Cấu tạo động cơ vận hành hệ thống lái

Xem thêm: Hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc HSA (Hill Start Assist) là gì?

Thông thường, với mỗi bánh xe thường sẽ được quay theo một hành trình khác nhau. Do đó, bánh xe phía bên trong sẽ luôn quay với một bán kính quay theo vòng nhỏ hơn vì vậy nó sẽ quay chậm hơn rất nhiều so với bánh xe bên ngoài. Đặc biệt, nếu như người dùng vẽ một đường vuông góc ứng với mỗi bánh xe thì khi đó các đường này sẽ được cắt nhau tại tâm của vòng tròn. Hơn nữa, cơ cấu hình học của các thanh dẫn động lái sẽ giúp cho các bánh xe phía bên trong quay nhiều hơn so với các bánh xe phía ngoài.

Đặc biệt, có rất nhiều loại dẫn động có cơ cấu thước lái, tuy nhiên với loại thanh răng trục vít thì là phổ biến nhất. Bên cạnh đó, thanh răng trục vít cũng là một bộ được gắn bên trong 1 cái ống mà cùng với đó là mỗi đầu của thanh răng được đưa ra bên ngoài. Ngoài ra, một thanh nối được nối với đầu ngoài của thanh răng và một bánh răng truyền lại nối với trục lái. Khi xoay vô lăng thì bánh răng xoay sẽ làm thanh răng di chuyển và lúc này thanh nối tại các đầu thanh răng sẽ được nối với thanh dẫn động lái ở trên trục quay. Cơ cấu thanh răng trục vít khi đó sẽ biến đổi chuyển động quay của vô lăng để tạo thành chuyển động định tiến cần thiết giúp làm xoay góc bánh xe.

Cơ cấu lái bi tuần hoàn bao gồm có một bánh răng trục vít. Cơ cấu này gồm có hai phần đó là một khối kim loại có lỗ ren bên trong và một loại có răng để ăn khớp cũng như dẫn động thanh truyền. Hơn nữa, vô lăng được nối với trục vít, có hình dạng giống hệt như bu-lông được ăn khớp với lỗ ren bên trong của khối kim loại. Nếu khi xoay vô lăng thì đồng nghĩa với trục vít cũng quay. Thay vì là bị xoắn như thông thường thì nó sẽ xoay rất nhẹ nhàng trong khối kim loại nên làm cho các cơ cấu nối chuyển động dọc và làm cho các bánh xe được quay theo một góc nhất định.

Thay vì làm cho trục vít ăn khớp trực tiếp với rãnh ren bên trong khối kim loại thì nó sẽ được ăn khớp thông qua các vòng bị mà khi đó sẽ xoay tuần hoàn. Hơn nữa, các vòng bi này cũng có hai nhiệm vụ chính đó là: giảm ma sát và cả sự ăn mòn giữa các răng, giúp làm giảm lực xoắn của các bánh răng. Đặc biệt, lực xoắn này sẽ giúp cảm nhận khi thay đổi hướng xoay của vô lăng và nếu như không có những vòng bi này thì chắc chắn rằng các răng của bánh răng sẽ không thể ăn khớp chặt với nhau được và làm cho vô lăng bị rơ lỏng. Không chỉ vậy, đa số trên tất cả các loại xe, khi xoay vô lăng có khoảng từ ba đến bốn vòng thì đồng nghĩa với việc bánh xe sẽ bị khóa cứng. Do đó, trên những loại xe lớn hơn và có tải trọng nặng hơn thì cần phải có một lực xoay vô lăng lớn để giúp chuyển hướng bánh xe.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái

Xem thêm: Turbo là gì? Những điều cần biết về bộ tăng áp động cơ

Để giúp một chiếc xe có thể chuyển một cách êm ái thì mỗi bánh xe sẽ cần phải đi theo một hướng đường tròn khác nhau. Do đó, bánh xe ở bên trong sẽ chuyển động theo một vòng tròn với bán kính nhỏ hơn và việc quay vòng sẽ khó khăn hơn rất nhiều so với bánh xe phía ngoài. Đặc biệt, nếu như người dùng vẽ một đường thẳng vuông góc ứng với từng bánh xe thì theo đó các đường thẳng đó sẽ có thể giao nhau tại tâm quay vòng. Theo như tìm hiểu thì từ trước đến nay đa số các hệ thống lái sẽ tồn tại một cặp cơ cấu lái khác nhau đó chính là cơ cấu bánh răng – thanh răng và cả trục vít – bánh vít. Cụ thể như sau:

Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng hiện đã và đang được sử dụng rất phổ biến trên tất cả các mẫu xe ô tô như du lịch, xe tải nhỏ và xe SUV. Đặc biệt, nó còn là một cơ cấu cơ khí khá đơn giản đối với một bánh răng được nối cùng với một ống kim loại. Bên cạnh đó, một thanh răng cũng được gắn trên một ống kim loại cùng một thanh sẽ nối nối với hai đầu mút của thanh răng. Khi đó, bánh răng tròn sẽ được nối với trục lái, nếu khi người điều khiển xe xoay vành lái thì bánh răng quay sẽ làm chuyển động thanh răng.

Đối với cặp bánh răng – thanh răng sẽ làm hai nhiệm vụ chính đó là giúp chuyển đổi chuyển động xoay của chính vành tay lái thành một chuyển động thẳng cần thiết để giúp làm đổi hướng bánh xe. Do đó, nó cung cấp một sự giảm tăng lực để nhằm làm đổi hướng cho các bánh xe được dễ dàng và chính xác hơn.

Để xét về tổng thể thì so những chiếc ô tô hạng nhẹ và thể thao sẽ có tỷ số truyền của hộp tay thấp hơn rất nhiều so với những chiếc xe lớn hơn cùng các loại xe tải hạng nặng. Với tỷ số thấp hơn thì sẽ tạo cho tay lái phản ứng được nhanh hơn, người dùng không cần phải xoay nhiều vành tay lái khi vào cua gấp hay đối với điểm có lợi cho những chiếc xe đua. Do đó, các ô tô loại nhỏ thường khá nhẹ nên chỉ cần sử dụng loại tay lái có tỷ số thấp, thì các loại xe ô tô lớn sẽ thường phải dùng loại hộp tay lái bao gồm tỷ số cao hơn đến giảm lực tác động của người lái cho đến khi điều khiển vào cua.

Hệ thống lái bánh răng – thanh răng giúp trợ lực.

Đối với hệ thống này các thanh răng được thiết kế có phần hơi khác đối với một số chi tiết ở những loại bình thường. Hơn nữa, một phần của thanh răng khi chứa một xi lanh và một piston sẽ luôn ở vị trí giữa và đã được nối với các thanh răng. Do đó, có hai đường ống dẫn chất lỏng ở hai bên Piston và một dòng chất lỏng sẽ có áp suất cao được bơm vào một đầu của đường ống để có thể đẩy piston dịch chuyển, giúp hỗ trợ thanh răng chuyển dịch. Chính vì vậy, khi người dùng đánh lái sang bên nào thì đồng nghĩa với việc xe sẽ quay sang đó và có thêm sự hỗ trợ của hệ thống thuỷ lục sang bên đó.

Cơ cấu lái trục vít-êcu-bi-cung răng

Hiện tại cơ cấu này đã và đang được sử dụng ưa chuộng trên hầu hết tất cả các xe tải SUV. Với sự liên kết của các chi tiết trong có cấu tạo hơi khác so với cơ cấu lái kiểu bánh răng – thanh răng. Do đó, cơ cấu này sẽ bao gồm có 2 phần đó chính là khối kim loại có một đường ren rỗng trong đó. Vẻ ngoài của khối kim loại này được chế tạo một vành răng. Đồng thời, vành lái sẽ được nối với một trục có ren và được ăn khớp với các rãnh ren trên khối kim loại nhờ vào các viên bi tròn.

Nếu khi người lái xoay vành tay lái, thì nó sẽ đi sâu vào trong khối kim loại đúng với nguyên tắc ren. Tuy nhiên, nó đã bị giữ lại do đó khối kim loại phải di chuyển ngược lại. Chính vì vậy, điều này làm cho các bánh răng ăn khớp với khối kim loại này bị quay và dẫn đến việc di chuyển các cánh tay đòn làm cho các bánh xe chuyển hướng.

Bơm thuỷ lực

Để có thể cung cấp cho hệ thống thuỷ lực hoạt động và hỗ trợ cho hệ thống lái thì người dùng cần phải sử dụng đến một loại bơm thuỷ lực kiểu cánh gạt. Loại bơm này có tác dụng dẫn động bằng mô men của động cơ nhờ vào truyền động puli-đai. Đặc biệt, nó bao gồm có rất nhiều cánh gạt vừa có thể di chuyển được hướng kính trong các rãnh của roto. Nếu khi roto quay thì dưới tác dụng của lực ly tâm, tất cả các cánh gạt này sẽ bị văng ra và tì sát vào một không gian kín theo hình ô van. Do đó, dầu thuỷ lực sẽ bị kéo từ đường ống có áp suất rất thấp và sẽ bị nén tới một đầu ra có áp suất cao.

Với lượng dầu được cung cấp thì được phụ thuộc vào tốc độ của động cơ. Do đó, bơm luôn được thiết kế để nhằm cung cấp đủ lượng dầu ngay khi các động cơ chạy không tải, vì vậy nó sẽ giúp cung cấp dầu khi động cơ đang hoạt động ở tốc độ cao. Đặc biệt, để tránh quá tải cho hệ thống ở một áp suất cao thì người dùng cần phải lắp đặt cho hệ thống một van giảm áp.

Như vậy, trên đây là một số thông tin về nguyên lý hoạt động của hệ thống lái. Hy vọng sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn những thông tin hữu ích này để có thể tự rút ra kinh nghiệm cho bản thân. Cảm ơn bạn đã quan tâm!