Chương IV HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ 4.1 Các dạng bố trí bánh xe dẫn hướng 4.1.1 Khái quát chung Việc bố trí bánh xe dẫn hướng liên quan trực tiếp tới điều khiển, tính ổn định chuyển động Các yêu cầu việc bố trí điều khiển hướng chuyển động nhẹ nhàng, xác, đảm bảo ổn định chạy thẳng quay vòng kể có cố hệ thống khác Đối với ô tô yêu cầu nâng cao tốc độ chuyển động khơng ngừng tăng lên Trên cầu dẫn hướng, bánh xe bố trí quan tâm thích đáng, bánh xe khơng dẫn hướng để ý, song bị giới hạn giá thành chế tạo phức tạp kết cấu nên cách bố trí tuân thủ điều kiện truyền thống Các bố trí bánh xe dẫn hướng là: - Góc nghiêng ngang bánh xe - Góc chụm bánh xe - Góc nghiêng ngang trụ đứng bán kính quay bánh xe - Góc nghiêng dọc trụ đứng độ lệch trụ đứng Cần ý xác định thông số trên, xe phải trạng thái không tải đặt thẳng hướng chuyển động Góc đặt bánh xe gồm yếu tố sau đây: - Góc nghiêng ngang (góc camber) - Góc nghiêng dọc trụ đứng (Góc caster) - Góc nghiêng ngang trụ đứng (góc kingpin ) - Độ chụm bánh xe - Bán kính quay vịng Nếu yếu tố khơng thích hợp xuất vấn đề: Hình 4.1 Các dạng góc đặt bánh xe - Khó lái - Lái khơng ổn định - Trả lái đường vòng - Giảm tuổi thọ lốp 4.1.2 Góc nghiêng ngang bánh xe (Góc camber) Góc nghiêng ngang bánh xe (góc camber) góc xác định mặt phẳng ngang xe, tạo thành hình chiều mặt phẳng đối xứng dọc lốp xe phương thẳng đứng Khi phần bánh xe nghiêng phía ngồi gọi góc “ camber dương”, ngược lại bánh xe nghiêng vào cho ta “camber âm” Trong kiểu xe trước đây, bánh xe thường có camber dương để tăng tăng độ bền trục trước lốp tiếp xúc thẳng góc với mặt đường nhằm ngăn ngừa tượng mịn khơng phần tâm lốp cao phần dìa đường Hình 4.2 Góc camber Trong kiểu xe đại hệ thống treo trục có độ bền cao trước, mặt đường lại phẳng lên bánh xe khơng cần nghiêng dương nhiều trước Vì góc camber giảm xuống gần đến “khơng”( số xe băng khơng) Trên thực tế bánh xe có camber âm áp dụng phổ biến để tăng tính chạy đường vòng xe a) Camber âm Khi tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bánh xe nghiêng sinh lực theo phương nằm ngang Lực gọi lực đẩy ngang tác động theo chiều vào bánh xe có camber âm, theo chiều ngược lại xe có camber dương Khi xe chạy đường vịng vì, xe có xu hướng nghiêng phía ngồi lên camber lốp xe trở lên dương hơn, lực đẩy ngang phía giảm xuống lực quay vịng giảm xuống Góc camber âm bánh xe giữ cho xe khơng bị nghiêng dương chạy vào đường vịng trì lực quay vịng thích hợp Phía Phía ngồi Lực đẩy ngang Phía ngồi Lực đẩy ngang Hình 4.3 Camber âm Hình 4.4 Ảnh hưởng góc camber âm b) Camber dương - Camber dương có tác dụng sau: - Giảm tải trọng thẳng đứng: có camber dương tải trọng tác dụng theo hướng cam lái nhờ mômen tác dụng lên bánh xe cam lái giảm xuống - Ngăn ngừa tuột bánh xe khỏi trục Hình 4.5 Góc camber dương Hình 4.6 Góc camber dương - - Ngăn ngừa pháp sinh camber âm ngồi ý muốn tải trọng: giữ cho phía xe khơng bị nghiêng phía biến dạng phận hệ thống treo bạc lót gây trọng lượng hàng hoá hành khách - Giảm lực đánh lái c) Camber khơng Lý để có camber khơng giúp cho lơp xe mịn Lốp xe có camber âm dương làm cho bán kính quay vịng phía phía ngồi khác làm cho lốp xe mịn khơng camber khơng khắc phục điều Hình 4.7 Camber khơng 4.1.3 Góc nghiêng dọc trụ caster khoảng caster) đứng ( góc Góc caster góc nghiêng phía phía sau trụ xoay đứng, xác góc nghiêng trục xoay đứng thẳng đứng nhìn từ cạnh xe trước định đường Khi trục xoay đứng nghiêng “ caster dương”, ngược lại trục nghiêng phía trước gọi “caster phía sau gọi xoay đứng âm” Hình 4.8 Góc Caster Khoảng cách từ giao điểm đường tâm trục xoay đứng mặt đường đến tâm điểm tiếp xúc lốp xe với mặt đường gọi “khoảng caster” Góc caster có ảnh hưởng đến độ ổn định xe chạy đường thẳng khoảng caster ảnh hưởng đến tính hồi vị bánh xe xe chạy đường vịng 4.1.4 Góc nghiêng ngang trụ đứng (góc kingpin) Hình 4.9 Góc kingpin Trục mà bánh xe xoay phía phải phía trái gọi ‘trục xoay đứng” Trục xác định cách vạch đường thẳng tưởng tượng qua tâm ổ bi đỡ giảm chấn khớp cầu đòn treo Nhìn từ phía trước xe, đường thẳng nghiêng phía trong, góc nghiêng gọi góc nghiêng trục lái-góc kingpin đo độ Khoảng cách L từ giao điểm trục xoay đứng mặt đường đến giao điểm đường tâm bánh xe mặt đường gọi độ lệch kingpin  Vai trò góc kingpin - Giảm lực đánh lái Vì bánh xe quay sang phải sang trái với tâm quay trục xoay đứng cịn bán kính quay khoảng lệch, nên khoảng lệch lớn mơmen cản quay lớn lực lái tăng lên Do giảm khoảng lệch để giảm lực lái Có thể áp dụng hai phương pháp để giảm khoảng lệch Hình 4.10 Giảm lực đánh lái - Giảm lực phản hồi lực kéo lệch sang bên Nếu khoảng lệch lớn, lực dẫn động lực hãm tạo mômen quay quanh trục xoay đứng tỉ lệ với khoảng lệch Mặt khác, tác động lên bánh xe làm cho bánh xe bị dật lại phản hồi Những tượng cải thiện cách giảm khoảng lệch Nếu góc nghiêng trục bên trái bên phải khác xe bị kéo lệch bên có góc nghiêng nhỏ (có khoảng lệch lớn hơn) Hình 4.11 Giảm lực phản hồi - - Tăng độ ổn định chạy đường thẳng Góc nghiêng trục lái giúp cho bánh xe tự đơng quay trở lại vị trí đường thẳng sau chạy vòng 4.1.5 Độ chụm bánh xe Độ chụm độ lệch phần trước phần sau bánh xe nhìn từ xuống Góc lệch bánh xe gọi góc chụm Khi phần phía trước bánh xe gần so với phần phía sau gọi “độ chụm”, ngược lại gọi độ chỗi Hình 4.12 Độ chụm Vai trị góc chụm: khử bỏ lực đẩy ngang góc camber tạo vị góc chụm ngăn ngừa bánh xe mở hai bên có camber dương Tuy nhiên năm gần áp dụng camber âm hiệu hệ thống treo lốp tăng lên nên nhu cầu khử bỏ lực đẩy ngang không Do vậy, mục đích góc chụm chuyển thành đảm bảo độ ổn định chạy đường thẳng 4.1.6 Bán kính quay vịng (góc bánh xe, góc quay vịng) Bán kính quay vịng góc quay bánh xe phía trước bên trái bên phải chạy đường vịng Với góc quay bánh xe bên phải bên trái khác nhau, phù hợp với tâm quay bốn bánh xe độ ổn định xe chạy đường vịng tăng lên Nều bán kính quay khơng đúng, lốp xe bên bị trượt bên quay xe cách nhẹ nhàng Điều làm cho lốp xe mịn khơng B HỆ THỐNG LÁI 4.2 Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái Hệ thống lái hệ thống điều khiển hướng chuyển động xe Nó có tác dụng dùng để thay đổi hướng chuyển động nhờ quay bánh xe dẫn hướng để giữ hướng chuyển động thẳng cong ôtô cần thiết Trong q trình chuyển động hệ thống lái có ảnh hưởng lớn đến an toàn chuyển động tốc độ cao hệ thống lái khơng ngừng hồn thiện Cấu tạo hệ thống lái miêu tả (hình 4.13) bao gồm phận sau đây: vành lái, trục lái, cấu lái, đòn dẫn động lái, bánh xe dẫn hướng Vành lái nhận lực từ cánh tay người điều khiển để tạo chuyển động quay vịng truyền mômen xoắn tới trục lái Vành lái Trục lái Đòn quay Hộp cấu lái Đòn kéo dọc Đòn ngang liên kết Trục lái bao gồm trục lái 7.Đòn dẫn bánh xe Địn ngang bên Trục bánh xe Hình 4.13 Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái truyền chuyển động quay vô lăng tới cấu lái ống đỡ trục lái để cố định trục lái vào thân xe Đầu phía trục lái làm thon xẻ hình cưa vơ lăng xiết vào trục lái đai ốc Tại cấu lái nhận mômen từ trục lái thay đổi tỷ số truyền cấu lái để đưa tới dẫn động lái Thanh dẫn động lái kết hợp nối tay đòn để truyền chuyển động cấu lái tới bánh xe trái phải 4.2.1 Sự quay vòng bánh xe trạng thái quay vịng Hình 4.14 Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái O1, O2: đường tâm trụ đứng O: tâm quay vòng R Bán kính quay vịng Vành lái Trục lái Bánh xe dẫn hướng Đòn quay dẫn động Đòn kéo dọc Trụ đứng 7.Đòn bên Khớp cầu (rôtuyl lái) Cơ cấu lái 10 Đòn ngang liên kết Sự quay vòng bánh xe ngồi quanh trụ đứng thực khơng nhằm đảm bảo khả không xảy trượt bánh xe Các bánh xe quay vòng xung quanh tâm quay vòng O Tâm quay vòng O tốt nằm đường kéo dài tâm trục cầu sau Trên hệ thống treo độc lập, tâm trụ đứng O 1, O2 có thay đổi nhỏ thiết đòn ngang 10 phải có khớp cầu phân chia địn ngang làm nhiều đoạn, thỏa mãn khả di động tâm O1, O2 Góc quay vành lái xe từ 1,5 đến 2,5 vịng phía, góc quay bánh xe dẫn hướng tương ứng từ 300 đến 400 nhằm đảm bảo lực đánh lái nhỏ, điều khiển xác Sự chuyển động thay đổi hướng chuyển động xe đường trình phức tạp Nếu cho xe chuyển động đường vòng với tốc độ chậm, ứng với vị trí góc quay vành lái định β , xe quay vịng với bán kính R tương ứng Trạng thái quay vịng coi “quay vịng tĩnh” Mối tương quan góc quay vành lái β với bán kính R0 mối tương quan lý thuyết (xem hình 4.14) Trạng thái quay vịng gọi “quay vòng đủ” Trong thực tế trình quay vịng “động”, trạng thái “quay vịng đủ” xảy Chúng ta thường gặp trạng thái “quay vòng thiếu quay vòng thừa” Các trạng thái quay vòng động xảy cở sở việc tăng tốc độ chuyển động đàn hồi bánh xe, hệ thống lái Với góc quay vành lái thực β song bán kính quay vịng thực tế lại lớn bán kính R0, trường hợp “quay vịng thiếu” Khi để thực quay vịng xe theo bán kính R0, người lái phải tăng góc quay vành lái lượng tương ứng ∆β Khi góc quay vành lái β , bán kính quay vịng thực tế nhỏ bán kính R 0, trường hợp “quay vòng thừa” Để xe chuyển động với bán kính R0 người lái phải giảm góc quay vành lái lượng ∆β Hình 4.15 Các trạng thái quay vòng a) Trạng thái quay vòng thừa b) Trạng thái quay vòng thiếu Trong điều khiển chuyển động, tượng “quay vòng thừa” làm gia tăng lực ly tâm gây nguy hiểm cho trạng thái chuyển động, địi hỏi người lái xe phải có kinh nghiệm xử lý Đó trạng thái quay vịng nguy hiểm (mất tính ổn định tính điều khiển) 4.2.2 Phân loại hệ thống lái + Theo phương pháp chuyển hướng: Bộ lọc khơng khí Đường ống nạp Van điều khiển khơng khí Bơm trợ lực lái Hộp cấu lái Hình 4.29 Sơ đồ cấu tạo hệ thống bơm thủy lực a) Cấu tạo Thân bơm: Bơm dẫn động puly trục khủy động dây đai dẫn động, đưa dầu bị nén vào hộp số cấu lái Lưu lượng bơm tỷ lệ với tốc độ động lưu lượng dầu đưa vào hộp cấu lái điều tiết nhờ van điều khiển lưu lượng lượng dầu thừa đưa trở lại đầu hút bơm Bình chứa: Bình chứa cung cấp dầu trợ lực lái Nó lắp trực tiếp vào thân bơm lắp tách biệt Nếu khơng lắp với thân bơm nối với bơm hai ống mềm Thông thường, nắp bình chứa có thước đo mức để kiểm tra mức dầu Nếu mức dầu bình chứa giảm mức chuẩn bơm hút khơng khí vào gây lỗi vận hành Van điều khiển lưu lượng: Điều chỉnh lượng dòng chảy dầu từ bơm tới hộp cấu lái, trì lưu lượng khơng đổi mà không phụ thuộc tốc độ bơm(v/ph) Thiết bị bù không tải: Bơm tạo áp suất dầu tối đa vô lăng quay hết cỡ sang phải sang trái Lúc phụ tải tối đa bơm làm giảm tốc độ không tải động cơ, thiết bị bù không tải nhằm tăng tốc độ không tải động bơm phải chịu phụ tải nặng, áp suất dầu bơm tác động lên van điều khiển khơng khí để kiểm sốt lưu lượng khơng khí b) Nguyên lý hoạt động Khoang chứa dầu Van cánh gạt Rôto Van giảm áp Hình 4.30 Cấu tạo bơm thủy lực loại cánh gạt - Bơm trợ lực lái Rơto quay vịng cam gắn với vỏ bơm Rơ to có rãnh để gắn cánh bơm gắn vào rãnh Chu vi vịng ngồi rơ to hình trịn mặt vịng cam hình van tồn khe hở để tạo thành buồng chứa dầu Cánh bơm bị giữ sát vào bề mặt vòng cam lực ly tâm áp suất dầu tác động sau cánh bơm, hình thành phớt dầu ngăn rị rỉ áp suất từ cánh gạt vòng cam bơm tạo áp suất dầu Dung tích buồng dầu tăng giảm rô to quay để vận hành bơm Khi xe quay vòng, vành lái di chuyển tạo khả quay cụm - Van điều khiển lưu lượng ống điều khiển Đầu nối với trụ lái Khối van điều khiển cổng đầu Thanh xoắn Khối van điều khiển cổng đầu vào Hình 4.31 Van điều khiển lưu lượng Lưu lượng bơm trợ lực lái tăng theo tỷ lệ với tốc độ động Lượng dầu trợ lái piston xy lanh trợ lực cung cấp lại lượng dầu từ bơm định Khi tốc độ bơm tăng người lái cần tác động lực đánh lái Nói cách khác, yêu cầu lực đánh lái thay đổi theo thay đổi tốc độ Đây điều bất lợi nhìn từ góc độ ổn định lái Do đó, việc trì lưu lượng dầu từ bơm khơng đổi không phụ thuộc tốc độ xe yêu cầu cần thiết Đó chức van điều khiển lưu lượng Thông thường, xe chạy tốc độ cao, sức cản lốp xe thấp địi hỏi lực lái Do đó, với số hệ thống lái có trợ lực, có trợ lực điều kiện tốc độ cao mà đạt lực lái thích hợp Ở tốc độ thấp (tốc độ bơm: 650-1250v/ph): Áp suất xả P1 bơm tác động lên phía phải van điều khiển lưu lượng P2 tác động lên phía trái sau qua lỗ Chênh lệch áp suất P1 P2 lớn tốc độ động tăng Khi chênh lệch áp suất P1 P2 thắng sức căng lò xo van điều khiển lưu lượng van dịch chuyển sang trái, mở đường chảy sang phía cửa hút dầu chảy phía cửa hút Lượng dầu tới hộp cấu lái trì khơng đổi theo cách Ở tốc độ trung bình (tốc độ bơm: 1250-2500v/ph): Áp suất xả bơm P1 tác động lên phía trái ống điều khiển Khi tốc độ bơm 1250v/ph, áp suất P1 thắng sức căng lò xo (B) đẩy ống điều khiển sang phải lượng dầu qua lỗ giảm gây ta việc giảm áp suất P2 Kết chênh lệch áp suất P1 P2 tăng Theo van điều khiên lưu lượng dịch chuyển sang trái đưa dầu phía cửa hút giảm lượng dầu vào hộp cấu lái Nói cách khác ống điều khiển chuyển sang phải, lượng dầu qua lỗ giảm Ở tốc độ cao( tốc độ bơm: 2500v/ph): Khi tốc độ bơm vượt 2500v/ph, ống điều khiển tiếp tục bị đẩy sang phải, đóng nửa lơc tiết lưu Lúc này, áp suất P2 lượng dầu qua lỗ định Theo cách lượng dầu tới hộp cấu lái trì khơng đổi (trị số nhỏ) Van an toàn: Van an toàn đặt van điều khiển lưu lượng Khi áp suất P2 vượt mức quy định (khi quay hết cỡ vơ lăng), van an tồn mở để giảm áp suất Khi áp suất P2 giảm Van điều khiển lưu lượng bị đẩy sang trái điều chỉnh áp suất tối đa 4.6.2 Hộp cấu lái có trợ lực lái Đường dầu Vỏ van phân phối Trụ lái Thanh Con trượt phân phối Cơ cấu lái A Đường dầu hồi Hình 4.32 Sơ đồ cấu tạo hộp cấu lái có trợ lực B Dầu từ bơm tới a) Mô tả Piston xi lanh trợ lực đặt răng, dịch chuyển áp suất dầu tạo từ bơm trợ lực lái tác động lên piston theo hai hướng Một phớt dầu piston ngăn dầu rò rỉ ngồi Trục van điều khiển nối với vơ lăng Khi vơ lăng vị trí trung hịa (xe chạy thẳng) van điều khiển vị trí trung hịa dầu từ bơm trợ lực lái khơng vào khoang mà quay trở lại bình chứa Tuy nhiên, vơ lăng quay theo hướng van điều khiển thay đổi đường truyền dầu chảy vào buồng Dầu buồng đối diện bị đẩy ngồi chảy bình chứa theo van điều khiển Hiện có loại van điều khiển khác để điều khiển chuyển đổi đường dẫn van cuộn cảm, van quay van cánh Tất loại van có xoắn nằm trục van điều khiển trục vít Van điều khiển vận hành theo mức độ xoắn xoắn b) Phân loại van điều khiển Hình 4.33 Các loại van điều khiển Loại van cánh Loại van quay Loại van ống Người ta bố trí van điều khiển hộp cấu lái Hộp cấu lái cấu lái có trợ lực loại trục vít cấu lái có trợ lực loại bi tuần hoàn Van điều khiể ba loại: loại van quay, loại van ống van cánh c) Cấu tạo Van điều khiển hộp cấu lái định đưa dầu từ bơm trợ lực lái vào buồng Trục van điều khiển (trên tác động mơ men vơ lăng) trục vít nối với xoắn Van quay trục vít cố định chốt quay liền với Nếu khơng có áp suất bơm tác động, xoắn trạng thái hoàn toàn xoắn trục van điều khiển trục vít tiếp xúc với cữ chặn mô men trục van điều khiển trực tiếp tác động lên trục vít c) Nguyên lý hoạt động Hình 4.34 Sơ đồ hoạt động van điều khiển Chuyển động quay trục van điều khiển van quay tạo nên giới hạn mạch thủy lực Khi vô lăng quay sang phải áp suất bị hạn chế lỗ X Y Khi vô lăng quay sang trái trục van điều khiển tạo giới hạn X’ Y’ Khi vơ lăng xoay trục lái quay, làm xoay trục vít qua xoắn Ngược lại với trục vít, xoắn xoắn tỷ lệ với lực bề mặt đường, trục van điều khiển quay theo mức độ xoắn chuyển động sang trái sang phải Do tạo lỗ X Y (hoặc X` Y`) tạo chênh lệch áp suất thủy lực buống xi lanh trái phải Bằng cách này, tốc độ quay trục van điều khiển trực tiếp làm thay đổi đường dầu điều chỉnh áp suất dầu Dầu từ bơm trợ lực lái vào vịng ngồi van quay dầu chảy bình chứa qua khoảng xoắn trục van điều khiển  Tay lái vị trí trung gian Khi trục van điều khiển khơng quay nằm vị trí trung gian so với van quay Dầu bơm cung cấp quay trở lại bình chứa qua cổng ‘D’ buồng ‘D’ Các buồng trái phải xilanh bị nén nhẹ khơng có chênh lệch áp suất nên khơng có trợ lực lái  Tay lái quay sang phải Thanh xoắn bị xoắn trục van điều khiển theo quay sang phải Các lỗ X Y hạn chế dầu từ bơm để ngăn dòng chảy vào cổng ‘C’ cổng ‘D’ Kết dầu chảy từ cổng ‘B’ tới ống nối ‘B’ sau tới buống xi lanh phải, làm dịch chuyển sang trái tạo lực trợ lái Lúc này, dầu buồng xi lanh trái chảy bình chứa qua ống nối ‘C’ -> cổng ‘C’ -> cổng ‘D’ -> buồng ‘D’  Khi tay lái quay sang trái Cũng giống quay vòng sang phải, xe quay vòng sang trái xoắn bị xoắn trục điều khiển quay sang trái Các lỗ X` Y` hạn chế dầu từ bơm để chặn dòng chảy từ cổng ‘C’ tới ống nối ‘C’ sau tới buồng xilanh trái làm dịch chuyển sang phải tạo lực trợ lái Lúc này, dầu buồng xilanh phải chảy bình chứa qua ống nối ‘B’ -> cổng ‘B’ -> cổng ‘D’ -> buồng ‘D’ 4.6.3 Trợ lái phi tuyến tính Hình 4.35 Sơ đồ hệ thống trợ lái phi tuyến tính PPS loại (trợ lái phi tuyến tính) làm thay đổi lực vận hành vơ lăng phù hợp với tốc độ xe Ở tốc độ chạy chậm lực đánh lái nhẹ tốc độ cao lực lái nặng Hoạt động: Trợ lái phi tuyến tính loại phản ứng thủy lực sử dụng xoắn mỏng xoắn trợ lái thông thường để giảm lực lái cần thiết lái chỗ chạy tốc độ chậm Tuy nhiên, điều làm lực lái cần thiết trở nên nhỏ (vô lăng “nhẹ”) xe tăng tốc Hình 4.36 Hệ thống trợ lực lái điện Cảm biến mômen Mô tơ điện chiều EPS ECU Đồng hồ táp lô Cơ cấu giảm tốc Rơ le ECU động Bộ chấp hành ABS ECU ABS Để ngăn chặn điều này, lực lái yêu cầu tăng lên giống có xoắn dầy hơn, cách bố trí buồng phản ứng thủy lực để loại bỏ chuyển động quay trục van điều khiển (trong hộp van điều khiển ) nhờ 04 piston thủy lực Áp suất thủy lực buồng phản ứng thủy lực thấp tốc độ xe chậm cao xe chạy nhanh 4.6.4 EPS EPS (trợ lực lái điện) tạo mô men trợ lực nhờ mô tơ vận hành lái giảm trợ lực đánh lái Trợ lái thủy lực sử dụng công suất động để tạo áp suất thủy lực tạo mômen trợ lực Do EPS dùng mô tơ nên không cần công suất động làm cho việc tiết kiệm nhiên liệu tốt Cảm biến mơmen Trục lái Vơ lăng Bộ giảm tốc Vòng phát Trục sơ cấp Cuộn dây bù Vòng phát Cuộn dây phát 10 Vòng phát 11 Trục thứ cấp Hình 4.37 Cấu tạo cảm biến mơmen Cấu tạo vận hành ECU EPS: Nhận tín hiệu từ cảm biến, đánh giá tình trạng xe định dòng điện cần đưa vào động điện chiều để trợ lực - Cảm biến mô men: Khi người lái xe điều khiển vô lăng, mômen lái tác động lên trục sơ cấp cảm biến mơ men thơng qua trục lái Người ta bố trí vịng phát trục sơ cấp (phía vơ lăng) vịng trục thứ cấp (phía cấu lái) Trục sơ cấp trục thứ cấp nối xoắn Các vịng phát cuộn dây phát kiểu khơng tiếp xúc vịng ngồi dể hình mạch kích thích Khi tạo mơ men lái xoắn bị xoắn tạo độ lệch pha vòng phát Dựa độ lệch pha này, tín hiệu tỷ lệ với mơmen vào đưa tới ECU Dựa tín hiệu này, ECU tính tốn mơmen trợ lực cho tốc độ xe dẫn động mô tơ - Mô tơ điện chiều (DC) cấu giảm tốc: Mô tơ DC bao gồm rô to, stato trục Cơ cấu giảm tốc bao gồm trục vít bánh vít Mơ men rơ to tạo truyền tới cấu giảm tốc Sau đó, mơmen truyền tới trục lái Trục vít đỡ ổ đỡ để giảm độ ồn Ngay dù mô tơ DC bị hỏng không chạy chuyển động quay trục lái cấu giảm tốc khơng bị cố định nên vơ lăng điều khiển + ECU ABS: Tín hiệu tốc độ xe đưa tới ECU ESP + ECU động cơ: Tín hiệu tốc độ động truyền tới ECU ESP + Đồng hồ táp lơ: Trong trường hợp có cố hệ thống, đèn báo bật sang + Rơ le: Cung cấp lượng mô tơ DC ECU ESP Hình 4.38 Cấu tạo mơ tơ điện chiều cấu giảm tốc Vòng bi Trục vít Vỏ trục lái Khớp nối Roto Stato Trục mô tơ Trục lái Bánh vít 4.7 Hệ thống lái tất bánh xe 4WD gì? - 4WD chữ viết tắt 4-Wheel Drive ( bánh xe dẫn động) dẫn động bánh xe hộp số phụ, v.v… - Có hai loại 4WD, 4WD thường xuyên 4WD gián đoạn Các xe 4WD phân loại thành loại FF (Động phía trước, bánh xe dẫn động phía trước) FR (động dẫn động phía trước, bánh xe dẫn động phía sau) Ngồi ra, xe 4WD cịn phân loại thành loại xe để chạy địa hình phức tạp loại xe để chạy đường Hình 4.39.Các phương pháp quay 4.7.1 Hoạt động vi sai vòng hệ thống lái bốn bánh a) Ngược chiều tốc độ thấp b) Cùng chiều tốc độ cao Hình 4.40 Sơ đồ hoạt động vi sai a) 4WD thường xuyên b) 4WD gián đoạn Xe sử dụng vi sai để triệt tiêu chênh lệch tốc độ quay bánh xe quay vòng, Với loại 4WD thường xuyên, có them vi sai trung tâm vi sai trước vi sai sau để triệt tiêu chênh lệch tốc độ quay bánh xe trước sau Có vi sai khác làm cho xe chạy êm đảm bảo việc truyền công suất đến bánh xe, kể quay vòng- ưu điểm chủ yếu loại 4WD thường xuyên Đối với xe 4WD gián đoạn vi sai để triệt tiêu chênh lệch tốc độ quay bánh trước sau, xe quay vòng gấp theo chế độ 4WD, xảy tượng phanh khó khăn quay vịng khơng thể quay vịng êm Vì lẽ đó, với loại 4WD gián đoạn này, cần phải chuyển chế độ 2WD 4WD để phù hợp với điều kiện xe chạy 4.7.2 Phân loại hệ thống 4WD Có thể phân loại 4WD thành loại sau theo khác biệt loại dẫn động điều khiển a) WD gián đoạn Với loại 4WD này, người lái phải chuyển đổi chế độ 2WD 4WD băng hộp số phụ theo điều kiện đường sá Bình thường, xe chạy theo chế 2WD, cịn đường xấu có tuyết, v.v…thì sử dụng 4WD Tuy nhiên, hệ thống 4WD gián đoạn có hệ thống truyền lực phía trước sau nối trực tiếp với nhau, nên xảy tượng phanh quay vòng, xe khơng thể quay vịng êm Vì vậy, cần phải chuyển từ chế độ 4WD 2WD xe chạy đường bình thường b) WD thường xun Có thể sử dụng xe thời điểm điều kiện chạy xe đường xá, từ đường xá bình thường đến đường xá gồ ghề đường xá có hệ số ma sát thấp loại 4WD thường xuyên Ngoài ra, xe 4WD thường trang bị vi sai trung tâm c) WD thường xuyên có khớp mềm V Hệ thống 4WD thường xuyên có khớp mềm V làm cho xe hoạt động thích hợp với chế độ 2WD thời gian chạy bình thường khơng có chênh lệch tốc độ quay bánh xe trước sau Khi có chênh lệch tốc độ quay bánh xe trước sau xe quay vịng chạy đường có tuyết, hệ thống truyền lực dẫn động đến bánh sau Nhờ vậy, đảm bảo tính điều khiển ổn định chạy điều kiện đường xá chạy xe khác 4.7.3 Ưu nhược điểm hệ thống 4WD a) Ưu điểm 4WD Một xe phải có khả chạy nhiều loại đường xá, khơng đường có tuyết, mà cịn đường có đặc tính bề mặt thay đổi điều kiện thời tiết Cách tốt để chạy đường gồ ghề xe có bốn bánh xe truyền lực Về mặt này, xe 4Wd có số ưu điển vượt trội xe 2WD loại FF FR MR (động đặt xe, bánh sau dẫn động) Tính ổn định quay vịng: Vì bốn bánh xe truyền lực nhau, thay có hai bánh truyền lực tải trọng mối lốp giảm đi, sử dụng lực quay vịng lốp có hiệu quả, tạo quay vòng ổn định Tính ổn định chạy đường thẳng: Với xe 4WD, lực bám dư lốp xe tăng lên, thay đổi bên ngồi khơng ảnh hưởng đến xe Nhờ đạt tính ổn định chạy đường thẳng Tính khởi hành tăng tốc: Độ bám lốp xe 4WD gần gấp đôi độ bám xe 2WD, nên chí xe trang bị động công suất cao, lốp không quay trượt khởi hành tăng tốc Tính leo dốc: Vì có lực bám gần gấp hai lần lực bám xe 2WD xe 4WD leo dốc mà xe 2WD khơng thể leo Chạy đường gồ ghề/ có tuyết: Ở xe 4WD, bánh xe truyền lực, nên lực truyền vào đường gấp đôi lực truyền vào đường xe 2WD đường có tuyết, tính chạy thơng đường có hệ số ma sát ( µ ) thấp tốt Khi chạy đường cát, bùn gồ ghề cần có cơng suất lớn Vì bánh xe xe 4WD truyền lực, bánh xe trước sau hỗ trợ lẫn nhau, nên đạt tính chạy thông cao b) Nhược điểm xe 4WD - Hiện tượng phanh góc hẹp: Khi nối trực tiếp trục đăng cầu trước cầu sau, triệt tiêu chênh lệch tốc độ quay bán trục trước bán trục sau Điều làm cho hệ thống truyền lực phải chịu lực mức Trên đường có hệ số ma sát thấp, có lốp xe bị trượt, triệt tiêu chênh lệch tốc độ quay bán trục trước sau, đường có hệ số ma sát ( µ ) cao, chẳng hạn đường lát đá khơ, trượt khó xảy ra, tạo điều kiện giống việc phanh xe - Trọng lượng tăng lên: Do số phận tăng lên, nên trọng lượng (của xe) tăng lên - Giá thành tăng: Do cấu tạo xe phức tạp số phận tăng lên dẫn đến giá thành xe tăng lên - Cấu tạo phức tạp: Cần phải có hộp số phụ, trục đăng, vi sai v.v… để phân phối công suất đến bánh trước sau làm cho cấu tạo phức tạp - Các nguồn rung động tiếng ồn tăng lên: Việc tăng phận quay (hộp số phụ, trục đăng v.v…) làm tăng số nguồn phát sinh rung động tiếng ồn