HOCHIMIN CITY BO CONG THUONG
TRUONG DAI HQC CONG NGHIEP TP HO CHi MINH
Khoa Công Nghệ Động Lực
Bộ Môn Khung Gầm
BAI GIANG LY THUYET
HE THONG CHUYEN DONG VA DIEU KHIEN Ô TÔ
Trinh độ: Dai hoc
Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ
Môn: Hệ thống chuyển động và điều khiến ô tô
Thời lượng giáng dạy: 30 tiết
TP Hồ Chí Minh, năm 2017
Trang 2MUC LUC
Nội dung Trang
Chương 1: HỆ THÓNG TREO TRÊN Ô TÔ . cccssccccsse 1
1.1 Khái quát CMWg ThS khan il 1,1.12Cng dỤN uoseceoeeeiispieeineisnrriingxes156VOESSSISGGTSLES/18565550168180g46 1 1.1.2 Phân loại -+-222+++222v++222221112221111122111111211111 271111 ee 1 1.3 Yêu ĐẦM cuanggggbsugttgsetsoitiigqUyggfiftqgistgiisigtidvagi8aiiesseissse 2 1.2 Cấu tạo của hệ thống FEO norrovesptnnnsepenopeposipenriesnaesnopesnereatteersefietasneanereanghensanns 2 1.2.1 Bộ phận dẫn hướng .essescssssessseessecssecssecsssessscsseccsscceseceseccsucsssessseeeesee 2 a Hệ thống treo phụ thuộc . 2-cc22ce++ccvvsetrrcrveerrrrrrrcee 2 b Hệ thống treo độc 5 ốc ẽ 3 1222 Bộ phận đần hồi soissnsfsneisttoatzttqghINHIGISSMGI.NSSRWaattaqilana 4 85 NHÍ P aitbigiggittsggi446030054859G40538/G518S6536ss3ssssaDvxsÖssssấcesexs4psgessalsanss22misassxsssf 4 508 Tớ ""Aa Ẳẽ aẽ ẽ Số 5 Gi TRAN KON ass sdeasdescansstsavsnnvencesvnacCeassanavosnape calagpubeyspsentey sopepenaswsansvadeaseveeses 5 d 10'X0! 080 SU sesiavssecssiessssssormcoiedasscmennansmremmnnnmnnnanes 6 e Lò xo không khí sstenepecsbyeongsonkganneosuneuensgdenpataesoutecenssuasesuneeorseresnses 6
1.2.3 BG phan gid chm sssccssssssssssssssssesssssesscssssssesesesesssesnssseeeesneesssesees 7 a Giảm chan GoM wessssseccssssesccssecscccssssccessseccecssnssescessnssceessssccsssueecessssneesseseese 8 b Giảm chấn kép -2+c222222 E222 E221 crrrrrrke 9 1.3 Các loại hệ thơng treo đšttttt2t4fUSSTIDTEG223EE03500/1301ĐĨĐ cơ gai ——_—
163.1 He thOng treo neh sosscssesobraiittogiioiblygsduangG038E015X0NG3rNHeR% 11
1.3.2 Hé thống treo MaacPherSOn 6 St * 3E *vErkevsereeesrsresresrxe 12
1.3.3 Hệ thống treo khí . 4 Ấ ch Daug ng vaseng SỐ thon ghÖg166480620 13 1.3.4 Hệ thống treo điều khiển bằng điện tử (EMS và EMAS) 13 a Hệ thống treo EMS w.s.sssscsssscsssesssssseccssscsssseccssvesssssesssseccssseesessseesseeeeesseeees 13
b: Hệ thống treo EMÁŠ tássscsccnbioiiygEgsiQG04800008146035 07406310308 15
Chương 2: HỆ THÓNG LÁI TRÊN © TO . -ccsss+e 18
PC (nan n.ố.ốốốốỐốằồ 18
Trang 3ác ,2,.Ê HẦN: DĨ sesheeneeibasnassut52054172310818163556119451013066000G018860143100006088660010 18
DT BVEWCAU ngunnnesoattogtitilttlitiUIRHGRIRHHINGHRRHRHSGRERDINRGSouusas 19 2.2 Kết cấu hệ thống lái 2-5552 E1 2211212121121 xe 19
2.2.1 Vành lái HH HH HT HH ngờ 19 2.2.2 RIG Nai cecassscesssnrs cenasvssorerevausesusrenvssewurenusecora vrersseeavsewavevesteeaieeeapeeuriees 20
2.2.3 Cơ cấu lái ke HH 2e rerede 20
@ Logi HỤC VÍI- CHHẾ TĂNE: nọnưdh tá nd ng 10GG3Ad16S534G8GG3080653084083388Gu0ẸK4xSg1<48 20
b Loại trục vít — con lăn cv vn vn H ngư 21
e Loại trục vít — Ch6t quay ccecccccssesssessssessssssescssscssseesseseseessvesseessseesseesseees d Loại trục vít— thanh răng 2.2.4 Dẫn động lái 2.3 Các loại hệ thống lái 2.3.1 Hệ thống lái trợ lực thủy lực a Bơm trợ lực b Hộp cơ cấu lái 28 2.3.2 Hệ thống lái trợ lực điện a ECU cia EPS
b Cảm biến mô men xoắn 30
c Mô tơ điện một chiều (DC) và cơ cấu giảm tốc 31
2.3.3 Hệ thống lái trợ lực phi tuyến tinh (PPS)
a Hệ thống lái trợ lực phi tuyến tính kiểu phân nhánh mạch áp suất b Hệ thống lái trợ lực phi tuyến tính kiểu buồng phản lực thủy lực 32 ————_ —— 24 GŒócđặtbánhxe 33 2.4.1 Góc Camber ng re 34 24:2 (Goce Casterva Khoang: Caster: css.vsesvccsvsosarssevnnncnssuvoenecsersmmaveoeanse 35 2:4.5 Gốc KÌngDẤh eesesssssasassersauasaagn 1oý3403314401Y94AC0/G10036019/ /81010004G085000002D008S 35 2.4.4 Góc chụm (độ GhỤP) sssssecs6ci01662516508851416618558 053151232105 1831 quan 36 2.4.5 Bán kính quay VÒng ng n0 1 grrrrgrry 36
Chương 3: HỆ THÓNG PHANH TRÊN Ô TÔ . c-c 37
Bod Khi quật GÌ vesaaasakinisiiiBasenaseiebinkiadsidikkiinctiilakiSili546150160114001055980001000% 37 Sl ECON g UDELxcssrssesssgirtit650012316161456030034080530380116113614 135051440105155315800038 s24 37
Trang 43.1.3 Yéu cau
3.2 Hệ thông phanh thủy lực
3.2.1 Cơ cầu phanh a Phanh dia b Phanh tang trống 3.2.2 Cơ cấu điều khiển 8 Xÿlafli PHánH-GHIñH ;¿::izz:cisiy566661G00048608611ãX66G638i48G388104302ããSHG18Gã 0138) 44 ti b Bộ trợ lực phanh - sành HH HH ng 47 2 c Van điều hòa lực phanh cvserssesesvenesssonsensconsvosavennsnes cenvaswescnsmesmennuneseestened 49
l 3.3 Hệ thống phanh khí nén ào s S222 122 na erreeee 52
3.3.1: Loại không CÓ TEHODC coi 64606166461455166343161391453656041455314384585g38366 32 a So đồ hệ thống phanh khí nén 2 ¿222522222 xCEExcrrrrrrrrrcrr 52 b Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh khí nén - 52 3.3.2 LOẠI CÓ F€OOC HH HH HH TT nh nh 56 Chương 4: ABS VÀ CÁC HỆ THÓNG KÉT HỢP KHÁC 57 Ad KN GU HN túoaibiiaistbgdbolsi|HSSGSHS91S388638014a8058AS03848M6/0008301 37 4:1:1: Công dỤNE ::s:icsegi48ãi81540080A180383103S0XHSSGGGHIĂISĂGGSNR@RSbsR 57 182B) ¡1 0) Nợ TU co ơn 57 a Điều khiển theo ngưỡng trượt .-. -cs-5ccccctscrersrrrrrrrrrrtrirerree 57
b Didu khiển độc lập hay phụ thuộc TH eenereee 58
g;Điệu Kiến te KếHltsngeonteotoiotdtotBB30GSSDGGgnGaggnasssng 58
4.1.3 Các phương án bố trí hệ thống điều khiển của ABS 58
——————————- _—-a-Phương án L —- Ô
b Phurong 1 59
ˆ CePhwOn gan 8) sescaseeverseveesvsvcesssvesonsesvessevsvusevnrevsavavwcavavevsecssavwonsevsevavsvaesasees 59
; d Các phương án 4, 5, 6 sessesssssssssssessessefsesesssessesesensssntessestsastnssnese 59
4.2 Quá trình điều khiển của ABS 55c 2c 2c 2222 2221k 60 4.2.1 Yêu cầu của hệ thống điều khiển ABS . 5-cccccccceccy 60
4.2.2 Phạm vi điều khiển của ABS . 55Scccccrecrrrrrrerrrres 61
4.2.3 Chu trình điều khiển của ABS .cccscriieerriirirrrrree 62
4.2.4 Tín hiệu điều khiển ABS -.-5c-52225Sccccccxerrxrrrkrrrecrr 63
Trang 54.2.6 Chirc nang lam tré su gia tang moment xoay xe . ccs+ 65
4.3 Sơ đỗ, cdu tao va hoat déng cla hé thong ABS veecccccssscossssssssssssssessessssvseseee 66 4.3.1 Các cảm biến 22 2t 2222 2tr2 C111 ceerrree 66 a Cam biến tốc độ bánh xe - 2222+cc22ckctEEEEkeriirrrrrrrrrrrree 66 b Cảm biến giảm tốc 222222 222tr erey 68 4.3.2 Hộp điều khiển điện tử (ECU) 2522 22cErrrrrerierrree 69 a Phan xtr ly tin WiGU oe cccssscsssecsssecsssssecssseecsssesesssesesseecssvessssecsssssessneeesssee 69 b Phần logic diy KHiGN .cccsscecsssessssseesssseesssesscsssecesseccssesessssesssseesssneesesee 70
C BO phan an toan An 70
d Bộ chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi " 70 4.3.3 Bộ chấp hành thủy lực . 2cccc2t E1 222110111112111e 11 xe 72 a Cầu tạo b Hoạt động
4.4 ABS kết hợp với các hệ thông khác .- sao 78 4.4.1 Giới thiệu chung . -.c- tr 3n HH ng 11x e 78 4.4.2 ABS kết hợp với EBD và BAS .cccccrrcerrrrrrrrerrrer 78 4.4.3 ABS két hợp với TRC và VSC a ABS két hop voi TRC b ABS kết hợp với VSC 4.4.4 ABS kết hợp voi ESP Chương 5: LÓP VÀ VÀNH XE Ô TÔ 5.1 Khái quát chung .82 ~——— —3.1.,1 Công dụng 5.1.2 Phân loại sẻ 82 5.1.3 Yêu cầu cuc .82 Š.2 Kết cấu lốp — vành xe ccccieerree 82 5.2.1 Cấu tạo vành xe
5.2.2 Cấu tạo lốp XỔ cuc» HH HT HH kh KH TH HH re a Phân loại lốp theo cấu tạo
b Cac Kidt hoa 16p nh 43 84 ©: Cân bang DAN RE sssauntsgtotigteÐititgtt, oto GGXGGGq.nngauad 86
Trang 6kh .- 37 3:2 Hệ thống phHh tHỦ) HH có ccco ta u30 án ng tàn HH H0 gu gì Hà g8 Hg «4.048 8811 56 38 3;2.1.:Cữ cầu PIN ssossisxgisosdibdibS0i460S084455501G081500/148930A350888 0188 8x08) 38 8 PS ciciueeesessesesesdGGGIEGHE-IDWENGIEGIIIHIRGINRSNBExna 39 b Phanh tang trồng . c: 55+Sccrtrcrrvttrrrrrtrretrrrrrrrirrrrrree Al 3.2.2 Cơ chu didu bhiGn vec cesccccccccscccsseessseesseecsnecssecsscessecsseessneeeneenneesstenseees 44 a Xylanh phanh CHÍNH sccncssnsosmnsnnevandencnensncsanmmarsssonneees 44
b BO tro lye phan wssesesseescscnscmmsssnacnamnvnseim cannes 47
¢ Van dieu hoa live phiaiilt 0::.sri0a eee 49
3.3 Hệ thống phanh khí nén the eo 52
3:3.1: Loại không cổ remOOC sex coi 1419160811818 nem 32
a So đồ hệ thống phanh khí nén - +: cS+2reerrrrrkkrrrkrrrkrre 52 b Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh khí nén .- - 52
3:3.2 soái có T€fÖOC .cc2446650554ã6G01954g0110S0QU4ISG4001423031Q81t018Gi888 56
Chương 4: ABS VÀ CÁC HỆ THÓNG KÉT HỢP KHÁC 57
Bel Bhai Quat chung, ecccvecsocevsssvsvenscvssworsvervenensavitesusssxsvosacconsnssuniueneessnveneavtsen enon 57
4.1:1 Cơng dỤđE' cisccssassnsarereeiiiidBi1Ei 00020 146151546516133513818604084 61805900004 57 4:12: PHẦN lOãiÍ svosccsniiicoisv20201000304435341131333343038316355864%2099538465393/001181188000.0380 57
a Điều khiển theo ngưỡng trượt - 55c crerrsrkxeerierkerrkrree 57 b Điều khiển độc lập hay phụ thuộc mm 38 c Điều khiển theo kênh . - s5 tre tren net 58
4.1.3 Các phương án bố trí hệ thống điều khiển của ABS 58
a Phương.án 1 S-b-ELiSEtsEtbdesiá tcSETSIEDCGL2/006-2UetCogCEEitttErsgosorrrosesoetuesoTIỂ, b Phương án 2 c.cccen n0 1H 1 g2 4 Lá 16 0Á 14 6001106011604 16402406 59 c Phương án 3 .- con nen HH HH 011111111 terre 59
d Các phương án 4, 5, 6 - ốc 59
4.2 Quai trinh diéu Khién ctia ABS .sceccscssscsvssessesessssssvisssesessssesensneesssseesseneeesens 60 4.2.1 Yêu cầu của hệ théng diéu khién ABS .secsecsseceseesseserneerseeessseesseees 60 3⁄2.2.:Phạúr vũ điều khiển của AB: tạsusag ngdoiodasoea8itasstossnsoeseel 6]
4.2.3 Chu trình điều khiển của ABS ceeserrirrrrrrrrrrre 62
4.2.4 Tín hiệu điều khiển ABS ctiiiirriirirrrrrre 63
Trang 74.2.6 Chire nang lam tré sur gia tng moment xoay Xe . s-csc 65
4.3 Sơ đồ, cấu tạo và hoat d6ng cia hé thong ABS vocccccccccsccssssssssssesssssvesseeeseves 66
4.3.1 Cdc cam DiGN seeeeccccssesscesssseccesssseccssssecsscssssesssesssssceeessesesssvesseesssessseensse 66 a Cảm bién téc d6 banh X€ .cccecsssseesscssssseesessssssesssssssescssesesessnesecsssseeesssene 66 b Cảm biến giảm the acccsccscscsssssecsssssessessssseesessssssessssssseeesssnseeessuvecessssneesees 68 4.3.2 Hộp điều khiển điện tử (ECU) .-.cccSececcerrrrree 69
a Phần xử lý tín hiệu c.< 22s x22 E11 1.111 1EE1E.EEeerrrree 69
b Phần logic điều khiển -22 ©22c 2 E2 2211111171112 70 c Bộ phận an toàn + cà ch HH1 111111011111110111111111 c1 70 d Bộ chẳn đoán và lưu giữ mã lỗi GIEDĐ.D.RĐAIETSHSIPHEDEDASHUAG 70 4.3.3 Bộ chấp hành thủy lực -cccc TH 1220111011111 xe 72 a Cầu tạo b Hoạt động - SH 21H H011 1111111 re 73
4.4 ABS kết hợp với các hệ thông khác Sa 78
4.4.1 Giới thiệu chung
4.4.2 ABS kết hợp với EBD và BAS . ccccecirrrrrrrcrerrree 78
4.4.3 ABS kết hợp với TRC và VSC 22ccccccccccELrerererrrrrrree 79 a ABS két hop voi TRC b ABS kết hợp voi VSC 4.4.4 ABS kết hợp với ESP Chương 5: LÓP VÀ VÀNH XE Ô TÔ 5.1 Khái quát chung .82 5 COng dung 5.1.2 Phan loai .82 5.1.3 Yêu cầu 82 5.2 Kết cấu lốp — vành xe 82 5.2.1 Cấu tạo vành xe
5.2.2 Cấu tạo lốp Xe veessssessssseccsssscsseecsssessssessssssecesssseesssseees a Phân loại lốp theo cấu tạo
b: Các Kiểu hoa lỐP sssssenssbsoisosotitstsdgB)gigfttl1g A0 8888000180601 0.g 84
©; Cân Bằng batth Xếi sosnassoseodiotsbstaotBuiiqgsttgttostidisstsswaggad 86
Trang 8a Các thông số kích thước của TSP ceeessssssecccssssesssessssecsssssssessssasssessssssssseesees 86 b Y nghĩa thông số trên lốp
c Chuẩn báo mòn của hoa lốp . -2 222222 S2EE111221227111E2E211Xe2 87
5.3 Các yếu tổ ảnh hưởng đến độ mòn của lắp vacceecccccccsssscssssssvsvessssssssessesesseses 88 8n ốẽ cố 7 na 88 0 ốc nan ốẽ ốốốốố ,ÔỎ 88 5.3.3 T6C dG CHA XC c.cccsccsssessssescsssesssssessssecsssscessvecssssesssavecessuscasseceessucessnecsesene 89 5.3.4 Quay vòng của xe 5.3.5 Sự phanh của xe 5.4 Các dạng hư hỏng của lắp 90
5.4.1 Mòn ở hai vai hoặc phần giữa lốp
5.4.2 Mòn phía trong hoặc phía ngoài
5.4.3 Mòn do độ chụm hoặc độ choãi của bánh trước
5.4.4 Mòn mũi — gót
SoS, Swim YẾU sinssostotriGDSE0100ĐLG8811.EqnnHiDGRG8A81ssrasese settee
5.5 Sơ đồ đảo lốp c2 22 222211222 2E 1 rerse 92 Chương 6: KHUNG VO XE ss<22Secccvrxeeoecceeceerrrrrrrrrrsirreee -
6.] Khái quáf CN ST" HH Hy 93 6.1 Giải RIOD: coeesssiaiadasiisakiensshdingroiagsoigoosss3018 31400110 0084857808g0/000016 93
6.1.2 Những yêu cầu đối với khung vỏ .50-22ccccccrrrrreerrree 93
6.1.3 Yêu cầu đối với khung vỏ liên quan đến an tồn giao thơng 94 a An toàn tích cực và các biện pháp nâng cao liên quan
—— 1
b An toàn thụ động và các biện pháp nâng cao liên quan
đến Kết cầu Kê? nuannssnssaintotisgttossgtttugpsisqasHSBi8G8480„ed 95
6.1.4 Những vấn đề về công thái học trong qưá trình thiết kế vỏ xe 96 6.2, Cu a0 va ChibC NENG voseccccssssesssssesssssssvsseesvsssisssssussessssnsesssssssasessessenesesseeee 96 6.2.1 Cấu tạo khung VO XE o.ecsseessssesccsssessssesssssecssecssssessssusessssuecessssecesseceenseeeene 96
A VG XENON: cccsccsinsnessvesvesseses sesseseseecsstuntsseescessssusssesesssssseessesececeessssssuesssee 96
Ws KO CHO KNGCN scecscseernsansavinarcaravesseveareasieaesgsaesianeaihi,cdearenensnnenernennerrencear 97
Trang 9a Dua vao mOi lién ket gitra Khung Va VO XE veces cess ceeseseereeeeeeeneees b Dựa theo cấu tạo bên trong
Trang 10Bộ môn Khung gầm — www fvt.iuh.edu.vn
Chương 1: HỆ THÓNG TREO TRÊN Ô TÔ
1.1 Khái quát chung
1.1.1 Công dụng
Các bộ phận của hệ thống treo dùng đề nối đàn hồi giữa khung hay thân xe với các cầu (bánh xe) ô tô và từng bộ phận thực hiện các chức năng sau: Bộ giảm chấn Lò xo Dâm xoăn Đòn treo Đòn treo dưới
Hình 1.1: Hệ thống treo trên xe ô tô du lịch
—_ Bộ phận đàn hồi làm giảm nhẹ các tải trọng động tác dụng từ bánh xe lên khung, đảm bảo độ êm dịu cần thiết khi di chuyển và truyền lực, mômen từ đường lên khung xe
— _ Bộ phận dẫn hướng đẻ truyền lực dọc, ngang và mômen từ đường lên khung
xe Động học của bộ phận dẫn hướng xác định tính chất dịch chuyển tương đối của
bánh xe đối với khung
— _ Bộ phận giảm chấn để đập tắt các đao động của phân được treo và không được
treo của ô tô
1.1.2 Phân loại
Theo bộ phận hướng: Hệ thống treo độc lập và hệ thống treo phụ thuộc
Theo phần tử đàn hỏi: Hệ thống treo của ôtô thường sử dụng các lò xo kim loại
và phi kim loại
— Các lò xo kim loại: Nhíp, Lò xo trụ, Thanh xoắn
—_ Các lò xo phi kim loại: Cao su, Không khí
Trang 11Bộ môn Khung gam — www fvt.iuh 1.1.3 Yêu cầu — _ Có độ võng động f¡ đủ dé không sinh va đập lên các ụ đỡ cao su — Có độ dập tắt dao động của vỏ và bánh xe thích hợp —_ Có tần số dao động riêng của vỏ thích hợp, tần số dao động này được xác định bằng độ võng tĩnh f
—_ Khi quay hoặc khi phanh 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
1.2 Cấu tạo của hệ thống treo
Hệ thống treo gồm 3 phần chính: Bộ phận dẫn hướng, bộ phận đàn hồi và bộ
phận giảm chắn
1.2.1 Bộ phận dẫn hướng
Bộ phận hướng dùng xác định động học và tính chất dịch chuyển các bánh xe tương đối với khung hay vỏ ôtô và truyền lực dọc (lực kéo hoặc Tực phanh) lực ngang
cũng như các moment phản lực và moment phanh
Theo bộ phận hướng: Hệ thống treo độc lập và hệ thống treo phụ thuộc
a Hệ thống treo phụ thuộc
Hệ thống treo phụ thuộc nhíp vừa làm nhiêm vụ bộ phận đàn hồi vừa làm nhiệm
vụ bộ phận hướng
Đặc trưng kết cấu của hệ thống treo phụ thuộc là dầm cầu cứng liên kết giữa hai
bánh xe Khi ôtô chuyển động toàn bộ cụm truyền lực cầu ôtô đặt trong dam cau
Trên ôtô các cầu bị động thường dầm cầu được chế tao bằng thép định hình
dùng để liên kết dịch chuyển của hai bánh xe Trong hệ thống treo phụ thuộc các bánh xe trái và phải nối với nhau bằng một dầm cầu cứng nên khi dịch chuyền bánh xe này trong mặt phẳng ngang thì bánh xe còn lại cũng dịch chuyên theo
Hình 1.2: Hệ thong treo phụ thuộc loại sử dụng nhíp, loại 4 thanh liên két
Nhược điểm của hệ thống treo phụ thuộc:
—_ Khối lượng phần không được treo (phẩn liên kết bánh xe) là rất lớn, đặc biệt
Trang 12Bộ môn Khung gầm — www fvt.iuh.edu.vn
sẽ làm giảm độ êm dịu trong khi chuyển động Mặt khác, bánh xe va đập mạnh trên nền đường làm xấu đi sự tiếp xúc các bánh xe với mặt đường
— Khoảng không gian phía dưới sàn ôtô phải lớn để đủ bảo đảm cho dầm cầu
thay đỗi vị trí, cho nên chiều cao trọng tâm của ôtô sẽ lớn và sẽ làm giảm đi thể tích
chứa hàng hóa sau ôtô
— _ Sự nối cứng giữa hai bánh xe nhờ vào dầm cầu liền gây nên các trạng thái điển
hình về động học, nếu bố trí hệ thống treo này cho cầu trước dẫn hướng, sẽ làm xấu
đi tính ổn định trong khi chuyển động trên đường không bằng phẳng Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc:
—_ Trong quá trình chuyển động, vết bánh xe được cố định do vậy độ mòn lốp xe
— _ Khi chịu lực bên (?y âm, đường ngang, gió bên) hai bánh xe liên kết cứng làm
hạn chế hiện tượng trượt bên của bánh xe
— Công nghệ chế tạo đơn giản; số lượng các chỉ tiết ít; dễ tháo lắp, sửa chữa và bảo dưỡng: giá thành thấp
Với những ưu điểm trên, hệ thống treo phụ thuộc thường được dùng chủ yếu trên ôtô tải, buýt, dùng cho cầu sau của ôtô con
Đối với những ôtô có tính việt dã cao, với tốc độ không lớn lắm thường dùng
hệ thống treo phụ thuộc cho cả hai cầu trước và cầu sau
b Hệ thống treo độc lập
Trên hệ thống treo độc lập, dầm cầu được chế tạo rời, giữa chúng liên hệ với
nhau bằng các khớp nối, bộ phận đàn hồi là lò xo trụ, bộ giảm chắn là giảm chắn ống Trong hệ thống treo độc lập hai bánh xe trái và phải không có quan hệ trực tiếp
với nhau
Vì vậy, khi chúng ta dịch chuyền bánh xe này trong mặt phăng ngang, bánh xe
còn lại vẫn giữ nguyên
Do đó, động học của bánh xe dẫn hướng sẽ giữ đúng hơn, nhưng không phải tất cả các hệ thống treo độc lập đều có động học của các bánh xe dẫn hướng là đúng
_——— Ưuđiểm của 'hệ thong tre treo co độc lập: :
—_ Khối lượng phần không được treo là nhỏ, đặc tính bám đường của bánh xe là tốt, vì vậy sẽ êm dịu trong khi đi chuyển và có tính ổn định tốt
— _ Các lò xo trong hệ thống treo độc lập chỉ làm nhiệm vụ đỡ thân ôtô mà không
có tác dụng định vị các bánh xe (đó là chức năng của các thanh liên kết), điều có có nghĩa là có thể dùng các lò xo mềm hơn
— _ Do không có sự nối cứng giữa các bánh xe phía trái và phía phải nên có thể hạ
thấp sàn ôtô và vị trí lắp động cơ, do đó có thể hạ thấp được trọng tâm của ôtô
— Kết cấu của hệ thống treo phức tạp hơn
— Khoảng cách bánh xe và các vị trí đặt bánh xe thay đổi cùng với sự dịch chuyển lên xuống của các bánh xe
Trang 13
— Nhiéu kiểu ôtô được trang bị thanh ổn định để giảm sự lắc ngang khi ôtô
chuyển động quay vòng, cải thiện được tính ổn định và các tính năng khác
Thanh nồi thanh ổn định
Thanh ôn định
Don treo trén
Dam treo ngang
a Kiéu thanh giang MacPherson b Kiểu hình thang với chạc kép Hình 1 3: Hệ thống treo độc lập
1.2.2 Bộ phận đàn hồi
Bộ phận đàn hồi truyền các lực thắng đứng và giảm tải khi chuyển động trên
đường không bằng phẳng, đảm bảo độ êm dịu Bộ phận đàn hồi có thể là: Nhíp, Lò
xo trụ, Thanh xoắn, Lò xo cao su, Lò xo không khí
a Nhíp
Sử dụng nhiều ở ôtô tải, hành khách và du lịch với dầm cầu liền Kết cầu gồm
nhiều lá nhíp ghép lại Các lá nhíp này được nối với nhau bởi bulong 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 trong tác dụng lên cầu có thể thay đổi đột ngột như ở cầu
sau của ôtô vận tải người ta bố trí nhíp đôi, gồm nhíp chính và nhíp phụ Khi không chở hàng thì nhíp chính sẽ làm việc, khi có tải trọng thêm thì nhíp phụ sẽ làm việc
Nhíp phụ có thể đặt trên hoặc dưới nhíp chính tùy theo vị trí giữa cầu và khung,
——— kích thước của nhíp và biến dang yêu cầu của nhíp
Khi bố trí nhíp đọc thì lá trên cùng của nhíp sẽ phải làm việc nặng hơn vì ngoài
nhiệm vụ đàn hồi còn truyền lực đậy và phanh
Trang 14
Bộ môn Khung gam — www fvt.iuh.edu.vn Đặc điểm của nhíp: — Nhíp có đủ độ cứng vững để giữ cho cầu xe ở đúng vị trí nên không cần sử dụng các liên kết khác —_ Nhíp thực hiện được chức năng tự khống chế dao động thông qua ma sát giữa các lá nhíp — _ Nhíp có đủ sức bền để chịu tải trọng nặng — Vì có ma sát giữa các lá nhíp nên nhíp khó hấp thu các rung động nhỏ từ mặt đường b Lò xo trụ
Lò xo phụ thuộc nhiều ở ôtô du lịch với hệ thống treo độc lập Lò xo trụ có ưu
điểm là kết cấu đơn giản, kích thước gọn nhất là khi bố trí giảm chấn ống nằm lồng
trong lò xo Lò xo trụ chỉ làm nhiệm vụ đàn hồi mà không làm nhiệm vụ truyền lực
đây hoặc dẫn hướng bánh xe
Các lò xo được làm bằng thanh thép lò xo đặc biệt Khi đặt tải trọng lên một lò xo, toàn bộ thanh thép bị xoắn khi lò xo co lại Nhờ vậy năng lượng của ngoại lực
được tích lại, và chân động được giảm bớt Thanh thép lò xo 4 Lò xo phi tuyến tính Tải trọng =< — — _—— — cm Hình 1.5: Lò xo trụ lil lÌ- Đặc điểm của lò xo trụ: ——Tỷ lệ hấp thu-năng lượng tính-cho một đơn-vị khối lượng cao hơn so với loại lò xo lá (nhíp) — _ Có thể chế tạo các lò xo mềm
—_ Vì không có ma sát giữa các lá như ở nhíp nên cũng không có khả năng tự
khống chế dao động, vì vậy phải sử dụng thêm bộ giảm chắn
— _ Vi không chịu được lực theo phương nằm ngang nên cần phải có các cơ cầu
liên kết để đỡ trục bánh xe (đòn treo, thanh giằng ngang )
c Thanh xoắn
Lò xo thanh xoắn (gợi tắt là thanh xoắn) là một thanh thép lò xo có tính đàn hồi
xoắn Một đầu của thanh xoắn được gắn cứng với khung hoặc các kết cầu khác của thân xe, còn đầu kia được gắn với bộ phận chịu tải trọng xoắn
Thanh xoắn cũng được sử dụng đề làm thanh ôn định
Trang 15Bộ môn Khung gầm — www fvt.iuh.edu.vn
Đầu cố định của thanh xoắn
Hình 1 6: Lò xo thanh xoắn
Đặc điểm của lò xo trụ:
—_ Nhờ tỷ lệ hấp thu năng lượng trên một đơn vị khối lượng lớn hơn so với các
loại lò xo khác nên hệ thống treo có thẻ nhẹ hơn
—_ Kết cấu của hệ thống treo đơn giản
— _ Cũng như lò xo cuộn, thanh xoắn không tự khống chế đao động, vì vậy phải sử dụng thêm bộ giảm chấn d Lò xo cao su Các lò xo cao su hấp thu dao động thông qua nội ma sát phát sinh khi chúng bị một ngoại lực làm biến dạng Đặc điểm của lò xo cao su: — _ Có thể chế tạo theo hình dáng bất kỳ
—_ Không phát tiếng ồn khi làm việc
— Không thích hop dé ding cho tải trọng nặng
Vì vậy các lò xo cao su chủ yếu sử dụng làm các lò xo phụ hoặc các bạc lót,
đệm, cơ cấu chặn và các bộ phận hỗ trợ khác cho các chỉ tiết của hệ thống treo Đệm cao su Hình 1.7: Lò xo cao su e Lò xo không khí
Loại khí được sử dụng ở các loại ôtô du lịch cỡ nhỏ, ôtô khách và xe đầu kéo nhằm tăng tính năng êm dụi của xe
Bài giảng: Hệ thống Chuyên động và Điều khiển
Trang 16Bộ môn Khung gầm — www.fvt.iuh.edu.vn
Buông không khí
Màng cuộn
Hình 1.8: Lò xo không khi Đặc điểm của lò xo cao su:
— _ Những lò xo này rất mềm khi xe chưa có tải, nhưng hệ số lò xo có thể tăng lên khi tăng tải nhờ tăng áp suất trong xy lanh Đặc tính này giúp cho xe chạy êm cả khi tải nhẹ cũng như khi day tải
—_ Chiều cao của xe có thể giữ không đổi ngay cả khi tải trọng thay đổi, bằng
cách điều chỉnh áp suất không khí
— _ Có thể thay đổi chiều cao cao xe theo từng chế độ hoạt động
Tuy nhiên, hệ thống treo dùng lò xo không khí cần phải có trang bị điều chỉnh áp suất không khí và máy nén khí nên hệ thống treo sẽ phức tạp
1.2.3 Bộ phận giảm chấn
Nhiệm vụ của bộ giảm chắn là hấp thu dao động của bộ phận đàn hối Bộ giảm
chắn không những cải thiện độ chạy êm của xe mà còn giúp cho lốp xe bám đường
tốt hơn và điều khiển xe ổn định hơn
Trong các xe ôtô, các bộ giảm chắn kiểu ống lồng sử dụng một loại dầu đặc biệt làm môi chất làm việc, được gọi là đầu giảm chấn Trong kiểu giảm chấn này, lực làm tắt dao động là sức cản thuỷ lực phát sinh do đầu bị pittông ép chảy qua một lỗ nhỏ Không có bộ giảm chắn Biên độ Có bộ giảm chắn ——— Thời gian
Hình 1.9: Đồ thị đặc tính dao động của hệ thông treo
Trang 17Bộ môn Khung gam — www fvt.iuh.edu.vn
a Giảm chấn đơn
Câu tạo: Trong xy lanh, buông nạp khí và buồng chất lỏng được ngăn cách bằng một “pittông tự do” (só có thể chuyển động lên xuống tự do)
Áp suất khí nitơ khoảng 20 — 30 kgfcm2 Cn pittong Dẫn hướng cần pittông Phớt chắn dầu Vong chan nay Van pittông Buồng dưới Pittông tự do Khi nito (cao áp) Vỏ bảo vệ
Hình 1.10: Bộ giảm chấn kiểu ống don
Hoạt động bộ giảm chắn: Giảm chắn hoạt động có 2 quá trình > Quá trình nén (?):
Trong hành trình nén, cần pittông chuyển động xuống làm cho áp suất trong
buồng dưới cao hơn áp suất trong buông trên Vì vậy chất lỏng trong buồng đưới bị ép lên buồng trên qua van pittông Lúc này lực giảm chấn được sinh ra do sức cản dòng chảy của van Khí cao áp tạo ra một sức ép rất lớn lên chất lỏng trong buồng dưới và buộc nó phải chảy nhanh và êm lên buồng trên trong hành trình nén Điều
này đâm bảo duy trì ổn định lực giảm chan
> Quá trình bật lại (giãn nở):
—————————————~-~——- Trong hành trình-giãn; cần pittông chuyển động lên làm cho-áp-suấttrong buồng— trên cao hơn áp suất trong buồng dưới Vì vậy chất lỏng trong buồng trên bị ép xuống buồng dưới qua van pittông, và sức cản dòng chảy của van có tác dụng như lực giảm chan Vi can pittong chuyển động lên, một phan cần dịch chuyển ra khỏi xy-lanh nên thể tích choán chỗ trong chất lòng của nó giảm xuống Dé bù cho khoảng hụt này, pittông tự do được đẩy lên (nhờ có khí cao áp ở đưới nó) một khoảng tương đương
với phàn hụt thể tích
Trang 18BO mén Khung gam — www fvt.iuh.edu.vn
a Qua trinh ép (nén) b Quá trình bật lại (giản nở) Hình 1.11: Hoạt động của bộ giảm chắn kiểu ống don
b Giảm chấn kép
Cấu tạo:
Bên trong vỏ (ống ngoài) có một xy-lanh (ống nén), và trong xy-lanh có một
pitông chuyển động lên xuống Đầu dưới của cần pittông có một van để tạo ra lực cản khi bộ giảm chấn giãn ra Đáy xy-lanh có van đáy để tạo ra lực cản khi bộ giảm chấn bị nén lại
Bên trong xy-lanh được nạp chất lỏng hấp thu chấn động, nhưng buồng chứa
chỉ được nạp đầy đến 2/3 thể tích, phần còn lại thì nạp không khí với áp suất khí
quyển hoặc nạp khí áp suất thấp Buồng chứa là nơi chứa chất lỏng đi vào và đi ra khỏi xy lanh Trong kiểu buồng khí áp suất thấp, khí được nạp với áp suất thấp 3-6
kgf/cm?
Trang 19
Kỳ Vòng bít dầu Gioăng đệm : Dẫn hướng cần pittông Không khí ————] Vỏ bộ al Cần pitông Giảm chấn HH Xylanh Vòng chặn nây mii q Van pittông ~ Buồng chứa il a Pitt6ng Van day Hình 1.12: Bộ giảm chấn kiểu ống kép Hoạt động bộ giảm chắn: Giảm chân hoạt động có 2 quá trình > Quá trình nén (ép): : Cần pittông BuồngB ~— none ø L- Van mot chiéu «3 Lỗ nhỏ _|
Buồng chứa — r— Van lá
Pittông và van pittông “] _—— Buồng A _~‡ Van một chiều
Hình 1.13: Quá trình nén (ép) của bộ giảm chấn kiểu ống kép
Tốc độ chuyển động của cần pitông cao: Khi pittông chuyển động xuống, áp suất trong buồng A (dưới pifông) sẽ tăng cao Dầu sẽ đây mở van một chiều (của van pitông) và chảy vào buồng B mà không bị sức cản nào đáng kẻ (không phát sinh lực
giảm chấn) Đồng thời, một lượng đầu tương đương với thể tích choán chỗ của cần
pittông (khi nó ẩi vào trong xy lanh) sẽ bị ép qua van lá của van đáy và chảy vào
buồng chứa Đây là lúc mà lực giảm chấn được sức cản dòng chảy tạo ra
Trang 20
Bộ môn Khung gầm — www fvt.iuh.edu.vn
Tốc độ chuyển động của cần pittông thấp: Nếu tốc độ của cần pittông rất thấp
thì van một chiều của van pittông và van lá của van đáy sẽ không mở vì áp suất trong
buồng A nhỏ Tuy nhiên, vì có các lỗ nhỏ trong van pittông và van đáy nên dầu vẫn
chảy vào buồng B và buông chứa, vì vậy chỉ tạo ra một lực cản nhỏ
> Quá trình bật lại (giãn nở): BuồnB rrụ II Van một chiều " + Lỗ nhỏ —_L' Pittông và van pittông Van lá ~T| Buồng chứa Lỗ nhỏ Buồng A Cần pittông LẺ Van một chiều Van lá —T Van đáy ~] ¬———_—_
Hình 1.14: Quá trình bật lại (giản nỡ) của bộ giảm chấn kiểu ống kép
Tốc độ chuyền động của cần pittông cao: Khi pittông chuyển động lên, áp suất
trong buồng B (rên piitông) sẽ tăng cao Dau sé đây mở van Ia (cua van pitténg) va
chảy vào buồng A Vào lúc này, sức cản dòng chảy đóng vai trò lực giảm chấn Vì cần pittông chuyển động lên, một phần cần thoát ra khỏi xy-lanh nên thẻ tích choán chỗ của nó giảm xuống Để bù vào khoảng hụt này dầu từ buồng chứa sẽ chảy qua
van một chiều và vào buồng A mà không bị sức cản đáng kể
Tốc độ chuyển động của cần pittông thấp: Khi cán pittông chuyển động với tốc
độ thấp, cả van lá và van một chiều đều vẫn đóng vì áp suất trong buồng B ở trên
pitông thấp Vì vậy, dầu trong buồng B chảy qua các lỗ nhỏ trong van pitông vào
buồng A Dầu trong buồng chứa cũng chảy qua lỗ nhỏ trong van đáy vào buồng A, vì vậy chỉ tạo ra một lực cản nhỏ
1.3 Các loại hệ thông treo 1.3.1 Hệ thống treo nến
Cơ cấu dẫn hướng loại nến bảo đảm khi địch chuyên bánh xe không làm thay
đổi các góc đặt của bánh xe, chiều rộng cơ sở của ôtô có thẻ sẽ thay đổi một ít nhưng
nhờ vào độ nghiêng ngang của bánh xe dẫn hướng bù lại nên coi như không đổi
Trọng lượng phần không được treo loại này bé nhất
Bộ phận hướng loại nến cũng làm triệt tiêu hoàn toàn sự lắc của bánh xe đối với
trụ đứng Vì vậy sẽ làm mắt khả năng phát sinh mômen hiệu ứng con quay khi các
bánh xe dịch chuyên thẳng đứng
Nhược điểm của bộ phận hướng loại nến:
— _ Vì thu gọn kết cầu của bộ phận dẫn hướng nên lực ngang và mômen do lực
Trang 21
— D6 dich chuyén tinh tiến hai chiều của bộ phận lớn nên khó giảm ma sát trong bộ phận hướng cũng như khó bảo đảm độ kín
—_ Khó bố trí được hệ thống treo lên ôtô đặc biệt là khi bánh xe có độ dịch chuyên
lớn, nhất là đối với phần tử đàn hồi là loại lò xo xoắn ốc Lò xo xoắn ốc sẽ làm tăng độ dài của nến Hình 1.15: Hệ thống treo nến 1.3.2 Hệ thống treo MacPherson Đây là hệ thống treo độc lập được sử dụng rộng rãi nhất cho hệ thống treo trước của các xe cỡ nhỏ và vừa Kiểu này cũng được sử dụng cho hệ thống treo sau của các xe FF Đặc điểm:
—_ Cấu tạo của hệ thống treo này khá đơn giản
—_ Vì có ít chỉ tiết, nhẹ nên giảm được phan khối lượng không được treo
—_ Nhờ có khoảng chiếm chỗ của hệ thống treo nhỏ nên khoảng sử dụng trong
khoang động cơ tăng lên
—_ Nhờ có khoảng cách lớn giữa các điểm đỡ của hệ thống treo nên ít gặp phiền
phức về căn chỉnh góc đặt bánh trước do lắp ghép không đúng hoặc do sai sót trong
chế tạo các chỉ tiết Vì vậy, ngoại trừ độ chụm (của hai bánh xe trước) việc điều chỉnh
_. góc đặt bánh xe thường là không cần thiết
€S? Thanh nói thanh ồn định
Trang 22Bộ môn Khung gam — www fvt.iuh.edu.vn
1.3.3 Hệ thống treo khí
Loại khí được sử dụng ở các loại ôtô có trọng lượng được treo thay đổi lớn như ở ôtô tải, ôtô khách, đoàn xe nhằm tăng tính năng êm dụi của xe
Hình 1.17: Hệ thông khí sử dụng trên xe khách và xe đâu kéo
1.3.4 Hệ thống treo điều khiến bằng điện tử (EMS và EMAS)
EMS - Electronically Modulated Suspension (Hé thống treo điều khiển - điện
tử)
EMAS - Electronically Modulated Air Suspension (Hé thong treo khí điều
khiển - điện tử)
Hệ thống treo nhằm cải thiện độ êm và tính năng vận hành xe bằng cách điều
khiển lực giảm chấn của các bộ giảm chấn và lò xo khí bằng thiết bị điện tử nhằm nâng cao độ êm và tính năng vận hành xe
a Hệ thống treo EMS
Kích thước của lỗ tiết lưu trong bộ giảm chấn được thay đổi, nhờ thế mà lưu lượng dầu được điều chỉnh và dẫn đến thay đổi lực giảm chấn Lực giảm chấn được
điều khiển tự động nhờ ECU của EMS tuỳ theo vị trí của công tắc chọn và điều kiện
_ chạy xe Nhờ thế mà độ êm và độ ổn định của xe được nâng cao Hệ thống cũng có _
các chức năng chân đoán và an toàn khi có sự có
Trang 23Bộ mén Khung gam — www fvt.iuh.edu.vn
Hình 1.18: Các chế độ hoạt động của giảm chắn Sơ đồ khái quát của hệ thống EMS: Bộ chấp hành của hệ thống treo ECU † Các cảm biên Bộ giảm chắn Công tắc chọn
Hình 1.19: Sơ đô khái quát của hệ thống EMS
Hệ thống treo EMS có những đặc tính sau đây:
Chống chúi dầu xe khi phanh Xe ổn định khi chạy tốc độ cao
Chống bốc đầu xe khi khởi hành và tăng tốc
Hình 1.20: Các chế độ điều khiển của TEMS
> Thay đổi chế độ giảm chấn :
Tài xế có thể lựa chọn chế độ bình thường (Normal) hay thé thao (Sport) bing
céng tắc lựa chọn chế độ Khi xe chạy ở chế độ bình thường, do phải bảo đảm duy trì
tính êm dịu của chuyển động, nên ECU đặt lực giảm chắn ở chế độ mềm Ở chế độ
thể thao, lực giảm chắn được đặt ở chế độ trung bình
> Điều khiển chống bốc đầu xe
Trang 24Bộ môn Khung gầm — www fvt.iuh.edu.vn
> Điều khiển chống nghiêng ngang xe
Để ngăn ngừa hiên tượng nghiêng ngang của thân xe khi xe quay vòng hay khi xe di chuyển vào đường ngoằn ngèo Lúc này ECU đặt lực giảm chấn của giảm chấm ở chế độ cứng vì vậy cải thiện được tính ôn định khi điều khiển
> Điều khiển chống chúi đầu xe
Để ngăn ngừa hiên tượng tượng chúi đầu xe khi phanh, giảm thiểu sự thay đổi
tư thế của xe Lúc nay ECU đặt lực giảm chấn của giảm chấm ở chế độ cứng làm ổn
định chuyên động của xe
>_ Điều khiển tốc độ cao (chỉ ở chế độ bình thường)
Khi xe chuyển động ở tốc độ cao, lực giảm chấn đặt ở chế độ trung bình, cải
thiện khả năng điều khién
> Điều khiển chống bốc đầu xe khi chuyển số (chỉ đối với xe có hộp sé tự động)
Dé ngăn ngừa hiên tượng tượng bốc đầu xe của những xe có hộp số tự động khi
khởi hành Khi tay số được chuyên đến các vị trí khác từ số N hay P, lực giảm chan được đặt ở chế độ cứng
b Hệ thống treo EMAS
Hệ thống treo khí dùng một ECU đẻ điều khiển các lò xo khí tức là những đệm
khí nén có tính đàn hồi Có những kiểu phối hợp EMS với hệ thống treo khí
Hệ thống treo khí có các đặc tính sau đây:
—_ Lực giảm chấn có thể thay đổi được
— Độ cứng lò xo và chiều cao xe có thể thay đổi bằng cách điều chỉnh thể tích không khí
- C6 cdc chức năng chẩn đoán và an toàn khi có sự cố
Trang 25Bộ môn Khung gam — www fvt.iuh.edu.vn Khoang chứa không khí Xylanh Bộ chặn lực dẫn khí nén Van giảm moth chan mém BO giam chấn Van xoay Van giảm chân cứng Hình 1.21: Xy lanh khí nén cùng bộ giảm chấn
Hệ thống treo khí điều khiển:
—_ Lực giảm chấn theo 3 chế độ: mềm, trung bình và cứng —_ Độ cứng của lò xo theo 2 chế độ: mềm và cứng
—_ Chiều cao xe theo 2 chế độ: bình thường và cao Hệ thống treo EMAS có những đặc tính sau đây: > Thay đổi chế độ Công tắc chọn chế độ: VI TRI CONG TAC | LUC GIAM CHAN | DO CUNG LO XO | NORM _Mệm Mêm SPORT Trung bình Cứng
Công tắc điêu khiên độ cao:
VỊ TRÍ CÔNG TẮC | DO CAO GAM XE NORM Bình thường
HIGH Cao
> Điều khiển lực giảm chấn và độ cứng của lò xo
Điều khiển chống bốc đầu xe: Thay đổi lực giảm chấn và độ cứng của lò xo đến
chế độ cứng
Trang 26Bộ mén Khung gam — www fvt.iuh.edu.vn Điều khiển chống chai dau xe: Thay đổi lực giảm chấn và độ cứng của lò xo đến chế độ cứng Điều khiển tốc độ cao: Thay đổi lực giảm chấn đến chế độ trung bình và độ cứng của lò xo đến chế độ cứng >_ Điều khiển độ cao gẦm xe
Điều khiển tự động cân bằng xe: Duy trì chiều cao xe ở mức không đổi, không
phụ thuộc vào trọng lượng hành lý và hành khách Công tắc điều khiển chiều cao sẽ
chuyển chiều cao mong muốn của xe sang mức “bình thường” hoặc “cao”
Điều khiển cao tốc: Điều khiển chiều cao xe xuống mức thấp hơn so với mức
đã chọn (điều chỉnh sang mức “thấp” nếu trước đó đã chọn mức “bình thường”,
hoặc xuống mức “bình thường ” nếu đã chọn mức “cao ”) khi xe chạy với tốc độ đã quy định hoặc cao hơn Chức năng này làm cho xe có đặc tính khí động học và độ ổn định cao
Điều khiển khi xe tắt động cơ: Giảm chiều cao xe xuống mức chiều cao đã đặt
(khi chiều cao xe tăng lên do giảm trọng lượng hành lý và hành khách) sau khi xe tắt
động cơ Tính năng này giúp giữ tư thế của xe khi đỗ xe
Trang 27
Bộ môn Khung gầm — www fvt.iuh.edu.vn
Chương 2: HỆ THÓNG LÁI TRÊN Ô TÔ
2.1 Khái quát chung
Hệ thống lái cho phép người lái xe điều khiển hướng của xe bằng cách xoay các bánh xe dẫn hướng Hệ thống lái bao gồm các bộ phận như hình sau: Hình 2.1: Hệ thống lái trên ô tỏ 2.1.1 Công dụng Hệ thống lái của ôtô dùng thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ôtô chuyển động theo một hướng nhất định 2.1.2 Phân loại > Theo bố trí vành lái:
— _ Vành lái bố trí bên phải
— _ Vành lái bố trí bên trái
Vành lái bố trí bên phía trái hay phải tuỳ theo luật đường bộ của từng quốc gia qui định
> Theo sé lượng bánh 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 hai cau (41S)
> Theo kết cầu và nguyên lý của cơ cấu lái: `
— Loại trục vít - cung răng — Loại trục vít - con lăn
—_ Loại trục vít - chốt quay
—_ Loại trục vít - thanh răng
>_ Theo kết cầu bộ trợ lực (cường hóa):
Trang 28Bộ môn Khung gầm — www.Wt.iuh.edu.vn —_ Loại trợ lực điện
2.1.3 Yêu cầu
— _ Quay vòng thật ngoặt trong một thời gian ngắn trên một diện tích bé
— Lái nhẹ và tiện lợi
— _ Động học quay vòng đẻ các bánh xe không bị trượt lê khi quay vòng —_ Tránh được các va đập từ bánh dẫn hướng truyền lên bánh trái
— _ Giữ được chuyển động thẳng ổn định của ôtô 2.2 Kết cấu hệ thống lái Kết cấu hệ thống lái trên ô tô gồm: —_ Vành lái —_ Trục lái —_ Cơ cấu lái —_ Dẫn động lái Vành lái Hình 2.2: Kết cấu hệ thống lái trên ô tô 2.2.1 Vành lái
Vanh lái có dạng hình tròn Các nan hoa có thể bố trí đều hay không đều (hai
nhánh hoặc ba nhánh) Giúp tài xế dễ điều khiển khi xe quay vòng
Tỷ số truyền động lái là góc độ mà A yan lái phải quay để kéo hai bánh xe dẫn
hướng quay được 1:
Ty số truyền động càng thấp, tay lái càng nặng Tỷ số truyền động lái thấp gọi là tay lái nhanh thường 18 + 20 (số vòng quay vô lang it)
Tỷ số truyền động lái cao gọi là tay lái chậm (số vòng quay vô lăng nhiều),
Trang 29
2.2.2 Truc lai
Trục lái bao gồm trục lái chính truyền chuyển động quay của vô lăng tới cơ cấu lái và ống đỡ trục lái để cố định trục lái chính vào thân xe Trục lái chính (Phía trên) \ \ Giá đỡ dỡ vỡ fi Ống trục lái € Trục lái chính (Phía dưới) Hình 2.3: Kết cấu trục lái
Đầu phía trên của trục lái chính được làm thon và xẻ hình răng cưa và vành lái được xiết vào trục lái bằng một đai ốc
Trong trục lái có một cơ cấu hấp thu va đập Cơ cấu này sẽ hấp thu lực đầy tác động lên người lái khi xe bị tai nạn Trục lái được gá vơi thân xe qua một giá đỡ kiểu dễ vỡ do vậy khi xe bị đâm trục lái có thể đễ dàng bị phá sập
Đầu đưới của trục lái chính nói với cơ cầu lái bằng khớp nối mềm hoặc khớp
các đăng để giảm thiểu việc truyền chấn động từ mặt đường qua cơ cấu lái lên vô
lăng
Cùng với cơ cau hấp thụ va đập, trục lái chính trên một số xe còn có thế có một
số kết cầu dùng để khống chế và điều chỉnh hệ thống lái: cơ cấu khoá tay lái, cơ cấu
——— tay lái nghiêng; cơ cấu trượt tay lái:
2.2.3 Cơ cấu lái
a Loại trục vít - cung răng
Cung răng có thể là cung răng thường hoặc cung răng bên Cung răng bên có
ưu điểm tiếp xúc theo toàn bộ chiều dài răng Do đó giảm được ứng suất tiếp xúc và
răng ít hao mòn cho nên thích hợp với ôtô tải lớn
Khi người điều khiển xoay vành lái qua lại, trục lái xoay làm cho trục vít xoay tác động lên cung răng quay như vậy là đòn quay đứng dịch chuyển qua lại quanh
trục của cung lăn làm dẫn động các bánh xe dẫn hướng quay theo yêu cầu mà người
điều khiển cần đến
Trang 30Bộ môn Khung gầm — www fvt.iuh.edu.vn
Cung răng thưởng Cung răng bên
Hình 2.4: Cơ cấu lái trục vít và cung răng
b Loại trục vít - con lăn
Ưu điểm vì trục vít có dạng glopoit cho nên chiều dài trục vít không lớn nhưng
sự tiếp xúc các răng ăn khớp được lâu hơn, nghĩa là giảm được áp suất riêng và tăng độ chống mòn
Tải trọng tác dụng lên chỉ tiết được phân tán, tùy theo cỡ ôtô mà có 2 đến 4 vòng ren
Giảm ma sát do có ma sát lăn Có thể điều chỉnh khe hở ăn khớp
Khi người điều khiển xoay vành lái qua lại, trục lái xoay làm cho trục vít xoay
tác động lên con răng quay như vậy là đòn quay đứng dịch chuyển qua lại quanh trục của con lăn làm dẫn động các bánh xe dẫn hướng quay theo yêu cầu mà người điều khiển cần đến Hình 2.5: Cơ cấu lái trục vít và con lăn c Loại trục vít - chốt quay
Hình 2.6: Cơ cấu lái trục vít và chốt quay
Ưu điểm cơ bản là có thể có tỷ số truyền thay đổi Dùng chủ yếu đối với ôtô tải
và ôtô khách
Trang 31_2.2.4 Dan d6ng lai _
d Loại trục vít - thanh răng
Trục vít tại đầu thấp hơn của trục lái chính ăn khớp với thanh răng Khi vô lăng quay thì trục vít quay làm cho thanh răng chuyển động sang trái hoặc phải
Chuyển động của thanh răng được truyền tới các đòn cam lái thông qua các đầu
của thanh răng và các đầu của thanh nối
Đặc điểm của hệ thống lái loại trục vít — thanh răng:
—_ Cấu tạo, đơn giản và gọn nhẹ Do hộp truyền động nhỏ nên thanh răng đóng
vai trò thanh dẫn động lái
— _ Các răng ăn khớp trực tiếp nên độ nhạy của cơ cấu lái rất chắc chắn
- it quay trượt va ít sức cản quay, và việc truyền mô - men tốt hơn vì vậy lái nhẹ — _ Cụm cơ cấu lái hồn tồn kín nên khơng cần phải bảo dưỡng Lò xo nén + Vít điêu chỉnh TÉ— Vòng bi đỡ trên ` ay Truc vit
fay-— Vong bi đỡ dưới
Thanh răng lái
Vỏ thanh răng Đầu thanh răng Dẫn hướng thanh răng
Thanh răng lái Trụcvít Kẹp Cao su chắn bụi
Hình 2.7: Cơ cấu lái trục vít và thanh răng
Dẫn động lái gồm tất cả các chỉ tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến ngỗng quay của
các bánh xe
Có nhiều loại thanh dẫn động lái và kết cấu khớp nối được thiết kế để thực hiện
yêu cầu này
Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái tạo thành bởi cầu trước, đòn
kéo ngang và các đòn bên Nhờ hình thang lái nên khi quay vành tay lái một góc thì
các bánh dẫn hướng sẽ quay đi một góc nhất định
Bộ phận quan trọng của dẫn động lái là hình dạng hình thang lái Hình thang lái
có nhiệm vụ bảo đảm động học bánh dẫn hứơng làm cho bánh xe khỏi bị trượt lê khi
Trang 32
Đòn cam lái
a Loai truc vit- thanh răng Tay đòn cam lái - Cơ cấu lái Cơ cấu lái
+ Tay đòn thanh truyền
é Thanh nối
Đầu thanh⁄đôi }Ƒ€ < Tay đòn trung gian
„ Đòn cam lái
Đầu thanh nối b Hệ thống treo độc lập c Hé thống treo phụ thuộc
Hình 2.8: Sơ đồ các loại dẫn động lái 2.3 Các loại hệ thống lái
2.3.1 Hệ thống lái trợ lực thủy lực
Để tăng khả năng lái xe, hầu hết các xe ô tô hiện đại đều có lốp rộng áp suất thấp để tăng diện tích tiếp xúc giữa bề mặt đường và lốp xe Do vậy đòi hỏi nhiều lực đánh lái hơn
—— Nếu tăng tỷ số truyền của-cơ- cấu lái thìcó thể giảm được lực đánh lái Tuy ._ -._—_———
nhiên, điều này sẽ khiến phải quay vành lái nhiều hơn khi xe quay vòng và không thể quay góc ngoặt gấp được Do đó để việc lái được nhạy mà lực lái nhỏ thì cần phải có
một số thiết bị trợ lái Nói cách khác lái có trợ lực trước đây chủ yếu sử dụng trong
các xe lớn thì này cũng được dùng cho các xe du lịch nhỏ Hiện nay, hầu hết các loại
xe đều sử dụng trợ lái thuỷ lực
Ba bộ phận chính của trợ lái thuỷ lực là: Bơm, Van điều khiển và Xylanh trợ
lực
Trang 33
Bình chứa
Van điều khiển
Hộp cơ cấu lái
Hình 2.9: Sơ đ hệ thống lái trợ lực thủy lực
Hoạt động của của trợ lái thuỷ lực: Hệ thống lái có trợ lực sử dụng công suất của động cơ để dẫn động bơm trợ lực lái tạo áp suất thuỷ lực Khi xoay vành lái, sẽ
chuyển mạch một đường dẫn dầu tại van điều khiển Vì áp suất dầu đây pít tông trong
xi lanh trợ lái, lực cần đề điều khiển vành lái sẽ giảm Cần phải định kỳ kiểm tra sự rò rỉ dầu
Pit tong Xylanh
tro luc trợ lưc
Trang 34——~ trơlưc trợlực T”” Hình 2.11: Hoạt động của trợ lực thủy lực khi xoay vành lái sang phải a Bơm trợ lực > Cấu tạo Bình chứa Van điều khiển lưu lượng Z7 Thiết bị bù không tải Than bom Hinh 2.12: Bom tro luc lai
—_ Thân bơm: Bơm được dẫn động bằng puli trục khuỷu động cơ và day dai dẫn
động, và đưa dầu bị nén vào hộp cơ cấu lái Lưu lượng của bơm tỷ lệ với tốc độ của
động cơ nhưng lưu lượng dầu đưa vào hộp cơ cấu lái được điều tiết nhờ một van điều
khiển lưu lượng và lượng dầu thừa được đưa trở lại đầu hút của bơm
— _ Bình chứa: Bình chứa cung cấp dầu trợ lực lái Nó được lắp trực tiếp vào thân bơm hoặc lắp tách biệt Nếu không lắp với thân bơm thì sẽ được nối với bơm bằng hai ống mềm
Thông thường, nắp bình chứa có một thước đo mức để kiểm tra mức dầu Nếu mức dầu trong bình chứa giảm dưới mức chuẩn thì bơm sẽ hút không khi vào gây ra
Trang 35
B6 mén Khung gam — www fvt.iuh.edu
— Van diéu khién lưu lượng: Van điều khiển lưu lượng điều chỉnh lượng dòng
chảy đầu từ bơm tới hộp cơ cấu lái, duy trì lưu lượng không đổi mà không phụ thuộc
tốc độ bơm (v/ph)
—_ Thiết bị bù không tải: Bơm tạo ra áp suất dầu tối đa khi vành lái quay hết cỡ sang phải hoặc sang trái Lúc này phụ tải tối đa trên bơm làm giảm tốc độ không tải của động cơ Đẻ giải quyết vấn dé này, hầu hết các xe đều có thiết bị bù không tải để
tăng tốc độ không tải của động cơ mỗi khi bơm phải chịu phụ tải nặng Thiết bị bù
không tải có chức năng tăng tốc độ không tải của động cơ khi áp suất dầu bơm tác
động lên van điều khiển không khí (lắp đặt trên thân bơm) đề kiểm soát lưu lượng không khí Đường ống nạp Hợp cơ câu lái Bơm trợ lực lái
Hình 2.13: Hoạt động của thiết bị bù không tải
> Hoạt động van điều khiển lưu lượng:
—_ Ở tốc độ thấp (iốc độ bơm: 650-1250 v/ph)
Áp suất xả P\ của bơm tác động lên phía phải của van điều khiển lưu lượng và P¿ tác động lên phía trái sau khi đi qua các các lỗ Chênh lệch áp suất giữa P¡ và Pa lớn hơn khi tốc độ động cơ tăng
Khi sự chênh lệch áp suất giữa Pì và Pa thắng sức căng của lò xo van điều khiển ———————— lưu lượng thì van này sẽ dịch chuyển sang trái, mở đường chảy sang phía cửahútvì)
vay dau chảy về phía cửa hút Lượng dầu tới hộp cơ cấu lái được duy trì không đổi
Trang 36Bộ môn Khung gam — www fvt.iuh.edu.vn
Van diéu khién 4
lưu lượng Tới của hút Từ của xả Ong diéu khien
ủabơm ees củabơm/ Lò xoB Lỗ tiết lưu
” cơ câu lái › Tới hợp
Lo xo A Ong diéu khién
Van an toan
_ 0 Hình 2.14: Hoạt động của van điều khiển lưu lượng ở tốc độ thấp — Ở tốc độ trung bình (ốc độ bơm: 1250-2500 v/ph)
Tới của Từ của Ong điều khiển
hút bơm xà bơm Lỗ tiết lưu
Ống điều khiển Lò xoB
Chuyên động của ống điều khiển
Hình 2.15: Hoạt động của van điều khiển lưu lượng ở tốc độ trung bình Áp suất xả của bơm P¡ tác đông lên phía trái của ống điều khiển Khi tốc độ
bơm trên 1250 v/ph, áp suất P thắng sức căng lò xo (8) va day ống điều khiển sang
phải do đó lượng dầu qua các lỗ giảm gây ra việc giảm áp suất P2
—— Kết quả là chênh lệch áp suất giữa P; và P› tăng Theo đó van điều khiển lựu — —_
+ lượng dịch chuyến sang trái và đưa dầu về phía cửa hút giảm lượng đầu vào hộp cơ
cấu lái Nói cách khác khi ống điều khiển chuyển sang phải, lượng dầu qua các lỗ
giảm
—_ Ởtốc độ cao đc độ bơm: trên 2500 v⁄p])
Khi tốc độ bơm vượt 2500 v/ph, ống điều khiển tiếp tục bị đầy sang phải, đóng một nửa các lỗ tiết lưu Lúc này, áp suất P› chỉ do lượng dầu qua các lỗ quyết định
Theo cách này lượng dầu tới hộp cơ cấu lái được duy trì không đổi (j số nhỏ)
Trang 37
Bộ môn Khung gầm — www fvt.iuh.edu.vn
Van điều khiển Tới của Từ của Ống điều khiển
lưu lượng hútbơm xả bơm ay Lỗ tiệt lưu x ack : Tới hợp cơ câu lái Lò xo A Ống điều khiển Hình 2.16: Hoạt động của van điều khiển lưu lượng ở tốc độ cao —_ Van an toàn
Van an toàn đặt trong van điều khiển lưu lượng Khi áp suất Pz vượt mức quy định (khi quay hết cỡ vô lăng), van an toàn sẽ mở để giảm áp suất Khi áp suất P›
giảm thì Van điều khiển lưu lượng bị day sang trái và điều chỉnh áp suất tối đa Van điều khiển Tớicủa Từ của
Tới hợp
cơ câu lái
Van an toàn
Hình 2.17: Hoạt động của van an toàn
b Hộp cơ cấu lái
Pít tông trong xi lanh trợ lực được đặt trên thanh răng, và thanh răng dịch chuyển
do áp suất dầu tạo ra từ bơm trợ lực lái tác động lên pít tông theo cả hai hướng Một
phot dầu trên píttông ngăn dầu.rò rỉ-ra.ngoài,————~——_—————————————
Trục van điều khiển được nối với vô lăng Khi vô lăng ở vị trí trung hoà (xe
chạy thẳng) thì van điều khiển cũng ở vị trí trung hoà do đó dầu từ bơm trợ lực lái không vào khoang nào mà quay trở lại bình chứa Tuy nhiên, khi vô lăng quay theo
hướng nào đó thì van điều khiển thay đổi đường truyền do vậy dầu chảy vào một
Trang 38Bộ môn Khung gầm — www fvt.iuh.edu.vn Trục van điều khiển — Tới bình chứa J9 Từ bơm dầu trợ lực lái Phớt dầu Phớt dâu Hình 2.18: Hộp cơ cấu lái 2.3.2 Hệ thống lái trợ lực điện
Hệ thống lái trợ lực điện (PS) tạo mômen trợ lực nhờ mô tơ vận hành lái và giảm lực đánh lái Trợ lái thuỷ lực sử dụng công suất động cơ để tạo áp suất thuỷ lực và tạo mômen trợ lực Do EPS dùng mô tơ nên không cần công suất động cơ và làm
cho việc tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn
ECU của EPS
Hình 2.19: Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điện
a ECU của EPS
ECU EPS nhận tín hiệu từ các cảm biến (cảm biến momen xoắn, cảm biến góc
quay, cảm biến tốc độ xe), đánh giá tình trạng xe và quyết định dòng điện cần đưa
vào động cơ điện một chiều để trợ lực
Trang 39Bộ mén Khung gam — www fvt.iuh.edu.vn
Các điều khiển chính của hệ thống lái trợ lực điện EPS:
Mục Chức năng
Điêu khiên chính Từ giá trị độ xoăn của thanh lái và vận tôc xe sẽ định mức dòng điện cấp tới mô tơ trợ lực lái
Điều khiên bù quán tính | Đảm bảo mô tơ trợ lực lái hoạt động ngay khi người lái xe khởi hành và xoay vô lăng
Điêu khiên trả lái Điêu khiên hỗ trợ lực hôi về của các bánh xe sau khi
người lái đánh hết vô lăng sang 1 bên
Điều khiên giảm rung Điêu chỉnh lượng trợ lực khi lái xe quay vô lăng ở tộc độ cao, do vậy sẽ giảm rung động các thay đổi trong độ lệch của thân xe
Điêu khiên bảo vệ quá Dự tính nhiệt độ của mô tơ dựa trên cường độ dòng điện nhiệt và điện áp vào Nếu nhiệt độ của mô tơ hay ECU trợ lực lái vượt quá giá trị cho phép, nó sẽ giảm bớt cường độ đòng điện vào để tránh tình trạng mô tơ hoặc ECU bị quá nhiệt
b Cảm biến mô ment xoắn
Khi người lái xe điều khiển vô lăng, mô men lái tác động lên trục sơ cấp của cảm biến mô men thông qua trục lái chính Người ta bố trí các rô to phat sé 1 và 2
trén truc so cấp (phía vô lăng) và rô to phát số 3 trên trục thứ cấp (phía cơ cdu lái)
Trục sơ cấp và trục thứ cấp được nối bằng một thanh xoắn Các rô to phát có cuộn
dây phát hiện kiểu không tiếp xúc trên vòng ngoài dé hình thành một mạch kích thích
Trang 40Bộ mén Khung gam — www fvt.iuh.edu.vn Cuộn phát hiện Cuộn hiệu chỉnh Thanh xoăn Bánh răng ZA 4 A 4 k 2 (cơ cầu giảm tốc) Rô to phát sô 2 Rô to phát số 3
Hình 2.21: Mặt cắt ngang của cảm biến mô men xoắn e Mô tơ điện một chiều (DC) và cơ cấu giảm tốc
Mô tơ DC bao gồm rô to, stato và trục chính Cơ cấu giảm tốc bao gồm trục vít và bánh vít Mô-men do rô to tạo ra truyền tới cơ cầu giảm tốc Sau đó, mô men này được truyền tới trục lái Trục vít được đỡ trên các ỗ đỡ để giảm độ Šn Ngay dù mô tơ DC bị hỏng không chạy chuyển động quay của trục lái chính và cơ cấu giảm tốc
vẫn không bị cố định nên vành lái vẫn có thẻ điều khiển
Vỏ trục lái
._ Stator Bánh vít Trục mô tơ
Trục lái chính
Hình 2.22: Mô tơ điện một chiều và cơ cấu giảm tóc
2.3.3 Hệ ` thống lái trợ lực phi tuyến tinh (PPS)
Trợ lực lái phi tuyến tính sử dụng một ECU để điều khiển lực quay của vành lái
cần thiết phù hợp với tốc độ của xe
Tạo lực lái nhỏ khi tốc độ của xe thấp và tạo lực lái lớn khi tốc độ của xe cao, ` dé đạt được cảm giác lái tốt nhất ‹
Có hai phương pháp thay đôi lực lái:
—_ Hệ thống trợ lực lái phi tuyến tính với sự phân nhánh của áp suất dầu tác dụng lên piston
—_ Hệ thống trợ lực lái phi tuyến tính kiểu mới thay đổi moment xoắn của thanh xoắn trong van điều khiển
