Tất tần tật về " HỆ THỐNG LÁI ", Những hư hỏng thường gặp và quy trình bảo dưỡng sửa chữa của hệ thống lái trên ô tô.

TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ

1. Nhiệm vụ, phân loại, yêu cầu của hệ thống lái

1.1 Nhiệm vụ:

Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tô hoặc giữ cho ô tô chuyển động theo một hướng nhất định.

1.2 Phân loại:

1.2.1 Theo vị trí tay lái:

• Tay lái bên trái (tay lái thuận)
• Tay lái bên phải (tay lái nghịch): Anh, Nhật, Thụy Điển, …

1.2.2 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 cầu trước và cầu sau: 4WS

    Đây là một thiết bị làm thay đổi hướng không chỉ của các bánh trước mà còn của cả các bánh sau. Khi thay đổi hướng chuyển động của xe, loại xe thông thường thì chỉ đổi hướng các bánh trước nhưng xe 4WS còn chuyển hướng các bánh sau theo các yếu tố như góc quay vô lăng và tốc độ xe.

    Ở tốc độ trung bình và cao, khi chuyển làn đường, lái theo một đường cong chữ S hoặc khi xe rẽ, các bánh sau sẽ chuyển động cùng hướng với các các bánh trước để xe lái ổn định vè êm. Mặt khác khi xe chạy tốc độ không cao thì bánh sau được lái theo hướng ngược với các bánh trước để xe quay theo góc ngoặt gấp.

•  Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.

1.2.3 Theo kết cấu của cơ cấu lái:

• Loại trục vít - con lăn
• Loại trục vít - cung răng
• Loại trục vít - chốt quay
•  Loại liên hợp

1.2.4 Theo kết cấu của bộ trợ lực lái (cường hoá)

• Loại trợ lực bằng khí nén
• Loại trợ lực bằng chân không
• Loại trợ lực liên hợp

1.3 Yêu cầu:

Hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu sau:

• Góc quay vòng lớn để có thể quay vòng trong điều kiện chật hẹp.
• Lái nhẹ và tiện dụng
• Động học quay vòng đúng để các bánh xe không bị trượt lê khi quay vòng.
• Tránh được các va đập từ mặt đường truỳen lên vành tay lái.
• Giữ được tính ổn định chuyển động thẳng.

2. Kết cấu của hệ thống lái

2.1 Trục lái:

• Trục lái bao gồm trục lái chính truyền chuyển động quay của vô lăng tới cơ cấu lái và ống đỡ trục lái để cố định trục lái chính vào thân xe.
• Đầu phía trên của trục lái chính được làm thon nhỏ, xẻ hình răng cưa và vô lăng được bắt vào trục lái bằng một đai ốc.
• Trong trục lái có một cơ cấu hấp thu va đập. Cơ cấu này sẽ hấp thu lực đẩy tác động lên người lái khi xe bị tai nạn. Trục lái được gá với thân xe qua một giá đỡ kiểu dễ vỡ do vậy khi xe bị đâm trục lái có thể dễ dàng bị phá sập.
• Đầu dưới của trục lái chính nối với cơ cấu lái bằng khớp nối mềm hoặc khớp các đăng để giảm thiểu việc truyền chấn động từ mặt đường qua cơ cấu lái lên vô lăng. Cùng với cơ cấu hấp thụ va đập, trục lái chính trên một số xe còn có thế có một số kết cấu dùng để khống chế và điều chỉnh hệ thống lái: ví dụ cơ cấu khoá tay lái, cơ cấu tay lái nghiêng, cơ cấu trượt tay lái.

2.2 Cơ cấu hấp thu va đập:

     Khi xe bị đâm hoặc va chạm mạnh từ phía trước, 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

Chú ý :

• Do trục lái hấp thụ va đập được thiết kế để hấp thu va đập theo phương hướng trục nên khi tháo vô lăng không được cố gắng gõ búa vào trục lái chính vì có thể làm gãy các chốt trong cơ cấu hấp thụ va đập. Luôn luôn sử dụng dụng cụ chuyên dùng khi tháo vô lăng.
• Do trục lái không thể sử dụng sau khi bị gục nên phải thay thể bằng cái mới.

Cấu tạo và hoạt động của cơ cấu hấp thu va đập kiểu giá đỡ uốn cong:

- 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

   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 hấp thu tác động của va đập thứ cấp.

2.3 Cơ cấu khoá tay lái :

      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

Chú ý:

  Đối với các xe dùng hộp số tự động có cơ cấu khoá chuyển số thì không có cơ cấu khoá tay lái.

a. Cấu tạo

Cấu tạo của cơ cấu khoá tay lái lắp trên trục lái cùng khoá điện bao gồm: Nút bấm, thanh khoá, cam, cữ chặn, cần nhả thanh khoá, tấm chặn, tấm đẩy, …

Cơ cấu khoá tay lái có hai loại: Loại ấn và loại nút bấm được mô tả trong hình sau đây

b. Hoạt động

- 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 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 khoá điện ở vị trí ACC : Khi 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.

- Khi chuyển khoá điện từ ACC sang LOCK : Khi ta ấn chìa khoá vào trong khi ở vị trí ACC, rô to và tấm đẩy cũng bị đẩy vào. Phần trên của tấm chặn sẽ nhô lên vách chéo của rãnh trong tấm đẩy và phần thấp hơn của tấm đẩy chuyển động vào trong trục cam. Chìa khoá điện, tấm đẩy và trục cam sẽ tự do xoay theo một khối thống nhất từ vị trí ACC tới vị trí LOCK.

Tuy nhiên do đầu của cần nhả khoá vẫn bị chìa khoá giữ xuống, cữ chặn khoá và thanh khoá không thể dịch chuyển được sang trái.

- Khi rút chìa khoá điện ra khỏi ổ khoá, cần nhả khoá tách ra khỏi (dịch chuyển lên) cữ chặn khoá, và thanh khoá sẽ chui vào rãnh trục lái chính và khoá trục lái chính.

2.4 Cơ cấu nghiêng tay lái :

  Cơ cấu nghiêng tay lái cho phép lựa chọn vị trí vô lăng (theo hướng thẳng đứng) để thích hợp với vị trí ngồi lái của người lái xe. Cơ cấu nghiêng tay lái được phân loại thành hai loại: Loại điểm tựa trên và loại điểm tựa dưới

a. Cấu tạo

Cơ cấu nghiêng tay lái bao gồm một cặp cữ chặn nghiêng, bulông khoá nghiêng, giá đỡ kiểu dễ vỡ, cần nghiêng v.v...

b. Hoạt động

• Các cữ chặn nghiêng xoay đồng thời với cần nghiêng.
• Khi cần nghiêng ở vị trí khoá, đỉnh của các cữ chặn nghiêng được nâng lên và đẩy sát vào giá đỡ dễ vỡ và gá nghiêng, khoá chặt giá đỡ dễ vỡ và bộ gá nghiêng.
• Mặt khác, khi cần gạt nghiêng được chuyển sang vị trí tự do thì sẽ loại bỏ sự chệnh lệch độ cao của các cữ chặn nghiêng và có thể điều chỉnh trục lái theo hướng thẳng đứng.

2.5 Cơ cấu trượt tay lái

   Cơ cấu trượt tay lái cho phép điều chỉnh vị trí vô lăng về phía trước hoặc về phía sau cho phù hợp với vị trí của người lái xe

a. Cấu tạo

  Cơ cấu trượt vô lăng bao gồm ống trục trượt, hai khoá nêm, bu lông chặn, cần trượt v.v...

b. Hoạt động

• Các khoá nêm sẽ dịch chuyển khi ta chuyển động cần trượt. Khi cần trượt đang ở vị trí khoá thì nó ép các khoá nêm vào ống trục trượt và khoá ống trục trượt.
• Mặt khác, khi cần trượt được chuyển sang vị trí tự do sẽ tạo ra một khoảng cách giữa các khoá nêm và ống trục trượt, và có thể điều chỉnh trục lái theo hướng về phía trước hoặc phía sau.

2.6 Trục lái có cơ cấu nghiêng và trượt điều khiển điện:

a. Kết cấu:

• Loại trục lái này điểu chính cơ cấu nghiêng và cơ cấu trượt bằng điện. Mỗi cơ cấu sử dụng một mô tơ và điều khiển bằng một công tắc.
• Cụm cơ cấu nghiêng có điều khiển điện bao gồm động cơ nghiêng, trục vít nghiêng, bánh vít nghiêng và thanh trượt.
• Cụm cơ cấu trượt tay lái có trợ lực bao gồm mô tơ trượt, ống trượt và vít trượt. Các công tắc để vận hành các mô tơ này đặt trên nắp trục lái.
• Nếu công tắc tự động xoay nghiêng ở vị trí ON khi rút chìa khoá điện thì vị trí nghiêng của trục lái sẽ tự động chuyển động lên vị trí cao nhất và vị trí trượt sẽ ngắn nhất để người lái lên xuống xe được thoả mái.
• Ngoài ra, vì ECU lưu giữ vào bộ nhớ vị trí trục do bộ cảm biến đọc, nên khi tra chìa khoá điện vào ổ thì trục lái lại quay trở về vị trí ban đầu.

b. Hoạt động

- Điều khiển nghiêng bằng điện:

Bật công tắc lên hoặc xuống để vận hành mô tơ nghiêng. Bánh vít nghiêng và trục vít nghiêng bắt đầu quay và thanh trượt trượt. Trục lái được nối với hệ liên kết sẽ nghiêng lên hoặc xuống.

- Điều khiển trượt bằng điện:

Bật công tắc sang trái hoặc sang phải để vận hành mô tơ trượt. Trục vít trượt bắt đầu quay và ống trượt sẽ trượt về phía trước hoặc phía sau.

3. Cơ cấu 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 để giảm lực quay vô lăng bằng cách tăng mô men đầu ra. 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.

Hiện này hầu hết các loại xe đều sử dụng hai loại cơ cấu lái:

• Loại trục vít - thanh răng
• Loại bi tuần hoàn

3.1  Loại trục vít - thanh răng

a. Cấu tạo

• Trục vít tại đầu thấp hơn của trục lái chính ăn khớp với thanh răng. Khi vô lăng quay thì trục vít quay làm cho thanh răng chuyển động sang trái hoặc phải.
• Chuyển động của thanh răng được truyền tới các đòn cam lái thông qua các đầu của thanh răng và các đầu của thanh nối.

b. Đặc điểm:

• Cấu tạo đơn giản và gọn nhẹ. Do hộp truyền động nhỏ nên thanh răng đóng vai trò thanh dẫn động lái
• Các răng ăn khớp trực tiếp nên độ nhạy của cơ cấu lái rất chắc chắn
• Ít quay trượt, ít sức cản quay và việc truyền mô men tốt hơn, vì vậy lái nhẹ nhàng.
• Cụm cơ cấu lái hoàn toàn kín nên không cần phải bảo dưỡng.

Hiện nay thường sử dụng cơ cấu lái loại này.

3.2  Loại bi tuần hoàn

a. Cấu tạo

    Các rãnh hình xoắn ốc được cắt trên trục vít và đai ốc bi và các viên bi thép chuyển động lăn trong rãnh trục vít và rãnh đai ốc. Cạnh của đai ốc bi có răng để ăn khớp với các răng trên trục rẻ quạt

b. Đặc điểm

• Do bề mặt tiếp xúc lăn của các viên bi truyền chuyển động quay của trục lái chính nên lực ma sát trượt của đai ốc rất nhỏ.
• Cấu tạo này có thể chịu được phụ tải lớn
• Sức cản trượt nhỏ do ma sát giữa trục vít và trục rẻ quạt cũng nhỏ nhờ có các viên bi.
• Góc hoạt động rộng.

3.3  Dẫn động lái

a. Nhiệm vụ, yêu cầu

Cơ cấu dẫn động lái là sự kết hợp giữa các thanh nối và tay đòn để truyền chuyển động của cơ cấu lái tới các bánh xe trái và phải

Thanh dẫn động lái phải truyền chính xác chuyển động của vô lăng lên các bánh trước khi chúng chuyển động lên xuống trong khi xe chạy.

Có nhiều loại thanh dẫn động lái và kết cấu khớp nối được thiết kế để thực hiện yêu cầu này.

b. Cấu tạo

Cơ cấu dẫn động lái bao gồm các bộ phận:

    Thanh nối, Đầu thanh nối, Đòn cam lái, Đòn quay (loại bi tuần hoàn), Thanh ngang (loại bi tuần hoàn), Cam lái (loại bi tuần hoàn), Tay đòn trung gian (loại bi tuần hoàn), Thanh kéo (loại bi tuần hoàn)

4. Hệ thống lái có trợ lực

4.1 Trợ lực lái

a. Nhiệm vụ:

• Để tăng khả năng lái xe,hầu hết các xe ô tô hiện đại đều có lốp rộng áp suất thấp để tăng diện tích tiếp xúc giữa bề mặt đường và lốp xe. Do vậy đòi hỏi lực đánh lái lớn hơn.
• Nếu tăng tỷ số truyền của cơ cấu lái thì có thể giảm được lực đánh lái. Tuy nhiên, điều này sẽ khiến phải quay vô lăng nhiều hơn khi xe quay vòng và không thể quay góc ngoặt gấp được. Do đó để việc lái được nhạy mà lực lái nhỏ thì cần phải có một số thiết bị trợ lực lái.
• Nói cách khác, hệ thống lái có trợ lực trước đây chủ yếu sử dụng trong các xe lớn thì ngày nay cũng được dùng cho các xe du lịch nhỏ.

b. Phân loại:

  Có hai loại bao gồm loại trợ lái thuỷ lực và trợ lái điện. Hiện nay, hầu hết các loại xe đều sử dụng trợ lái thuỷ lực. Ba bộ phận chính của trợ lái thuỷ lực là bơm, van điều khiển và xi lanh trợ lực.

c. Yêu cầu:

• Lực lái phải phù hợp
• Mức độ giảm lực tác dụng lên vành tay lái phải thay đổi theo điều kiện chuyển động. Nói chung, cần lực lái lớn khi xe đứng yên hoặc chuyển động chậm. Ở tốc độ trung bình cần lực lái nhỏ hơn, lực lái giảm dần khi tốc độ của xe tăng. Ở tốc độ cao cần lực lái nhỏ nhất vì ma sát giữa bánh xe và mặt đường giảm.
• Phải đạt lực lái phù hợp ở bất kỳ dải tốc độ nào. Nếu lực lái quá nhỏ (trợ lực lái nhiều) sẽ gây mất cảm giác của mặt đường tác dụng lên cơ cấu lái làm cho người lái xe đánh lái quá nhiều tạo ra quay vòng thừa.

4.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống lái có trợ lực

a. Sơ đồ:

b. Nguyên lý hoạt động:

• Hệ thống lái có trợ lực sử dụng công suất của động cơ để dẫn động bơm trợ lực lái tạo áp suất thuỷ lực. Khi xoay vô lăng, sẽ chuyển mạch một đường dẫn dầu tại van điều khiển. Vì áp suất dầu đẩy pít tông trong xi lanh trợ lái, lực cần để điều khiển vô lăng sẽ giảm.
• Khi quay vòng sang trái: Người lái quay vô lăng sang trái, van điều khiển mở đường dầu vào khoang bên trái của xi lanh lực, đồng thời mở đường hồi cho dầu từ khoang bên phải trở về bình chứa tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa hai khoang. Do đó pittông được đẩy sang phải và bánh xe quay sang trái nhờ áp suất của dầu.
• Khi quay vòng sang phải: Quá trình diễn ra ngược lại với khi quay vòng sang trái.

4.3 Các bộ phận của bơm trợ lực lái:

• Trợ lực lái là một thiết bị thuỷ lực đòi hòi áp suất cao. Thiết bị này sử dụng lực của động cơ để dẫn động bơm trợ lực lái tạo áp suất thuỷ lực. Bơm trợ lực thường là bơm kiểu cánh gạt.
• Bơm được dẫn động từ trục khuỷu động cơ bằng dây đai dẫn động, và đưa dầu bị nén vào xilanh lực. Lưu lượng của bơm tỷ lệ với tốc độ của động cơ nhưng lưu lượng dầu đưa vào xilanh lực được điều tiết nhờ một van điều khiển lưu lượng, lượng dầu thừa được đưa trở lại đầu hút của bơm.

a. Cấu tạo:

• Thân bơm: Được đúc bằng gang, bên trong chứa các bộ phận của bơm. Trên thân bơm có gia công các đường dẫn dầu, cửa dầu vào và ra. Hai đầu có gối đỡ trục rô to là các vòng bi.
• Bình chứa: Bình chứa cung cấp dầu trợ lực lái. Nó được lắp trực tiếp vào thân bơm hoặc lắp tách biệt. Nếu không lắp với thân bơm thì sẽ được nối với bơm bằng hai ống mềm.

 Thông thường, nắp bình chứa có một thước đo mức để kiểm tra mức dầu. Nếu mức dầu trong bình chứa giảm dưới mức quy định thì bơm sẽ hút không khí vào gây ra lỗi trong vận hành.

• Rô to: Trên rô to có xẻ các rãnh song song với trục, rên các rãnh đó lắp các cánh gạt. Các cánh gạt này trượt tự do trong rãnh của rô to. Khi rô tô quay, do lực ly tâm, các cánh này văng ra tỳ sát vào xilanh bơm và gạt dầu từ khoang nạp sang khoang xả của bơm.
• Trục bơm: Đặt trên hai vòng bi, đầu trục có vị trí lắp puly dẫn động. Puly được khoá chặt bằng đai ốc.
• Van điều khiển lưu lượng:

  Van điều khiển lưu lượng điều chỉnh lượng dòng chảy dầu từ bơm tới xilanh lực, duy trì lưu lượng không đổi mà không phụ thuộc tốc độ bơm (v/ph). Do lưu lượng của bơm cánh gạt tăng tỷ lệ với tốc độ động cơ, mức độ trợ lực lái tạo bởi pittông lực của cơ cấu lái phụ thuộc vào lượng dầu từ bơm. Khi tốc độ bơm tăng thì lưu lượng dầu tăng và tạo ra mức độ trợ lực lớn làm giảm nhẹ lực lái. Nói cách khác, lực đánh lái thay đổi theo tốc độ động cơ gây ảnh hưởng đến tính ổn định lái.

Vì vậy cần phải duy trì một lượng dầu cung cấp từ bơm không đổi, không phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Van điều khiển lưu lượng thực hiện yêu cầu này. Để thực hiện được nhiệm vụ này, người ta sử dụng một ống điều khiển để giảm lưu lượng dầu khi tốc độ bơm đạt đến một giá trị nhất định. Trợ lực lái này được gọi là trợ lực lái kiểu tốc độ (RPM) hay trợ lực lái kiểu cảm biến. Nó tạo ra một lực lái phù hợp ngay cả khi xe chạy ở tốc độ cao. Khi tốc độ động cơ tăng thì lưu lượng dầu của bơm tăng nhưng lượng dầu đưa đến xilanh lực lại giảm.

Có ba loại van điều khiển lưu lượng:

• Loại van cánh,
• Loại van quay
• Loại van ống (van ngăn kéo).

Tất cả các loại van đó đều có một thanh xoắn nằm giữa trục van điều khiển và trục vít. Van điều khiển vận hành theo mức độ xoắn của thanh xoắn.

Thiết bị bù không tải:

• Bơm tạo ra áp suất dầu tối đa khi vô lăng quay hết cỡ sang phải hoặc sang trái. Lúc này phụ tải tối đa trên bơm làm giảm tốc độ không tải của động cơ. Để giải quyết vấn đề này, hầu hết các xe đều có thiết bị bù không tải để tăng tốc độ không tải của động cơ mỗi khi bơm phải chịu phụ tải nặng. Thiết bị bù không tải có chức năng tăng tốc độ không tải của động cơ khi áp suất dầu bơm tác động lên van điều khiển không khí (lắp đặt trên thân bơm) để kiểm soát lưu lượng không khí.
• Trong các động cơ EFI, khi áp suất dầu đẩy píttông của van điều khiển không khí, van điều khiển không khí mở và lượng không khí đi tắt qua bướm ga sẽ tăng để điều chỉnh tốc độ động cơ.

b. Hoạt động:

+ Bơm trợ lực:

• Rô to quay trong một vòng cam được gắn chắc với vỏ bơm. Rô to có các rãnh đẻ gắn các cánh bơm được gắn vào các rãnh đó. Chu vi vòng ngoài của rô to hình tròn nhưng mặt trong của vòng cam hình ô van do vậy tồn tại một khe hở giữa rô to và vòng cam. Cánh gạt sẽ ngăn cách khe hở này để tạo thành một buồng chứa dầu. Cánh bơm bị giữ sát vào bề mặt trong của vòng cam bằng lực ly tâm và áp suất dầu tác động sau cánh bơm, hình thành một phớt dầu ngăn rò rỉ áp suất từ giữa cánh gạt và vòng cam khi bơm tạo áp suất dầu.
• Dung tích buồng dầu có thể tăng hoặc giảm khi rô to quay để vận hành bơm. Nói cách khác, dung tích của buồng dầu tăng tại cổng hút do vậy dầu từ bình chứa sẽ được hút vào buồng dầu từ cổng hút. Lượng dầu trong buồng chứa giảm bên phía xả và khi đạt đến 0 thì dầu trước đây được hút vào buồng này bị ép qua cổng xả. Có 02 cổng hút và 02 cổng xả. Do đó, dầu sẽ hút và xả 02 lần trong trong một chu kỳ quay của rô to.

+ Van điều khiển lưu lượng:

- Ở tốc độ thấp: (Tốc độ của bơm khoảng 650  1250 v/ph)

Áp suất ra của bơm P1 tác dụng lên phía phải của van điều khiển lưu lượng và áp suất P2 tác dụng lên phía trái sau khi đi qua lỗ tiết lưu. Sự chênh lệch áp suất giữa P1 và P2 tăng lên khi tốc độ động cơ tăng. Khi chênh lệch áp suất thắng được sức căng lò xo kéo (A) của van điều khiển lưu lượng thì van di chuyển sang trái mở khoang thông với cửa hút của bơm nên dầu quay về bơm làm lưu lượng dầu không đổi.

- Ở tốc độ trung bình: (Tốc độ bơm khoảng 1250  2500 v/ph)

Áp suất ra của bơm P1 tác dụng lên phía trái của ống điều khiển lưu lượng. Khi tốc độ của bơm đạt 1250 v/ph thì áp suất P1 thắng sức căng của lò xo kéo ( đẩy ống điều khiển sang phải làm giảm lượng dầu qua lỗ tiết lưu nên áp suất P2 giảm. Sự chênh lệch áp suất giữa P1 và P2 tăng nên van điều khiển dịch chuyển sang trái cho dầu quay về phía hút của bơm. Do đó lượng dầu đến xilanh lực giảm.

- Ở tốc độ cao: (Tốc độ của bơm trên 2500 v/ph)

Khi tốc độ bơm vượt quá 2.500 v/ph, ống điều khiển tiếp tục bị đẩy sang phải, đóng một nửa các lỗ tiết lưu. Lúc này, áp suất P2 chỉ do lượng dầu qua các lỗ quyết định. Theo cách này lượng dầu tới hộp cơ cấu lái được duy trì không đổi (trị số nhỏ)

- Van an toàn

Van an toàn đặt trong van điều khiển lưu lượng. Khi áp suất P2 vượt mức quy định (khi quay hết cỡ vô lăng), van an toàn sẽ mở để giảm áp suất. Khi áp suất P2 giảm thì Van điều khiển lưu lượng bị đẩy sang trái và điều chỉnh áp suất tối đa.

4.4 Hộp cơ cấu lái có trợ lực:

• Píttông trong xi lanh trợ lực được đặt trên thanh răng, và thanh răng dịch chuyển do áp suất dầu tạo ra từ bơm trợ lực lái tác động lên pít tông theo cả hai hướng. Một phớt dầu trên pít tông ngăn dầu rò rỉ ra ngoài
• Trục van điều khiển được nối với vô lăng. Khi vô lăng ở vị trí trung hoà (xe chạy thẳng) thì van điều khiển cũng ở vị trí trung hoà do đó dầu từ bơm trợ lực lái không vào khoang nào mà quay trở lại bình chứa. Tuy nhiên, khi vô lăng quay theo hướng nào đó thì van điều khiển thay đổi đường truyền do vậy dầu chảy vào một trong các buồng. Dầu trong buồng đối diện bị đẩy ra ngoài và chảy về bình chứa theo van điều khiển.

 Van điều khiển (loại van quay).

• Van điều khiển trong hộp cơ cấu lái quyết định đưa dầu từ bơm trợ lực lái đi vào buồng nào. Trục van điều khiển (trên đó tác động mômen vô lăng) và trục vít được nối với nhau bằng một thanh xoắn. Van quay và trục vít được cố định bằng một chốt và quay liền với nhau.
• Nếu không có áp suất của bơm tác động, thanh xoắn sẽ ở trạng thái hoàn toàn xoắn và trục van điều khiển và trục vít tiếp xúc với nhau ở cữ chặn và mômen của trục van điều khiển trực tiếp tác động lên trục vít.
• Chuyển động quay của trục van điều khiển kiểu van quay tạo nên một giới hạn trong mạch thuỷ lực. Khi vô lăng quay sang phải áp suất bị hạn chế tại các lỗ X và Y. Khi vô lăng quay sang trái trục van điều khiển tạo giới hạn tại X' và Y'.
• Khi vô lăng xoay thì trục lái quay, làm xoay trục vít qua thanh xoắn. Ngược lại với trục vít, vì thanh xoắn xoắn tỷ lệ với lực bề mặt đường, trục van điều khiển chỉ quay theo mức độ xoắn và chuyển động sang trái hoặc sang phải. Do vậy tạo các lỗ X và Y (hoặc X' và Y') và tạo sự chênh lệch áp suất thuỷ lực giữa các buồng xi lanh trái và phải.
• Bằng cách này, tốc độ quay của trục van điều khiển trực tiếp làm thay đổi đường đi của dầu và điều chỉnh áp suất dầu. Dầu từ bơm trợ lực lái sẽ vào vòng ngoài của van quay và dầu chảy về bình chứa qua khoảng giữa thanh xoắn và trục van điều khiển.

+ Khi vô lăng ở vị trí trung gian:

Khi trục van điều khiển không quay nó sẽ nằm ở vị tri trung gian so với van quay. Dầu do bơm cung cấp quay trở lại bình chứa qua cổng "D" và buồng "D". Các buồng trái và phải của xi lanh bị nén nhẹ nhưng do không có sự chênh lệch áp suất nên không có lực trợ lái.

+ Khi quay vòng sang phải

Khi xe quay vòng sang phải, thanh xoắn bị xoắn và trục van điều khiển theo đó quay sang phải. Các lỗ X và Y hạn chế dầu từ bơm để ngăn dòng chảy vào các cổng "C" và cổng "D". Kết quả là dầu chảy từ cổng "B" tới ống nối "B" và sau đó tới buồng xi lanh phải, làm thanh răng dịch chuyển sang trái và tạo lực trợ lái. Lúc này, dầu trong buồng xi lanh trái chảy về bình chứa qua ống nối "C" --> cổng "C" --> cổng "D" --> buồng "D".

+ Khi quay vòng sang trái

Cũng giống như quay vòng sang phải, khi xe quay vòng sang trái thanh xoắn bị xoắn và trục điều khiển cũng quay sang trái. Các lỗ X' và Y' hạn chế dầu từ bơm để chặn dòng chảy dầu vào các cổng "B" và "C". Do vậy, dầu chảy từ cổng "C" tới ống nối "C" và sau đó tới buồng xi lanh trái làm thanh răng dịch chuyển sang phải và tạo lực trợ lái. Lúc này, dầu trong buồng xi lanh phải chảy về bình chứa qua ống nối "B" --> cổng " B" --> cổng "D" --> buồng "D".

5. Hệ thống lái thuỷ lực điều khiển điện tử (EPS)

5.1 Giới thiệu chung

• EPS (Trợ lái bằng điện) tạo mômen trợ lực nhờ mô tơ vận hành lái và giảm lực đánh lái.
• Trợ lái thuỷ lực sử dụng công suất động cơ để tạo áp suất thuỷ lực và tạo mômen trợ lực. Do EPS dùng mô tơ nên không cần công suất động cơ và làm cho việc tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn.

5.2 Cấu tạo và hoạt động

a. Bộ điều khiển ECU EPS

ECU EPS nhận tín hiệu từ các cảm biến, đánh giá tình trạng xe và quyết định dòng điện cần đưa vào động cơ điện một chiều để trợ lực.

b. Cảm biến mô men

• Khi người lái xe điều khiển vô lăng, mô men lái tác động lên trục sơ cấp của cảm biến mô men thông qua trục lái chính. Người ta bố trí các vòng phát hiện 1 và 2 trên trục sơ cấp (phía vô lăng) và vòng 3 trên trục thứ cấp (phía cơ cấu lái). Trục sơ cấp và trục thứ cấp được nối bằng một thanh xoắn. Các vòng phát hiện có cuộn dây phát hiện kiểu không tiếp xúc trên vòng ngoài để hình thành một mạch kích thích. Khi tạo ra mô-men lái thanh xoắn bị xoắn tạo độ lệch pha giữavòng phát hiện 2 và 3. Dựa trên độ lệch pha này, một tín hiệu tỷ lệ với mô men vào được đưa tới ECU. Dựa trên tín hiệu này, ECU tính toán mô men trợ lực cho tốc độ xe và dẫn động mô tơ.
• Mô tơ DC bao gồm rô to, stato và trục chính. Cơ cấu giảm tốc bao gồm trục vít và bánh vít. Mô-men do rô to tạo ra truyền tới cơ cấu giảm tốc. Sau đó, mô men này được truyền tới trục lái. Trục vít được đỡ trên các ổ đỡ để giảm độ ồn.
• Ngay dù mô tơ DC bị hỏng không chạy chuyển động quay của trục lái chính và cơ cấu giảm tốc vẫn không bị cố định nên vô lăng vẫn có thể điều khiển.

5.3 Các tín hiệu khác:

• Tín hiệu tốc độ xe: Tín hiệu này được chuyển tới ECU EPS từ ECU ABS
• Tín hiệu tốc độ động cơ: Tín hiệu này được chuyển tới ECU EPS từ ECU động cơ.
• Đồng hồ táp lô: Đèn báo sự cố trên bảng táp lô bật sáng khi hệ thống EPS có sự cố.
• Rơ le: Cung cấp nguồn điện cho mô tơ điện một chiều.

NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP CỦA HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ

1. Lỗi tay lái quá nặng

• Các bạn sẽ phải tốn nhiều sức lực và gây mỏi tay khi chạy đường dài nếu như tay lái xe ô tô của bạn quá nặng. Ngoài ra, việc đảm bảo an toàn trong di chuyển ở các góc cua, hay nhiều ngã rẽ cũng không còn được đảm bảo, nhất là vào những giờ cao điểm.
• Khi có những dấu hiệu của nặng tay lái thì điều đầu tiên bạn cần phải làm đó là kiểm tra mức dầu trợ lực lái và bơm trợ lực lái. Thường thì là do dầu trợ lực lái đang ở mức thấp ( Nếu thấy mức dầu bị thấp cần châm thêm ngay ) hoặc bơm trợ lực lái đang gặp vấn đề có thể là mòn cánh bơm, hở ống dẫn dầu tới thước lái hay piston bơm bị xước, lúc này cần đến ngay cácgara để có được sự tư vấn chính xác nhất.

2. Hiện tượng trả tay lái chậm

   Cùng với lỗi tay lái nặng, thì hiện tượng trả tay lái chậm cũng có nguyên nhân do bơm trợ lực hoạt động không hiệu quả. Khi sảu ra hiện tương này thường đồng nghĩa với việc áp suất dầu và lưu lượng bơm yếu làm cho thước lái di chuyển chậm khi đánh lái. Việc bị lọt dầu qua khoang còn lại của thước khi séc măng bị hở cũng gây ra hiện tượng chậm trả lái. Ngoài ra còn một số nguyên nhân gây ra hiện tượng trả tay lái chậm như: Các đăng lái hay thanh dẫn động lái bị mòn làm tăng lực ma sát khi trả lái hay đã bị khô dầu mỡ.

3. Lỗi bị rơ vành tay lái

   Độ rơ của toàn bộ hệ thống lái được phản hồi từ độ rơ của vành tay lái. Việc bị mòn khớp nối trục trung gian, các khớp cầu và trục các đăng lái khi sử dụng làm gia tăng độ trễ khi điều khiển xe gây nên hiện tượng rơ vành tay lái. Khi độ rơ nay quá lớn, chúng ta có thể dễ dàng cảm nhận được, các chủ xe cần đưa ô tô của mình đến các trung tâm sửa chữa ô tô để có các biện pháp điều chỉnh và hồi phục kịp thời. Nếu phát hiện sớm, có thể chi phí bảo dượng sửa chữa hệ thống lái sẽ giảm đi đáng kể.

4. Phát hiện âm thanh bất thường ở hệ thống lái

• Khi các bạn thử đánh hết lái xe ô tô của bạn mà có những tiếng kêu  "re re" thì có thể là do mức dầu trợ lực ở mức quá thấp hay bơm trợ lực hoạt động kém hiệu quả. Tuy nhiên, chúng ta có thể phòng tránh hiện tượng này nếu như phát hiện sớm các lỗi do trả tay lái chậm và tay lái nặng.
• Bạc lái có thể bị rơ hoặc mòn quá mức nếu bạn nghe tiếng khục khục chỉ khi đánh lái nhẹ. Hoặc đối với các xe ô tô được trang bị đai dẫn động riêng biệt khi đánh lái mà phát ra những âm thanh rít khó chịu thì nguyên nhân có thể là do đai dẫn động đang bị chùng.

5. Thước lái bị rò rỉ hoặc chảy dầu

Đây có thể nói là hiện tượng phổ biến nhất trong hệ thống lái. Nguyên nhân gây ra hiện tượng rò rỉ hoặc chảy dầu thước lái là do phớt thước lái bị xước, nứt, bụi bẩn xâm nhập hoặc đai siết 2 đầu thước lái không chặt làm rỗ ti, phá hủy phớt. Việc có tuổi thọ không cao nên phớt thước lái sau thờ gian sử dụng nhất định sẽ gây ra chảy dầu, nên các chủ xe lưu ý để có những biện pháp bảo dưỡng hợp lý.

QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI 

1. Bảo dưỡng bên ngoài các bộ phận của hệ thống lái

1.1 Quy trình tháo, lắp, kiểm tra bên ngoài các bộ phận

a. Quy trình tháo, lắp

Quy trình tháo

• Bước 1. Làm vệ sinh bên ngoài, chuẩn bị dụng cụ.
• Bước 2. Tháo bánh xe.
• Bước 3. Tháo thanh đòn dẫn động lái
• Bước 4. Tháo cơ cấu lái.
• Bước 5. Tháo các đăng lái.
• Bước 6. Tháo vô lăng lái.
• Bước 7. Tháo trục lái.

Quy trình lắp

• Bước1. Lắp trục lái.
• Bước 2. Lắp vô lăng lái.
• Bước 3. Lắp các đăng lái.
• Bước4. Lắp cơ cấu lái.
• Bước 5. Lắp thanh đòn dẫn động lái
•  Bước 6. Lắp bánh xe.
• Bước 7. Vận hành thử.

1.2. Kiểm tra hệ thống lái.

Kiểm tra độ rơ góc vành tay lái:

• Kiểm tra và điều chỉnh đúng độ căng của dây đai dẫn động bơm thuỷ lực và mức dầu trong bình chứa của bơm thuỷ lực.
• Khởi động động cơ và đặt hai bánh xe trước ở vị trí đi thẳng
•  Xoay vành tay lái từ từ cho đến khi hai bánh xe trước bắt đầu dịch chuyển rồi băt đầu đánh một điểm đấu bằng phấn trên vành tay lái thẳng với một điểm dấu trên vành tay lái.
• Xoay từ từ vành tay lái ngược lại cho đến khi hai bánh xe trước bắt đầu dịch chuyển  đánh dấu thứ 2 trên thước đo thẳng với dấu trên vành tay lái.
•  Khoảng cách giữa 2 dấu trên thước đo chính là là độ rơ của 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.

Nếu độ rơ lớn quá thì cần kiểm tra các bộ phận sau:

•  Kiểm tra đẫn động lái: băng cách kích đầu xe lên để nâng hai bánh xe trước lên khỏi mặt đất, dùng hai tay giữ 2 bánh xe rồi cung giật vào đẩy ra để kiểm tra độ lắc của chúng  nếu lắc lớn chứng tỏ cơ cấu dẫn động lái bị rơ nhiều.
•  Kiểm tra độ rơ vòng bi bánh xe trước:
• Kiểm tra độ rơ khớp nối cầu của cơ cấu treo bánh xe trước
•  Kiểm tra độ rơ hộp tay lái môt người ngồi trên xe quay vành tay lái theo hai chiều,một người đứng dưới quan sát  đòn quay đứng của hộp tay lái  nếu đọ rơ lớn thì cần thao ra để điều chỉnh nếu điều chỉnh không được thì thay thế các chi tiết mòn.

2. Bảo dưỡng

2.1. Bảo dưỡng hằng ngày

• Kiểm tra bên ngoài các bộ phận: Vành (vô lăng) lái, trục tay lái, hộp tay lái và dẫn động lái: Kiểm tra sự rò rỉ dầu, tình trạng mỡ bôi trơn của các khớp cầu, tình trạng của các bu lông lắp ghép các chi tiết trong hệ thống.
•  Kiểm tra dầu trợ lực lái hoặc dầu bôi trơn cơ cấu lái.
• Làm sạch, vô dầu mỡ cho các chi tiết của thanh đòn dẫn động lái, các đăng lái.
• Kiểm tra, siết chặt các mối lắp ghép của hệ thống.

2.2. Bảo dưỡng định kỳ  

• Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ góc của vô lăng lái.  
• Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ hướng kính của vô lăng lái.
•  Kiểm tra và điều chỉnh dây đai truyền động bơm trợ lực lái.
•  Kiểm tra độ rơ của bạc và chốt chuyển hướng.  
•  Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ của cơ cấu lái.