Cấu tạo ô tôChương 10 – Hệ thống láiCHƯƠNG 10
HỆ THỐNG LÁI

1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU
1.1. Công dụng
Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ôtô chuyển
động theo một quỹ đạo xác đònh nào đó.
1.2. Phân loại
Tuỳ thuộc vào yếu tố căn cứ để phân loại, hệ thống lái được chia thành các loại
sau:
* Theo cách bố trí vành 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, Th Điển, ...
* Theo số lượng cầu dẫn hướng
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước;
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau;
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.
* Theo kết cấu 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;

Hình 10.1 - Hệ thống lái với cầu dẫn hướng loại liền
1 - Vành lái; 2 - Trụ lái; 3 - Trục vít; 4 - Cung răng; 5 - Đòn quay đứng; 6 - Đòn kéo dọc;
7 - Cam quay; 8, 9, 10 - Hình thang lái; 11 - Trục bánh xe.

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.
Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM

217Cấu tạo ô tô


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.
Còn lại các bộ phận khác như vành lái, trục lái, cơ cấu lái cũng có cấu tạo và
nguyên lý làm việc như đã mô tả trong mục 2.1.
2.3. Hệ thống lái có cường hoá
So với hệ thống lái không có cường hoá đã trình bày ở trên, cấu tạo chung của hệ
thống lái có cường hoá gồm hai phần chính: phần lái cơ khí có cấu tạo và nguyên lý giống
như các trường hợp đã trình bày trên; phần cường hoá với các bộ phận chính sau:
Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM

218Cấu tạo ô tôChương 10 – Hệ thống lái

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM

219Cấu tạo ô tôChương 10 – Hệ thống láimoa vành lái cũng bằng kim loại. Moa có làm lỗ với các then hoa để ăn khớp then với
đầu trên của trục lái.

a b

đứng;
ω
θ
, ω
Ω
- góc quay tương ứng của vành lái và trục đòn quay đứng.

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM

220Cấu tạo ô tôChương 10 – Hệ thống láiTỉ số truyền của cơ cấu lái có thể thay đổi hoặc không thay đổi. Tỉ số truyền cơ cấu
lái có phạm vi thay đổi rộng, cao ở vùng vò trí trung gian và thấp ở các vò trí rìa thường
được dùng ở hệ thống lái không có cường hoá.
* 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. Vì vậy nói chung khi thiết kế cơ cấu lái yêu cầu phải có
hiệu suất thuận cao.
* Hiệu suất nghòch
:
Hiệu suất nghòch là hiệu suất tính theo lực truyền từ dưới đòn quay đứng lên trục
lái. Thông thường yêu cầu hiệu suất nghòch phải có trò số bé hơn hiệu suất thuận. Nếu hiệu
suất nghòch rất bé thì các lực va đập tác dụng lên hệ thống chuyển động của ôtô sẽ không

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM

221Cấu tạo ô tôChương 10 – Hệ thống lái
a b Hình 10.5 - Cơ cấu lái loại trục vít cung răng
3.2.2. Cơ cấu lái loại trục vít con lăn (hình 10.6)
Cơ cấu lái loại trục vít con lăn có những ưu điểm sau:

Tỉ số truyền của cơ cấu lái loại này sẽ tăng lên từ vò trí giữa đến vò trí rìa khoảng từ
5-7% nhưng sự tăng này không đáng kể nên có thể bỏ qua và coi như tỉ số truyền không
thay đổi.
Hiệu suất thuận vào khoảng 0,65 và hiệu suất nghòch khoảng 0,5.
Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM

222Cấu tạo ô tôChương 10 – Hệ thống láiCơ cấu lái loại này được sử dụng rộng rãi trong các loại ôtô khác nhau.

Hình 10.6 - Cơ cấu lái loại trục vít con lăn
3.2.3. Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay (hình 10.7)
Cơ cấu lái loại này có ưu điểm cơ bản là có thể thiết kế tỉ số truyền thay đổi theo
các quy luật khác nhau tuỳ thuộc vào yêu cầu sử dụng.

3.2.4. Cơ cấu lái loại trục vít êcu bi cung răng (hình 10.8)
Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM

223Cấu tạo ô tôChương 10 – Hệ thống láiHai đầu trục vít được đỡ bằng ổ bi đỡ chặn, một đai ốc bi chạy trên trục vít nhờ rất
nhiều các viên bi ở trong các rãnh xoắn trên trục vít và bên trong đai ốc. Các viên bi lăn
trong các rãnh này, các rãnh được thiết kế để cho phép các viên bi tuần hoàn một cách liên
tục.
Một trục với bánh răng rẻ quạt được lắp trong hộp cơ cấu lái bằng các ổ bi kim.
Phần răng rẻ quạt ăn khớp với răng của đai ốc bi. Khi trục vít quay đai ốc bi chạy dọc trục
vít, chuyển động tònh tiến này làm cung răng rẻ quạt quay dẫn đến trục đòn quay đứng
quay.


3
). Mặt khác bán kính ăn khớp
của các răng đai ốc lại tăng dần về phía tâm (D
1
< D
2
< D
3
).
Nhờ vậy mà tỉ số truyền của cơ cấu lái được thay đổi theo quy luật chỉ ra trên hình
10.9. Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM

224Cấu tạo ô tôChương 10 – Hệ thống láia. Lo¹i tØ sè trun kh«ng ®ỉi b. Lo¹i tØ sè trun thay ®ỉi

Hình 10.10 - Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng
Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM

225Cấu tạo ô tôChương 10 – Hệ thống láiCơ cấu loại trục răng thanh răng có các ưu điểm sau:
- Cấu trúc đơn giản, gọn nhẹ do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng có tác dụng
như thanh dẫn động lái nên không cần các thanh ngang như ở cơ cấu lái khác;
- Ăn khớp răng trực tiếp nên độ nhạy cao;
- Ma sát trượt và lăn nhỏ kết hợp với sự truyền mômen tốt nên lực điều khiển trên
vành lái nhẹ;
- Cơ cấu lái được bao kín hoàn toàn nên ít phải chăm sóc bảo dưỡng.
3.3. Dẫn động lái
3.3.1. Đòn quay
Đòn quay có nhiệm vụ truyền mômen từ trục đòn quay của cơ cấu lái tới các đòn
kéo dọc hoặc kéo ngang được nối với cam quay của bánh xe dẫn hướng.
Cấu tạo ô tôChương 10 – Hệ thống láiCấu tạo chung của đòn kéo gồm một thanh thép hình trụ rỗng hai đầu có bố trí các
rôtuyn với liên kết cầu. Vì trong quá trình làm việc vò trí của các đòn kéo có thể thay đổi
trong không gian nên các điểm nối giữa các đòn kéo phải là liên kết cầu để tránh cưỡng
bức (hình 10.12).
Hình 10.12 - Đòn kéo

Liên kết cầu bao gồm một rôtuyn với một đầu có dạng cầu và các bát rôtuyn có bề
mà không có sự trượt xảy ra. Muốn vậy góc quay của bánh xe dẫn hướng bên trái và bên
phải là khác nhau (α < β).

a b
2
3
1
Hình 10.13 - Động học quay vòng ôtô
Chúng ta xét trường hợp nếu hai bánh xe dẫn hướng quay cùng một góc như nhau
(α = β), khi đó bánh xe phía ngoài có xu hướng quay quanh tâm O
1
còn bánh xe phía trong
có xu hướng quay quanh tâm O

Hình 10.14 - Hình thang lái

Ở một số ôtô, do kết cấu của hệ thống treo và hệ thống lái khác nhau nên hình
thang lái cũng được suy biến theo.
Trên hình 10.15, hệ thống treo phụ thuộc dầm cầu liền nên các chi tiết và hình dạng
của hình thang lái tương tự như ở sơ đồ hình 10.14. Trong hình thang lái, kích thước của
dầm liền và hai cánh bản lề bên là cố đònh. Vì vậy để điều chỉnh được góc θ bảo đảm mối
quan hệ giữa góc quay của bánh xe ngoài và bánh xe trong thì thanh lái ngang có kết cấu
sao cho có thể điều chỉnh được kích thước của nó.


Hình 10.16 - Kết cấu hình thang lái cầu trước độc lập

Còn trên ôtô hệ thống treo trước độc lập và cơ cấu lái loại trục răng thanh răng thì
có thể kết hợp thanh răng làm luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái
(hình 10.17).