Trang 1 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Trang 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCMCỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMKHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Bộ
Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, khoa học xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu đi lại tăng cao nên những chiếc ô tô đã trở nên khá quen thuộc với chúng ta Những chiếc ô tô được tạo ra không những phục vụ cho việc đi lại mà nhà sản xuất còn chú trọng đến việc hoạt động của nó, cho người sử dụng cảm thấy thoải Để phục vụ những nhu cầu đó, đã có nhiều hệ thống đã ra đời như phanh ABS, DSC… Cùng với đó hệ thống 4WD cũng được chú trọng để xe có thể di chuyển trên các khung đường khác nhau, và ngày càng được cải tiến để xe có thể hoạt động tốt nhất có thể trong mọi điều kiện môi trường khác nhau Một số cải tiến mà hệ thống 4WD được chú trọng nhiều nhất đó là sức kéo, tính linh hoạt của hệ thống, với độ chính xác cao.
Mục tiêu nghiên cứu
Tìm hiểu về các loại 4WD khác nhau
Biên soạn tài liệu tham khảo bổ ích về các loại 4WD hiện đại ngày nay.
Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu về cấu tạo, nguyên lí hoạt động của các loại 4WD thông dụng, các điểm nổi bậc của 4WD so với các dòng xe khác
Nghiên cứu sự phân phối công suất các cầu xe trong một số hệ thống 4WD hiện đại.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu: Tham khảo các tài liệu liên quan, hệ thống và tổng hợp, phân tích về cấu tạo, nguyên lí hoạt động, truyền động công suất
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG 4WD
Giới thiệu chung về hệ thống 4WD
4WD tiếng anh là Four Wheel Drive ngoài ra còn có ký hiệu khác là 4x4, là hệ dẫn động 4 bánh bán thời gian Khác với hệ dẫn động 2 bánh (2WD), 4WD là hệ có thể dẫn động 2 bánh hoặc 4 bánh tùy thuộc vào lựa chọn của người lái thông qua cơ cấu gài (bằng cơ hoặc bằng điện) được đặt bên trong xe Tùy thuộc vào loại xe, có xe dừng lại mới gài cầu được và cũng có xe cho phép gài cầu khi xe đang di chuyển ở một vận tốc nhất định
4WD thường được trang bị trên các dòng xe SUV hay các ô tô bán tải chuyên chạy các địa hình như Ford Ranger Raptor, Toyota Land Cruiser.
Phân loại 4WD
Về cấu tạo, 4WD được phân thành hai loại chính:
4WD gián đoạn: dẫn động 2 bánh
4WD thường xuyên: dẫn động tất cả bánh xe
Ngoài ra, hệ thống 4WD cũng có thể phân thành:
Loại FF: Động cơ đặt trước, bánh xe dẫn động phía trước
Loại FR: Động cơ đặt trước, bánh xe dẫn động phía sau
Dựa vào phạm vi sử dụng: Hệ thống 4WD được phân thành 2 loại 4WD gián đoạn và 4WD thường xuyên
4WD gián đoạn thường được dẫn động chủ yếu ở 2 bánh (chế độ 2WD), tài xế chỉ chuyển sang chế độ 4WD (dẫn động tất cả bánh) khi cần thiết như đường xấu, có tuyết, bùn lầy…
Hệ thống 4WD gián đoạn: hệ thống truyền lực phía trước và phía sau được nối trực tiếp nên xảy ra hiện tượng phanh khi quay vòng (hiện tường tuần hoàn công suất), và không được êm Để khắc phục điều này, người lái cần chuyển từ chế độ 4WD sang chế độ 2WD khi chạy trên đường có điều kiện bình thường (mặt đường tốt)
Trước khi có vi sai trung tâm, thì hệ dẫn động này hầu như các bánh xe quay với vận tốc giống nhau Vì thế thường các tài xế sẽ chạy ở chế độ 2WD trừ trong những trường hợp cần độ bám đường như trên đường tuyết, sa lầy… Nếu lái ở chế độ 4WD sẽ rất khó khăn trong việc chuyển hướng và điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến các thiết bị trong hệ thống truyền động và lớp sẽ mòn nhanh hơn 4WD gián đoạn không có vi sai trung tâm, nên hạn chế sử dụng chế độ 4WD trừ trong những trường hợp cần thiết như mặt đường trơn trượt cần độ bám đường Ưu điểm 4WD gián đoạn:
Có cấu tạo đơn giản hơn so với các hệ thống dẫn động 4 bánh khác
Giá thành thấp, thường xuất hiện trên các dòng xe có giá thành thấp
Ít tốn nhiên liệu hơn so với 4WD thường xuyên
Nhược điểm 4WD gián đoạn:
Xe cần phải dừng lại mới có thể chuyển từ 2WD sang 4WD
Việc gài cầu sẽ phụ thuộc trực tiếp vào người lái
Khi quay vòng sẽ xuất hiện tuần hoàn công suất
4WD thường xuyên có thể sử dụng trong mọi loại đường, từ đường bình thường đến đường gồ ghề, đường trơn trượt như bùn lầy, tuyết… Đối với loại 4WD thường xuyên, người ta bố trí thêm bộ vi sai trung tâm ở giữa bộ vi sai trước và vi sai sau, giúp truyền công suất trở nên êm hơn kể cả khi quay vòng Để tránh việc bộ vi sai trung tâm hoạt động liên tục thì các bánh xe trước và sau phải có cùng bán kính giúp khi xe chuyển động thẳng, các bánh xe quay cùng tốc độ thì vi sai trung tâm ngừng làm việc Để đảm bảo cho xe chuyển động ổn định ở các điều kiện đường xá khác nhau, 4WD thường xuyên còn bố trí thêm một khớp nối, giúp cho xe thích hợp chạy ở chế độ 2WD trên đường bình thường khi hầu như không có sự chênh lệch tốc độ giữa các bánh trước và sau Khi quay vòng hay di chuyển trên đoạn đường gồ ghề thì hệ thống này truyền lực dẫn động đến các bánh sau giúp xe chuyển động êm hơn
Hình 1.2 4WD thường xuyên Ưu điểm 4WD thường xuyên:
Tài xế không cần chuyển đổi chế độ, nên có thể tập trung lái xe
Xe sẽ tự quyết định phân bổ mô – men xoắn đến các trục
Tính ổn định trên đường xấu, do 4 bánh đều chuyển động nên lực kéo truyền đến mặt đường gần gấp đôi chế độ 2WD
Khi chạy trên đường cát, bùn hay đường xóc cần công suất lớn để chuyển động, khi ở chế độ 4WD các bánh trước và sau cùng chuyển động sẽ giúp ích cho nhau
Khả năng leo dốc vượt trội so với chế độ 2WD do lực kéo xấp xỉ gấp đôi
Tính ổn định khi quay vòng, không xảy ra hiện tượng tuần hoàn công suất vì có vi sai trung tâm
Độ bám đường tốt hơn, không xảy ra hiện tượng trượt khi khởi hành hay tăng tốc ở công suất lớn
Nhược điểm 4WD thường xuyên:
Có cấu tạo phức tạp Có thêm hộp số phụ, trục các đăng… để phân phối công suất đến cầu trước và sau
Tăng trọng lượng của xe do có thêm nhiều chi tiết (hộp số phụ, trục các đăng…), nên tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn so với 4WD gián đoạn
Giá thành cao (cấu tạo phức tạp và nhiều chi tiết hơn)
Gây ra tiếng ồn và rung động nhiều hơn
1.2.3 Dẫn động tất cả các bánh xe (AWD)
AWD còn được gọi là 4WD thường xuyên, 4 bánh chủ động toàn thời gian AWD được thiết kế để đảm bảo an toạn chạy trên các mặt đường khác nhau nhưng AWD không có chể độ “LOW” và “HIGH”
Hệ thống truyền động 4WD sẽ truyền công suất tới tất cả các bánh xe Giúp cung cấp lực kéo cho xe chạy trên các đường xấu và sẽ cung cấp lực kéo cực đại khi đi trên mặt đường trơn trượt hoặc đường có tuyết
Nhưng đối với hệ thống AWD sẽ vận hành thường xuyên ở cầu trước, nó chỉ tiến hành dẫn động bánh sau khi bộ phận cảm biến phát hiện tình trạng bám đường không tốt ở bánh trước Do đó, hệ thống AWD chỉ truyền động năng bị trượt sang bánh sau giúp xe bám đường tốt hơn, ổn định hơn và an toàn hơn.
Ưu nhược điểm của 4WD
Một chiếc xe phải đảm bảo được chạy trên các loại mặt đường khác nhau, không chỉ là đường tuyết mà còn các mặt đường thay đổi do các điều kiện thời tiết khác nhau Cách tốt nhất để chuyển động trên đường gồ ghề là cả 4 bánh đều được truyền lực Về mặt này, các xe 4WD có ưu điểm vượt trội hơn so với các xe 2WD loại dẫn động cầu trước, động cơ đặt trước (FF) hay động cơ đặt trước, động cầu sau (FR), hoặc động cơ đặt giữa dẫn động cầu sau (MR):
Hình 1.3 Các chế độ của hệ thống dẫn động
Tính ổn định khi quay vòng, vì cả bốn bánh đều dẫn động và truyền lực như nhau, tải trọng trên mỗi lớp sẽ giảm đi
Tính ổn định chạy trên đường thẳng, vì lực bám đường của lốp tăng lên nên những thay đổi bên ngoài sẽ không ảnh hưởng đến xe
Khởi hành và tăng tốc tốt hơn
Leo dốc tốt hơn vì có lực bám đường gần gấp 2 lần lực bám của xe 2WD
Chạy tốt trên các đường gồ ghề, có tuyết, vì cả 4 bánh đều được truyền lực nên các bánh xe trước và sau sẽ hỗ trợ lẫn nhau, nên có thể đạt tính năng cơ động cao
Xảy ra hiện tượng phanh góc hẹp, do trục các đăng trước và sau được nối trực tiếp với nhau nên không thể triệt tiêu chênh lệch tốc độ quay giữa trục sau và trục trước Khiến cho hệ thống truyền lực phải chịu tải quá mức Đặc biệt trên các đường có độ bám đường cao như đường lát đá khô
Có cấu tạo phức tạp hơn do cần thêm hộp số phụ, trục các đăng, bộ vi sai… điều này làm tăng trọng lượng của xe, tăng thêm các nguồn rung động và tiếng ồn cho xe, đồng nghĩa với việc giá thành cũng tăng theo.
So sánh 2WD, 4WD, AWD
Bảng 1.1 So sánh 2WD và 4WD
Lực kéo chỉ có ở 2 bánh xe Lực kéo có ở 4 bánh xe
Leo dốc không tốt, dễ bị trượt Leo dốc tốt Độ bám đường thấp Độ bám đường của xe gần gấp đôi
Cấu tạo đơn giản Cấu tạo phức tạp
Không ổn định khi di chuyển trên đường xấu
Di chuyển tốt trên mọi loại đường Ít tiếng ồn và rung động Tắng tiếng ồn và rung động
Trọng lượng thấp Trọng lượng cao, nhiều chi tiết hơn
Giá thành thấp Giá thành cao hơn
Bảng 1.2 So sánh 4WD và AWD
Thường dành cho xe địa hình chuyên nghiệp
Thường có trên xe mui trần 2 người
Có thể vận hành chế độ 2WD trong điều kiện bình thường
Tiết kiệm được nhiên liệu Tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn
Người lái tự gài cầu:
- 4WD High (H): xe chạy nhanh trên 50km/h,…
- 4WD Low (L): xe chạy trên đường gồ ghề, trơn trượt,…
Có bộ phận điện tử phân bổ lực đến các bánh xe
Có hộp số phụ phân phối công suất Không có hộp số phụ
Cấu tạo cơ bản của 4WD
Một hệ thống 4WD hiện đại có 3 bộ vi sai: vi sai cầu trước, vi sai trung tâm, vi sai cầu sau:
- Vi sai cầu trước: Phân phát momen quay giữa 2 bánh xe trước bên trái và phải
- Vi sai cầu sau: Phân phát momen quay giữa 2 bánh xe sau bên trái và phải
- Vi sai trung tâm: có nhiệm vụ phân phát momen giữ cầu trước và sau
Hình 1.4 Bố trí cơ bản hệ thống 4WD
Hệ thống dẫn động 4WD cơ bản trên xe bao gầm có hai loại chính Động cơ đặt trước cầu trước chủ động, động cơ đặt trước bánh sau chủ động nhờ bộ vi sai trung tâm và hộp số phụ Hộp số phụ sẽ được lắp đặt giữa trục các đăng và đầu ra của hộp số
Hình 1.5 Sự phân bổ momen xoắn đến các trục
Công suất được truyền từ hộp số phụ đến trục khi cần thiết Hộp số phụ được gắn trực tiếp với trục các đăng và bộ vi sai trung tâm Trục các đăng có nhiệm vụ truyền động công suất đến các bộ vi sai trước và sau Đây là loại thiết kết thường được sử dụng cho cầu trước chủ động Đối với cầu trước chủ động, bánh trước sẽ dẫn động giống với dẫn động cầu sau chủ động Lúc này hộp số phụ sẽ được lắp đặt ngang và các bánh trước sẽ được dẫn động liên tục đối với hệ dẫn động bốn bánh, thì công suất được truyền đến cầu sau thông qua trục các đăng và nhờ bộ vi sais au phân bố momen đến các bánh sau
Khi xe quay vòng thì bánh xe bên ngoài sẽ quay nhanh hơn bánh xe bên trong nên cần có vi sai để phân phát momen khác nhau đến các bánh xe, ngoài ra cần có thêm bộ vi sai trung tâm vì cầu trước thường sẽ di chuyển nhanh hơn cầu sau khi quay vòng, để triệt tiêu chênh lệch tốc độ quay giữa cầu trước và sau
Hình 1.6 Bán kính quay vòng của ô tô
HỆ THỐNG 4WD TRÊN XE AUDI R8 (LOẠI 4S)
Mô tả Hệ thống
Hệ thống truyền động 4WD hay AWD thường có kết cấu phức tạp để có thể thích ứng với các điều kiện vận hành khác nhau Tùy theo các nhà sản xuất, mà có bộ truyền lực chính khác nhau như bộ truyền Haldex trên ô tô Volkswagen, bộ truyền Quattro trên các dòng SUV của ô tô Audi hay bộ truyền x-Drive trên ô tô BMW,…
Xe ô tô Audi R8 là một dòng ô tô hiệu năng cao của Audi Do đó, trên hệ thống truyền lực ô tô phải có tính cơ động rất cao và tận dụng lực kéo tối đa được sinh ra từ động cơ Nên bộ truyền Quattro được sử dụng với truyền động cuối 04D và ly hợp kép 7 cấu 0BZ
Hộp số ly hợp kép 7 cấp truyền mô-men xoắn của động cơ và cung cấp mô- men xoắn này cho cầu trước và cầu sau
Xe được dẫn động chủ yếu thông qua trục sau Trục sau có thể truyền tất cả lực truyền động có sẵn, với điều kiện là một phần lực truyền động không được truyền tới trục trước thông qua bộ ly hợp dẫn động bốn bánh trong truyền động cuối cùng 0D4
Công suất truyền động cho cầu trước được truyền qua trục ra của hộp số Tỷ lệ giảm của trục đầu ra hộp số sao cho tốc độ vòng tròn của bánh trước cao hơn một chút so với tốc độ vòng tròn của bánh sau Tùy thuộc vào tình huống lái xe, nó có thể truyền 100% momen xoắn đến cầu trước
Bộ ly hợp dẫn động bốn bánh của hệ dẫn động cuối cùng phía trước mới được phát triển sẽ loại bỏ mô-men xoắn để dẫn động cầu trước từ trục đầu ra của hộp số qua trục các đăng, trục trung tâm và trục đầu vào ly hợp dẫn động bốn bánh Đồng thời, nó truyền tới 550 Nm tới trục bánh răng vi sai
Trong một quy trình phức tạp và thủy động lực học, bộ điều khiển dẫn động bốn bánh quyết định lượng mô-men xoắn sẽ được truyền đi Mô- men xoắn được truyền bởi bộ ly hợp dẫn động bốn bánh được tạo ra bởi bộ điều khiển dẫn động bốn bánh bằng cách kích hoạt bơm ly hợp Haldex V181
Bộ điều khiển dẫn động tất cả các bánh cũng tính đến hệ số ma sát trong bộ ly hợp dẫn động tất cả các bánh đồng thời dự phòng cho sự xuống cấp của dầu Phần mềm điều khiển dẫn động bốn bánh và các giá trị được lập trình cho sự xuống cấp của dầu được lưu trữ trong bộ điều khiển dẫn động bốn bánh J492
Các chế độ chọn chế độ lái của Audi và khoảng 130 tín hiệu khác nhau – bao gồm các tín hiệu về điều kiện môi trường xung quanh, phân bổ tải trọng trục, đầu vào của người lái, gia tốc dọc, tốc độ chệch hướng, gia tốc ngang, góc lái, tốc độ xe, mô- men xoắn động cơ và tỷ số truyền - được tích hợp vào hệ thống quá trình điều khiển ổ đĩa tất cả các bánh xe
Hình 2.1 Cấu tạo cơ bản hệ thống 4WD trên xe Audi R8
2.1.1 Phân phối công suất truyền động đến hộp số ly hợp kép 7 cấp 0BZ Động cơ 10 xi-lanh của Audi R8 (loại 4S) có khả năng sản sinh mô-men xoắn cực đại từ 540 Nm đến 560 Nm tới hộp số ly hợp kép 7 cấp 0BZ
Tùy thuộc vào tỷ số mô-men xoắn và đường truyền động của động cơ, dây dẫn cũng cho phép hơn 50 % công suất truyền động được truyền tới trục trước, cải thiện động lực lái và độ ổn định khi lái
Nếu trục sau giảm toàn bộ công suất truyền động ở số 4 và ở mô-men xoắn cực đại của động cơ, thì mô-men xoắn xấp xỉ 3000 Nm sẽ được áp dụng
Bất kể mô-men xoắn của động cơ và số đã chọn, ly hợp dẫn động tất cả các bánh có thể lấy đi một phần công suất truyền động có sẵn một cách có kiểm soát Bằng cách này, mô-men xoắn lên tới 550 Nm được truyền tới trục bánh răng vi sai
Tỉ số giảm của bộ vi sai tạo ra mô-men xoắn lên tới 1500 Nm ở trục trước tương ứng với khoảng 45 % công suất truyền động ở số 4 và ở mô-men xoắn cực đại của động cơ
Phạm vi biến thiên của bộ ly hợp dẫn động tất cả các bánh có thể ảnh hưởng đến sự phân bổ lực truyền động giữa trục trước và trục sau phụ thuộc vào mô-men xoắn động cơ và tỷ số truyền động Trục trước có thể nhận tối đa 100% công suất truyền động nhờ thanh dẫn của trục trước
Bộ điều khiển dẫn động bốn bánh sẽ quyết định lượng mô-men xoắn sẽ được truyền từ ly hợp dẫn động bốn bánh sang trục bánh răng
Tỷ số truyền của đường dẫn động sao cho tốc độ vòng tròn của bánh trước cao hơn một chút so với tốc độ vòng tròn của bánh sau Cấu hình này được gọi là "đầu trục trước" Tốc độ các bánh xe luôn được bù trừ trong bộ ly hộp dẫn động tất cả các bánh xe Sự khác biệt về tốc độ sẽ là cơ sở để điều khiển bộ ly hợp chính xác Bộ ly hộp vận hành mà không có phản ứng ngược, ly hợp không bị giật giúp cho đóng ngắt ly hợp được diễn ra rất nhanh trong một khoảng thời gian ngắn nên khớp ly hợp tạo ra một lượng mômen xoắn rất nhỏ
Cấu tạo các bộ phận của hệ thống
Các thành phần thường được thay thế trong quá trình sửa chữa
Hình 2.5 Các chi tiết trên hệ thống truyền lực
1- bu lông chéo (ổ đĩa cuối cùng phía trước)
2- thanh chéo phía trước (ổ đĩa cuối cùng phía trước)
3- giá đỡ vòng bi kim loại (nơi bắt vào thân máy)
6- lỗ thông hơi (nơi cung cấp dầu ly hợp)
7- Cổng ra cho van giảm áp và cổng thông hơi cho bể lắng bơm của bơm ly hợp Haldex V181
9- lỗ thông hơi ổ đĩa cuối cùng
10- kết nối chất làm mát
13- Cảm biến áp suất thủy lực dẫn động bốn bánh G942
14- Cảm biến nhiệt độ thủy lực cho tất cả các bánh G943
15- Bơm ly hợp Haldex V181 với bộ đấu dây cho G942 và G943
19- giữ lại hạt tham gia rãnh chu vi
20- vòng bi cao su kim loại
24- bu lông vỏ trục trung tâm
Vai trò một số bộ phận của hệ thống:
- Ổ trục ba điểm: Truyền động cuối cùng được nối với thân xe bằng ổ trục ba điểm thanh ngang phía trước được giữ cố định bằng 2 giá đỡ có vòng bi cao su – kim loại
- Vỏ trục trung tâm giúp hỗ trợ mô men xoắn của ổ đĩa cuối cùng Nó được kết nối với thanh ngang phía sau bộ truyền động cuối cùng bằng một ổ trục cao su – kim loại
- Trục chống truyền mô-men xoắn truyền động đến trục trung tâm bằng một khớp nối Một ống thổi ngăn chặn sự xâm nhập của bụi bẩn và hơi ẩm vào đường trục Các ống thổi phải được lắp đúng cách như trong sơ đồ.
Cung cấp dầu
Truyền động cuối cùng 0D4 có 2 nguồn cung cấp dầu độc lập với các khoang dầu riêng biệt: nguồn cung cấp dầu cho trục và nguồn cung cấp dầu Haldex
2.3.1 Cung cấp dầu trục (MTF)
Khoang dầu dành cho dầu trục (MTF, Chất lỏng truyền động cơ học) được đặt ở phần trước của hộp truyền động cuối cùng Phớt dầu trục kép xác định ranh giới của buồng này và niêm phong nó với dầu Haldex
Một cổng thoát dầu ngăn dầu chảy sang phía bên kia trong trường hợp rò rỉ
Hình 2.6 Cung cấp dầu trục (MTF)
Khoang chứa dầu Haldex nằm ở phần sau của hộp dẫn động cuối Ranh giới của khoang dầu này được xác định bởi hộp ly hợp dẫn động bốn bánh Mặt bịt kín giữa hộp ly hợp dẫn động bốn bánh và hộp dẫn động cuối cùng phía trước được bịt kín bằng keo lỏng
Nếu trục trung tâm phải được tháo ra để bảo dưỡng, thì không còn khả năng đảm bảo độ kín khít giữa ly hợp dẫn động bốn bánh và hộp dẫn động cuối cùng phía trước do việc tháo "hộp trục trung tâm / ly hợp dẫn động bốn bánh / truyền động cuối cùng" bu-lông Trong trường hợp này, miếng đệm phải được thay thế Sử dụng chất bịt kín dạng lỏng được chỉ định trong Danh mục phụ kiện điện tử (ETKA) cho mục đích này
Buồng dầu Haldex chứa các buồng nạp hoặc bể bơm cho bơm dầu chạy bằng cơ khí và bơm ly hợp Haldex V181 Bể lắng của máy bơm dành cho máy bơm dầu chạy bằng cơ học được tích hợp trong hộp truyền động cuối cùng phía trước Bể chứa bơm cho bơm ly hợp Haldex V181 được tích hợp trong vỏ dẫn động bốn bánh Nó được thông hơi từ cổng tràn qua rãnh tròn dẫn đến cổng thông hơi và vào hộp dẫn động cuối phía trước
Nguyên nhân dẫn đến suy giảm dầu: Do tiếp xúc với lực cắt và nhiệt độ cao, dầu Haldex có thể bị biến chất, ảnh hưởng đến mức độ ma sát trong bộ ly hợp dẫn động bốn bánh Để điều chỉnh bộ điều khiển dẫn động tất cả các bánh xe với các mức ma sát, các mức ma sát thay đổi được lưu trữ trong bộ điều khiển dưới dạng "các giá trị được lập trình cho sự xuống cấp của dầu"
Thay dầu: Thực hiện theo các hướng dẫn trong Sổ tay hướng dẫn sử dụng xưởng và trên máy kiểm tra chẩn đoán để kiểm tra và thay dầu trong cả hai nguồn cung cấp Vì vít xả, đệm và vít kiểm tra của cả hai nguồn cung cấp dầu được đặt rất gần nhau, nên có khả năng bị lẫn lộn Sử dụng dầu sai sẽ gây ra thiệt hại không thể khắc phục cho các bộ phận Nếu bạn thay dầu Haldex, thì phải thay đủ lượng dầu được chỉ định trong Hướng dẫn sử dụng xưởng Cạnh dưới của ren vít nạp dầu Haldex không phải là dấu kiểm Đồng thời đặt lại các giá trị đã lập trình cho sự xuống cấp của dầu (lão hóa) trong bộ điều khiển dẫn động bốn bánh bằng cách sử dụng chức năng "thay dầu hiệu suất cao cho bộ ly hợp Haldex" trên máy kiểm tra chẩn đoán
Hình 2.7 Cung cấp dầu Haldex
2.3.4 Cung cấp dầu, bôi trơn và làm mát ly hợp
Bộ ly hợp dẫn động bốn bánh được cung cấp bởi 2 máy bơm: bằng máy bơm dầu trợ lực cơ học và máy bơm ly hợp Haldex V181
Mỗi máy bơm có mạch riêng với bể lắng bơm riêng Bể lắng của máy bơm dành cho máy bơm dầu chạy bằng cơ học được tích hợp trong hộp truyền động cuối cùng phía trước Hộp ly hợp dẫn động tất cả các bánh làm kín hệ thống cung cấp dầu Haldex
Bể chứa bơm cho bơm ly hợp Haldex V181 được tích hợp trong vỏ ly hợp dẫn động bốn bánh Nó được lấp đầy bởi máy bơm chạy bằng cơ học
Mạch của bơm trợ lực cơ học hoạt động liên tục trong quá trình vận hành xe Mạch của bơm ly hợp Haldex V181 được điều khiển theo yêu cầu bởi bộ điều khiển dẫn động bốn bánh J492 Trong trường hợp này, các mạch hoạt động song song
Hình 2.8 Cung cấp dầu bôi trơn và làm mát
Máy bơm dầu chạy bằng cơ là bơm bánh răng ăn khớp trong Máy bơm bắt đầu chạy khi xe bắt đầu lăn về phía trước Rôto bên trong của máy bơm khóa liên động với trục đầu vào ly hợp dẫn động bốn bánh Trục đầu vào ly hợp dẫn động bốn bánh được dẫn động bởi trục trung tâm thông qua trục các đăng, trục dẫn động và trục đầu ra hộp số của hộp số ly hợp kép 7 cấp 0BZ
Nhiệm vụ của bơm dầu trợ lực cơ học là đổ đầy bể chứa cho bơm ly hợp Haldex V181, cũng như đảm bảo rằng các bộ phận được bôi trơn và cung cấp dầu làm mát cho bộ ly hợp nhiều đĩa
Cảm biến nhiệt độ thủy lực dành cho dẫn động bốn bánh G943 đo nhiệt độ của dầu Haldex trong bể chứa bơm của máy bơm trợ lực cơ học Giá trị đo được dùng để xác định tình trạng hư hỏng của dầu và giúp ngăn ly hợp quá nóng
Làm mát là điều cần thiết do nhiệt ma sát được tạo ra bởi hoạt động phản ứng dữ dội bằng không của bộ ly hợp
Trong quá trình vận hành ban đầu của bộ truyền động cuối cùng hoặc nếu cần sửa chữa, bể chứa bơm cho bơm ly hợp Haldex V181 vẫn khô sau khi bổ sung dầu Haldex Để ngăn máy bơm chạy khô, phải đổ đầy bể chứa máy bơm cho máy bơm ly hợp Haldex V181
2.3.4 Mạch bơm ly hợp Haldex V181
Bơm ly hợp Haldex V181 tạo ra áp suất thủy lực trong ly hợp dẫn động bốn bánh
Nó bao gồm một động cơ bơm và bơm piston hướng trục với bộ điều chỉnh áp suất ly tâm Áp suất thủy lực trong buồng áp suất piston ly hợp được điều chỉnh bởi bộ điều chỉnh áp suất ly tâm dựa trên tốc độ của động cơ bơm Động cơ máy bơm được điều khiển bởi bộ điều khiển truyền động tất cả các bánh J492
Nguyên lý chức năng của bơm ly hợp Haldex V181 giống với nguyên lý hoạt động của ly hợp Haldex thế hệ thứ năm Bơm piston hướng trục và bộ điều chỉnh áp suất ly tâm
Bộ điều khiển dẫn động 4 bánh J492
Bộ điều khiển dẫn động bốn bánh J492 được đặt phía sau khay khoang hành lý, gần với ắc quy khởi động
J492 chứa phần mềm cho ổ đĩa tất cả bánh xe Phần mềm của nó được điều chỉnh tại nhà máy trên cơ sở các thông số công suất động cơ Khi thay thế thiết bị điều khiển, chúng ta thường phải làm theo hướng dẫn của chức năng "Thay thế thiết bị điều khiển" có sẵn thông qua mã địa chỉ 22 trên máy kiểm tra chẩn đoán
Hình 2.11 Vị trí bộ điều khiển J492
Hình 2.12 Sơ đồ chức năng bơm ly hợp Haldex
Cảm biến và cơ cấu chấp hành
Hai cảm biến áp suất thủy lực của bộ ly hợp dẫn động bốn bánh và nhiệt độ dầu Haldex cho phép điều khiển dẫn động bốn bánh có độ chính xác cao đồng thời mở rộng các tùy chọn chẩn đoán cũng như cải tiến bảo vệ các bộ phận
* Cảm biến áp suất thủy lực dẫn động bốn bánh G942:
Cảm biến áp suất thủy lực cho hệ dẫn động tất cả các bánh G942 đo áp suất thủy lực trong buồng áp suất của pít-tông ly hợp Giá trị đo được dùng để điều khiển bộ ly hợp và để xác định sự xuống cấp của dầu Giá trị đo được cũng giúp bảo vệ bơm ly hợp Haldex V181 không bị khô Nếu không đo được áp suất khi bơm ly hợp Haldex V181 được kích hoạt, một mục nhập sẽ được đăng ký trong bộ nhớ sự kiện và bơm ngừng chạy Một thông báo tương ứng được hiển thị trong cụm công cụ Khả năng bơm của máy bơm phải được kiểm tra sau khi tiến hành sửa chữa
Nếu cảm biến áp suất thủy lực được thay thế, giá trị bù được lưu trong bộ điều khiển dẫn động tất cả các bánh J492 cho cảm biến áp suất cũ phải được xóa bằng chức năng cài đặt cơ bản của máy kiểm tra chẩn đoán
* Cảm biến nhiệt độ thủy lực cho tất cả các bánh G943:
Cảm biến nhiệt độ thủy lực dành cho dẫn động bốn bánh G943 đo nhiệt độ của dầu Haldex trong bể chứa bơm của máy bơm trợ lực cơ học Giá trị đo được dùng để xác định tình trạng hư hỏng của dầu và giúp ngăn ly hợp quá nóng
Hình 2.13 Cảm biến thủy lực G943 và G942
Bơm ly hợp Haldex V181 tạo ra áp suất thủy lực trong ly hợp dẫn động bốn bánh Bộ đấu dây cho bơm ly hợp
Haldex V181 cũng bao gồm đấu dây cho cảm biến áp suất thủy lực cho hệ dẫn động bốn bánh G492 và cảm biến áp suất thủy lực cho hệ dẫn động bốn bánh G493
Hình 2.14 Bơm ly hợp Haldex
Lựa chọn ổ đĩa Audi (chế độ lái) và chế độ xuống dốc
Người lái có thể sử dụng nút chọn chế độ lái Audi để chọn giữa các chế độ
"thoải mái", "tự động", "năng động" và "cá nhân" Các chế độ này ảnh hưởng đến thiết lập điều khiển hệ dẫn động tất cả các bánh đối với sự phân bổ lực truyền động giữa các trục trước và sau
Hình 2.15 Chọn chế độ vận hành
Nút hiệu suất đặt chế độ "hiệu suất" và chọn thiết lập hoạt động cuối cùng (chế độ cuối cùng), tức là tuyết, ướt hoặc khô Có thể chọn cài đặt bằng cách sử dụng vòng điều chỉnh Trong chế độ tuyết, ướt và khô, các giá trị kiểm soát trước đối với ma sát mặt đường được đặt trong giới hạn hẹp hơn Bộ điều khiển dẫn động bốn bánh, liên tục đo các hệ số ma sát của mặt đường, có thể phản ứng nhanh hơn và chính xác hơn nhờ các giá trị điều khiển trước cụ thể hơn Điều này giúp cải thiện khả năng xử lý của xe trên đường khô, ướt và phủ tuyết, đồng thời mang lại cảm giác lái thể thao năng động Ở chế độ "thoải mái", việc phân phối lực truyền động được định hướng theo trục trước Hành vi vào cua là trung tính có xu hướng giảm nhẹ khi lái ở các giới hạn của hiệu suất năng động Ở chế độ "tự động", lực truyền động được phân bổ đều giữa trục trước và trục sau Xử lý là trung lập trong khi vào cua Đây là cách thiết lập một chiếc Audi không có chế độ lái Audi Ở chế độ "năng động", việc phân phối lực truyền động được định hướng về phía sau Khả năng xử lý thể thao hơn và hành vi vào cua trung lập có xu hướng hơi vượt quá giới hạn của hiệu suất năng động riêng biệt, cá nhân, cá thể Ở chế độ "cá nhân", người lái có thể chọn thiết lập hộp số và dẫn động bốn bánh độc lập với các hệ thống khác của xe hiệu suất Ở chế độ "hiệu suất", lực truyền động được phân bổ đều giữa các trục trước và sau, giống như trường hợp ở chế độ
* Chế độ xuống dốc: Ở chế độ xuống dốc, bộ ly hợp dẫn động tất cả các bánh của dẫn động cuối cùng phía trước 0D4 đang mở
Chế độ xuống dốc được thiết lập bằng cách mở ly hợp ăn khớp tạm thời trong hộp số ly hợp kép 7 cấp 0BZ Bằng cách này, động cơ được ngắt khỏi hộp số Chiếc xe không chuyển sang chế độ vượt tốc như thường lệ mà lăn bánh mà không có bất kỳ tác động phanh nào của động cơ và sử dụng động năng chuyển động của nó Có thể tiết kiệm nhiên liệu cách áp dụng phong cách lái xe đón đầu
Nếu đáp ứng các điều kiện vận hành cho chế độ chạy chậm, hộp số sẽ kích hoạt chế độ chạy chậm
Chế độ xuống dốc có thể được kích hoạt thủ công ở số cao nhất bằng cách vận hành mái chèo bộ chọn Mẹo + Các lẫy chuyển số Tip- và Tip+ có thể được sử dụng để chuyển số ngẫu nhiên giữa chế độ chạy vượt và chạy dọc chế độ ing trong các thông số trên.
Chẩn đoán
2.7.1 Vị trí giắc chẩn đoán
Bộ điều khiển dẫn động tất cả các bánh có thể được chọn cùng với xe kiểm tra chẩn đoán thông qua mã địa chỉ 22
Có thể kích hoạt các chức năng được hướng dẫn sau:
Nhận dạng thiết bị điều khiển
Đọc dữ liệu đo được
Đặt lại về cài đặt gốc của nhà sản xuất thiết bị điều khiển
Reset bù trừ cảm biến áp suất thủy lực – G492: nếu cảm biến áp suất thủy lực được thay thế, giá trị bù phải được đặt lại
Hủy và thoát khỏi chương trình
Chẩn đoán bộ truyền động:
Kiểm tra chức năng ly hợp dẫn động bốn bánh
Kiểm tra rò rỉ thông gió và thủy lực
2.7.2 Mã lỗi Đèn cảnh báo hộp số
- Nếu đèn cảnh báo hộp số màu vàng xuất hiện trên cụm đồng hồ, thông thường có thể tiếp tục điều khiển xe
- Nếu đèn cảnh báo hộp số màu đỏ xuất hiện trong cụm đồng hồ, người lái xe được hướng dẫn không lái xe nữa
HỆ THỐNG 4WD TRÊN XE BMW X5 VÀ X6
Giới thiệu hệ thống xDrive
Hệ thống truyền lực Xdrive trên ô tô BMW được xem là hệ thống truyền lực
“Hiệu quả nhất” trong 3 hệ thống truyền lực trang bị trên các ô tô Châu Âu như Hệ thống dẫn động Quattro của Audi hay 4Matic của Mercedes Benz Hệ thống truyền lực Xdrive là một hệ thống dẫn động 4 bánh toàn thời gian thông minh, là một công nghệ giúp phân phối mô-men xoắn hợp lý giữa cầu trước và cầu sau tùy theo điều kiện mặt đường, lực kéo giữa các bánh
Ly hợp nhiều đĩa là trái tim của xDrive Bằng cách sử dụng ly hợp nhiều đĩa có kiểm soát, có thể giải quyết xung đột giữa lực kéo và hiệu suất xử lý Điều này đạt được nhờ vào sự phân bố mô-men xoắn không được xác định bởi tỷ số truyền cố định trong xDrive như trường hợp của các hệ thống trước đó Thay vào đó, sự phân bố mô- men xoắn truyền động phụ thuộc vào mô-men xoắn khóa của bộ ly hợp đa đĩa được điều khiển trong hộp chuyển số và vào mô-men xoắn có thể truyền tới các trục trước và sau
Hình 3.1 Ly hợp nhiều đĩa
Ngoài ra, khi ADB/DSC phát hiện xe có hiện tượng bị trượt, hệ thống này sẽ điều khiển lực mô-men tương ứng đến từng bánh xe, giúp xe ổn định hơn và không bị văng đuôi khi vào cua
Khi hệ thống phát hiện hiện tượng mất lái bánh sau, BMW xDrive sẽ phân bố lực kéo cho trục trước nhiều hơn giúp xe không bị trượt Việc phân phối lực kéo linh hoạt này đảm bảo cho xe hoạt động ổn định hơn BMW xDrive kết nối liên tục với
Hệ thống cân bằng điện tử - Dynamic Stability Control (DSC), giúp hệ thống luôn nhận tín hiệu vòng quay ở tất cả bánh xe Điều này đảm bảo các bánh xe luôn được phân bổ lực kéo đầy đủ và có độ bám đường tốt nhất, kể cả di chuyển trong điều kiện thay đổi nhanh như mưa, sa lầy,…
Khi gặp địa hình phức tạp: nếu xảy ra hiện tượng trượt bánh thì ngay lập tức xDrive sẽ tính toán và phân bổ lại lực kéo giúp xe di chuyển và không xảy ra hiện tượng trượt Những bánh xe không bị trượt sẽ nhận được nhiều lực kéo hơn, các bánh xe bị trượt thì giảm lực kéo giúp xe cân bằng hơn Khả năng xử lý của xDrive là cực kỳ nhanh, với tốc độ sử lý 1/1000 giây kể từ lúc xác định có bánh xe bị trượt
Kết hợp với xDrive, hệ thống truyền lực đẩy thông minh DPC (Dynamic Performance Control) chỉ có trên dòng xe X5/X6, điều này giúp tăng cường sự năng động và linh hoạt của xe trên mọi bề mặt, đảm bảo cho xe vào cua ổn định Nhờ sự phân bố truyền động nhịp nhàng giữa các bánh xe sau, sức kéo của xe và khả năng điều khiển bánh lái đã được cải tiến hoạt động ổn định hơn Điều này cho phép người lái xử lý khúc cua chính xác hơn - tăng tốc qua khỏi khúc cua với độ bám tối ưu, đem đến khả năng lái chính xác, bất kể điều kiện đường.
Cấu tạo chung
Hình 3.2 Cấu tạo hệ thống xDrive
Hệ thống xDrive bao gồm:
1- Trục đầu ra phía trước
2- Cụm vi sai cầu trước
6- Cụm vi sai cầu sau
7- Trục đầu ra phía sau
Tùy thuộc vào các dòng xe khác nhau, hệ thống xDrive sẽ sử dụng hộp số phụ khác nhau như: ATC 350/450, ATC 400, ATC500…
- Hai hộp số phụ ATC350 và ATC450 có nguyên lý làm việc của giống nhau nhưng về cấu tạo hai hộp số này chỉ khác nhau ở bộ truyền động: ATC350 dùng bộ truyền bánh răng trụ, răng nghiêng ăn khớp ngoài để truyền moment đến cầu trước còn ATC450 dùng bộ truyền xích để truyền moment đến cầu trước
- Hộp số phụ ATC350 được dùng trên xe F15 X5 BMW
- Hộp số phụ ATC350 bao gồm:
1- Đầu ra hộp số nối với cầu trước
2- Bộ ly hợp đa đĩa
3- Đầu ra hộp số nối với cầu sau
- Hộp số phụ ATC450 được dùng trên xe F25 X3 BMW
Hình 3.4 Hộp số phụ ATC450
Hộp số phụ ATC450 bao gồm:
2- Đầu ra hộp số nối với cầu sau
4- Đầu ra hộp số nối với cầu trước
7- Bánh răng ăn khớp với trục vít
Nguyên lý hoạt động của ATC350/450
Trong hộp số, khi bộ ly hợp đa đĩa mở tối đa, lúc này momen xoắn không được truyền tới trục trước Trục đầu vào hộp số sẽ được nối trực tiếp với cầu sau, và cầu sau sẽ nhận tất cả momen xoắn
Hình 3.5 Bộ điều khiển của servomotor
DSC truyền tín hiệu xuống bộ điều khiển VTG, và VTG sẽ điều khiển servomotor làm quay trục vít -> làm bánh răng quay theo Khi bánh răng quay làm cho các viên bi bên trong rãnh dịch chuyển, do hình dạng của rãnh không đồng nhất nên khi viên bi dịch chuyển sẽ làm cho khoảng cách rãnh tăng lên làm nén bộ ly hợp đa đĩa lại (bộ ly hợp đa đĩa gồm hai loại chính: thứ nhất là đĩa ăn khớp với trục đầu ra hộp số, thứ hai là đĩa ăn khớp với vỏ ly hợp), do vỏ bộ ly hợp được liên kết trực tiếp với trục bánh răng chủ động nên momen được phân phối tới cầu trước thông qua bộ truyền xích
Hộp số phụ ATC400 được dùng trên xe E83 X3/E53 X3 BMW.
Hình 3.6 Hộp số phụ ATC400
Hộp số phụ ATC400 bao gồm:
1- Đầu kết nối với hộp số khác
2- Đầu ra đến cầu sau
3- Đầu ra đến trục trước
6- Cần điều chỉnh 7- Bộ truyền xích 8- Đĩa cam
Nguyên lý hoạt động của ATC400
Hình 3.8 Dòng năng lượng của ATC400
Hình 3.9 Hoạt động của cần điều khiển
Nguyên lý hoạt động của ATC400
Trong hộp số, khi bộ ly hợp đa đĩa mở tối đa, lúc này momen xoắn không được truyền tới trục trước Trục đầu vào hộp số sẽ được nối trực tiếp với cầu sau, và cầu sau sẽ nhận tất cả momen xoắn
Khi servomotor quay -> làm đĩa cam quay theo -> 2 càng của cần điều chỉnh quay ngược chiều nhau, làm dịch chuyển những viên bi trong cần điều khiển, do hình dạng của bi không đồng nhất nên khi viên bi dịch chuyển làm khoảng cách giữa 2 rãnh càng rộng ra -> bộ ly hợp đa đĩa sẽ được nén lại (bộ ly hợp đa đĩa có hai loại chính: thứ nhất đĩa ăn khớp với trục đầu ra hộp số, thứ hai đĩa ăn khớp với vỏ bộ ly hợp), do vỏ bộ ly hợp được liên kết trực tiếp với trục bánh răng truyền động nên momen sẽ được truyền đến trục trước
Servomotor là một DC motor sử dụng nam châm vĩnh cửu, bên trong có một cảm biến Hall để xác định vị trí và tốc độ điều chỉnh của trục motor, nó hoạt động theo mức độ đóng của bộ ly hợp đa đĩa Điện trở mã hóa
- Dung sai sẽ khiến đường đặc tính của bộ ly hợp đa đĩa biến đổi trong quá trình chế tạo
- Trên băng thử, đường đặc tính thực tế và lý tưởng của hộp số phụ sẽ được đem ra so sánh để chọn ra đường có đặc tính tốt nhất
- Mỗi đường đặc tính của hộp số phụ sẽ được lưu lại bằng một mã điện trở Điện trở mã hóa sẽ được gắn trên hộp số phụ
- Trên xe, thông qua điện trở mã hóa, bộ điều khiển VTG sẽ nhận giá trị điện trở Từ đó đường đặc tính sẽ được thiết lập trong bộ nhớ thông qua bộ điều khiển VTG
- Khi động cơ khởi động, điện trở sẽ được đo bằng bộ điều khiển VTG và chọn ra đường đặc tính phù hợp nhất cho hộp số phụ
3.2.4 Bộ điều khiển hộp số phụ VTG/VGSG
Bộ điều khiển (VGSG): Được dùng trên xe E83 (ATC400)
- Sử dụng mạng PT-Can Bus
Hình 3.10 Bộ điều khiển VGSG/VTG trên E83
Bộ điều khiển VTG: Được dùng trên xe F15/F25 (ATC350/ATC450)
Trong bộ điều khiển VTG sẽ có một cảm biến nhiệt độ để theo dõi quá trình làm việc của servomotor, để tránh tình trạng quá tải nhiệt Tất cả trường hợp quá tải nhiệt của servomotor đều được hiển thị thông báo trên bảng taplo Bộ điều khiển VTG sẽ điều chỉnh servomotor và khi đó bộ ly hợp đa đĩa sẽ mở ra Khi servomotor trở lại nhiệt độ bình thường thì bộ ly hợp đa đĩa sẽ hoạt động lại bình thường
Hình 3.11 Bộ điều khiển VTG trên F15/F25
Hình 3.12 Sơ đồ điều khiển VTG
5 DME (Digital motor electronics) or DDE (digital diesel electronics)
E53 DSC III
3.3.1 Kiểm soát ngang dốc (Hill Decent Control)
Hill Decent Control (HDC) được thiết kế để sử dụng trên đường địa hình để tự động giảm tốc độ xe và duy trì tốc độ ổn định trên các cung đường dốc Chức năng này cho phép người lái tập trung vào việc đánh lái và điều khiển xe mà không cần phải sử dụng phanh để giảm tốc độ xe
HDC được kích hoạt thủ công thông qua công tắc nút nhấn nằm ở bảng công tắc trung tâm nằm trong bảng điều khiển Khi được kích hoạt, tốc độ của xe được giữ ở mức xấp xỉ 5 MPH bởi hệ thống DSC sẽ bóp phanh để duy trì tốc độ
Các điều kiện sau phải được đáp ứng trước khi HDC kích hoạt:
- Nhấn nút ấn - LED “ON”
- Tốc độ xe: < 25 dặm/giờ
- Công nhận lái xe xuống dốc
Xuống dốc được nhận dạng từ tốc độ của xe và tải động cơ từ mô-đun điều khiển động cơ Tín hiệu bàn đạp ga và tải động cơ được truyền qua bus CAN đến mô-đun điều khiển DSC
Công tắc HDC có thể được nhấn ở tốc độ 37 dặm/giờ, chức năng HDC sẽ tự động TẮT
3.3.2 Phanh vi sai tự động (ADB)
Trên mặt đường khô ráo không bị trượt bánh, mô-men xoắn dẫn động của xe được chia 68% phía sau và 32% phía trước thông qua hộp chuyển vi sai bánh răng hành tinh
Nếu một hoặc nhiều bánh xe quay hoặc trượt, DSC sẽ kích hoạt quy trình điều chỉnh và hệ thống phanh trên (các) bánh xe bị ảnh hưởng sẽ được tạo xung Mômen truyền động sẽ được phân phối thông qua bộ vi sai tới các bánh còn lại với hệ số ma sát tốt Mô-men xoắn lái xe sẽ được áp dụng thông qua bộ vi sai như sau:
- Ba bánh xe - với một bánh xe quay
- Trên hai bánh chéo nhau có hai bánh quay trên các trục khác nhau
- Một trục duy nhất có hai bánh quay trên cùng một trục
Sau khi vòng quay hoặc độ trượt được kiểm soát, mô-men xoắn truyền động sẽ lại được áp dụng cho tất cả các bánh xe
Hình 3.13 Phanh vi sai tự động ADB
Không thể TẮT tính năng kiểm soát lực kéo của DSC III trên X5 bằng công tắc DSC Nhấn nút sẽ chỉ tắt chức năng kiểm soát độ ổn định động của DSC
Tính năng kiểm soát lực kéo luôn cần thiết để cung cấp khả năng kiểm soát chống quay tròn, đặc biệt là khi lái xe ngoài đường Đèn cảnh báo DSC trong cụm đồng hồ sẽ vẫn sáng khi hệ thống được tắt thủ công hoặc có lỗi trong hệ thống
Hệ thống kiểm soát lực kéo địa hình hoặc quy định HDC đặt thêm tải lên hệ thống phanh Để tránh quá nhiệt cho phanh và rô-to, nhiệt độ của rô-to được tính toán theo thời gian từ tốc độ đường và mức độ tác dụng của phanh Nếu nhiệt độ của một hoặc nhiều rôto vượt quá 600 0 C, chức năng kiểm soát lực kéo hoặc chức năng HDC cho bánh xe đó sẽ tạm thời bị hủy Khi nhiệt độ của rôto xuống dưới 500 0 C, ứng dụng lực kéo sẽ được kích hoạt lại
3.3.4 Modun điều khiển ABS trên địa hình
Chức năng phanh bình thường (bao gồm cả ABS) luôn hoạt động ở bất kỳ nhiệt độ nào
Lập trình cho quy định ABS đã thay đổi để cho phép ngưỡng điều chỉnh ABS cao hơn khi lái xe địa hình trên sỏi hoặc đất xốp Bánh xe bị khóa sẽ hiệu quả hơn trong việc giảm tốc độ hoặc dừng xe do có nêm được tạo ra ở phía trước lốp xe
Việc lập trình trong mô-đun điều khiển DSC cho phép một hoặc cả hai bánh trước khóa ở tốc độ 12 dặm/giờ miễn là xe đang đi thẳng về phía trước Nếu mô-đun điều khiển DSC nhận được tín hiệu từ cảm biến góc lái chỉ báo rẽ, hệ thống điều chỉnh ABS sẽ kích hoạt để ngăn khóa và cho phép lái xe
3.3.4.1 Các thành phần DSC III/IPO
Hình 3.14 Thành phần DSC III
3.3.4.2 bộ thủy lực DSC III
Hình 3.15 Bộ thủy lực DSC III 3.3.5 các thành phần và cảm biến
Mô-đun điều khiển được thiết kế nhỏ gọn, được tích hợp bên trong thiết bị thủy lực Giúp giảm kích thước và làm đơn giản hệ thống dây điện giúp ích cho học động của bộ thủy lực DSC Ngoài ra, hai bộ rơ le: rơ le van và rơ le động cơ sẽ được thay thế ở trạng thái rắn ở giai đoạn cuối cùng của mô-đun điều khiển
Các bộ phận thủy lực tiếp tục được sử dụng:
- Hai van điện từ nạp trước
- Hai van điện từ chuyển đổi
- Bốn van điện từ nạp
- Bốn van điện từ đầu ra
- Một máy bơm hồi lưu
Cảm biến gia tốc ngang/tốc độ quay:
Bên dưới bộ điều khiển trung tâm, mô-đun điều khiển DSC sẽ nhận hai tín hieuejd dầu vào từ cảm biến gia tốc ngang và cảm biến tốc độ quay Để tránh khỏi các rung động thì hai cảm biến này được tách ra nhờ vào giá đỡ bằng cao su Đối với tốc độ quay: cảm biến tạo ra tín hiệu điện áp tuyến tính từ 0,7V đến 4,3V và tín hiệu tham chiếu 2,5V Mô-đun điều khiển DSC sẽ sử dụng tính hiện điện áp tuyến tính để làm mức độ của tốc độ quay (yaw)
Ngoài hai tín hiệu trên, cảm biến cũng tạo ra tín hiệu điện áp tuyến tính nằm trong khoảng từ 0,5 đến 4,5V cho gia tốc ngang (lực G) Để xác định được lực bên tác động lên xe thì mô-đun điều khiển DSC sẽ dựa vào tín hiệu này để điều chỉnh DSC
Cảm biến áp suất phanh:
Bên trong bộ thủy lực được lắp đặt một cảm biến áp suất phanh để xác định mức độ tích tự chắn chắn trước khi cho điều khiển phanh tự động và sẽ được lắp đặt ở mạch phanh trục trước
Chẩn đoán
Chẩn đoán và khắc phục sự cố của hệ thống DSC III được thực hiện bằng DIS Tester hoặc MoDiC Mô-đun điều khiển DSC thực hiện tự kiểm tra mỗi khi đánh lửa Bật nó lên Đèn cảnh báo cho DSC và ABS sẽ vẫn sáng trong quá trình tự kiểm tra
Bất kỳ lỗi nào với hệ thống sẽ khiến đèn vẫn sáng khi khởi động động cơ
Các lỗi chỉ ảnh hưởng đến hoạt động của DSC sẽ khiến đèn cảnh báo DSC vẫn sáng, tuy nhiên ABS vẫn có thể hoạt động
Nếu ắc quy đã bị ngắt kết nối, đèn cảnh báo DSC sẽ vẫn sáng cho đến khi xe nhận được tín hiệu tốc độ đường phía trước cảm biến tốc độ bánh trước và hệ thống lái
HỆ THỐNG 4WD TRÊN XE HYUNDAI
Hệ thống 4WD trên xe hyundai santafe
Hệ thống 4WD của dòng xe Hyundai santafe có hai loại:
- Hệ thống 4WD điều khiển bằng điện tử, hệ thống này sử dụng khớp nối ITM (interactive torque management) Khớp nối này có nhiệm vụ phân bố mo-men được điều khiển thông qua khớp nối ITM Hệ thống này thường được sử dụng trên các dòng xe của Hyundai santafe có động cơ tăng áp được điều khiển bằng điện tử VGT (Variable Geometric Turbocharge)
- Hệ thống 4WD điều khiển bằng cơ khí, bao gồm hai bộ phận chính: bộ vi sai kép (DDU) và khớp nối thủy lực (VCU) Bộ vi sai kép là loại vi sai đặc biệt, nó được thay thế cho bộ vi sai trung tâm và vi sai trước Nó phân phối moment trong khoảng 62:38 giữa các cầu trong điều kiện hoạt động bình thường, 50:50 trong trường hợp khớp nối thủy lực hoạt động khi xảy ra hiện tượng trượt Hệ thống này được sử dụng trên các động cơ tăng áp điều khiển bằng cơ khí WGT (Wast - Gate Turbocharge) của dòng xe Hyundai
4.1.1 Hệ thống 4WD trên Hyundai Santafe VGT
Hình 4.1 Cấu tạo hệ thống 4WD trên Hyundai Santafe
- Hệ thống 4WD trên xe Hyundai Santafe là loại 4WD gián đoạn, momen sẽ được phân bố giữa cầu trước và cầu sau theo từng loại đường khác nhau
- Cấu tạo hệ thống không quá phức tạp, nhỏ gọn, nhẹ nên trọng lượng xe sẽ giảm đáng kể giúp tiêu hao nhiên liệu ít hơn
- Momen được phân bố chủ yếu vào cầu trước và momen sẽ giảm từ 100% đến 50%
- Khớp nối ITM giúp truyền công suất tối đa, có thể đạt 1200Nm
- Ngoài ra, nó còn kết hợp với các hệ thống hiện đại khác như: hệ thống chống bó cứng khi phanh ABS, hệ thống hỗ trợ leo dốc HAC, hệ thống cân bằng điện tử ESC, hệ thống kiểm soát lực kéo TCS…
Hình 4.2 Cấu tạo của hệ thống 4WD trên HYUNDAI SANTAFE
Hệ thống 4WD trên Hyundai Santafe VTG gồm các thành phần sau:
- Bộ vi sai cầu trước và cầu sau
4.1.1.1 Các thành phần của hệ thống
Hình 4.3 Hộp số phụ của Hyundai Santafe
- Cấu tạo bao gồm: Hộp số phụ được gắn ở cầu trước, trục đầu vào của hộp số phụ là trục rỗng, trục trước sẽ được nối với vi sai trước Để phân phối và thay đổi công suất truyền thì hộp số phụ bao gồm hai bộ bánh răng: bánh răng côn răng nghiêng và bánh răng trụ răng nghiêng
- Chức năng của hộp số phụ: Thay đổi công suất và phân phối momen từ hộp số truyền động chính tới cầu trước và cầu sau thông qua các bánh răng của hộp số phụ
Khớp nối ITM (Interactive Torque Management).
- Khớp nối ITM hoạt động nhờ bộ điều khiển của bộ 4WD ITM thông qua mạng giao tiếp CAN
- Bộ điều khiển của hệ thống 4WD sẽ dựa vào các thông tin như: cảm biến vị trí bướm ga, tốc độ bánh xe, tín hiệu góc lái, tín hiệu phanh cũng như tín hiệu hoạt động ABS để dự đoán được trạng thái lái xe, từ đó sẽ điều khiển phân phối momen thông qua khớp nối ITM
Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật của khớp nối ITM
- Vị trí khớp nối trục các đăng và vi sai cầu sau
Hình 4.4 Vị trí khớp nối ITM
Các chi tiết cơ bản của khớp nối ITM:
Hình 4.5 Cấu tạo khớp nối ITM
3- Vỏ khớp nối ITM 4- Vỏ bộ ly hợp đa đĩa 5- Cuộn dây EMC 6- Bộ ly hợp sơ cấp
7- Phần ứng 8- Cam tác động
9- Bộ ly hợp thứ cấp 10- Mặt bích phía sau
- Nguyên lý làm việc của khớp nối ITM
Hình 4.7 Hoạt động của bộ ly hợp sơ cấp
Khi cấp điện cho cuộn dây EMC, từ trường được tạo ra hút phần ứng và bộ ly hợp sơ cấp Từ đó làm tăng lực ma sát giữa đĩa bên trong và đĩa bên ngoài của ly hợp sơ cấp Đĩa bên trong có bánh răng ăn khớp với đế Cam, đĩa bên ngoài có bánh răng ăn khớp với vỏ ly hợp Lực ma sát giữa hai đĩa cao làm cho đế Cam quay
Hình 4.8 Bộ khuyếch đại lực Đế cam quay làm các viên bi di chuyển trên rãnh, do rãnh bi có hình dạng không đồng nhất nên khi các viên bi dịch chuyển sẽ làm thay đổi khoảng cách giữa cam tác động và đế cam Do đó lực đẩy lên cam tác động sẽ tăng và bộ ly hợp ma sát ướt sẽ nhận được một lực tương ứng
LY HỢP MA SÁT ƯỚT:
Ly hợp ma sát ướt sẽ nhận được lực từ cam tác động, lực ma sát giữa đĩa bên trong và đĩa bên ngoài sẽ tăng lên và momen sẽ được truyền động đến cầu sau sẽ tăng theo
Hình 4.9 Bộ ly hợp ma sát ướt
4.1.1.2 Hoạt động điều khiển của hệ thống
- Bộ điều khiển ITMCM sẽ điều khiển khớp nối ITM để phân phối momen đến các cầu
- Các tín hiện từ cảm biến sẽ được truyền đến bộ điều khiển ITMCM như: phanh ABS, cảm biến vị trí bướm ga, tốc độ bánh xe, góc lái… thông qua mạng CAN, và bộ điều khiển sẽ xử lý các tín hiện này và xác định được trạng thái lái xe Từ đó điều khiển khớp nối ITM theo các trạng thái khác nhau
- Khi di chuyển trên đường tốt và tốc độ xe cố định thì khớp nối ITM sẽ không hoạt động, lúc này hệ thống chỉ hoạt động ở chế độ 2WD và tất cả momen sẽ được truyền đến cầu trước
- Hệ thống sẽ ngừng hoạt động khi nhận được tín hiệu phanh ABS
- Khi di chuyển trên các đường xấu như gồ ghề, trơn trượt, tuyết… thì bộ điều khiển ITMCM sẽ được hoạt động điều khiển khớp nối ITM và hệ thống sẽ hoạt động ở chế độ 4WD
- Khi tài xế nhấn công tắt khóa 4WD thì bộ điều khiển ITMCM sẽ được cung cấp dòng điện cực đại lên đến 12V, lúc này momen của hệ thống sẽ được phân bố đều cho cầu trước và cầu sau
- Sơ đồ truyền động ở hai chế độ ITM hoạt động và không hoạt động:
Hình 4.10 ITM hoạt động và không hoạt động
Trục đầu ra hộp số truyền momen đến hộp số phụ, hộp số phụ phân bố momen đến vi sai trước và trục các đăng Vi sai trước có nhiệm vụ phân bố momen cho hai bánh trước Trục các đăng nhận được momen phụ thuộc vào tỷ số truyền giữa các bộ bánh răng bên trong hộp số phụ và khớp nối ITM nhận momen từ trục các đăng
Trường hợp khớp nối ITM không hoạt động thì trục các đăng sẽ được quay tự do, khi ITM hoạt động thì momen sẽ được truyền đến cầu sau thông qua bộ vi sai cầu sau
Bảng 4.2 Sơ đồ điều khiển ITM
Hình 4.11 Mạch điện hệ thống
- Cảm biến góc lái (ESP)
Hình 4.12 Vị trí cảm biến góc lái
Cảm biến góc lái được đặt bên trong bánh lái, bao gồm ba tín hiệu đầu vào:
ST N, ST1, ST2 Điện thế đầu ra: 3V≤VOH ≤ 4.1V, 1.3V≤VOL≤ 2V
Hình 4.13 Cảm biến góc lái