Tỷ Số Truyền Và Hiệu Suất Của Thống Lái.

Hình 1.10 Cơ cấu lái kiểu bánh răng- thanh răng.

Cơ cấu lái kiểu bánh răng –thanh răng có trục quay (đầu vào) được chế tạo giống một bánh răng trên đoạn trục liên kết trục lắc (đầu ra). Trục lắc là một thanh răng thẳng. Hai đầu của thanh răng liên kết với hai thanh nối bên của dẫn động lái thông qua các khớp cầu .Các răng trên bánh răng và thanh răng liên kết với nhau. Khi bánh răng quay, thanh răng sẽ chuyển động tĩnh tiến trên mặt phẳng ngang sang trái hoặc phải tuỳ theo chiều quay của vành tay lái. Trong dẫn động lái với hộp số lái kiểu bánh răng – thanh răng không có đòn lắc chuyển hướng mà thanh răng trực tiếp truyền chuyển động ngang cho các thanh nối.

 Kiểu trục vít – cung răng.

Hình 1.11 Cơ cấu lái kiểu trục vít – cung răng.

1-Trục vít. 2-Cung răng. 3- Trục lắc.

 Kiểu trục vít – con lăn.

Hình 1.12 Cơ cấu lái kiểu trục vít – con lăn. 1-Trục vít. 2- Con lăn.

3- Đòn chuyển hướng của dẫn động lái.

Trục quay (liên kết với trục lái) của cơ cấu lái kiểu trục vít –con lăn có cấu tạo giống một trục vít vô tận. Trên trục lắc của cơ cấu lái có một bộ phận gọi là con lăn. Con lăn giống một bánh xe có ren phía ngoài. Các ren của con lăn ăn khớp với các ren của trục vít. Khi trục vít quay, con lăn sẽ quay quanh trục của nó đồng thời chuyển động dịch chuyển dọc theo trục của trục vít. Kết quả của các chuyển động đó là chuyển động xoay của trục lắc. Cơ cấu lái kiểu trục vít -con lăn được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.

Ưu điểm của cơ cấu lái kiểu này là có kết cấu gọn, trục vít và con lăn có độ bền cao do ma sát giữa chúng là ma sát lăn và ứng suất nhỏ nhờ có nhiều ren của con lăn và trục vít tiếp xúc với nhau, hiệu suất cao, dễ điều chỉnh khe hở giữa các bộ phận liên kết trong hộp số lái.

 Kiểu trục vít- đòn quay.

Hình 1.13 Cơ cấu lái kiểu trục vít – đòn quay. 1-Trục vít. 2-Đòn quay.

3-Chốt. 4-Trục lắc. 5-Đòn lắc chuyển hướng.

Cơ cấu lái kiểu trục vít-đòn quay có trục quay của nó hoạt động tương tự như một trục vít nhưng có mặt cắt ngang giống một trục cam do các rãnh có độ sâu thay đổi theo chu vi, bởi vậy cơ cấu lái kiểu này còn gọi là kiểu cam đòn lắc.Trên trục lắc của hộp số lái có gắn chi tiết gọi là đòn lắc, trên đòn lắc có các chốt. Trục quay và trục lắc liên kết với nhau thông qua các chốt. Khi trục vít quay theo trục lái, các chốt sẽ trượt lên, xuống trong rãnh của trục vít và làm cho đòn lắc xoay trái, phải.

Cơ cấu lái kiểu trục vít-đòn quay cho phép dễ dàng thay đổi tỷ số truyền theo yêu cầu, nhưng có hiệu suất thấp và các chốt của kiểu cơ cấu lái này thường mòn nhanh. Kiểu cơ cấu lái này ngày càng ít được sử dụng trên các loại ôtô đời mới.

 Kiểu trục vít- êcu-bi.

Hình 1.14 Cơ cấu lái kiểu trục vít – ecu – bi 1 - Trục vít. 2 - Ecu.

3 - Cung răng. 4 - Trục lắc.

5 - Bi. 6 - Đòn lắc chuyển hướng ( dẫn đông lái)

Cơ cấu lái kiểu trục vít- ecu- bi có trục quay là một loại trục vít vô tận, còn trục lắc tương tự như trục lắc của hộp số lái kiểu trục vít - cung răng, nhưng cung răng không ăn khớp với trục vít mà nhận chuyển động từ trục vít thông qua ecu và các viên bi.

Ecu có các răng thẳng phía ngoài và các rãnh phía trong tương ứng với các rãnh trên trục vít. Các viên bi nằm trong rãnh giữa ecu và trục vít và trong ống dẫn bao quanh ecu. Khi trục vít quay các viên bi trong rãnh giữa trục vít và ecu sẽ đẩy nhau và luân chuyển trong ống dẫn để quay trở lại rãnh, đồng thời làm cho ecu dịch chuyển dọc theo trục vít.

Thông qua các răng của ecu và cung răng, chuyển động tĩnh tiến của ecu được biến đổi thành chuyển động xoay của trục lắc.

Kiểu hộp số lái này có ma sát trượt giữa các chi tiết chuyển động đã được thay thế bằng ma sát lăn giữa các cặp trục vít - bi và bi - ecu nên có thể đảm bảo tỷ số truyền lớn và hiệu suất cao. Điều này rất có lợi cho hệ thống lái không có trợ lực.

1.2.5 Dẫn động lái.

Cơ cấu dẫn động lái có chức năng truyền chuyển động điều khiển từ hộp cơ cấu lái đến hai ngòng quay của hai bánh xe. Bảo đảm mối quan hệ cần thiết về góc quay của

các bánh xe dẫn hướng có động học đúng khi thực hiện quay vòng. Mối quan hệ cần thiết về góc quay của các bánh xe dẫn hướng được đảm bảo bằng kết cấu của hình thang lái.

Hình 1.15 Một số cách bố trí của đòn dẫn động lái.

Cơ cấu dẫn động lái bao gồm các thanh dẫn động và các khớp liên kết. Tuỳ theo cấu trúc khung gầm của từng xe người ta bố trí các loại cơ cấu dẫn động lái khác nhau.

Sau đây xin giới thiệu một số cơ cấu dẫn động lái thông dụng:

Các đòn dẫn động lái phải có độ cứng thích hợp, trị số độ cứng này phải được xác định trong trong quá trình thiết kế hệ thống lái đảm bảo cho các đòn không bị cong hay giãn trong quá trình làm việc. Nếu các đòn bị cong hay giãn trong quá trình làm việc sẽ làm thay đổi mối tương quan về góc quay của các bánh xe dẫn hướng điều này làm tăng sự mòn lốp và làm giảm tuổi thọ của các chi tiết khác trong hệ thống lái.

Một số đòn dẫn động lái có thêm cơ cấu cho phép thay đổi độ dài của đòn để phù hợp khi các chi tiết bị mòn trong quá trình làm việc.

Hình 1.16 Kết cấu các đồn dẫn động, khớp liên kết dẫn động lái.

1.3 TỶ SỐ TRUYỀN VÀ HIỆU SUẤT CỦA THỐNG LÁI.

1.3.1 Tỷ số truyền.

 Tỷ số truyền của cơ cấu lái.

Tỷ số truyền của cơ cấu lái ic là tỷ số truyền giữa góc quay của bánh lái và góc quay của đòn quay đứng.

i d

c d





: góc quay bánh lái

: góc quay đòn quay

(1.3.1)

Tỷ số truyền của cơ cấu lái đảm bảo tăng mô men từ vành lái đến các bánh xe dẫn hướng. Tỷ số truyền lớn sẽ giảm lực đánh lái nhưng người lái phải quay vô lăng nhiều hơn khi quay vòng.

Vấn đề chọn tỷ số truyền của cơ cấu lái trên cơ sở ứng với 1 đến 2 vòng quay của vô lăng thì bánh xe phải quay được tối đa từ 350 đến 450 từ vị trí trung gian trở đi. Quy luật thay đổi tỷ số truyền thích hợp nhất được thể hiện trên giản đồ bên:

Trong phạm vi góc quay /2 thì tỷ số truyền của cơ cấu lái có giá trị cực đại đảm bảo chính xác cao trong khi lái ô tô trên đường thẳng với tốc độ cao và giúp lái nhẹ nhàng vì đa số thời gian lái là quay vành lái một góc nhỏ quanh vị trí trung gian. Ngoài việc lái nhẹ ra, cơ cấu lái có tỷ số truyền thay đổi

					25

					20
					15
					10
					5

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 92 trang tài liệu này.

720

540

360

180

180 360 540 720

theo qui luật như thế sẽ giảm ảnh hưởng của những va đập từ bánh dẫn hướng lên vành lái.

Khi /2 thì ic giảm rất nhanh, ở hai rìa của đồ thị

Bảng1.3.1. Quy luật thay đổi tỷ số truyền ic của cơ cấu lái.

thì ic hầu như không thay đổi. Ở đoạn này khi quay vành lái một góc nhỏ thì bánh dẫn hướng quay một góc lớn giúp khả năng quay vòng của ô tô rất tốt.

 Tỷ số truyền dẫn động lái id.

Tỷ số truyền này phụ thuộc vào kích thước và quan hệ của các cánh tay đòn. Trong quá trình bánh xe dẫn hướng quay vòng giá trị của các cánh tay đòn sẽ thay đổi. Trong các kết cấu hiện nay id thay đổi không nhiều lắm: id= 0,9÷1,2.

 Tỷ số truyền lực của hệ thống lái il.

Là tỷ số giữa tổng lực cản quay vòng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng và lực đặt lên vành lái cần thiết để khắc phục lực cản quay vòng.

il c

Trong đó:

p Mc c c

, pl

Ml

(1.3.2)

MC- Mô men cản quay vòng của bánh xe.

c- cánh tay đòn quay vòng tức là khoảng cách từ tâm mặt tựa của lốp đến đường trục đứng kéo dài.

M1 - Mô men lái đặt trên vành lái. R - bánh kính vành tay lái.

Như vậy ta có:

i Mc . r

c Ml

(1.3.3)

Bán kính vành tay lái ở đa số ô tô hiện nay là 200÷250mm và tỷ số truyền góc ig không vượt quá 25 vì vậy il không được lớn quá, il hiện nay chọn trong khoảng từ 10÷30.

1.3.2 Hiệu suất của hệ thống lái.

 Hiệu suất thuận.

Hiệu suất thuận là hiệu suất tính theo lực truyền từ trên trục lái xuống, hiệu suất thuận càng cao thì lái càng nhẹ. Khi thiết kế hệ thống lái yêu cầu phải hiệu suất thuận cao và thay đổi phù hợp với điều kiện hoạt động.

 Hiệu suất nghịch.

Hiệu suất nghịch là hiệu suất tính theo lực truyền từ đòn quay đứng lên trục lái. Nếu hiệu suất nghịch rất bé thì các lực va đập tác dụng lên hệ thống chuyển động của ô tô sẽ không truyền đến bánh lái được vì chúng bị triệt tiêu bởi ma sát trong cơ cấu lái. Nhưng không thể đưa hiệu suất nghịch xuống thấp quá vì khi đó bánh lái sẽ không tự trả lại được về vị trí ban đầu dưới tác dụng của mô men ổ định. Bởi vậy để đảm bảo khả năng tự trả lái từ vị trí đã quay về vị trí ban đầu và để hạn chế các va đập từ đường tác dụng lên hệ thống lái trong một phạm vi nào đấy thì cơ cấu lái được thiết kế với một hiệu suất nghịch nhất định.

1.4 CÁC LOẠI HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC.

 Hệ thống lái trợ lực thủy lực.

 Hệ thống lái trợ lực điện.

 Hệ thống lái trợ lực điện tử (phi tuyến tính PPS).

 Hệ thống lái trợ lực thủy lực-điện (EHPS).