô to có các rãnh hướng tâm, mỗi rãnh chứa một phiến gạt di chuyển tự do trong
đó. Rôto phiến gạt đặt trong lòng thân bơm hình ôvan. Trên thân bơm bố trí các đường dầu nạp và đường dầu ra, trên đường dầu ra có van điều áp dạng bi- lò xo và van lưu lượng dạng piston - lò xo đặt chung khối. Bình chứa dầu lắp liền với thân bơm. Nối với bơm có hai đường ống: Đường ống dầu cao áp từ bơm tới van phân phối và đường ống dầu về bình chứa.
Hình 5.1: Bơm dầu kiểu phiến gạt
1- Bì h chữa ầu; 2- Va xả khô khí; 3- Đĩa phâ phối; 4- Rôto; 5- Trục quay;
6- Phiế ạt; 7- Cụm va đị h áp, lưu lượ ; 8- Vỏ bơm; 9 ắt bơm b. Nguyên lý làm việc:
Khi động cơ làm việc, trục bơm được dẫn động và kéo rô to cùng các phiến gạt quay. Lực ly tâm tác động cho các phiến gạt văng ra tỳ sát vào bề mặt ôval của lòng bơm. Phiến gạt quay làm thể tích của khoang chứa dầu thay đổi. Khi thể tích tăng tạo ra sức hút dầu nạp vào khoang, Khi thể tích giảm dầu bị ép đẩy ra ngoài. Mỗi vòng quay của rôto phiến gạt có hai lần nạp và hai lần ép. Bơm dầu có hai buồng tác dụng đặt đối xứng.
Trên một số xe dùng bơm dầu kiểu phiến gạt, con lăn hay bơm dầu kiểu bánh răng. Bơm dầu còn có thể được dẫn động bằng động cơ điện. Các loại bơm dầu này tạo áp suất từ 50÷80 kG/cm2 ngay cả khi số vòng quay động cơ thấp, đảm bảo áp suất cho bộ trợ lực lái làm việc. Van điều áp giữa áp suất trong hệ thống không quá 65 kG/cm2. c. Hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa
Hư hỏng:
Vòng bi mòn, rỗ, vỡ do ma sát, bị mỏi, làm việc lâu ngày,
Các phớt làm kín bị biến cứng, rách.
Rôto, phiến gạt bị mòn cả chiều ngang và chiều dọc do ma sát, dầu bôi trơn bẩn, lẫn tạp chất.
Van an toàn, van lưu lượng mòn, lò xo yếu gãy.
Lõi lọc bị tắc bẩn.
Tác hại làm cho năng suất và áp suất bơm dầu giảm dẫn tới giảm tác dụng trợ lực, tay lái nặng.
Kiểm tra
Kiểm tra sơ bộ trên xe:
+ Tháo đường ống cao áp và lắp đồng hồ áp suất.
+ Đánh tay lái hết về một phía.
+ Cho động cơ chạy chậm yêu cầu áp suất tối thiểu là 80 at. Nếu áp suất nhỏ hơn 80 at là bơm hỏng.
Đo lực tác dụng lên vô lăng tay lái.
Đặt vô lăng (vành tay lái) ở vị trí giữa.
Cho động cơ chạy chậm.
Dùng cơ lê ngẫu lực đo lực cần thiết tác dụng lên vô lăng theo cả hai chiều.
Mômen max 60 kG.cm (6 Nm), nếu lớn hơn là bơm bị hỏng.
Kiểm tra khi đã thao rời:
+ Kiểm tra sự hư hỏng của các gioăng đệm bằng quan sát.
+ Kiểm tra chiều dài tự do của lò xo bằng thước lá. Chiều dài cho phép: 3334 mm (xe Toyota)
+ Đo kích thước của cánh bơm bằng thước cặp và kiểm tra khe hở giữa cánh bơm và rãnh rôto bằng căn lá. Các trị số phải đảm bảo tiêu chuẩn cho phép.
Ví dụ xe Toyota: Chiều dài min: 14,49 mm Chiều cao min: 8,60 mm Chiều dầy min: 1,40 mm Khe hở tiêu chuẩn: 0,025 mm Khe hở max: 0,035 mm
+ Dùng đồng hồ so và pan me đo đường kính cổ trục bơm, bạc đỡ, và xác định khe hở lẵp ghép. Khe hở max: 0,07 mm (xe Toyota)
Kiểm tra độ kín của van: Dùng ngón tay bịt lỗ và cho khí nén có áp suất 45 at thổi vào lỗ đối diện. Nếu khí nén không thoát ra hai đầu của van là van đóng kín (tốt).
Kiểm tra độ mòn của van: Bôi một lớp dầu mỏng vào van và thả vào lỗ van, nếu van từ từ tụt xuống là tốt.
Kiểm tra vòng bi: Dùng tay lắc, kết hợp với quan sát, nếu mòn, rỗ, nứt, và dơ lỏng thay mới.
Sửa chữa
Tất cả các chi tiết của bơm dầu trợ lực tay lái mòn hỏng đều phải thay mới.
Chú ý: Thay đúng loại đúng mã số đã ghi ở cụm van và rôto.
Van có các số đóng: A, B, C, D, E và F.
Ở cánh bơm và rôto có đóng các số: 1, 2, 3, 4, và 0
d. Lắp ghép và thử nghiệm
Lắp ghép:
Các chi tiết trước khi lắp phải rửa băng dầu Diêzen thật sạch
Lắp cánh bơm vào rãnh rôto, quay cạnh tròn hướng ra ngoài.
Bôi một lớp dầu trợ lực vào cánh bơm và các gioăng đệm.
Dùng dầu trợ lực: ATF DEZRONRII . Mức dầu nằm trong khoảng HOT trên thước thăm dầu nếu dầu nóng và nằm trong khoảng COUD nếu dầu nguội.
Thử nghiệm:
Sau khi chữa xong cần kiểm tra lại độ kín và sự quay trơn của bơm như khi kiểm tra sơ bộ ở phần trên đã nêu.
2. Bộ trợ lực lái.
Bộ trợ lực lái có cấu trúc tùy thuộc loại kết cấu cơ cấu lái. Một số cơ cấu lái thường có trợ lực là loại bánh răng - thanh răng, trục vít- đai ốc - bi và trục vít - con lăn. Bộ trợ lực có van phân phối kiểu xoay hay trượt.
a. Bộ trợ lực cơ cấu lái trục vít- đai ốc - bi dùng van trượt. b(xe ЗИЛ-130)
Cấu tạo:
Hình 5.2. Cấu tạo van phân phối và xi lanh lực
1- ắp; 2- đệm làm kí ; 3- ắp; 4- vỏ cơ cấu lái; 5- piston; 6- vòng hãm; 7-trục vít;
8, 19- đai ốc; 9 - ố ẫ bi; 10 - bi; 11 - xéc mă ; 12 - ắp trước; 13 - ổ bi chặ ; 14- ioă làm kí ; 15 - cửa ầu; 16 - co trượt phâ phối; 17 - vỏ va phâ phối;
18- đệm; 20- ắp trê ; 21- cơ cấu phả ứ ; 22- kê h ẫ ầu; 23- cu ră rẻ quạt;24- đò quay đứ ; 25- trục đò quay; 26- chốt đị h vị; 27- đệm chặ ; 28- vít điều chỉ h; 29- bulông; 30, 31- phớt làm kí ; 32- ioă làm kí ; 33- út tháo ầu.
Cấu tạo của hệ thống lái cường hóa loại này bao gồm hai phần chính:
Van phân phối: Gồm có vỏ van 17 và con trượt phân phối 16. Vỏ van được bắt cố định với vỏ cơ cấu lái còn con trượt phân phối dạng piston bậc được điều khiển
bởi phần trên của trục vít thông qua ổ chặn 13. Từ van phân phối có các cửa dầu nối từ bơm tới và các kênh dẫn dầu đến các khoang làm việc của piston xi lanh;
Cơ cấu piston xi lanh: Đây là cơ cấu chấp hành, nhằm tạo lực để cường hóa khi lái. Nó gồm một xi lanh và một piston. Xi lanh 4 chính là vỏ của cơ cấu lái, còn piston 5 đồng thời cũng là đai ốc bi có răng ăn khớp với cung răng rẻ quạt 23.
Nguyên lý làm việc:
Nguyên lý làm việc được chia thành ba trạng thái sau:
Ở vị trí trung gian: Khi ôtô chuyển động thẳng, vành lái ở vị trí trung gian thì van phân phối cũng ở trạng thái trung gian chưa làm việc. Khi này dầu từ bơm đến cửa vào van phân phối thông với các khoang của piston và thông với đường ra của van phân phối để hồi về bình chứa dầu. Vì áp suất trong hệ thống là áp suất đường dầu hồi nên không có sự chênh lệch áp suất giữa hai phía piston nên hệ thống cường hóa không làm việc.
Khi quay vòng phải: Khi vành lái quay sang phải trục vít có xu hướng đẩy piston sang phía trái. Nhưng lúc này do piston ăn khớp với cung răng đòn quay, bị mômen cản quay vòng giữ lại nên piston đứng yên còn trục vít bị tịnh tiến theo hướng ngược lại sang bên phải. Do phần trên của trục vít mang con trượt phân phối nên con trượt phân phối cũng dịch chuyển sang phải so với vỏ van phân phối. Kết quả là van phân phối mở cửa dầu cấp đến khoang phải của piston làm piston dịch chuyển sang trái thực hiện trợ lực để quay đòn quay đứng và qua dẫn động lái để quay bánh xe dẫn hướng sang phải. Dầu ở khoang phía trái của piston theo đường dẫn qua van phân phối để trở về bình chứa.
Hình 5.3. Nguyên lý làm việc
1- Rôto bơm cá h ạt; 2- Van lưu lượ ; 3- Viên bi; 4- Lỗ ẫ ầu; 5, 6 - Tiết lưu;
7- piston; 8- trục vít; 9- va m t chiều; 10- lò xo; 11- cơ cấu phả ứ ; 12 - con trượt phâ phối; 13 - vỏ va phâ phối.
Khi quay vòng trái: Khi quay vòng sang trái từ vị trí trung gian hoặc từ vị trí đã quay vòng sang phải thì quá trình sẽ diễn ra ngược lại với khi quay vòng sang phải. Lúc này trục vít 8 sẽ bị dịch chuyển sang trái mang theo cả van phân phối dịch chuyển sang trái theo. Van phân phối sẽ mở cửa dầu cấp đến khoang bên trái của piston làm piston dịch chuyển sang phải kéo đòn quay đứng và qua dẫn động lái làm các bánh xe dẫn hướng quay sang trái. Dầu ở khoang bên phải của piston sẽ theo đường dẫn trở về van phân phối rồi trở về bình chứa.
Hư hỏng:
Ngoài những hư hỏng của cơ cấu lái cơ khí còn có thêm các hư hỏng sau:
Bề mặt xi lanh lực bị mòn, tạo nên độ côn, ôvan và xước.
Piston, thanh răng bị mòn, xước.
Vòng găng mòn.
Cụm van phân phối mòn, gãy lò xo.
Các phớt làm kín bị mòn, biến cứng, rạn nứt và rách.
Nguyên nhân do chi tiết bị ma sát, biến cứng, dầu nhiều tạp chất và làm việc lâu ngày.
Kiểm tra:
Kiểm tra khi đã tháo rời.
Quan sát các phớt làm kín bị rách biến cúng và hư hỏng
Dùng panme đo, kiểm tra độ mòn của xi lanh, piston, van điều khiển
Kiểm tra đàn tính của lò xo bằng lực kế,
Kiểm tra khe hở miệng của vòng găng tương tự như kiểm tra vòng găng ở động cơ chính.
Các chi tiết khác kiểm tra, sửa chữa như cơ cấu lái không trợ lực.
Sửa chữa:
Các chi tiết phớt làm kín, vòng găng mòn phải thay mới.
Các răng mòn ít có thể điều chỉnh lại khe hở ăn khớp.
b. Bộ trợ lực lái trợ lực kiểu piston-thanh răng b.1 Cấu tạo:
Hình 5.4: Sơ dồ cấu tạo thống lái có trợ lực kiểu piston – thanh răng
Hình 5.5. Các chi tiết trong thống lái có trợ lực
1- ắp chắ bụi; 2- Vỏ cụm vai điều khiể ; 3- Rắc co; 4- Vòng làm kín; 5- Phớt chắ ầu; 6- Bạc trục chí h; 7- Xéc mă va phâ phối; 8- Trục chí h; 9- Vòng làm kín;
10- Bạc; 11- Đai ốc điều chỉ h; 12- Ố ; 13- Rắc co; 14- Vỏ xi la h; 15- Bạc tỳ;
16- Lò xo tỳ; 17- Đai ốc điều chỉ h; 18- Đai ốc khóa; 19- piston; 20- Vòng làm kín;
21- Xéc mă ; 22- Vòng làm kín; 23- Phớt chắ ầu; 24- Bạc ẫ hướ ; 25- Vòng làm kín; 26- Gối đỡ; 27- Vò đệm; 28- Đò a ; 29- Đai iữ; 30- Bọc cao su;
31- Lò xo kẹp; 32- Đai ốc điều chỉ h; 33- Đò a cuối
b.2. Quy trình tháo ra khỏi xe.
Dùng vam và các dung cụ chuyên dùng để tháo lắp các chi tiết lắp chặt
Tháo dây còi bảng nối điện đưa dây còi ra ngoài .
Tháo ốc hãm đầu trục tay lái , tháo vô lăng
Xả dầu ra khỏi hệ thống lái , tháo các ống lối và đường dẫn đầu
Nâng xe lên và tháo rời hộp tay lái ra khỏi xe.
Tháo các khớp, đòn của hệ thống đẫn động lái
Chú ý: Khi tháo các b phậ phải đá h đấu vị trí lắp hép iữa chú b3. Quy trình tháo cơ cấu lái ra chi tiết
Sau khi tháo rời cơ cấu lái khỏi xe ta tié hà h vệ si h cơ cấu lái sơ b sau đó tiế hà h tháo rời cơ cấu lái theo trì h tự ưới đây
TT Công việc HÌNH VẼ Dụng cụ Chú ý
1
Kẹp hộp lái lên êtô. Êtô,kẹp
chuyên dùng
Không kẹp chặt quá.
2
Tháo thanh ngang:
- Đánh dấu trên đai ốc hãm với thanh kéo.
- Tháo đai ốc hãm ra.
- Thao thanh kéo ra.
Vạch dấu, clê dẹt 22
3
Tháo các ống dẫn dầu:
- Tháo rắc co đưa đường ống dẫn ra.
Clê dẹt 17, 12
Ren
4
Tháo bọc cao su bảo vệ thanh răng:
- Tháo đai giữ và lò xo kẹp.
- Đưa bọc cao su ra ngoài.
Tuốc nơ vít
hai cạnh Bọc cao su
5 Tháo phớt chắn bụi. Tay
6
Tháo đòn ngang bên, khớp cầu và vòng đệm:
- Kẹp chặt dòn ngang lên êtô.
- Tháo khớp nối.
- Đưa đệm, đòn ngang ra.
Đục, búa thép, clê chuyên dùng 30
7
Tháo đai ốc khóa:
- Kẹp hộp lái lên êtô.
- Nới lỏng và tháo đai ốc hãm ra.
Clê choòng 42, kẹp chuyên dùng.
8
Tháo đai ốc điều chỉnh độ dơ ngang, lò xo tỳ, vòng làm kín, đêm bạc tỳ và bạc tỳ ra.
Clê tròng 42, kìm nhọn. lục giác 24, kẹp chuyên dùng.
Trách xước bạc,
cong lò xo và biến dạng
9
Tháo cụm van phân phối:
- Đánh dấu trên vỏ van và vỏ hộ lái . - Nới lỏng hai đai ốc cố định trục với vỏ rồi tháo ra.
- Tháo trục chính cùng cụm van.
- Tháo vòng đệm làm kín ra.
Vạch dấu, tuýp 13
10
Tháo van phân phối:
- Kẹp van phân phối lên êtô.
- Tháo đai ốc điều chỉnh ra.
- Tháo trục chính ra.
Êtô, tuýp chuyên dùng, búa nhựa
Cong trục
11
Tháo gối đỡ bạc dẫn hướng và phớt chắn dầu.
-Tháo gối đỡ bạc ra tháo vòng làm kín đầu xi lanh ra.
Trục bậc
12
Tháo thanh răng. Búa nhựa
13 Tháo vòng chắn dầu và ống cách.
Trục bậc, búa nhựa.
b. Quy trình lắp cơ cấu lái.
Cơ cấu lái sau khi được tháo ra để kiểm tra sửa chữa cầ được lắp lại theo đú trì h tự để đảm bảo hoạt đ tốt .
TT Nguyên công Hình vẽ Dụng cụ Chú ý
1
Lắp phớt chắn dầu vào đầu xi lanh, ống cách và bạc dẫn hướng.
Trục bậc, búa nhựa.
Bôi keo làm kín mặt ngoài của phớt.
2
Lắp thanh răng Tay Bôi một
lớp mỡ vào bề mặt của thanh răng.
3
Lắp phớt chắn dầu.
- Lắp phớt chắn dầu vào piston.
Tay Bôi keo vào bề mặt phớt chắn dầu.
4
Kẹp hộp lái lên êtô. Êtô kẹp
chuyên dùng.
Kẹp không chặt quá.
5
Lắp khối đỡ bạc xi lanh và phớt chắn dầu.
- Lắp vòng làm kín.
- Đóng chặt gối đỡ bạc đến phần ren thì dừng lại.
- Vặn chặt gối đỡ lại.
Búa nhựa, tuýp chuyên dùng, đục
Mô men xiết 800 kg.cm
6
Lắp van điều khiển.
- Lắp đai ốc điều chỉnh rơ vào vỏ van dọc của trục chính.
Tuýt 13 Mô men xiết 250 kg.cm
7
Lắp cụm van điều khiển vào.
- Lắp đệm vào trục van.
- Đưa cụm van phân phối vào.
- Lắp hai bu lông cố định vào cụm van.
Tuýt 13, kẹp chuyên dùng.
Mô men xiết 180 kg.cm
8
Lắp bạc tỳ thânh răng.
- Lắp bạc.
- Lắp lò xo tỳ vào.
- Lắp đai ốc điều chỉnh.
Lục lăng 24
Bôi một lớp mỡ vào bề mặt bạc và gối đỡ. Mô men xiết 250 kG.cm
9
Điều chỉnh sự ăn khớp của trục chính và thanh răng lại cho đúng.
- Quay trục chính sang phải và sang trái nhiều lần.
- Vặn đai ốc điều chỉnh sao cho bạc và lò xo tỳ nén lại.
- Quay trục chính và xiết chặt đai ốc điều
Tay vặn chuyên dùng, lục lăng 24
Mô men xiết 713 kg.cm