Giáo trình Kết cấu khung gầm ôtô

c năng đóng mở cho một đường khí nén thứ hai tới trực tiếp bầu van rơle và bị chặn lại ở đó. Khi tác dụng phanh, dưới tác dụng của khí nén từ tổng van làm cho bầu van rơle (1) mở, lúc này khí nén đi trực tiếp từ bình khí đến xylanh lực (2). Khí nén thắng được lò xo (3) lực đẩy piston lực (4), piston lực này nối trực tiếp với piston thủy lực (6) vì vậy piston thủy lực sẽ tạo áp suất dầu đến xylanh con ở các bánh xe thực hiện quá trình hãm phanh. Một bộ phận điện tử cảnh báo (5) mòn má phanh hoặc tụt áp suất dầu do rò rỉ hoặc vở đường ống dẫn dầu, được gắn trong xylanh. A. Bầu van. a. Kết cấu. Nắp bầu van (1) và thân bầu van (2) làm kim loại đúc được liên kết bằng bốn bulông đai ốc, Piston (3) là một tấm nhựa cứng và phần phía dưới của piston là một ty đẩy, van rơle (5) được ép kín với thân đế bằng lò xo hồi vị (6) để có tác dụng đóng mở khí nén đi từ cửa II sang cửa III. b. Nguyên lý hoạt động. Khi bầu van rơ le chưa hoạt động: Khi người điều khiển chưa tác động phanh mở đường khí nén từ tổng van đến bầu van rơle thì bầu van rơle không hoạt động. Piston (2) được lò xo (3) đẩy lên ép sát phía dưới nắp bầu van, van rơle (5) cũng chịu tác dụng đẩy của lò xo (6) ép sát vào thân đế ngăn cách khoang trên và khoang dưới, lúc này cửa xả IV mở thông cho khoang dưới C đường ống nối từ khoang dưới C tới xylanh lực với khí quyển. Hình 1.8. Kết cấu van rơle Khi tác động bầu van hoạt động. Khi người điều khiển tác động phanh mở đường khí nén từ tổng van đến bầu van rơle thì bầu van rơle hoạt động. Khí nén từ tổng van phân phối đi vào buồng trên A bầu van tại của I có áp suất điều khiển tác dụng lên piston (2), làm cho piston dịch chuyển xuống và nén lò xo (3) lại. Đầu dưới của ty tiếp xúc với đế van rơle, lúc này cửa xả IV đóng ngắt đường thông từ khoang dưới C ra ngoài khí quyển. Piston tiếp tục đi xuống đồng thời ty ép đế van rơle tách khỏi thân đế mở cho buồng dưới piston B thông với khoang dưới C nghĩa là đường nối từ cửa II đến cửa III thông. Lúc này khí nén đi từ cửa III vào khoang dưới C và truyền từ khoang dưới C qua van rơle tới cửa II đi đến xylanh lực – tạo ra việc cường hóa lực phanh. Khi thôi tác động phanh: Khi người điều khiển nhấc chân ra khỏi bàn đạp phanh, tổng van khí nén ngắt đường cung cấp khí nén tới bầu van đồng thời xả khí nén trong buồng điều khiển A ra bên ngoài khí quyển. Lúc này áp suất trong buồng dưới piston B lớn hơn áp suất trong buồng A, thì nó cùng với lực lò xo sẽ tác động làm nâng piston đi lên, ty van được nâng lên từ vị trí cân bằng, van rơ le và ty van được mở, cửa II và cửa xả được thông với nhau, khí nén trong buồng dưới piston B và trong ống cung cấp xylanh lực bị đẩy ngược lại được xả ra ngoài khí quyển. 4. Phanh trợ lực chân không – thủy lực: Nguyên lý hoạt động của một xy lanh trợ lực chân không –thủy lực được giới thiệu trên hình 240. Piston lực diện tích lớn nối với piston thủy lực nhỏ. Mặt trước của piston liên lạc với sức hút của bơm chân không hay của ống góp hút động cơ. Mặt sau của piston lực thông với áp suất khí trời. Khi van mở không khí lùa vào mặt sau, đẩy piston lực qua phải tác động piston thủy lực tạo áp suất trong xy lanh thủy lực để hãm xe a/- Kết cấu của xy lanh chân không thủy lực: Hình 241 giới thiệu kết cấu của bộ xy lanh trợ lực chân không thủy lực trang bị trên ôtô tải (bộ Servo Hydrovac), kết cấu của bộ này gồm các chi tiết chính như sau : Kết cấu bộ trợ lực chân không thủy lực Tổng van điều khiển. Xy lanh thủy lực bố trí ở đầu xy lanh chân không. Xy lanh chân không được ngăn đôi nhờ vách giữa. Piston chân không P1 và P2 cùng cây đẩy với piston-cúppen thủy lực P4. Xy lanh chân không được chia thành 4 khoang : (1), (2), (3) và (4). Khoang (3) thông với khoang (1), thông tiếp đến vùng dưới màng M và với bơm chân không. Khoang (4) thông với khoang (2) xuyên qua ống rỗng của cây đẩyvà liên lạc với vùng phía bên trên màng M. b/- Hoạt động: Để hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh trợ lực chân không-thủy lực, ta tìm hiểu ba chế độ hoạt động khác nhau sau đây : - Có chân không nhưng chưa đạp phanh. Ở chế độ này, piston-cúppen P3, van V3 và màng M rơi xuống do sức bung của lò xo R3, lò xo R2 ấn van không khí V2 đóng cách ly áp suất không khí. Độ chân không tác dụng thông suốt qua 4 khoang theo mạch sau đây : Màng M – ống dẫn không khí Khoang (3) à ống chân không Khoang (1) Khoang (4) ß cây đẩy rỗng C1 ß khoang (2) Cả 2 mặt của piston P1 và P2 đều chịu tác động của chân không nên hai piston này bị lò xo R1 ấn tận cùng về phía trái. - Có chân không, ấn vào bàn đạp phanh : Aùp suất thủy lực từ xy lanh cái nâng piston-cúppen P3, van V3 và màng M đi lên. V3 áp kín vào M làm cách ly ngăn trên và ngăn dưới của màng M, đồng thời nâng V2 mở cho không khí lùa vào khoang (2), áp suất không khí theo cây đẩy rỗng đến khoang (4). Lúc này khoang (3) và khoang (1) thông với chân không nên áp suất không khí tác động và mặt sau của P1, P2 đẩy hai piston này tiến tới, cây đẩy C1 lùa piston và cuppen P4 tới bơm dầu phanh xuống các xy lanh con với áp suất rất lớn để hãm xe. Khi thôi phanh, áp suất thủy lực trong xy lanh cái mất, lò xo R3 đẩy P3, V3 và màng M tụt xuống, van không khí V2 đóng. Lúc nàyphòng dưới và phòng trên của màng M thông nhau, sức hút của bơm chân không hút hết không khí trong các khoang (2) và (4). Có nghĩa là lúc này hai mặt các piston P2, P2 đều là chân không nên lò xo R1 đẩy P1 và P2 lui về vị trí cũ. V4 mở trống lỗ giữa của piston thủy lực P4, dầu phanh từ các xy lanh con hồi về theo lỗ này trở lại xy lanh cái. - Chế độ “rà” phanh : đó là trường hợp khi bàn đạp phanh được ấn xuống đến vị trí lưng chừng ở giữa vị trí buông hoàn toàn và vị trí ấn xuống hoàn toàn.. Lúc này van không khí V2 được hé mở, không khí lùa vào ít, piston chân không P1, P2 nhích nhẹ để tác động phanh vừa phải. Hình 242 giới thiệu hình dáng bên ngoài bộ Servo chân không thủy lực Hydrovac trang bị trên xe tải. Cơ cấu phanh trợ lực chân không thủy lực của ôtô du lịch (ôtô con) Hình 243 giới thiệu cụm cơ cấu phanh trợ lực chân không thủy lực được lắp trên ôtô du lịch 4 chỗ. Thông thường sức hút chân không được cung cấp từ ống góp hơi hút của động cơ, độ chân không này vào khoảng 17-21 inch – thủy ngân (in.Hg). Từ ống góp hút của động cơ, một ống nối dẫn chân không đến bầu phanh trợ lực chân không (Vacuum Brake Booster). Trên đường ống có bố trí bầu lọc than (charcoal filter) . Bầu lọc than có công dụng hút giữ hơi xăng không cho hơi xăng này lọt vào bầu phanh trợ lực chân không nhằm bảo vệ các chi tiết và màng chắn làm bằng cao su. Nguyên lý kết cấu và hoạt động của cơ cấu phanh trợ lực này cũng tươơng như của xe tải vừa mô tả ở trên. Ở chế độ buông bàn đạp phanh, độ chân không từ ống góp hơi hút (4) tác động vào cả 2 mặt màng chắn (1) nên màng và cây đẩy (6) đứng yên (hình 245). Khi ấn vào chân phanh (hình 246), van không khí (5) bít kín mặt sau của màng (1), đồng thời mở cửa cho không khí lùa vào bầu phanh trợ lực chân không. Lúc này mặt trước màng (1) là sức hút mặt sau là áp suất lên màng (1) tác động cây đẩy (6) điều khiển piston-cúppen xy lanh cái bơm dầu phanh xuống các xy lanh con hãm xe. III. CẤU TẠO MỘT SỐ CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH: Xilanh chính: a)- Cấu tạo: Xi lanh chính chế tạo bằng gang và đúc liền với buồng chứa dầu phanh, vỏ xi lanh chính được đặt bắt trên khung xe. Ở buồng chứa dầu của xi lanh chính có lỗ cho dầu vào và dùng nắp đậy kín, nắp có lỗ thông hơi. Bên trong xi lanh ăn thông buồng chứa dầu bằng các lỗ điều hòa nhỏ và lớn. Ở đầu Piston xi lanh chính có khoan 1 số lỗ, đối diện với từng lỗ đó có ven lá kiểu hoa mai che kín . Piston có bắt vòng đệm kín cao su phía trước. b)- Hoạt động: Phía trước piston có lắp cao su do lò xo ép chặt, lò xo còn ép vào van một chiều phía dầu ra. Sau khi đạp bàn đạp phanh xuống, dưới tác động của cần bẩy đẩy piston, bát cao su di chuyển về phía trong làm dầu trong xi lanh chính sinh ra áp suất, đẩy van dầu ra, dầu đi theo các ống dẫn đến xi lanh con. Khi nhả bàn đạp ra, áp suất dầu ở hệ thống phanh hạ theo và dầu trở về xi lanh chính. Khi nhả bàn đạp hoàn toàn thì khoang trống của xi lanh phía trước piston ăn thông với buồng chứa với lổ điều hòa nên trong xi lanh luôn luôn có dầu vàø nhờ lò xo ép vào van dầu ra và đóng nó lại nên trong hệ thống phanh giữ được một áp suất dư không lớn và không khí không lọt vào được. Khi đạp bàn đạp phanh một cách đột ngột, trong xi lanh sinh ra chân không, dưới tác dụng của độ chân không, dầu trong khoang trống sau piston đi qua các lỗ nhỏ vào khoang trống trước piston nên hiện tượng lọt khí không xảy ra ở hệ thống phanh. 2. Xilanh con: Thân được đúc bằng gang, bên trong xilanh có lắp 2 piston và 2 bát cao su, nhờ có lò xo nên bát cao su được ép chặt với piston, ở đầu còn lại của piston có cần đẩy tì vào cần trên của chốt má phanh, 2 đầu xilanh có gắn bạc bằng cao su, dầu từ xi lanh chính qua rãnh dưới đi theo ống dẫn dầu còn rãnh trên dùng để xả không khí. 3. Xilanh chính loại hai dòng: Hệ thống phanh thủy lực dùng xy lanh cái kiểu piston đơn dễ gây ra tai nạn, đó là trường hợp một xy lanh con trong những bánh xe bị xì hay có một đường ống của bánh xe sau hoặc trước bị vỡ, thì toàn bộ hệ thống phanh mất áp suất, mất hết tác dụng. Để cải tiến người ta thiết kê kiểu xy lanh cái piston kép. Hiện nay kiểu này được trang bị rộng rãi cho hệ thống phanh ôtô đời mới (hình 210). Trong xy lanh cái có hai piston và cuppen (4), (5) đặt nối tiếp nhau. Mỗi piston có một bình dầu phanh riêng rẽ. Lò xo xoắn (7) luôn luôn ấn các piston về vị trí buông bàn đạp phanh hoàn toàn. Bộ piston cuppen thứ nhất (5) bơm dầu phanh cho các xy lanh con hai bánh xe trước. Bộ piston cuppen thứ hai (4) bơm dầu cho hai bánh xe sau. Bên trong hai lỗ thoát đưa dầu phanh đến các bánh xe có bố trí van liên hợp. Khi buông hoàn toàn bàn đạp phanh, cả hai bộ piston trở về vị trí nghỉ, phía trước các piston đầy ắp dầu phanh, các lỗ bù được mở (hình 211A).Lúc ta ấn bàn đạp phanh, piston thừ nhất tiến tới đóng kín lỗ bù của nó, tạo áp suất bơm dầu phanh xuống hai bánh xe trước. Đồng thời nó tạo áp suất phía sau piston này tới bít lỗ bù của nó và bơm dầu xuống hai bánh xe sau (hình 211B). Hình 211C giới thiệu trường hợp ống dầu của các bánh xe trước bị vỡ, hai bánh xe này bị mất tác dụng phanh. Khi piston thứ nhất chạm vào đuôi piston thứ hai sẽ đẩy piston này tiến tới bơm dầu phanh xuống hai bánh xe sau để hãm xe như bình thường. Nếu đường dầu của hai bánh xe sau bị vỡ như giới thiệu trên hình 211D thì hai bánh xe trước vẫn được hãm tốt như bình thường. 4. Các loại van điều chỉnh trong hệ thống phanh: a/- Van phân lượng: Nhiều ôtô trang bị 2 bộ phanh đĩa phía trước và hai bộ phanh tambua phía sau có thêm van phân lượng. Van này được bố trí trên đường ống dẫn dầu phanh đến hai bánh xe trước như giới thiệu trên hình 229. Vì phanh đĩa tác động nhanh hơn phanh tambua nên van phân lượng có công dụng điều chỉnh áp suất thủy lực sao cho phanh đĩa tác động sau khi phanh tambua đã tác động. Việc này giúp cho xe không bị chúi đầu và rê đít khi tác động nhẹ vào bàn đạp phanh. Oâtô trang bị các bộ phanh tambua hay các bộ phanh đĩa cho cả hai bánh xe trước lẫn hai bánh xe sau sẽ không cần thêm van phân lượng, vì cùng một loại thời gian tác động phanh giống nhau. 2/- Van cân bằng: Van này được trang bị trên hệ thống phanh ôtô đời mới áp dụng phanh đĩa cho hai bánh xe trước, phanh tambua cho hai bánh xe sau (hình 229). Khi hãm xe đột xuất, phần lớn trọng lượng của ôtô dồn vào hai bánh xe trước nền hai bánh xe sau không cần áp suất tác động phanh mạnh như đối với hai bánh xe trước. Nếu tác động lực phanh bằng nhau thì hai bánh xe sau sẽ bị khóa cứng và mài lê trên mặt đường. Van cân bằng không gây ảnh hưởng đến áp suất thủy lực tác động phanh bình thường. Tuy nhiên khi phanh mạnh đột xuất, áp suất dầu phanh đạt đến trị số quy định, gọi là đạt đến điểm chia (split point) van sẽ tự động điều chỉnh giảm bớt áp suất thủy lực tác động vào hai bánh xe sau. Nếu ôtô trang bị hệ thống âm thanh phân chia áp suất thủy lực chéo góc thì phải có hai van phân lượng mỗi van cho một bánh xe phía sau. Tùy theo cách chế tạo, van cần bằng có thể được bố trí ở lỗ thoát của xy lanh cái hay phối hợp thành van cân bằng kép đặt bên ngoài xy lanh cái (hình 230). Một số ôtô tải nhẹ được trang bị van cảm biến tải hay cảm biến chiều cao phía sau xe. Nếu xe chở nặng, phía sau xe bị sệ thấp xuống, van sẽ phân phối áp suất thủy lực đến bánh xe phía sau nhiều hơn. 3/- Van tổng hợp (hình 231) Nhiều ôtô dùng phanh đĩa phía trước, phanh tambua phía sau, có trang bị van tổng hợp. Van này gồm ba van bố trí chung trong một vỏ : van công tắc báo động giảm áp, van phân lượng và van cân bằng. IV. HỆ THỐNG PHANH ABS: Giới thiệu về hệ thống phanh ABS Chức năng của hệ thống phanh thông thường là để giảm tốc độ hay dừng xe bằng cách sử dụng hai loại lực cản. Loại thứ nhất là lực cản giữa má phanh và đĩa phanh (hay giữa má phanh và trống phanh) và loại thứ hai là giữa lốp và mặt đường. Phanh có thể điều khiển ổn định nếu mối liên hệ giữa lực cản trong hệ thống phanh và lực cản giữa lốp và mặt đường xảy ra. Kết quả là, nếu các bánh xe trước bị bó cứng, nó sẽ làm cho xe không lái được. Nếu các bánh xe sau bị bó cứng, do sự khác nhau giữa hệ số ma sát giữa bánh xe bên phải và bánh xe bên trái với mặt đường nên sẽ làm cho đuôi xe bị lạng. Sơ đồ chung hệ thống phanh ABS Các bộ phận trong hệ thống phanh ABS: - Cảm biến tốc độ bánh xe : Phát hiện tốc độ góc của bánh xe và gửi tín hiệu đến ABS ECU. - ABS ECU theo dõi tình trạng các bánh xe bằng cách tính tốc độ bánh xe từ tốc độ góc của bánh xe. - Khi phanh gấp, ABS ECU điều khiển các bộ chấp hành để cung cấp áp suất tối ưu cho mỗi xilanh phanh bánh xe. - Cụm điều khiển thủy lực hệ thống phanh hoạt động theo mệnh lệnh từ ECU tăng, giảm hay giữ nguyên áp suất dầu khi cần. Để đảm bảo hệ số trượt tốt nhất (10 ¸ 30%), tránh bó cứng bánh xe. a)- Cảm biến tốc độ bánh xe : + Cấu tạo : Tốc độ của Ôtô trong hệ thống ABS sử dụng ở 4 bánh được xác định bằng một cảm biến được giữ cố định và một vòng răng cảm biến quay ở mỗi bánh xe, số lượng răng của vòng răng cảm biến thay đổi theo kiểu xe. Mỗi bộ cảm biến được nối với môđun điện tử bằng một bó dây điện. + Nguyên lý hoạt động : Khối cảm biến sẽ làm việc theo nguyên tắc cảm ứng điện từ. Bộ cảm biến giữ cố định chứa nam châm vĩnh cửu và cuộn dây cảm ứng. Khi vòng răng quay ngang qua bộ cảm biến giữ cố định nó sẽ tạo ra một tần số điện áp xoay chiều và cường độ dòng điện tỷ lệ một cách trực tiếp với tốc độ bánh xe. Tín hiệu này được gởi đến khối điện tử, môđun điện tử này sẽ xử lý nó để xác định tốc độ quay của bánh xe. Các bộ cảm biến thay đổi theo kiểu xe có thể điều chỉnh được hoặc không điều chỉnh được khe hở điều chỉnh giữa đầu bộ cảm biến và các răng của vòng cảm biến. Bộ cảm biến ở bánh xe gồm vòng răng cảm biến và một cảm biến namchâm vĩnh cửu. Việc ngắt từ trường nam châm cảm biến bởi các răng sẽ tạo ra tín hiệu điện áp dao động. b)- Cảm biến giảm tốc : (chỉ có ở một vài kiểu xe) Việc sử dụng cảm biến giảm tốc cho phép ABS ECU đo trực tiếp sự giảm tốc của xe trong quá trình phanh. Vì vậy, nó cho phép biết rõ hơn trạng thái của mặt đường. Kết quả là mức độ chính xác khi phanh được cải thiện để tránh cho các bánh xe không bị bó cứng. Cảm biến giảm tốc độ còn gọi là “cảm biến G”. + Cấu tạo : Cảm biến giảm tốc độ bao gồm hai cập đèn LED (diod phát quang) và phototransistor (transitor quang), một đĩa xẻ rãnh và một mạch biến đổi tín hệu. Cảm biến giảm tốc độ nhận biết mức độ giảm tốc độ của bánh xe và gửi các tín hiệu về ABS ECU. ECU dùng những tín hiệu này để xác định chính xác tình trạng mặt đường và thực hiện các biện pháp điều khiển thích hợp. + Hoạt động : Khi mức độ giảm tốc độ của bánh xe thay đổi, đĩa xẻ rãnh lắc theo chiều dọc xe tương ứng với mức giảm tốc độ. Các rãnh trên đĩa cắt ánh sáng từ đèn LED đến phototransistor, và làm cho phototransistor đóng, mở. Người ta sử dụng hai cập đèn LED và phototransistor. Tổ hợp tạo bởi các phototransistor này tắt và bật, chia mức độ giảm tốc thành bốn mức và gửi về ABS ECU dưới dạng tín hiệu. c)- Bộ chấp hành ABS : Bộ chấp hành ABS cấp hay ngắt áp suất dầu từ xilanh chính đến mỗi xilanh theo tín hiệu từ ECU để điều khiển tốc độ bánh xe. Có nhiều kiểu bộ chấp hành ABS. * Kiểu điều khiển tất cả các bánh : - Nguồn là bơm trợ lực lái ® van điện hai vị trí. - Nguồn là một môtơ riêng ® van điện hai vị trí. ® van điện ba vị trí. + Cấu tạo : Có thể chia bộ chấp hành theo chức năng thành 2 cụm : Cụm 1 : - Van điện 3 vị trí (cụm điều khiển). - Chức năng : Trong quá trình hoạt động của hệ thống ABS, ABS ECU lựa chọn một trong 3 chế độ (tăng áp, giảm áp và giữ áp) tùy theo tín hiệu từ ABS ECU. Cụm 2 : - Bình chứa và bơm (cụm giảm áp). - Chức năng : Khi áp suất giảm, dầu phanh hồi về từ các xilanh bánh xe và nó được đưa đến xilanh chính nhờ bơm và vào bình dầu bộ chấp hành. Đây là bơm kiểu piston được dẫn động bằng môtơ. + Hoạt động của bộ chấp hành : * Chế độ phanh bình thường: (ABS không hoạt động). ABS không hoạt động trong quá trình phanh bình thường và ABS ECU không gởi dòng đến cuộn dây của van điện. Do đó, van ba vị trí ấn xuống bởi lò xo hồi vị và cửa “A” vẫn mở trong khi cửa “B” vẫn đóng, môtơ bơm không hoạt động. Khi đạp phanh, áp suất dầu trong xilanh phanh chính tăng, dầu phanh chảy từ cửa “A” đến cửa “C” trong van điện ba vị trí rồi tới xilanh bánh xe. Dầu phanh không vào được bơm bởi van một chiều số 1 gần trong mạch bơm. Khi nhả phanh, dầu phanh hồi từ xilanh bánh xe về xilanh chính qua cửa “C” đến cửa “A” và van một chiều số 3 trong van điện 3 vị trí. * Chế độ phanh khẩn cấp: (ABS hoạt động) : Nếu có bất cứ bánh xe nào gần bị bó cứng khi phanh gấp, bộ chấp hành ABS điều khiển áp suất dầu phanh tác dụng lên xilanh bánh xe không bị bó cứng. * Chế độ giảm áp suất phanh : Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU gởi dòng điện (5A) đến cuộn dây của van điện, làm sinh ra một lực từ mạch. Van ba vị trí chuyển động lên phía trên cửa “A” đóng trong khi cửa “B” mở. Kết quả là dầu phanh từ xilanh bánh xe qua cửa “C” tới cửa “B” trong van điện ba vị trí và chảy về bình dầu. Cùng lúc đó, môtơ hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được hồi trả về xilanh phanh chính từ bình chứa. Mặt khác, cửa “A” đóng không cho dầu phanh từ xilanh chính vào van điện ba vị trí và van một chiều số 1 và số 3. Do đó áp suất dầu trong xilanh bánh xe giảm, ngăn không cho bánh xe bị bó cứng. Mức độ giảm áp suất dầu được điều chỉnh bằng cách lập lại các chế độ “giảm áp suất” và “cố định áp suất”. * Chế độ cố định áp suất phanh : Khi áp suất bên trong xilanh bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ gửi tín hiệu báo rằng tốc độ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn, ECU cấp dòng điện 2A đến cuộn dây của van điện để giữ áp suất trong xilanh bánh xe không đổi. Khi dòng điện cấp cho cuộn dây của van bị giảm từ 5A (ở chế độ giảm áp suất phanh) xuống còn 2A (ở chế độ cố định áp suất phanh), lực điện từ sinh ra trong cuộn dây cũng giảm. Van điện ba vị trí dịch chuyển xuống vị trí giữa nhờ lực của lò xo hồi vị làm đóng cửa “B”. * Chế độ tăng áp suất phanh : Khi cần tăng áp suất trong xilanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt dòng điện cấp cho cuộn dây van điện. Vì vậy cửa “A” của van điện ba vị trí mở, và cửa “B” đóng. Nó cho phép dầu trong xilanh phanh chính chảy qua cửa “C” trong van điện ba vị trí đến xilanh bánh xe. Mức độ tăng áp dầu được điều khiển nhờ lặp lại các chế độ “Tăng áp suất” và “Cố định áp suất” Môtơ bơm vẫn hoạt động. d)- Tổ hợp điều khiển điện tử ECU (Electronic Control Unit) : Trên cơ sở nhận những tín hiệu từ các bộ cảm biến tốc độ của bánh xe ABS ECU biết được tốc độ góc của các bánh xe cũng như tốc độ của xe. Trong phi phanh mặc dù tốc độ góc của bánh xe giảm, mức độ giảm tốc sẽ thay đổi phụ thuộc vào cả tốc độ xe khi phanh và tình trạng mặt đường như nhựa asphalt khô, mặt đường ướt hoặc đóng băng... Nói cách khác, ECU đánh giá được mức độ trượt giữa các bánh xe và mặt đường do sự thay đổi tốc độ góc của các bánh xe khi phanh và điều khiển bộ chấp hành ABS để cung cấp áp suất dầu tối ưu đến các xilanh bánh xe nhằm điều khiển tốt nhất tốc độ các bánh xe. ABS ECU cũng bao gồm chức năng kiểm tra ban đầu, chức năng kiểm tra phân tích chẩn đoán, chức năng bảo vệ an toàn khi có sự cố, chức năng điều khiển các rơle, chức năng kiểm tra cảm biến. + Sơ đồ mạch điện hệ thống ABS : + Chức năng điều tiết tốc độ bánh xe : ECU liên tục nhận được các tín hiệu tốc độ bánh xe từ bốn cảm biến tốc độ và nó phân tích tốc độ bánh xe bằng các tính toán tốc độ và sự giảm tốc của mỗi bánh xe. Khi đạp phanh bộ điều khiển điện tử được lệnh từ “Công tắc đèn thắng”, nhận tín hiệu tốc độ của cả 4 bánh xe, ra lệnh cho bộ chấp hành ABS (bộ phân lượng áp suất ) phân phối áp suất dầu thắng theo định lượng khác nhau cho từng ống thắng ở mỗi bánh xe. Mỗi bánh xe nhận một áp suất dầu thắng cao hay thấp tùy ý theo tốc độ vòng của bánh xe đó. Bánh xe quay nhanh thì phải thắng mạnh với áp suất cao, bánh xe quay chậm thì thắng nhẹ với áp suất thấp hơn, để quân bình 4 bánh phải cùng một tốc độ và khi 4 bánh xe đứng hẳn thì trong mỗi giây cả 4 bánh đềâu được thắng đứng rồi nhả nhiều lần, động tác này nhằm không cho xe trượt trên mặt đường. + Chức năng điều khiển các rơle : Điều khiển rơle van điện : ECU bật rơle của van điện khi tất cả các điều kiện sau đều thỏa mãn : - Khóa điện bật. - Chức năng kiểm tra ban đầu (nó hoạt động ngay lập tức sau khi khóa điện bật) đã hoàn thành. - Không tìm thấy hư hỏng trong quá trình chẩn đoán. ECU tắt rơle van điện nếu một trong các điều kiện trên không được thỏa mãn. Điều khiển rơle môtơ bơm : ECU bật rơle môtơ khi tất cả các điều kiện sau đều thỏa mãn : - ABS đang hoạt động hay chức năng kiểm tra ban đầu đang được thực hiện. - Rơle van điện bật. ECU tắt rơle môtơ bơm nếu bất kỳ điều kiện nào ở trên không thỏa mãn. Chức năng kiểm tra ban đầu : ABS ECU kích hoạt van điện và môtơ bơm theo thứ tự để kiểm tra hệ thống điện của ABS. Chức năng này hoạt động khi tốc độ xe lớn hơn 6km/h với đèn phanh tắt. Nó chỉ hoạt động một lần sau mỗi lần bật khóa điện. * Lưu ý : Chức năng kiểm tra ban đầu bao gồm những mục được tiến hành sau khi xe khởi hành như được mô tả như trên hay những mục được tiến hành vài giây sau khóa điện bật. + Chức năng kiểm tra phân tích chẩn đoán : Khi công tắc hệ thống đánh lửa được mở lên, bộ điều khiển sẽ vận hành việc kiểm tra chức năng ở các bộ phận logic, các mạch điện chống kẹt thắng và các thiết bị. Nếu có bất kỳ sự cố nào hoặc sự phát hiện nào được ghi nhận, bộ điều khiển sẽ vô hiệu hóa hệ thống ABS và sẽ bật sáng đèn cảnh báo ở nhóm khí cụ đo. Bộ điều khiển cũng có một chương trình chuẩn lỗi mà có thể được kích hoạt bằng việc nối một bộ kiểm tra đặc biệt vào hệ thống hoặc là bằng việc tiếp đất đầu nối chuẩn lỗi để truy tìm những mã lỗi được lưu trữ bằng việc nhấp nháy đèn biểu thị chống kẹt thắng. Nếu hệ thống bị vô hiệu hóa bởi sự cố đèn biểu thị chống kẹt thắng sẽ bật sáng. Để xác định nguyên nhân hư hỏng, bộ điều khiển phải được tháo ra khỏi hệ thống và được kết nối với bộ kiểm tra ABS với màn hình VFD, sử dụng với bảng ngắt. Khi bộ kiểm tra được bật mở, nó sẽ đưa vào kiểm tra trạng thái các đường dẫn nhập sau đó thực hiện kiểm tra liên tục các bộ cảm biến ở bánh xe. Khi sự cố được xác định nó sẽ được hiển trị trên màn hình ở bộ kiểm tra. Những lỗi ở bộ kiểm tra được sử dụng để chọn biểu đồ chẩn đoán cần thiết. Khi bộ vi xử lý xác định có một vấn đề bất thường trong hệ thống, nó có thể tạo ra một mã chuẩn lỗi để có thể truy tìm lỗi đó. + Chức năng kiểm tra cảm biến : Bên cạnh chức năng chẩn đoán, ABS ECU cũng bao gồm chức năng kiểm tra cảm biến tốc độ (nó chẩn đoán tính năng của các cảm biến tốc độ và rôto). Một vài kiểu xe cũng bao gồm chức năng kiểm tra cảm biến giảm tốc độ để chẩn đoán cảm biến giảm tốc. Chức năng kiểm tra cảm biến tốc độ : - Kiểm tra điện áp ra của tất cả các cảm biến. - Kiểm tra dao động điện áp ra của tất cả các cảm biến. Chức năng kiểm tra cảm biến giảm tốc : (chỉ cảm biến giảm tốc kiểu phototransistor). - Kiểm tra điện áp ra của cảm biến giảm tốc. - Kiểm tra hoạt động đĩa xẻ rãnh. + Chức năng bảo vệ an toàn khi có sự cố : Khi ôtô đang chuyển động, mỗi bộ vi xử lý sẽ nhận được những tín hiệu ở bộ cảm biến bánh xe. Những tín hiệu này được sử dụng để tính toán đốc độ bánh xe riêng biệt, sự gia tốc và trị số trượt của mỗi bánh xe. Nếu dữ liệu nhập vào rơi vào trong giới hạn qui định các bộ vi xử lý sẽ so sánh với sự phân tích dữ liệu của chúng. Nếu chúng đồng ý tín hiệu chống kẹt thắng sẽ được gửi đến van solenoid thích hợp trong khối thủy lực để bắt đầu việc tạo xung áp lực thắng trong mạch điện đó. Nếu dữ liệu nhập vào không nằm trong giới hạn quy định ở chương trình của bộ vi xử lý hay là sự phối kiểm phân tích khác nhau, chức năng chốc kẹt thắng ngay lập tức bị vô hiệu hóa và thông báo đến cho người lái xe. Việc vô hiệu hóa chức năng chống kẹt thắng sẽ không ảnh hưởng đến sự hoạt động của hệ thống thắng thường. Nếu tất cả 4 bộ cảm biến đều không hoạt động hoặc là những tín hiệu của nó không đến được bộ điều khiển do một vài lý do nào khác, bộ điều khiển sẽ không có phương tiện để cảm nhận được là ôtô đang di chuyển. Khi đó bộ điều khiển sẽ nghĩ rằng ôtô đang ở trạng thái không hoạt động, chức năng chống kẹt thắng sẽ bị vô hiệu hóa mà không có việc bậc sáng đèn chỉ báo. Cấu hình mã lỗi sử dụng ở hệ thống ABS của Toyota trên ôtô hiệu Celica. CÁC TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA ABS ABS trong hệ thống phanh thuỷ lực là một bộ tự điều chỉnh áp suất dầu đưa vào xi-lanh bánh xe sao cho phù hợp với chế độ lăn bánh của bánh xe nhằm hạn chế hoàn toàn khả năng trượt lết của bánh xe khi phanh.Van điện là một trong những bộ phận quan trọng thực hiện các trạng thái phanh một cách tốt nhất. Tuỳ theo loại van điện sử dụng trong hệ thống phanh mà hệ thống ABS làm việc với nhiều trạng thái khác nhau. TRẠNG THÁI PHANH THƯỜNG Lúc này ECU chưa cung cấp điện để điều khiển van điện nên đường dầu tới (cổng A) mở, đường dầu về (cổng B) đóng ,áp lực dầu được truyền từ xi-lanh chính tới xi-lanh bánh xe. Tuy vậy ECU vẫn luôn tiếp nhận thông tin từ các cảm biến rồi so sánh với các ngưỡng giá trị có sẵn trong bộ nhớ của ECU do nhà chế tạo định sẵn. Lực phanh tăng hoặc giảm do sự tác động của người tài xế và bánh xe chưa có khả năng bị hãm cứng. Trạng thái tăng áp lực phanh của van điện ba vị trí TRẠNG THÁI GIẢM ÁP LỰC PHANH Trạng thái giảm áp lực phanh của van điện ba vị trí Các tín hiệu từ hệ thống các cảm biên gởi đến ECU tiếp nhận, tính toán, so sánh biết được bánh xe có khả năng bị hãm cứng và quyết định chống hãm cứng bánh xe đó bằng cách đưa dòng điện khoảng 5A nhằm tạo ra lực từ mạnh ở cuộn dây để đóng đường dầu tới (cổng A), mở đường dầu về (cổngB) do vậy mà áp lực dầu không đến xi-lanh bánh xe nữa mà từ xi-lanh bánh xe trở về bình tích trữ làm cho áp lực phanh giảm bánh xe không bị bó cứng nửa. Nếu áp lực phanh vẫn còn lớn để làm bó cứng bánh xe thì ECU sẽ điều khiển bơm ABS bơm dầu từ bình tích trữ về xi-lanh chính, áp lực phanh giảm nhanh và bánh xe không còn khả năng bị bó cứng nửa. TRẠNG THÁI GIỮ ÁP LỰC PHANH Áp lực phanh tăng hoặc giảm ở xi-lanh bánh xe khi ECU nhận thấy giá trị phù hợp, thì ECU gởi dòng điện tới cuộn dây khoảng 2A vừa đủ để đóng đường tới (cổng A) và đóng đường về (cổng B) làm cho áp lực phanh không đổi ở xi-lanh bánh xe. Lúc này ECU tiếp tục điều khiển bơm ABS làm việc để trả dầu từ bình tích năng làm tăng áp lực phanh ở xi-lanh chính chuẩn bị cho quá trình tăng áp tiếp theo nếu cần thiết. Trạng thái giữ áp lực phanh của van điện ba vị trí TRẠNG THÁI TĂNG ÁP LỰC PHANH Khi áp lực phanh cần được tăng thì ECU ngừng cung cấp dòng điện cho cuộn dây của van điều khiển, van mở đường dầu tới (cổng A) và đóng đường dầu về (cổng B), dầu đi từ xi-lanh chính tới xi-lanh bánh xe. Đồng thời ECU điều khiển cho bơm ABS hoạt động bơm dầu về xi-lanh chính của bánh xe nhằm làm tăng áp lực phanh. Thực ra trạng thái tăng áp lực phanh cũng chính là trạng thái phanh thường. Trạng thái tăng áp lực phanh của van điện ba vị trí TÓM LẠI: Các trạng thái làm việc của hệ thống phanh ABS thay đổi liên tục theo tình trạng của ôtô và mặt đường Hệ thống phanh khí nén ABS Sơ đồ hệ thống phanh khí nén ABS Máy nén khí, 2- Van phân phối phanh sau, 3- Bộ giải nhiệt khí nén, 4- Bộ tách ẩm, 5- Bình hơi phanh trước, 6- Bình tích năng, 7- Bình hơi phanh sau, 8- Van xả nước, 9- Cơ cấu phanh trước, 10- Van điện từ ABS phanh trước, 11- Cần phanh trước, 12- Tổng van phân phối, 13- Van bảo vệ 4 ngã, 14- Bầu phanh trước, 15- Bình hơi cái, 16- Bình hơi phanh tay và trơ lực, 17- Van an toàn, 18- Cơ cấu phanh sau, 19- Bầu phanh sau, 20- Van đổi chiều hai ngã, 21- Van xả nhanh, 22- Van điện từ ABS phanh sau. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh khí nén ABS. Hệ thống phanh chính. Khí nén từ máy nén khí 1 qua bộ giải nhiệt khí nén 3 và bộ tách ẩm 3 đi tới bình hơi cái 15 từ đó khí nén được phân phối tới các bình chứa 5, 7 và 16 qua van phân phối 13.Một phần còn lại qua bình tích năng mục đích bổ sung khí nén trong một thời gian tức thời ngoài ra còn có tác dụng dập tắt dao động áp suất. Khi đạp phanh : Khí nén từ các bình chứa 5, 7 đi vào tổng van phân phối 12, khí nén từ bình 5 qua tổng phanh đến van ABS 10 rồi cung cấp cho các bầu phanh trước tạo lực đẩy làm xoay cam thực hiện quá trình phanh bánh trước, còn khí nén từ bình chứa 7 cung cấp cho van phân phối 2 phanh sau để phân phối cho các van ABS 10 đến các bầu phanh sau thực hiện quá trình phanh. Khi nhả phanh : Khí nén từ các đường cấp của tổng van phân phối 12 sẽ được xả ra ngoài khí trời theo đường xả khí của tổng van phân phối 12. Lúc đó sẽ xảy ra hiện tượng sụt áp trên dòng điều khiển tới dòng phanh cầu trước và cầu sau. Khí nén một phần thoát ra ngoài qua van xả nhanh, một phần thoát ra qua van ABS và tổng phanh thực hiện việc nhả phanh. Hệ thống phanh dừng. Khi không phanh : Khí nén từ bình chứa 16 cấp khí cho van phanh dừng 11. Từ van phanh dừng 11 khí nén đến van hai ngả 20 cấp cho các van xả nhanh 21 cấp khí vào các bầu phanh tích năng cầu sau 19 ép lò xo tích năng lại thực hiện quá trình nhã phanh cầu sau. Khi phanh. Khi xoay van phanh dừng 11, sẽ xảy ra hiện tượng sụt áp ở dòng điều khiển các van xả nhanh 21 thông với khí quyển. Van xa nhanh 21 không cho khí nén từ bình chứa 16 vào ép lò xo tích năng và mở đường khí nén từ phần dưới piston của bầu phanh ra ngoài khí quyển qua van tăng tốc 21. Lực nén lò xo truyền đến cần của bầu phanh để phanh nhanh chóng. Hiệu quả phanh phụ thuộc vào góc xoay của cần điều khiển của van phanh dừng. Hệ thống ABS Giai đoạn tăng áp: Khi đạp phanh, khí nén từ tổng phanh vào đường 4 thắng lực lò xo đẩy piston tỷ lệ1 mở thông đường hơi cấp khí nén cho bầu phanh tiến hành phanh. Cuộn Solenoid2 mở cho khí nén đến tác dụng lên lò xo của piston tỷ lệ 2 ngăn không cho khí nén thoát ra ngoài . Bánh xe bị phanh do cấp khí nén vào bầu phanh. Bánh xe được phanh, do sự tăng momen phanh nên tốc đọ quay bánh xe giảm dần. Giai đoạn tăng áp 1-Bình chứa, 2-Tổng phanh, 3-Solenoid1, 4- Đường hơi vào van ABS, 5-Solenoid2, 6- Piston tỷ lệ 2, 7- Cảm biến, 8- Bầu phanh, 9- Đường hơi ra, 10- Piston tỷ lệ 1. Giai đoạn giữ áp: Trong quá trình phanh, nếu bàn đạp duy trì ở mức thích hợp với khả năng bám mặt đường bánh xe không bị trượt lớn hơn giới hạn trượt cho phép. Tín hiệu từ ECU điều khiển mở hai cuộn Solenoid khí nén đến phía trên của piston tỷ lệ 1 và phía dưới của piston tỷ lệ 2 đậy kín các đường vào và ra. Khí nén không được cấp cho bầu phanh nhưng cũng không được thoát ra ngoài khí quyển thực hiện quá trình giữ phanh. Giai đoạn giữ áp 1-Bình chứa, 2-Tổng phanh, 3-Solenoid1, 4- Đường hơi vào van ABS, 5-Solenoid2, 6- Piston tỷ lệ 2, 7- Cảm biến, 8- Bầu phanh, 9- Đường hơi ra, 10- Piston tỷ lệ 1. Giai đoạn giảm áp: Với quán tính chuyển động của bánh xe, bánh xe xuất hiện trượt lết tới giới hạn tính toán sẵn trong bộ điều khiển, cảm biến sẽ truyền tín hiệu về ABS-ECU, bộ xử lý này đưa tín hiệu đến Solenoid1 mở thông đường cấp tới tác dụng lên phía trên piston tỷ lệ 1 đóng lại cắt không cho khí nén thông với đường ra. Khí nén ở đường ra thắng lực ép lò xo của piston tỷ lệ 2 để thoát ra ngoài vì lúc này Solenoid2 đóng. Bầu phanh không được cấp khí nén thực hiện nhả phanh. Quá trình tăng áp, giữ áp, giảm áp xảy ra liên tục và thay đổi tuỳ thuộc vào sự đóng mở của các Solenoid được điều khiển bởi ABS- ECU. Giai đoạn giảm áp. 1-Bình chứa, 2-Tổng phanh, 3-Solenoid1, 4- Đường hơi vào van ABS, 5-Solenoid2, 6- Piston tỷ lệ 2, 7- Cảm biến, 8- Bầu phanh, 9- Đường hơi ra, 10- Piston tỷ lệ 1. Tiêu chuẩn cho phép đối với quãng đường phanh ôtô (TCVN 2000) với v = 30km/h Tiêu chuẩn Loại xe Quãng đường phanh (m) Gia tốc phanh cực đại (m/s2) Xe con 7,2 5,8 Xe tải dưới 8 tấn 9,5 5,0 Xe tải trên 8 tấn 11 4,2 HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỘNG CHƯƠNG 9. KHUNG – VỎ XE I. CÔNG DỤNG – PHÂN LOẠI KHUNG XE : 1/- Công dụng : Khung xe có nhiệm vụ xây dựng được một cấu trúc bền vững cho thân xe bao gồm các vấu với giá đỡ an toàn để bắt chặt hệ thống treo xe và hệ thống giảm xóc. 2/- Phân loại : Nhiều kiểu khung ô tô đã được thiết kế và cho ra đời. Tuy nhiên phổ biến nhất là hai kiểu khung sau đây: - Kiểu khung thép thiết kế rời khỏi thân : Thân xe được bắt chặt nhiều điểm vào khung xe. - Kiểu thân – khung liền khối : có khung và thân xe được kết cấu hàn dính vào nhau thành một khối. II. THÂN –KHUNG XE LIỀN KHỐI: Trong kiểu cấu trúc này, nhiều vị trí khác nhau trên thân xe được gia cố vững chắc làm tăng thêm tính bền vững của toàn bộ thân xe. Các vị trí này được hàn dính vào nhau. Ngoài ra quanh thân xe còn có nhiều vấu và giá đỡ để gá hệ thống treo xe. Một số nhà thiết kế ô tô đã thiết kế loại thân xe có một phần khung. Trên loại này một đoạn khung được hàn vào đầu thên để làm nơi gắn động cơ, đoạn khung phía sau làm nơi gắn hệ thống treo xe và giảm xóc. (Hình 5 giới thiệu loại này của hãng Chrysler). Đoạn khung nơi đầu và đuôi xe kết cấu bằng thép tiết diện hình hộp được hàn cứng vào thân làm tăng thêm tính bền bỉ của cấu trúc thân xe. Với kiểu thiêt kế này người ta không cần phải có một khung xe dài chạy dọc từ trước ra sau. III. LOẠI KHUNG XE THƯỜNG DÙNG : Đây là loại cấu trúc rời giữa khung và thân xe. Thân xe được gắn lên khung bằng buloong qua trung gian là các đệm cao su nhằm giảm chấn động rung. Khung xe phải được kết cấu thật bền vững vì nó phải gánh chịu toàn bộ tải trọng nâng đỡ hệ thống treo xe, động cơ, hệ thống truyền động và thân xe cùng với hành khách, hàng hóa. Khung xe được cấu trúc bằng hai thanh đà dọc goại là dầm dọc. Các dầm này được gia cố vững chắc nhờ các dầm ngang. Dầm dọc và dầm ngang của khung xe được chế tạo bằng thép lá dày tiết diện hình máng chữ U – (channel), hình hộp (Boxed channel) và hình hộp chữ U (Boxed U – channel). Hình 6 A, B, C giới thiệu ba loại tiết diện này của cấu trúc khung xe. Tiết diện hộp được cấu tạo bằng hai máng U hàn chụp vào nhau (hình 6B). Tiết diện hình hộp chữ U gồm một máng U gắn chặt vào tấm tôn nhờ kỹ thuật tán rivê nguội (cold riveted). Tán rivê nguội có nghĩa là không nung nóng đỏ rivê trước khi tán. Nhờ vậy tránh được sự co rút của rivê khi nguội làm dịch chuyển hai chi tiết cần đính cố định vào nhau. Hình 7 A, B, C trình bày mặt nhìn bên hông và nhìn từ trên xuống của một số khung xe phổ biến cho ô tô ngày nay. Trong số này, kiểu khung xe dạng chữ nhật khép kín (Perimeter frame) là kiểu thiết kế được ưa chụong nhất. Hình nhìn bên hông cho thấy phần đầu và đuôi khung xe được uốn cong lên làm nơi gắn cầu truyền động chính, nhíp xe và hệ thống treo xe phía trước. CHƯƠNG 10. HỆ THỐNG TREO I. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU: 1. Công dụng: Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi giữa khung với hệ thống chuyển động. Nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống treo là giảm va đập sinh ra khi ôtô chuyển động, làm êm dịu khi qua các mặt đường gồ ghề không bằng phẳng. 2. Phân loại: - Theo bộ phận hướng chia ra các loại: - Hệ thống treo phụ thuộc. - Hệ thống treo độc lập. - Theo phần tử đàn hồi chia ra các loại: - Loại nhíp. - Loại lò xo. - Loại thanh xoắn. - Loại cao su. - Loại hơi. - Loại thuỷ khí. - Loại liên hợp. 3. Yêu cầu: Hệ thống treo phải đảm bảo các yêu cầu sau đây: - Có tần số dao động riêng của vỏ thích hợp, tần số dao động này được xác định bằng độ võng tĩnh ft. - Có độ võng động fđ đủ để cho không sinh ra va đập trên các trụ đỡ cao su. - Có độ dập tắt dao động của vỏ và bánh xe thích hợp. - Khi quay vòng hoặc khi phanh thì vỏ ôtô không bị nghiêng. - Đảm bảo cho chiều rộng cơ sở và góc đặt các trục đứng của bánh dẫn hướng không đổi. - Đảm bảo sự tương ứng giữa động học các bánh xe và động học của truyền động lái. II. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO: - Ở ôtô sử dụng hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập. Hệ thống treo phụ thuộc được sử dụng nhiều ở ôtô tải, hành khách và một số ôtô du lịch. Còn ở hệ thống treo độc lập được sử dụng khá nhiều ở ôtô du kịch và một số ôtô tải. - Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc là đơn giản về kết cấu, trong khi đó vẫn đảm bảo được yêu cầu cần thiết của ôtô nhất là những ôtô có tốc độ lớn. Khuyết điểm là tốn nhiều thép và thời gian phục vụ ít. - Hệ thống treo độc lập có ưu điểm chủ yếu là tăng được khá nhiều tính êm dịu của ôtô khi chuyển động ở các điều kiện đường sá khác nhau, nhưng còn nhược điểm là kết cấu phức tạp, vì thế nó được sử dụng nhiều ở ôtô chuyển động tốc độ lớn. - Hệ thống treo gồm 3 phần chính: Bộ phận hướng, bộ phận đàn hồi và bộ phận giảm chấn. 1. Bộ phận hướng: - Bộ phận hướng dùng để xác định động học và tính chất dịch chuyển của các bánh xe tương đối với khung hay vỏ ôtô và dùng để truyền lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh), lực ngang cũng như các moment phản lực. - Ở hệ thống treo phụ thuộc nhíp vừa làm nhiêïm vụ bộ phận đàn hồi vừa làm nhiệm vụ bộ phận hướng. - Ở hệ thống treo độc lập bộ phận hướng được làm riêng lẻ. Yêu cầu là phải đảm bảo vị trí bánh xe khi ôtô chuyển động thì sự dịch chuyển của bánh xe sẽ không làm thay đổi chiều rộng và chiều dài cơ sở ôtô. - Ở hệ thống treo phụ thuộc, khi các bánh xe dẫn hướng được nối với nhau bởi dầm cầu liền thì không thể đảm bảo đúng động học của các bánh xe. Cũng cần chú ý rằng không phải tất cả hệ thống treo độc lập điều có động học đúng của các bánh xe dẫn hướng. Bộ phận hướng ở hệ thống treo độc lập có các dạng sau đây: * Bộ phận hướng có 1 đòn. * Bộ phận hướng hình bình hành có hai đòn ngang bằng nhau. * Bộ phận hướng hình thang có hai đòn ngang không bằng nhau. - Các ôtô du lịch hiện nay, chiều rộng cơ sử cho phép thay đổi từ 45mm trên mỗi bánh xe để không làm trượt bánh xe trên mặt tựa () 2. Bộ phận đàn hồi: - Bộ phận đàn hồi dùng để truyền chủ yếu các lực thẳng đứng và để giảm tải trọng khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng và đảm bảo độ êm dịu cần thiết. Bộ phận đàn hồi có thể là: nhíp, lò xo, thanh xoắn, cao su, thuỷ khí, liên hợp a). Nhíp: - Nhíp được sử dụng khá nhiều ở ôtô tải, hành khách và du lịch với dầm cầu liền. - Kết cấu của nhíp gồm nhiều lá nhíp ghép lại. Các lá nhíp này được ghép lại với nhau bằng boulon trung tâm. Các lá nhíp có thể dịch chuyển tương đối với nhau theo chiều dọc. Do đó khi nhíp biến dạng sẽ sinh ra sự ma sát làm giảm các dao động khi ôtô chuyển động. - Trong trường hợp tải trọng tác dụng lên cầu có thể thay đổi đột ngột như ở cầu sau của ôtô tải người ta bố trí nhíp đôi, gồm nhíp chính và nhíp phụ. Khi không chở hàng thì nhíp chính làm việc, còn khi có tải trọng thêm thì nhíp phụ làm việc. Sử dụng nhíp đôi sẽ làm cho hệ thống treo có độ êm dịu tốt hơn. - Nhíp phụ có thể đặt trên hoặc dưới nhíp chính tuỳ theo vị trí của cầu và khung, kích thước của nhíp và biến dạng yêu cầu của nhíp. - Khi bố trí nhíp dọc thì lá trên cùng của nhíp sẽ làm việc nặng hơn vì ngoài nhiệm vụ đàn hồi còn truyền lực đẩy và phanh. b). Lò xo: - Lò xo trụ được dùng nhiều ở ôtô du lịch vơi hệ thống treo độc lập. Lò xo trụ có ưu điểm là kết cấu đơn giản, kích thước gọn gàng nhất là khi bố trí giảm chấn nằm lồng trong lò xo. c). Thanh xoắn: - Thanh xoắn được dùng ở một số ôtô du lịch kết cấu đơn giản nhưng bố trí khó khăn vì có chiều dài khá lớn. d). Loại khí (hơi): - Loại khí được sử dụng tốt ở các loại ôtô có trọng lượng được treo thay đổi khá lớn như ôtô tải, ôtô khách, đoàn xe. - Bộ phận đàn hồi loại khí có cấu tạo theo kiểu hình cao su, trong đó có chứa khí nén. e). Thuỷ khí: - Bộ phận đàn hồi thuỷ khí có sự kết hợp giữa chất lỏng và khí, ở đây áp suất của khí được truyền qua chất lỏng sẽ tiến hành dập tắt dao động. Vì thế bộ phận đàn hồi thuỷ khí sẽ làm luôn nhiện vụ giảm chấn. 3. Bộ phận giảm chấn: Cùng với sự ma sát của hệ thống treo (gồm có ma sát giữa các lá nhíp và các khớp nối) sẽ sinh ra lực cản của ôtô và chuyển cơ năng của dao động thành nhiệt năng. Bộ giảm chấn có hai loại thông dụng: loại đòn, loại ống. a). Bộ giảm chấn đòn: Chú ý: Các đường dầu rất nhỏ gây nên ma sát do đó tạo nên hiện tượng giảm chấn. b). Bộ giảm chấn ống: Nguyên lý làm việc của bộ phận giảm chấn dựa trên nguyên tắc chuyển dịch chất lỏng từ buồng này sang buồng khác qua các van tiết lưu nhỏ. Khi chất lỏng đi qua các van tiết lưu đó sẽ sinh ra sức cản lớn của dòng chất lỏng. Do đó dập tắt được chấn động của ôtô khi chuyển động. III. HỆ THỐNG TREO ĐIỆN TỬ: Giới thiệu về hệ thống treo điện tử(TEMS) TEMS là viết tắt của cụm từ “Toyota Electronically Modulated Suspension” tức là hệ thống treo điều khiển điện tử của Toyota”. Với hệ thống này, người lái có thể dùng công tắc để lựa chọn một trong hai chế độ lực giảm chấn của giảm chấn: bình thường hay thể thao, mà anh ta thích. Lực giảm chấn sau đó được tự động điều chỉnh đến một trong ba chế độ (mềm, trung bình, cứng) nhờ TEMS ECU (bộ điều khiển điện tử) dựa trên chế độ đã lựa chọn và điều kiện lái xe. Nó làm tăng tính êm dịu chuyển động và cải thiện tính ổn định lái. - Với hệ thống treo này người lái có thể lựa chọn , điều chỉnh độ đàn hồi cho thích hợp với chế độ vận hành của xe trên đường thông qua công tắc điều khiển lựa chọn chế độ Comfort hay Sport. Chế độ "Comfort": tạo sự êm dịu tối đa cho người ngồi trên xe còn chế độ "Sport" tăng độ ổn định và an toàn khi xe chạy ở tốc độ cao. - Hệ thống treo khí nén - điện tử hoạt động dựa trên nguyên lý không khí có tính đàn hồi khi bị nén. Với những ưu điểm và hiệu quả giảm chấn của khí nén, nó có thể hấp thụ những rung động nhỏ do đó tạo tính êm dịu chuyển động tốt hơn so với lò xo kim loại, dễ dàng điều khiển được độ cao sàn xe và độ cứng lò xo giảm chấn. 2. Đặc điểm của hệ thống treo điện tử a). Thay đổi chế độ giảm chấn: Người lái có thể lựa chọn chế độ bình thường hay thể thao bằng công tắc lựa chọn chế độ. Khi xe chạy ở chế độ bình thường, do phải đảm bảo cho việc duy trì tính êm dịu chuyển động, nên ECU đặt lực giảm chấn ở chế độ mềm. Ở chế độ thể thao, lực giảm chấn được đặt ở chế độ trung bình. b). Điều khiển chống chúi đuôi xe: Nó hạn chế sự chúi đuôi của những xe có hộp số tự động khi khởi hành hoặc khi tăng tốc đột ngột. Lúc này ECU đặt lực giảm chấn của giảm chấn ở chế độ cứng làm ổn định chuyển động của xe. c). Điều khiển chống nghiêng ngang Nó giới hạn độ nghiêng ngang của thân xe khi quay vòng hay khi đi lên đường ngoằn ngoèo. Lúc đó lực giảm chấn được đặt ở chế độ cứng. Vì vậy, cải thiện được tính ổn định điều khiển. d). Chống chúi mũi Nó hạn chế mũi xe chúi xuống khi phanh. Lúc đó lực giảm chấn được đặt ở chế độ cứng, làm ổn định chuyển động của xe. e). Điều khiển tốc độ cao( Chỉ ở chế độ bình thường) Khi xe chuyển động ở tốc độ cao, lực giảm chấn được đặt ở chế độ trung bình, cải thiện khả năng điều khiển. f). Chống chúi đuôi khi chuyển số( Chỉ có ở xe hộp số tự động) Nó hạn chế sự chúi đuôi của những xe có hộp số tự động khi khởi hành. Khi tay số được chuyển đến vị trí khác từ N hay P, lực giảm chấn được đặt ở chế độ cứng. Lưu ý rằng, chức năng điều khiển này không có ở các xe được sản xuất hiện nay. 3. Sơ đồ hệ thống treo điện tử trên xe: Hệ thống treo khí nén trên xe tải và xe buýt Ưu điểm hệ thống treo khí nén - điện tử "Thông minh" và "linh hoạt" đó là những gì có thể nói về hệ thống treo khí nén - điện tử. Khả năng điều chỉnh độ cứng của từng xi lanh khí cho phép đáp ứng với độ nghiêng khung xe và tốc độ xe khi vào cua, góc cua và góc quay vô lăng của người lái. Như vậy, khi xe chạy, độ cứng các ống giảm xóc có thể tự động thay đổi sao cho cơ chế hoạt động của hệ thống treo được thích hợp và hiệu quả nhất đối với từng hành trình. Hệ thống treo khí nén - điện tử tự động thích nghi với tải trọng của xe, thay đổi độ cao gầm xe cho phù hợp với điều kiện hành trình. Ví dụ: Độ cao bình thường được tự động xác lập khi vận tốc xe đạt 80 km/h. Nếu các cảm biến tốc độ ghi nhận được rằng kim đồng hồ tốc độ đã vượt qua mức 140 km/h thì hệ thống tự động hạ gầm xe xuống 15mm so với tiêu chuẩn. Một lợi thế nữa của hệ thống treo này là các lò xo xoắn được thay thế bằng túi khí cao su nên giảm bớt một phần trọng lượng xe. Bớt được khối lượng này sẽ cho phép các lốp xe chịu tải tốt hơn trên các điều kiện mặt đường không bằng phẳng mà ít ảnh hưởng đến độ cân bằng của xe, vì vậy cảm giác khi lái sẽ nhẹ nhàng và dễ chịu hơn. Với hệ thống treo khí nén điện tử, những chỗ mấp mô hay ổ gà trên mặt đường hầu như không ảnh hưởng nhiều đến người ngồi trong xe. Tuy vậy, đối với bất cứ loại hệ thống treo nào, tác dụng giảm xóc của lốp cũng rất quan trọng. Kiểu dáng lốp và áp xuất lốp luôn có vai trò hỗ trợ tác dụng giảm xóc của bất kỳ loại hệ thống treo nào CHƯƠNG XI. BÁNH XE – LỐP XE I. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU: 1. Công dụng: - Hệ thống chuyển động dùng để biến chuyển động quay tròn của bánh xe chủ động thành chuyển động tịnh tiến của ôtô và làm nhiệm vụ đỡ toàn bộ trọng lượng của ôtô. - Hệ thống chuyển động còn có tác dụng làm giảm các va đập tác dụng lên ôtô do đường gồ ghề nhờ bánh xe có độ đàn hồi tốt. 2. Phân loại: - Theo áp suất: - Bánh xe có áp suất thấp. - Bánh xe có áp suất cao. - Theo ruột xe: - Bánh xe có ruột. - Bánh xe không ruột. 3. Yêu cầu - Bảo đảm áp suất trên mặt đường là bé nhất. - Bảo đảm lực cản chuyển động nhỏ. - Có khả năng bám tốt - Giảm được va đập trên thân ôtô khi chuyển động II. KẾT CẤU HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỘNG : D: Đường kính ngoài vỏ xe d: Đường kính trong vỏ xe B: Chiều rộng lốp H: Chiều cao lốp (H »B) -Các ký hiệu của lốp được biểu thị theo ba loại: * Hệ inch: -Lốp có áp suất cao: D×B -Lốp có áp suất thấp:B-d VD: 34×7; 9-20 ; 6-16 * Hệ mét: -Lốp có áp suất cao: D×B -Lốp có áp suất thấp:D-H VD: 880×135; 570-50 * Hệ hỗn hợp: -Lốp có áp suất cao: D×B -Lốp có áp suất thấp:B-d VD: 880×5;260-20 - Lốp có áp suất thấp: p = 0,08 ÷0,5 MN/m2 P < 5 Kg/cm2 - Lốp có áp suất cao: p = 0,50 ÷0,70 MN/m2 P ≥ 5 Kg/cm2 - Độ chênh lệch áp suất cho phép so với tiêu chuẩn nằm trong giới hạn không lớn (ôtô tải ± 0,2 Kg/cm2 , ôtô con ± 0,1 Kg/cm2). - Cấu tạo của bánh xe gồm có đĩa và vành (đối với xe tải dùng vành phẳng, ôtô du lịch dùng vành sống trâu). Vành phẳng có hai vòng: vòng một có thể tháo lắp được đó là vòng nẹp, vòng thớ hai dập liền với đĩa bánh xe. Vành bánh xe con thuộc loại không tháo được. - Ở giữa vành có rãnh sâu dùng để lắp ruột vào vành. Ở đĩa bánh xe có các lỗ hình côn dùng để lắp bánh xe. - Đai ốc của bánh xe cũng có dạng hình côn (Taquet), phần côn của đai ốc trùng khớp với các lỗ hình côn ở đĩa bánh xe để đảm bảo bánh xe lắp được chính xác. Để tránh hiện tượng các đai ốc tự tháo khi tăng tốc độ hoặc hãm xe nên các đai ốc của bánh xe ôtô phía bên trái có ren trái, bên phải có ren phải. - Lốp có tác dụng thu nhận những va đập nhỏ và giảm bớt sự va đập khi xe chạy trên đường không bằng phẳng. - Nguyên liệu chính dùng để chế tạo lốp là cao su và sợi vải (sợi bố) có độ bền cao. Lôp gồm có mặt lốp(1), thân lốp (2)và mép lốp (3). - Lốp bám với mặt đường nên trên bề mặt có rãnh tạo thành hoa lốp. Dạng hoa tuỳ thuộc vào điều kiện làm việc của ôtô. Đường tốt thì dùng hoa phổ thông, còn hoa to dùng cho lốp chạy trên đường xấu và lầy lội. - Theo cấu tạo lốp được chia thành lốp có ruột và lốp không có ruột (Tubeless). Phần lớn ôtô dùng loại lốp có ruột gần đây có xu hướng sử dụng lốp không ruột trên các xe con, xe tải. Lốp không ruột vì mép lốp có một lớp đệm kín có gờ bằng cao su có tính đàn hồi cao, mặt trong của lốp không ruột được bịt kín bằng một lớp cao su có tính kín cao (không lọt không khí) dày từ 1,5 ÷ 3mm. Vành bánh xe của lốp không ruột phải kín, van lắp trực tiếp vào vành có tấm đệm cao su, cạnh mép lốp phải bằng phẳng. - Nếu lốp không ruột không có độ kín nữa thì có thể lắp ruột vào sử dụng như loại lốp thông thường. - Do nhiệt độ làm việc không cao và dùng loại sợi chằng tốt cho nên thời hạn làm việc của lốp không ruột cao hơn 20% so với lốp thường. - Ngày nay để tăng an toàn người ta sử dụng loại lốp có hai buồng, Lốp hai buồng có ba phần: lớp cao su bên ngoài, lớp bịt kín và màng (màng được chế tạo bằng hai hoặc ba lớp sợi tẩm cao su). - Khi lốp bị đâm thủng và không khí lọt ra khỏi buồng A thì khả năng làm việc của lốp giảm không đáng kể nhờ không khí còn ở buồng B. - Buồng A điền đầy không khí bằng van (4). - Buồng B điền đầy không khí bằng van (5). - Ngoài ra lốp còn dùng bộ phận hạn chế biến dạng để an toàn khi chuyển động. Bộ phận hạn chế biến dạng có hai loại: Loại cứng bằng kim loại và loại đàn hồi bằng cao su xốp. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. LÝ THUYẾT VÀ CẤU TẠO ÔTÔ – Nguyễn Ngọc Bích (Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh – 9/2002) 2. ABS VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LỰC KÉO (Toyota Motor Corporation – 2001) 3. TEMS VÀ HỆ THỐNG TREO KHÍ (Toyota Motor Corporation – 2001) 4. HỆ THỐNG LÁI (Toyota Motor Corporation – 2001) 5. LÝ THUYẾT ÔTÔ MÁY KÉO (Nguyễn Hữu Cẩn, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái) 6. CẤU TẠO GẦM Ô TÔ TẢI VÀ Ô TÔ BUÝT (Nguyễn Khắc Trai – NXB Giao thông vận tải 2010) 7. KẾT CẤU ÔTÔ (PGS. TS Nguyễn Trọng Hoan, PGS. TSHồ Hữu Hải – NXB Bách khoa Hà Nội 2010)