Học xong bài này người học có khả năng:
- Phát biểu đúng yêu cầu, nhiệm vụ và phân loại hệ thống lái.
- Giải thích được cấu tạo, nguyên tắc 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.
i u của bài: Thời ia : 12 h (LT: 3h; TH: 9h)
I. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG LÁI 1. Nhiệm vụ
Hệ thống lái của ôtô dùng thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ôtô chuyển động theo một hướng nhất định.
2. Yêu cầu :
Quay vòng thật ngoặt trong một thời gian ngắn trên một diện tích bé.
Lái nhẹ và tiện lợi.
Động học quay vòng để các bánh xe không bị trượt lê khi quay vòng.
Tránh được các va đập từ bánh dẫn hướng truyền lên bánh trái.
Giữ được chuyển động thẳng ổn định của ôtô.
2. Phân loại:
a. Theo bố trí vành tay lái:
Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động của ôtô) được dùng trên ôtô của các nước có luật đi đường bên phải như ở Việt nam và một số các nước khác;
Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động của ôtô) được dùng trên ôtô của các nước có luật đi đường bên trái như ở Anh, Nhật, Thuỵ Điển, ...
b. Theo số lượng bánh dẫn hướng:
Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước.
Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở hai cầu.
Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.
c. Theo kết cấu và nguyên lý của cơ cấu lái:
Cơ cấu lái loại trục vít - bánh vít;
Cơ cấu lái loại trục vít - cung răng;
Cơ cấu lái loại trục vít - con lăn;
Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay;
Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, đai ốc, cung răng);
Cơ cấu lái loại bánh răng trụ - thanh răng.
d. Theo kết cấu bộ trợ lực (cường hóa ):
Loại trợ lực bằng khí nén.
Loại trợ lực bằng thủy lực.
Loại trợ lực liên hợp.
II. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG LÁI
1. Hệ thống lái với cầu dẫn hướng loại liền (hệ thống treo phụ thuộc) a. Sơ đồ:
Bố trí chung của hệ thống lái loại này được chỉ ra trên hình 1.1.
Hình 1.1. Thanh dẫn động lái dùng cho hệ thống treo phụ thuộc
1- Vành tay lái ; 2- Trục lái; 3- Trục vít; 4- Cu ră ; 5- Đò quay; 6- Đò ọc;
7- Đò quay;8- Trụ đứ ; 9,12- Đò bê ;10- Đò a ;11- Dầm cầu; 13- Cam quay Hệ thống lái này thường được bố trí trên ôtô tải nhỏ và trung bình.
Hệ thống bao gồm các bộ phận chính như sau:
Vành lái: Vành lái cùng với trục lái có nhiệm vụ truyền lực quay vòng của người lái từ vành lái đến trục vít của cơ cấu lái.
Cơ cấu lái: Cơ cấu lái ở sơ đồ trên gồm trục vít 3 và cung răng 4. Nó có nhiệm vụ biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động góc của đòn quay đứng và khuyếch đại lực điều khiển trên vành lái.
Dẫn động lái: dẫn động lái bao gồm đòn quay đứng 5, Đòn kéo dọc 6, đòn quay 7.
Nó có nhiệm vụ biến chuyển động góc của đòn quay đứng 5 thành chuyển động góc của trục bánh xe dẫn hướng.
Hình thang lái: hình thang lái bao gồm các đòn bên 9, 12 và đòn ngang 10. Ba khâu này hợp với dầm cầu dẫn hướng tạo thành bốn khâu dạng hình thang nên gọi là hình thang lái.
Hình thang lái có nhiệm vụ tạo chuyển động góc của hai bánh xe dẫn hướng theo một quan hệ xác định bảo đảm các bánh xe không bị trượt khi quay vòng.
b. Nguyên lý làm việc
Khi muốn thay đổi hướng chuyển động của xe, người lái tác dụng một lực để quay vành tay lái 1. Giả sử muốn quay xe sang phải, người lái quay vành tay lái theo chiều kim đồng hồ. Mômen quay được trục lái truyền tới cơ cấu lái làm trục vít quay, bánh vít quay theo và đòn quay đứng 5 xoay một góc về phía sau trong mặt phẳng đứng. Thanh kéo dọc 6 tác động vào đòn quay ngang làm cam quay bánh xe bên trái xoay một góc về phía phải. Qua cơ cấu hình thang lái , bánh xe bên phải cũng xoay về phía phải một góc nhất định. Hướng chuyển động của xe quay vòng sang phải. Muốn xe chuyển động thẳng, người lái cần phải quay trả vành tay lái theo chiều ngược lại.
Trường hợp muốn xe quay vòng sang trái, người ta tác động một lực quay vành tay lái theo ngược chiều kim đồng hồ. Các quá trình xảy ra tương tự như trường hợp trên, nhưng với chiều ngược lại.
1. Hệ thống lái hệ thống treo độc lập a. Sơ đồ
Bố trí chung của hệ thống lái loại này được chỉ ra trên hình 1.2.
Hình 1.2. Hệ thống lái với bánh dẫn hướng trong hệ thống treo độc lập Ở hệ thống lái cầu liền (hệ thống treo phụ thuộc), khi ôtô hoặc cầu dao động thì toàn bộ các chi tiết của hình thang lái dao động cùng một khối với cầu dẫn hướng.
Nhưng ở hệ thống lái với hệ thống treo độc lập (hình 1.2), các bánh xe dẫn hướng bên trái hoặc bên phải có thể dao động độc lập với nhau nên cấu tạo của dẫn động lái và hình thang lái có khác so với loại cầu liền. Đó là thanh ngang của hình thang lái không thể làm liền mà phải cắt rời thành nhiều đoạn và liên kết với nhau bằng các khớp cầu.
III. BẢO DƯỠNG BÊN NGOÀI CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG LÁI 1. Các hư hỏng chung của hệ thống lái
Một số hiện tượng hư hỏng của hệ thống lái, cách phát hiện, nguyên nhân và phương pháp xử lý được tóm tắt trong bảng sau.
Hiện tượng Nguyên nhân Kiểm tra, sửa chữa
1. Tay lái nặng
a. Hệ thống trợ lực hỏng - Xem sổ tay hướng dẫn để kiểm tra sửa chữa
b. Áp suất hơi của các lốp xe dẫn hướng không đủ hoặc không đều
- Bơm đủ hơi
c. Các chi tiết ma sát của hệ thống thiếu dầu mỡ bôi trơn
- Bổ sung dầu mỡ bôi trơn hộp tay lái và các khớp nối
d. Chốt khớp chuyển hướng nghiêng về phía sau nhiều quá
- Điều chỉnh lại cho đúng quy định
e. Khung xe bị cong - Sửa chữa, nắn thẳng lại 2. Độ rơ vành
tay lái quá lớn
a. Độ rơ quá lớn ở hộp tay lái, ở các thanh nối, mòn các khớp cầu
- Điều chỉnh và thay chi tiết mòn
b. Mòn ổ bi bánh xe dẫn hướng - Điều chỉnh lại độ rơ
3. Xe lạng sang hai bên
a. Các thanh nối, khớp cầu và hộp tay lái có độ rơ lớn
- Điều chỉnh hoặc thay mới các chi tiết nếu cần
b. Độ chụm bánh xe âm - Điều chỉnh lại cho đúng c. Các thanh nối bị cong - Nắn lại hình dạng ban đầu d. Áp suất lốp bánh xe dẫn hướng
không đủ hoặc không đều
- Bơm đủ áp suất
4. Xe luôn lạng về một bên
a. Áp suất lốp bánh xe dẫn hướng không đều
- Bơm đủ áp suất b. Độ nghiêng ngang và nghiêng
dọc của chốt khớp chuyển hướng của hai bánh xe không đều
- Điều chỉnh lại cho bằng nhau và đúng tiêu chuẩn kỹ thuật
c. Ổ bi bánh xe chặt - Điều chỉnh lại hoặc thay chi tiết mòn hỏng
5. Đầu xe lắc qua lại
a. Áp suất lốp bánh xe dẫn hướng không đủ hoặc không đều
- Bơm hơi đủ áp suất b. Lỏng, rơ ở các thanh nối và
hộp tay lái
- Điều chỉnh lại hoặc thay chi tiết mòn nếu cần
c. Góc nghiêng ngang của chốt khớp chuyển hướng hai bánh xe không đều
- Điều chỉnh lại
2. Kiểm tra, chẩn đoán hệ thống lái
a. Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ vành tay lái
Độ rơ vành tay lái là độ đài cung quay tự do của vành tay lái từ vị trí tác động làm bánh xe bắt đầu chuyển hướng về một phía đến vị trí tác động làm bánh xe chuyển hướng về phía ngược lại. Độ rơ vành tay lái được kiểm tra khi bánh xe dẫn hướng ở vị trí đi thẳng trên đường bằng.
Các xe ô tô cần phải có độ rơ vành tay lái để giảm tác dụng của phản lực xóc của mặt đường truyền lên vành tay lái giúp người lái đỡ mệt. Tuy nhiên, nếu độ rơ vành tay lái quá lớn sẽ hạn chế tính cơ động và khả năng điều khiển xe. Đối với hệ thống lái có trợ lực thủy lực, độ rơ vành tay lái yêu cầu vào khoảng 50 mm; còn đối với hệ thống lái không trợ lực, độ rơ yêu cầu khoảng 75 mm.
Việc kiểm tra độ rơ vành tay lái được thực hiện như sau:
(1) Kiểm tra và điều chỉnh đúng độ căng dây đai dẫn động bơm thủy lực và mức dầu trong bình chứa của bơm thủy lực.
(2) Khởi động động cơ và đặt hai bánh xe trước ở vị trí đi thẳng.
(3) Xoay vành tay lái từ từ cho đến khi hai bánh xe trước bắt đầu dịch chuyển rồi đánh một điểm dấu bằng phấn trên vành tay lái thẳng với một điểm dấu trên thước cố định.
(4) Xoay từ từ vành tay lái ngược lại cho đến khi hai bánh xe trước bắt đầu dịch chuyển.
Đánh dấu thứ hai trên thước đo thẳng với dấu trên vành tay lái.
(5) Khoảng cách giữa hai dấu trên thước đo chính là độ rơ vành tay lái cần kiểm tra. Nếu số đo này vượt quá thông số quy định thì cần phải kiểm tra và điều chỉnh các bộ phận liên quan.
Độ rơ vành tay lái lớn là do hiện tượng mòn hoặc chỉnh sai hộp tay lái và cơ cấu dẫn động lái. Do đó, cần kiểm tra và điều chỉnh lại các bộ phận này.
Hình 1.3. Kiểm tra độ rơ ngang của vô lăng 1-vành tay lái. 2-kim của ụ cụ đo.
b. Kiểm tra cơ cấu dẫn động lái:
Độ rơ tổng hợp của cơ cấu dẫn động lái được kiểm tra bằng cách kích đầu xe để nâng hai bánh xe trước lên khỏi mặt đất, dùng hai tay giữ hai bánh xe trước rồi cùng giật vào và đẩy ra để xem độ lắc của chúng. Nếu cảm nhận được độ lắc lớn chứng tỏ cơ cấu dẫn động lái bị rơ nhiều. Để xác định chính xác độ rơ, cần dùng thước để đo bắng cách kéo hai bánh xe vào hết cỡ rồi nhờ một người đo khoảng cách hai mép trong phía trước của bánh xe, sau đó đẩy ra hết cỡ và đo lại khoảng cách giữa hai điểm đo lúc trước. Độ chênh lệch hai lần đo chính là độ rơ tổng hợp của cơ cấu dẫn động lái.
Độ rơ này cho phép khoảng 6,5 mm đối với xe có đường kính bánh xe 16 inch. Độ rơ của các thanh nối là đo khớp cầu quá mòn và lò xo đẩy khớp cầu tì lên đế quá yếu. Các khớp có vít nắp ren điều chỉnh còn điều chỉnh được thì điều chỉnh lại; nếu không có thì kiểm tra, thay lò xo hoặc thay cả chốt khớp cầu.
Hình 1.4. Kiểm tra độ rơ các khớp cầu các thanh dẫn động b. Kiểm tra độ rơ vòng bi bánh xe trước:
Độ rơ vòng bi bánh xe dẫn hướng là một phần độ rơ tổng của cơ cấu dẫn động lái ảnh hưởng đến độ rơ vành tay lái. Phương pháp kiểm tra đã được giới thiệu ở phần
“Sửa chữa hệ thống treo, bánh xe”
c. Kiểm tra độ rơ khớp nối cầu của cơ cấu treo bánh xe trước:
Độ rơ này cũng là một phần trong độ rơ tổng của cơ cấu dẫn động lái. Phương pháp kiểm tra khớp nối của cơ cấu treo đã được giới thiệu ở phần trước.
d. Kiểm tra hộp tay lái:
Một người ngồi trên xe quay vành bánh tay lái theo hai chiều, một người ở dưới quan sát đòn quay đứng ở hộp tay lái. Nếu độ rơ vành tay lái lớn (tính từ vị trí bắt đấu dịch chuyển đòn quay đứng theo một hướng đến vị trí bắt đầu dịch chuyển đòn quay đứng theo hướng ngược lại) thì chứng tỏ hộp tay lái bị rơ, cần tháo ra cân chỉnh lại theo hướng dẫn của sổ tay sửa chữa, nếu không thể chỉnh được độ rơ yêu cầu thì phải thay thế chi tiết mòn.
3. Bảo dư ng:
a. Bảo dưỡng hàng ngày
Kiểm tra độ dơ của tay lái và xem có bị kẹt không b. Bảo dư ng 1:
Kiểm tra độ bắt chặt và nếu cần thì siết lại đai ốc bắt đòn quay đứng.
Kiểm tra việc chốt đai ốc của khớp cầu và cam quay, độ dơ tay lái, độ dơ của khớp cầu chuyển hướng. Dùng bơm mỡ tra mỡ cho các khớp cầu của đẫn động lái.
Kiểm tra mức dầu của hộp cơ cấu lái, nếu cần thì bổ xung. Sau khi bảo dưỡng kiểm hoạt động của hệ thống lái.
c. Bảo dư ng 2:
Làm các công việc của bảo dưỡng 1 và thêm:
Kiểm tra và nếu cần thì siết lại đai ốc bắt chặt tai kẹp các đăng và đai ốc bắt vòng chắn dầu của mối ghép then hoa.
Kiểm tra, siết chặt vỏ cơ cấu lái với khung xe và cột lái với giá đỡ ở buồng lái.
Kiểm tra độ dơ và lực cần thiết để làm quay hệ thống lái, độ bắt chặt vành lái trên trục.
Tra mỡ vào các khớp cầu, bổ sung dầu hoặc thay dầu ở hộp cơ cấu lái và bộ trợ lực lái ( theo lịch).
Bài 2: SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG CƠ CẤU LÁI Mục tiêu của bài:
Học xong bài này người học có khả năng:
- Phát biểu đúng yêu cầu, nhiệm vụ và phân loại cơ cấu lái.
- Giải thích được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của cơ cấu lái.
- Tháo lắp, nhận dạng và kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa được cơ cấu lái đúng yêu cầu kỹ thuật.
i u của bài: Thời ia : 6 h (LT: 2h; TH: 4h)
I. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI CƠ CẤU LÁI 1. Nhiệm vụ
Cơ cấu lái biến đổi chuyển động quay của vành tay lái thành chuyển động quay và tịnh tiến của các chi tiết dẫn động lái.
Cơ cấu lái hoạt động như một hộp giảm tốc độ để tăng mômen tác động của người lái đến các bánh xe dẫn hướng. Tỷ sổ truyền của cơ cấu lái đối với xe con từ 16÷22, đối với xe tải từ 20÷25.
2. Yêu cầu
Cơ cấu lái phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Có thể quay cả hai chiều để đảm bảo chuyển động ổn định.
Có hiệu suất cao để lái nhẹ, trong đó hiệu suất theo chiều thuận lớn hơn hiệu suất theo chiều ngược để các va đập từ mặt đường được giữ lại phần lớn ở cơ cấu lái.
Đảm bảo tỷ số truyền hợp lý.
Kết cấu đơn giản, giá thành thấp, tuổi thọ cao.
Dễ dàng tháo lắp, điều chỉnh.
2. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CƠ CẤU LÁI
Cơ cấu lái trên ô tô chia thành 2 nhóm chính: nhóm trục vít - bánh vít và nhóm thanh răng - bánh răng. Nhóm trục vít bánh vít gồn các loại: cơ cấu lái kiểu trục vít bánh vít, trục vít – con lăn , trục vít – chốt - đòn quay, và kiểu trục vít - đai ốc- bi . Cơ cấu lái kiểu bánh răng – thanh răng (được dùng nhiều trên các xe du lịch). Hiện nay một số cơ cấu được sử dụng phổ biến là cơ cấu trục vít - con lăn, trục vít - đai ốc - bi , thanh răng – bánh răng, trục vít – chốt. đòn quay (ít được sử dụng hơn).
a. Cơ cấu lái trục vít - con lăn.
Cấu tạo: ( hình 2.1)
Trục vít lõm lắp chặt với trục lái và quay trơn trên hai vòng bi côn (6). Phía dưới có nắp đậy(2) và các đệm điều chỉnh (3) độ dơ của hai vòng bi côn.
Con lăn (8) có ba răng luôn ăn khớp với trục vít (5) và quay trơn trên trục bằng hai ổ bi kim. Do đó lực ma sát trượt được chuyển thành ma sát lăn và hiệu suất của cơ cấu lái tương đối cao. Trục con lăn đặt trên nạng đồng thời là trục của khối con lăn (trục bị động ). Trục bị động (9) đặt trên bạc lót bằng đồng (13) lắp vào lỗ của vỏ hộp
tay trái. Độ dịch dọc của trục bị động được hạn chế bằng đệm điều chỉnh (12), phía ngoài có đai ốc chụp (10) và vòng hãm (11). Đầu ngoài trục bị động hình côn có then hoa để lắp với đòn quay đứng (1). Đòn quay đứng được giữ chặt bởi đệm vênh và đai ốc hãm. Giữa tâm con lăn và tâm trục vít có độ lệch, trong quá trình sử dụng các khâu răng mòn, có thể dùng vít điều chỉnh để đẩy sâu con lăn vào trong tạo nên khả năng ăn khớp mới và độ dơ nhỏ.
Hình 2.1. Cơ cấu trục vít - con lăn
1- Đò quay đứ ; 2- ắp ưới;
3- Tấm đệm;
4- Vỏ;
5- Trục vít;
6- Bi côn;
7- Khớp các đă ; 8- Co lă ;
9- Trục khối co lă ; 10- Đai ốc hãm;
11- Vò chặ ; 12- Đệm;
13- Bạc đỡ.
Hoạt động:
Khi xoay vô lăng, trục vít quay làm con lăn quay quanh trục của nó đồng thời xoay theo đường bao của trục vít, do đó trục bị động và đòn quay đứng xoay để tác động và dẫn động lái.
Cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn có kết cấu nhỏ gọn, ít mài mòn, độ bền và hiệu suất cao.
b. Cơ cấu lái kiểu trục vít vô tận- chốt - đòn quay
Sơ đồ cấu tạo: ( hình 2.2)
Hình 2.2. Sơ đồ cơ cấu trục vít- chốt - đòn quay
1- Trục đoà quay đứ ; 2- Chốt; 3- Trục vít; 4- Đò quay đứ ; 5- Các vòng bi;
6- rã h trê rục vít;7- ắp ưới