Hệ thống lái trợ lực thủy lực

B
ộ trợ lực thuỷ lực là bộ trợ lực sử dụng một phần công suất của động cơ để
tạo ra áp suất dầu thuỷ lực hỗ trợ cho quá trình xoay các bánh xe dẫn hướng
để chuyển hướng chuyển động của ô tô.
>> Hệ thống lái trợ lực điện
So với các bộ trợ lực khác như trợ lực khí nén, trợ lực điện, trợ lực điện thủy
lực bộ trợ lực thủy lực có cấu tạo khá đơn giản, tác động nhanh hiệu suất trợ
lực cao. Với công nghệ chế tạo hiện đại cho phép thiết kế được những bộ trợ
lực thủy lực có kết cấu nhỏ gọn nên nó được sử dụng trên hầu hết trên các
lo
ại xe ô tô.
Các b
ộ phận cơ bản của bộ trợ lực thuỷ lực bao gồm: Bơm thuỷ lực, van
phân phối, xylanh lực, các đường ống dẫn dầu.
H.1. Sơ đồ hệ thống lái trợ lực thuỷ lực.
Các bộ phận cơ bản của bộ trợ lực thuỷ lực.
a, Bơm thuỷ lực v
à các thiết bị phụ trợ.
Bơm thuỷ lực là bộ phận cấu thành bộ trợ lực thuỷ lực. Được dẫn động bởi
động cơ bằng đai v
à puli, nó có chức năng tạo ra áp suất dầu đủ lớn để cung
cấp cho van phân phối dẫn đến các ngả của xylanh lực hỗ trợ cho quá trình
xoay các bánh xe d
ẫn hướng.
Đây là bộ phận phức tạp v
à chịu tải trọng lớn nhất của bộ trợ lực, bơm làm
việc với tốc độ cao (bằng với tốc độ của động cơ), do sự thay đổi về cường
độ l
àm việc và môi trường xung quanh nên nhiệt độ của bơm có thể đạt tới

lực ly tâm và tỳ vào bề mặt ô van của vỏ. Sự quay của phiến gạt tạo nên sự
thay đổi về thể tích của khoang chứa dầu được tạo n
ên từ hai phiến gạt, rôto,
và bề mặt côn của vỏ. Ban đầu dầu được nạp vào trong khoang lúc này thể
tích khoang còn đang lớn, khi thể tích khoang nhỏ đi dầu được ép ra ngoài.
D
ầu được đưa vào các khoang theo rãnh dài và được ép ra theo lỗ ô van, một
phần dầu có áp suất cao được đưa vào phía trong của phiến gạt để ép thêm
phi
ến gạt tỳ vào mặt côn để tăng độ kín của khoang chứa dầu. Phần lớn dầu
áp suất cao được đưa tới van điều áp, van điều tiết lưu lượng và lượng dầu
chính được đưa vào bộ trợ lực lái. Như vậy t
rong một vòng quay của rôto
mỗi phiến gạt có hai lần nạp và ép. Áp suất của dầu bơm được điều chỉnh
bằng vít (6).
H. 3. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm thuỷ lực phiến gạt.
1,5 - Cửa nạp. 3,7 - Cửa xả. 6 - Rô to.
2 - Tr
ục Rô to. 4 - Vòng cam. 8 - Phiến gạt.
Trong quá trình hoạt động bơm được dẫn động bằng động cơ do đó lưu
lượng của bơm thay đổi theo tốc độ của động cơ. Khi động cơ quay chậm th
ì
lưu lượng dầu nhỏ do đó người lái cần tác động lực lớn hơn, khi động cơ
quay nhanh thì lưu lượng dầu lớn hơn gấp nhiều lần do đó người lái cần tác
động lực nhỏ hơn. Nói cách khác yêu cầu về lực đánh tay lái thay đổi theo
tốc độ của động cơ đây là điều bất lợi về mặt ổn định lái. Vì vậy việc duy trì
lưu lượng của bơm không đổi, không phụ thuộc vào tốc độ của động cơ là
một yêu cầu cần thiết do đó trên các loại bơm được lắp thêm van điều tiết
lưu lượng.
Mặt khác khi xe chạy ở tốc độ cao sức cản lốp xe nhỏ do đó lực xoay các

ày.
H. 6. Hoạt động của van tiết lưu ở tốc độ cao.
1 - Tới cửa hút của bơm. 3 - Tới hộ cơ cấu lái. 5 - Van an toàn.
2 - T
ừ cửa xả của bơm. 4 - Ống điều khiển. 6 - Lỗ tiết lưu.
7 - Khoảng dịch chuyển của ống điều khiển.
Khi tốc độ bơm vượt quá (2500 v/ph) ống điều khiển bị đẩy sang phải và
đóng một nửa các lỗ tiết lưu. Lúc này áp suất P2 chỉ do lượng dầu qua các lỗ
quyết định và giảm đáng kể do vậy van điều khiển bị đẩy sang trái và mở
cửa rộng để lượng dầu chảy về cửa hút của bơm. Như vậy lượng dầu tới van
phân phối được duy trì không đổi với một lượng nhất định.
H. 7. Hoạt động của van an toàn.
Van an toàn được đặt trong van điều khiển lưu lượng, khi áp suất P2 vượt
quá mức quy định van an toàn sẽ mở để giảm áp suất P2. Lúc này van điều
khiển lưu lượng bị đẩy sang trái và điều chỉnh áp suất tối đa.
Lưu lượng của bơm được thể hiện bằng biểu đồ sau.
H. 8. Biểu đồ biểu thị mối quan hệ giữa lưu lượng dầu và tốc độ động cơ.
Trong quá trình hoạt động khi ta quay vành tay lái hết cỡ sang phải hay sang
trái, lúc này bơm sẽ tạo ra áp suất dầu lớn nhất, phụ tải trên bơm tối đa sẽ
làm giảm tốc độ không tải của động cơ. Để giải quyết vấn đề này hầu hết
trên các bơm trợ lực đều được trang bị th
êm thiết bị bù không tải để tăng tốc
độ không tải của động cơ.
Sơ đồ lắp đặt thiết bị b
ù không tải được thể hiện trên hình (H. 9).
H. 9. Sơ đồ bố trí thiết bị bù không tải trên bơm thuỷ lực phiến gạt.
Sơ đồ cấu tạo v
à nguyên lý hoạt động của thiết bị bù không tải.
1 - Bộ lọc không khí. 3 - Van điểu khiển không khí.
2 - Đường ống nạp. 4 - hộp cơ cấu lái.