khai thác chức năng của mô hình giảng dạy hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử electronic control suspension system educational training equipment

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ KHAI THÁC CHỨC NĂNG CỦA MÔ HÌNH GIẢNG DẠY HỆ THỐNG TREO KHÍ

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

 Nguyễn Tiến Thọ, GVHD: PGS TS Đàm Hoàng Phúc Tên đề tài: “Nghiên cứu đặc tính hệ thống treo khí nén dạng MC.Pherson” Báo cáo luận án Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ khí động lực của Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Tóm tắt: [5] Luận văn nghiên cứu đặc tính hệ thống treo khí nén dạng Mc.Pherson trên xe du lịch 4 chỗ ngồi Luận văn bao gồm khảo sát nghiên cứu, xác định tính tĩnh của hệ thống treo Mc.Pherson có phần tử đàn hồi khí nén trên xe con, bỏ qua các thành phần lực dọc và lực ngang do biên dạng của lốp Luận văn tập trung xây dựng mô hình và phương pháp nghiên cứu lý thuyết đặc tính tĩnh Xây dựng phương pháp đánh giá đặc tính động lực học của hệ thống treo Mc.Pherson có trang bị phần tử khí nén dựa trên phần mềm mô phỏng Matlab Simulink Tính toán được các đặc tính điều khiển áp suất của hệ thống treo theo trải trọng xe Bản thân kết cấu hệ thống treo Mc.Pherson luôn có một độ lệch nhất định so với phương thẳng đứng của xe Do đó, khi xe trang bị phần tử đàn hồi khí nén có độ cứng biến đổi được trong hành trình nén và trả nhằm mục đích đảm bảo độ cứng theo phương thẳng đứng là không thay đổi Kết quả đánh giá và khảo sát dao động được xác định trong điều kiện chuyển động trên đường cho thấy ô tô đạt yêu cầu về dao động Đối với đường rất xấu, xe không đạt yêu cầu cả về an toàn hàng hóa lẫn an toàn động lực học Luận văn chưa phân tích dao động của ô tô trong một số bài toán thực tế khi xe chạy trên đường như tăng tốc, quay vòng Vì vậy cần có một nghiên cứu chi tiết hơn để đánh giá dao động ô tô trong các trường hợp này

 Trương Mạnh Hùng, GVHD: 1 PSG TS Đào Mạnh Hùng 2.TS.Nguyễn Tuấn Anh Tên đề tài “Nghiên cứu dao động của ô tô khách có sử dụng hệ thống treo khí nén” Báo cáo luận án Tiến sĩ Kỹ thuật của Trường đại học Giao Thông Vận Tải

Tóm tắt: [6] Luận án nghiên cứu và đánh giá dao động của xe ô tô khách sử dụng hệ thống treo khí thông qua chỉ tiêu an toàn chuyển động và êm dịu phục vụ cho thiết kế, chế tạo Luận án lựa chọn mô hình dao động của ô tô khách để đánh giá tác động của một số thông số trong hệ thống treo khí nén đến dao động ô tô Lựa chọn mô hình toán học xây dựng mô hình động lực học phần tử đàn hồi khí nén Khảo sát tác động của các thông số kết cấu đến

2 đặc tính động lực học phần tử đàn hồi khí nén Xây dựng mô hình dao động không gian ô tô khách có sử dụng hệ thống treo khí nén, mô hình có thể kể đến ảnh hưởng của các yếu tố phi tuyến Khảo sát dao động của ô tô khách, đánh giá ảnh hưởng của một số thông số kết cấu của lò xo khí Các chỉ tiêu về êm dịu và an toàn chuyển động được xem xét đồng thời để đánh giá kết quả khảo sát Kết quả khảo sát đánh giá được tác động của lò xo khí nén trong hệ thống treo khí nén đến dao động của ô tô khách

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

 G.O Abhishek, Tariq Kareemulla, GVHD: Ms K C Sabitha, “Nghiên cứu về hệ thống treo khí nén”, Báo cáo luận án Cử nhân Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí của trường Đại học Công nghệ Jawaharlal Nehru

Tóm tắt: [7] Bài nghiên cứu này là báo cáo dự án để lấy bằng Cử nhân Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí Trong bài nghiên cứu này, hai sinh viên đã nghiên cứu về hệ thống treo không khí trên xe thương mại Báo cáo bao gồm một phần giới thiệu về hệ thống treo và tập trung vào các thành phần cấu tạo và lợi ích của hệ thống treo khí nén Trong bài nghiên cứu cũng phân tích hệ thống treo khí được điều khiển bằng điện tử (ECAS) được sử dụng trên xe buýt và xe tải, mô tả các chức năng tự động cân bằng và cảm biến tải Cuối cùng, bài nghiên cứu cũng phân tích hệ thống treo khí nén của một chiếc xe buýt thành phố thông qua phân tích động học, thử nghiệm điều kiện tải và phân tích các thành phần yếu tố hữu hạn

 Ahmad Zharif Fikri Bin Ahmad Puat, GVHD: Asst Prof Dr Fadly Jashi Dharsivan,

“Bài nghiên cứu về hệ thống treo khí nén trên ô tô”, Bản báo cáo luận án Cử nhân

Tóm tắt: [8] Bài nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục đích để hiểu được cấu tạo và đặc điểm của hệ thống treo khí nén trên ô tô, sự khác biệt giữa hệ thống treo khí nén; hệ thống treo có lò xo nhíp lá và hệ thống treo có lò xo thanh cuộn Chi tiết về cấu tạo của lò xo không khí và cơ chế hoạt động của hệ thống treo khí nén cũng được đưa vào nghiên cứu này Các phương pháp cho nghiên cứu này bao gồm thí nghiệm về lò xo trên hệ thống treo để đạt được độ cứng của lò xo Sau đó, thí nghiệm về hệ thống treo khí được thiết kế để thử nghiệm tĩnh đối với áp suất đầu vào ban đầu khác nhau Kết quả của thí nghiệm được phân tích và thảo luận trước khi có thể tạo ra mô hình thực nghiệm của lò xo không khí cho từng áp suất ban đầu khác nhau Kết luận của nghiên cứu cũng đang được kết luận dựa trên kết quả và dữ liệu được thảo luận trước đó Trong bài nghiên cứu cũng đưa ra các

3 khuyến nghị trong trường hợp cần có bất kỳ sự phát triển nào trong tương lai Nghiên cứu này hy vọng sẽ cung cấp thông tin những khác biệt, ưu điểm và nhược điểm của hệ thống treo khí nén trong việc tạo ra hệ thống treo tốt hơn

Tính cấp thiết của đề tài

Trong khoảng thời gian vừa qua, kinh tế của nước ta đã đạt được những thành tựu vượt bậc, đời sống của nhân dân cũng ngày càng được cải thiện Chính phủ cũng đã và đang xây dựng cơ sở hạ tầng, hệ thống giao thông vận tải Từ đó hỗ trợ sự phát triển cho thị trường ô tô ở Việt Nam Đồng thời, sự quan tâm đến việc sử dụng ô tô để đi lại cũng đang ngày càng được gia tăng Tuy nhiên, với nước ta thì ô tô vẫn là một nội dung đang còn mới mẻ, do công nghệ ô tô ngày càng tiên tiến hơn Vì vậy, yêu cầu chúng ta phải nghiên cứu thật kỹ về công nghệ và cả kĩ thuật Đây cũng là nền tảng để tất cả các nhà sản xuất hay nhập khẩu hay các nơi kiểm định trong nước có thể kiểm định được chất lượng của xe khi xe được nhập về hay xuất xưởng [9]

Công nghệ và kĩ thuật ngày càng phát triển, thì tính thẩm mỹ và tiện nghi trên ô tô cũng cần được tối ưu hơn Trong đó, tính êm dịu luôn được các nhà nghiên cứu và phát triển để khi xe di chuyển tạo cho người lái và hành khách cảm giác dễ chịu hơn khi đang ở trong xe Với mục đích đáp ứng điều đó, các hãng xe trên thế giới đang tiến hành nghiên cứu và cải thiện không ngừng các hệ thống treo để sự tiện nghi và êm dịu trên ô tô luôn được nâng cao Đối với những sinh viên đang còn ngồi trên ghế nhà trường, thì cần tìm hiểu các chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo để có một nền tảng vững chắc và có thể phát triển hơn sau này Với lý do đó mà nhóm em chọn đề tài: “Khai thác chức năng của mô hình giảng dạy hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử-Electronic Control Suspension System Educational Training Equipment”.

Mục tiêu nghiên cứu

- Tìm hiểu chung về các hệ thống treo

- Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo khí nén điện tử

- Tìm hiểu cấu tạo và chức năng của mô hình giảng dạy hệ thống treo khí nén điện tử

- Xây dựng một số bài thực hành trên mô hình hệ thống

- Xây dựng câu hỏi phân cấp độ kiến thức theo thang đo Bloom

Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu trong đề tài này là các chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo trên “Mô hình giảng dạy hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử”

Ý nghĩa đề tài nghiên cứu

Hệ thống treo khí nén điện tử với khả năng hấp thụ mọi rung động nhỏ nên người lái sẽ có cảm giác lái ổn định và êm ái hơn khi di chuyển trên mọi đoạn đường khác nhau Khả năng hoạt động linh hoạt và thích ứng nhanh với mọi bề mặt đường Việc tìm hiểu và nghiên cứu về hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử là một điều vô cùng quan trọng, giúp sinh viên có một nền tảng vững chắc từ đó hiểu được các chức năng và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử.

Kết quả cần đạt

 Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo khí nén

 Khai thác được các chức năng của mô hình giảng dạy hệ thống treo khí nén điện tử

 Lập ra các câu hỏi phân cấp độ kiến thức theo thang đo Bloom

Kết cấu đề tài

Đề tài bao gồm các chương sau:

- Chương 1: Tổng quan về đề tài

- Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết về hệ thống treo

- Chương 3: Giới thiệu mô hình giảng dạy hệ thống treo khí nén điện tử

- Chương 4: Một số bài thực hành thực hiện trên mô hình và thang đo đánh giá Bloom

- Chương 5: Kết luận và đề nghị

NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG TREO

Hệ thống treo là gì?

Hệ thống treo trên ô tô là tổng hợp tất cả các cơ cấu dùng để liên kết khung hoặc vỏ của ô tô với các bánh xe và hệ thống chuyển động của nó

Hệ thống treo hoạt động đồng thời với bánh xe để giảm hiệu ứng rung và va chạm từ bề mặt đường, từ đó làm giảm sự truyền trực tiếp của lực đối với thân xe Điều này có lợi để giảm các ảnh hưởng cơ học lên khung xe và các bộ phận làm từ kim loại, ngăn ngừa sự xóc của xe khi chuyển động, từ đó mang lại sự êm ái cho người lái xe và hành khách Ngoài ra, hệ thống treo cũng cải thiện sự ổn định khi lái xe trong các điều kiện như khi thực hiện quay vòng hoặc trên địa hình không bằng phẳng

Hình 2.1 Hệ thồng treo khí nén trên ô tô

Thân xe được đỡ bằng các lò xo Trọng lượng của thân xe, hay còn được gọi là khối lượng được treo, cũng được hỗ trợ bằng các lò xo Ngoài ra, các bánh xe, hệ thống cầu và các chi tiết khác của ô tô không được nâng đỡ bằng các lò xo thì được gọi là khối lượng không được treo Khi khối lượng được treo tăng lên, tính ổn định của chuyển động cũng tăng lên Nguyên nhân là do khối lượng được treo lớn hơn, xe có xu hướng ít bị xóc hơn Ngược lại, khi khối lượng không được treo lớn, thì xe có khả năng bị xóc tăng lên

Hình 2.2 Hình ảnh về khối lượng được treo và khối lượng không được treo

2.1.1 Sự dao động của khối lượng được treo

Sự dao động và xóc của các thành phần được treo của xe, đặc biệt là phần thân xe, có tác động rất quan trọng đến tính chất êm dịu của chuyển động Nó được phân loại như sau:

2.1.1.1 Sự lắc dọc Đây là hiện tượng dao động lên và xuống của phần trước hoặc phần sau xe xung quanh trọng tâm của xe Điều này thường xuất hiện khi xe gặp phải các vết lồi hoặc lõm trên mặt đường, hoặc khi chuyển động trên địa hình xấu, nhiều ổ gà Sự biến đổi dọc cũng có thể xảy ra dễ dàng hơn với các lò xo mềm hơn

Khi thực hiện quay vòng hoặc lái xe di chuyển qua những đoạn đường lồi, các lò xo ở một bên của xe bị kéo dài trong khi bên đối diện bị nén lại Điều này làm thân xe lắc theo phương ngang

2.1.1.3 Sự nhún Đây hiện tượng toàn bộ thân xe di chuyển lên và xuống Sự nhún xuất hiện khi xe di chuyển với vận tốc cao hay chạy qua địa hình ghồ ghề Điều này cũng dễ dàng xuất hiện ở các lò xo mềm

Hình 2.5 Sự nhún của xe

Hiện tượng xoay đứng là sự dịch chuyển của đường tâm dọc xe qua phải hoặc qua trái xung quanh trọng tâm của xe Trên các đoạn đường mà xe xảy ra sự lắc dọc thì sự xoay đứng cũng xuất hiện

Hình 2.6 Sự xoay đứng của xe

2.1.2 Sự dao động của khối lượng không được treo

Sự dịch đứng là hiện tượng bánh xe nảy lên và xuống, thường xuất hiện khi xe di chuyển trên các đoạn đường có bề mặt ghồ ghề ở vận tốc trung bình hoặc cao

Sự xoay dọc là hiện tượng các bánh xe bên phải và bên trái dao động lên xuống theo hướng ngược nhau, dẫn đến việc chúng nảy lên khỏi mặt đường Hiện tượng này thường xảy ra với những xe có hệ thống treo phụ thuộc

Sự uốn là hiện tượng các lá nhíp có khả năng uốn quanh trục của nó dưới tác động của

Chức năng và yêu cầu của hệ thống treo trên ô tô

2.2.1 Chức năng của hệ thống treo

Hấp thụ và giảm sóc: Hệ thống treo hấp thụ và hạn chế xóc, làm giảm các va đập, và rung động từ mặt đường truyền trực tiếp lên khoang hành khách Điều này giúp làm giảm rung động truyền vào phần trên của xe, bảo vệ hành khách trên phương tiện và hàng vận chuyển trong xe khỏi sự xáo trộn và hạn chế tác động của mặt đường Đảm bảo tiếp xúc với mặt đường: Hệ thống treo giữ cho các bánh xe luôn được tiếp xúc với mặt đường trong mọi tình huống Cải thiện tính ổn định và độ bám đường của xe, nâng cao khả năng kiểm soát và an toàn khi lái xe

Tối ưu hóa cảm giác lái và thoải mái: Hệ thống treo tốt cải thiện cảm giác lái và tăng cường sự thoải mái của hành khách Đảm bảo sự an toàn: Hệ thống treo giúp duy trì ổn định và giảm thiểu tình huống mất kiểm soát khi xe gặp va chạm hoặc gặp tình huống nguy hiểm trên đường

Giảm tiếng ồn và độ rung: Nó cũng giúp giảm tiếng ồn và rung động gây ra bởi mặt đường và các thành phần khác của xe

Tăng tuổi thọ của xe: Hệ thống treo giúp bảo vệ các bộ phận quan trọng của xe khỏi sự xáo trộn và rung động mạnh, giúp gia tăng tuổi thọ của xe

2.2.2 Yêu cầu của hệ thống treo

Khả năng hấp thụ và giảm sóc: Hệ thống treo cần có khả năng hiệu quả để hấp thụ và giảm sóc các va đập và rung động từ mặt đường Điều này đảm bảo rằng hành khách không cảm nhận mọi sự xáo trộn từ mặt đường và giúp bảo vệ phương tiện khỏi thiệt hại Đảm bảo tính ổn định và bám đường: Hệ thống treo cần giữ cho các bánh xe luôn tiếp xúc với mặt đường và đảm bảo tính ổn định khi lái xe Điều này tăng cường khả năng an toàn khi xe gặp va chạm hoặc trong các tình huống khó khăn trên đường

Tính nhạy bén và đáng tin cậy: Hệ thống treo cần phản ứng nhanh chóng và dự đoán được các thay đổi trên mặt đường Nó cũng phải đáng tin cậy, không gây ra sự cố hoặc hỏng hóc thường xuyên

Tính linh hoạt và thích ứng: Hệ thống treo cần phải có tính linh hoạt để thích ứng với đường trơn trượt, đường gồ ghề và đường có nhiều ổ gà

Giảm tiếng ồn và rung động: Hệ thống treo cần giảm tiếng ồn và rung động từ mặt đường và các thành phần khác của xe Điều này tạo ra môi trường lái xe dễ chịu và sự tĩnh lặng cho hành khách

Tương thích với loại xe và mục tiêu sử dụng: Hệ thống treo phải được thiết kế để thich hợp với loại xe cụ thể và mục tiêu sử dụng của nó Xe hơi con, xe thể thao, xe tải và xe chuyên dụng sẽ có các yêu cầu khác nhau đối với hệ thống treo

Kiểm soát chiều cao xe: Hệ thống treo cần có khả năng kiểm soát chiều cao của xe, cho phép thay đổi khi cần thiết để đáp ứng các điều kiện cụ thể hoặc mục đích sử dụng.

Phân loại hệ thống treo

- Việc phân loại các hệ thống treo, được thực hiện dựa trên các tiêu chí sau đây:

- Theo loại bộ phận đàn hồi, ta có thể phân chia như dưới đây:

+ Loại được làm bằng kim loại (gồm có lò xo, lá nhíp, thanh xoắn)

+ Loại sử dụng khí (loại bọc bằng cao su - sợi, màng, loại ống)

+ Loại sử dụng thuỷ lực (loại ống)

+ Loại làm bằng cao su

- Dựa vào sơ đồ của bộ phận dẫn hướng, ta có thể phân chia như dưới đây:

+ Loại phụ thuộc với cầu liền (loại riêng và loại thăng bằng)

+ Loại độc lập (một đòn, hai đòn)

- Dựa vào phương pháp dập tắt dao động, ta có thể phân chia như dưới đây:

+ Loại giảm xóc bằng thuỷ lực (loại tác dụng một chiều, loại tác dụng hai chiều) + Loại ma sát bằng cơ (ma sát trong bộ phận đàn hồi, trong bộ phận dẫn hướng)

- Dựa vào phương pháp điều khiển, việc phân loại được thực hiện như sau:

+ Hệ thống treo bị động

+ Hệ thống treo chủ động

2.3.1 Hệ thống treo độc lập

Trên hệ thống treo độc lập, dầm cầu được chế tạo rời và được kết nối với nhau bằng cách sử dụng các khớp nối, lò xo trụ là bộ phận đàn hồi, bộ phận giảm chấn là giảm chấn ống

Hình 2.7 Hệ thống treo độc lập

2.3.1.1 Đặc điểm của hệ thống treo độc lập

 Khối lượng không được treo nhỏ và bánh xe tiếp xúc với mặt đường tốt Do đó tính ổn định và sự êm dịu chuyển động được tối ưu

 Các lò xo chỉ có tác dụng định vị các bánh xe do nó chỉ đỡ phần thân xe Do đó có thể dùng các lò xo mềm

 Có thể hạ thấp khu vực lắp động cơ và sàn xe do không có sự kết nối cứng giữa các bánh xe Từ đó có thể trọng tâm của xe và mở rộng không gian hành khách

 Có thiết kế, cấu tạo phức tạp

 Khoảng cách giữa bánh xe và các góc đặt bánh xe thay đổi cùng với sự di chuyển lên – xuống của các bánh xe

Hình 2.8 Một số hệ thống treo thông dụng a) Kiểu thanh giằng McPherson

Loại hệ thống treo độc lập này là phổ biến nhất cho hệ thống treo phía trước của các xe du lịch vừa và nhỏ Loại này thường được sử dụng cho hệ thống treo phía sau của các xe có động cơ đặt ở phía trước và cầu trước chủ động Đặt lệch lò xo Ở loại này giảm chấn có chức năng như một thanh liên kết của hệ thống treo, chịu đựng các tải trọng thẳng đứng Do giảm chấn phải chịu tải từ các bánh xe nên nó có một chút độ cong Nó gây ra lực ngang (A và B) và tạo ra ma sát giữa Piston và bạc dẫn hướng, giữa Piston và thành trong xi lanh, gây ra âm thanh và ảnh hưởng không tốt đến tính êm dịu của chuyển động Có thể làm giảm hiện tượng này bằng cách đặt lệch lò xo với đường tâm giảm chấn để tạo ra phản lực a và b ngược chiều với A và B

Hình 2.9 Thanh giằng McPherson kiểu đặt lệch lò xo b) Kiểu hình thang với chạc kép

Loại này thường được áp dụng rộng rãi cho hệ thống treo phía trước của các xe tải nhỏ cũng như cho cả hệ thống treo phía trước và phía sau của các xe du lịch Đặc điểm: Ở loại này, các bánh xe được gắn liền với thân xe nhờ các đòn dưới và các đòn trên Cấu trúc hình học của hệ thống treo có thể được tùy chỉnh theo mong muốn dựa trên chiều dài của đòn dưới và đòn trên cũng như góc nối chung Thông thường, người thiết kế sẽ thiết kế đòn trên ngắn hơn đòn dưới nên góc Camber sẽ thay đổi còn khoảng cách bánh xe không

12 đổi khi xe nhún Vì vậy, góc Camber sẽ bị âm đi khi xe nhún, góc Camber của bánh ngoài cũng bị âm đi khi xe quay vòng cũng như khi nhún Kết quả đó là sự dao động của góc Camber giữa bề mặt lốp và mặt đường đường sẽ không bị dương lên, nên tính năng quay vòng sẽ được tối ưu Hơn nữa, do khoảng cách bánh xe không dao động, sự mòn lốp do sự thay đổi khoảng cách bánh xe sẽ bị hạn chế

Hình 2.10 Kiểu hình thang với chạc kép c) Kiểu chạc xiên

Kiểu hệ thống treo này có đặc điểm là lượng thay đổi của góc Camber và độ chụm có thể được giới hạn ở giai đoạn thiết kế bằng cách thay đổi độ dài của mỗi chạc và góc định lắp chạc và góc lắc của trục

Hình 2.11 Hệ thống treo kiểu chạc xiên

2.3.2 Hệ thống treo phụ thuộc

Trên hệ thống treo phụ thuộc, cả hai bánh xe được đỡ bằng một hộp cầu xe hoặc dầm cầu xe Do đó, bánh xe này sẽ cùng dịch chuyển với bánh còn lại nếu đi qua đoạn đường ghồ ghề

Hình 2.12 Hệ thống treo phụ thuộc

2.3.2.1 Đặc điểm của hệ thống treo phụ thuộc

- Cấu tạo đơn giản do có số lượng các bộ phận ít Do đó dễ dàng bảo dưỡng

- Có độ bền cao, từ đó cho phép tải nặng

- Thân xe nghiêng một chút khi quay vòng

- Độ mòn lốp ít hơn do chỉ thay đổi nhỏ về góc đặt bánh xe khi bánh xe chuyển động lên xuống

- Sự dao động dễ xảy ra hơn Do sự dịch chuyển của các bánh xe bên trái và bên phải tác động lẫn nhau, Do đó tính êm dịu chuyển động kém

Các loại hệ thống treo phụ thuộc a) Kiểu đòn kéo có dầm xoắn

Kiểu này thường được áp dụng cho hệ thống treo ở đằng sau của các loại xe ô tô có động cơ đặt ở phía trước và được dẫn động bằng bánh trước Cấu tạo bao gồm có một đòn treo và một thanh ổn định được hàn với dầm chịu xoắn Được xây dựng với cấu tạo đơn giản và nhẹ nhàng, từ đó giúp giảm đi khối lượng không được treo, nâng cao sự êm ái cho xe Bên cạnh đó còn cho phép mở rộng diện tích trong khoang hành lý

Khi xuất hiện hiện tượng xoay đứng do di chuyển vào đường cong hoặc trên đường ghồ ghề, thanh ổn định sẽ bị xoắn cùng với dầm trục Nhờ vậy mà hiện tượng xoay đứng được giảm xuống, từ đó giúp cho xe chạy ổn định hơn

Hình 2.13 Hệ thống treo phụ thuộc kiểu đòn kéo có dầm xoắn b) Kiểu nhíp song song

Hình 2.14 Hệ thống treo phụ thuộc kiểu nhíp song song Đối với loại này, hai bó nhíp được đỡ hoặc treo dầm cầu tạo dao động cho xe khi đi vào đường không bằng phẳng Ngoài ra, còn có thêm bộ giảm chấn nhằm nhanh chống dập tắt dao động do nhíp gây nên Loại này có thể tạo ra khoảng sáng gầm xe rất cao, từ đó nâng cao tính cơ động của động cơ, và cũng có cấu trúc đơn giản cùng độ cứng vững cao Hệ thống treo này thường được áp dụng cho các loại xe tải hoặc dùng để treo cầu sau trên một số xe du lịch Ở hệ thống treo loại này, khối lượng không được treo phụ thuộc vào khối lượng các lá nhíp Tuỳ thuộc vào cách bố trí các lá nhíp, mà ta có nhiều cấu trúc khác nhau c) Kiểu đòn dẫn - đòn kéo có giằng ngang

Trong kiểu này, sự định vị cầu, được thực hiện nhíp ở kiểu nhíp song song đã trình bày trước đây được thay thế bằng các đòn dẫn hay đòn kéo và một thanh điều khiển ngang Kiểu này ưu việt hơn dùng nhíp ở những điểm sau như tính êm dịu khi chuyển động và do độ cứng đòn kéo cao nên”sự uốn” khó xảy ra

Hình 2.15 Kiểu đòn dẫn - đòn kéo có giằng ngang d) Kiểu bốn thanh liên kết

Kiểu này thường được áp dụng ở hệ thống treo sau Nó tạo ra tính êm dịu chuyển động tốt nhất so với tất cả các loại hệ thống treo phụ thuộc khác Đặc điểm: Vì sự định vị của cầu xe được thực hiện nhờ các thanh liên kết nên những lò xo mềm có thể được sử dụng Do đó tạo ra sự chuyển động mềm mại và hiệu quả

Do các bố trí hình học của các thanh nối, vì vậy sẽ ngăn được tình trạng chúi mũi xe khi phanh và xệ phần sau khi tăng tốc Sàn xe phía trên bộ vi sai có thể hạ thấp xuống, cho phép tạo thêm không gian chở khách

Hình 2.16 Hệ thống treo phụ thuộc kiểu 4 thanh liên kết

2.3.3 Hệ thống treo khí nén

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử[1]

2.4.1 Thế nào là hệ thống treo khí

Hệ thống treo khí nén có đặc tính chuyển động êm dịu hơn so với lò xo kim loại vì nó có khả năng hấp thụ những dao động nhỏ Đồng thời, hệ thống treo khí cũng có thể thay đổi độ cứng của lò xo và độ cao

Cấu tạo hệ thống treo khí được trình bày trong tài liệu này chủ yếu được lấy từ xe LEXUS LS400 Như đã nêu trong bảng 2.1, loại hệ thống treo này cho phép điều khiển lực giảm chấn của thanh giảm chấn cũng như độ cứng của lò xo và độ cao của xe Ngoài ra, hệ thống có khả năng chẩn đoán và dự phòng Đây còn được gọi là "Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử"

Bảng 2.1 Bảng chế độ lực giảm chấn, độ cứng lò xo và chiều cao xe

Lực giảm chấn 3 giai đoạn

Mềm-Soft Trung bình-Medium Cứng-Hard Độ cứng lò xo 2 chế độ Mềm-Soft

Chiều cao xe 2 chế độ* Bình thường-Normal

*Với các xe cho thị trường Mỹ, việc điều khiển độ cao gầm xe theo 3 chế độ nhờ có thêm chế độ thấp ngoài chế độ bình thường và cao

2.4.2 Các chức năng của hệ thống treo khí nén điện tử

Mục đích của hệ thống treo khí điều khiển điện tử là điều chỉnh lực giảm chấn của thanh giảm chấn, độ cứng của lò xo và độ cao của gầm xe dựa trên các điều kiện vận hành khác nhau Mục tiêu của hệ thống này là tạo ra sự êm dịu trong chuyển động và mang lại sự ổn định khi lái xe

2.4.2.1 Thay đổi chế độ lực giảm chấn và độ cứng lò xo

Thông qua công tắc chọn chế độ, còn được gọi là công tắc LRC, người lái có thể chọn các chế độ khác nhau để điều chỉnh lực giảm chấn từ thanh giảm chấn và độ cứng lò xo để phù hợp với các điều kiện vận hành khác nhau của xe Dựa trên các chế độ được chọn bởi công tắc điều khiển độ cao, chiều cao gầm của xe có thể được điều chỉnh để phù hợp với các điều kiện vận hành khác nhau của xe

Có hai chế độ cho công tắc LRC: NORM (bình thường) và SPORT (thể thao) Chế độ NORM phù hợp với tính êm dịu của chuyển động và phù hợp khi xe hoạt động trong điều kiện bình thường Chế độ SPORT cung cấp tính ổn định cao nhất của xe khi quay vòng ngoặt Độ cứng lò xo ứng và lực giảm chấn với mỗi vị trí của công tắc LRC được hiển thị trong Bảng 2.2:

Bảng 2 2 Bảng chế độ công tắc LRC

VỊ TRÍ CÔNG TẮC LỰC GIẢM CHẤN ĐỘ CỨNG LÒ XO

NORM Mềm-Soft Mềm-Soft

SPORT Trung bình-Medium Cứng-Hard

Hình 2.17 Công tắc LRC và công tắc điều khiển độ cao

2.4.2.3 Công tắc điều khiển độ cao

Công tắc điều khiển độ cao cho phép bạn chọn giữa hai vị trí thấp và cao Khi lái xe qua những đường bình thường, chọn vị trí NORM và còn trên đường xóc thì chọn HIGH Bảng sau đây cho thấy độ cao của gầm xe:

Bảng 2 3 Bảng chế độ công tắc điều khiển độ cao

VỊ TRÍ CÔNG TẮC ĐỘ CAO GẦM XE NORM Bình thường-Normal

Hình 2.18 Công tắc điều khiển độ cao

2.4.2.4 Điều khiển lực giảm chấn và độ cứng lò xo Để đảm bảo tính êm dịu và khả năng điều khiển, lực giảm chấn và độ cứng lò xo được điều khiển bằng điện tử để chống lại các hiện tượng ảnh hưởng đến chuyển động của xe như nghiêng ngang, chúi đầu và chúi đuôi Các chức năng điều khiển được liệt kê ở bảng 2.4

Bảng 2.4 Bảng chức năng của hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Điều khiển Chức năng

Lực giảm chấn của thanh giảm chấn và độ cứng của lò xo được chuyển sang chế độ cứng Do đó, nó giảm thiểu sự thay đổi trạng thái của thân xe và ngăn chặn hiện tượng chúi đuôi xe khi tăng tốc

Lực giảm chấn của thanh giảm chấn và độ cứng của lò xo được chuyển sang chế độ cứng Do đó, sự nghiêng ngang được hạn chế, sự thay đổi trạng thái thân xe được giảm thiểu và khả năng điều khiển được tối đa hóa

Lực giảm chấn của thanh giảm chấn và độ cứng của lò xo được chuyển sang chế độ cứng Do đó, hiện tượng chúi mũi xe khi phanh được giảm bớt và sự thay đổi trạng thái thân xe được giảm bớt Điều khiển tốc độ cao*

Thanh giảm chấn chuyển sang chế độ trung bình và lò xo chuyển sang chế độ cứng ở tốc độ cao

Do đó, tính ổn định chuyển động và khả năng lái được tối ưu hóa Điều khiển trên đường xóc

Hạn chế lắc dọc Hạn chế nhún

Khi xe chạy trên đường không bằng phẳng, lực giảm chấn của thanh giảm chấn và độ cứng của lò xo được điều chỉnh đến mức trung bình và cứng khi cần thiết Điều này giúp tối ưu hóa tính êm dịu của chuyển động

*Chỉ dành cho các xe ở thị trường Mỹ

2.4.2.5 Điều khiển độ cao gầm xe

Chiều cao gầm xe được điều chỉnh bằng điện tử để bù lại sự thay đổi trong việc phân bố tải trọng và ổn định trạng thái thân xe khi chạy ở tốc độ cao

Các chức năng điều khiển như bảng dưới:

Bảng 2.5 Bảng chức năng điều khiển độ cao của hệ thống treo khí nén điện tử Điều khiển Chức năng

Tự động điều khiển độ cao

Không phụ thuộc vào số lượng hành khách và hành lý, độ cao của xe sẽ được duy trì không đổi(bình thường hay cao) Độ cao tiêu chuẩn sẽ

21 phụ thuộc vào người lái chọn trên công tắc điều khiển độ cao Điều khiển tốc độ cao*

Khi công tắc điều khiển độ cao ở vị trí High, độ cao gầm xe sẽ được hạ xuống mức Normal khi xe đang di chuyển ở vận tốc cao (Đối với các phương tiện được sản xuất cho thị trường Mỹ, độ cao gầm hạ xuống mức thấp-Low khi công tắc ở vị trí Normal) Điều này giúp tối ưu hoá động lực học khi xe di chuyển và ổn định ở vận tốc cao Điều khiển khi tắt khoá điện

GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ

Giới thiệu chung về mô hình

Hình 3.1 Mô hình giảng dạy hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử

Bảng 3.1 Bảng giới thiệu về mô hình hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử

Tiếng Việt: Mô hình giảng dạy hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử

Tiếng Anh: Electronic Control Suspension Sysem Educational Training Equipment

3 Kích thước Dài x Rộng x Cao: 260 x 140 x 172 cm

4 Nguồn điện DC 12V (dòng một chiều), AC 220V (dòng xoay chiều

5 Loại động cơ Hyundai Motor New Grandeur, 3500

Cấu tạo của mô hình [2]

3.2.1 Cấu tạo và vị trí các bộ phận chính hệ thống treo khí nén điện tử trên xe

Hệ thống treo khí có các bộ giảm chấn khí và lò xo được đặt ở cả bốn bánh xe Hệ thống này có thể điều chỉnh được lực giảm chấn của thanh giảm chấn và điều khiển được độ cao xe

Hình 3.2 Vị trí bộ phận hệ thống treo trên xe Hyundai New Grandeur

Các bộ lò xo giảm chấn khí cho cầu sau được cố định riêng biệt bên phải và bên trái ở đầu cánh tay đòn trên và cánh tay đòn dưới của xe Bộ lò xo giảm chấn khí cho cầu trước được lắp chung trên một giá đỡ đằng trước của mô hình Các bộ lò xo khí này được lắp đặt giữa thân xe và khớp nối bánh lái

Hình 3.3 Cấu tạo thanh giảm chấn

Cấu tạo thanh giảm chấn: 1.Thanh chống (Strut Mount), 2 Cuộn dây điện từ (Solenoid) 3 Mối nối điện (Electrical connector) 4 Đầu nối đường khí (air line connector), 5 Cảm biến từ (sensor magnet) 6 Cảm biến chiều cao (height sensor) 7 Piston, 8 Thanh chống (Strut)

Máy nén khí điện cung cấp áp suất khí cần thiết để vận hành hệ thống Để đảm bảo không khí luôn được khô, một bộ hút ẩm được lắp trên máy nén để loại bỏ không khí ẩm Điều này ngăn nước xâm nhập và gây hư hỏng cho hệ thống Một đường khí chạy từ bộ hút ẩm

66 đến mỗi bộ lò xo khí Mỗi bộ lò xo khí được trang bị một van solenoid có thể mở hoặc đóng để điều chỉnh áp suất khí và thể tích bên trong lò xo ECU sẽ là bộ điều khiển bật và tắt máy nén và van solenoid

Hệ thống bao gồm ba cảm biến chiều cao Hai cảm biến nằm trong bộ lò xo khí phía trước và cái còn lại thì bên trong bộ giảm xóc bên phải phía sau Khi có thêm trọng lượng trên thân xe, thân xe sẽ nghiêng Cảm biến chiều cao phản ứng bằng cách gửi tín hiệu đến ECU Sau đó, ECU khởi động máy nén khí và mở van solenoid tại các bộ lò xo khí Áp suất khí tăng lên bằng cách bơm khí đến lò xo khí Điều này nâng thân xe lên đến chiều cao ban đầu hoặc chiều cao mặc định Sau khi độ cao đã về mặc định, ECU điều khiển tắt máy nén khí và đóng van solenoid

Khi kích cầu xe, thân xe sẽ bị nâng lên khỏi chiều cao mặc định Cảm biến độ cao gửi tín hiệu đến ECU ECU phản ứng bằng cách mở van solenoid để cho phép một lượng không khí thoát ra khỏi lò xo Khi chiều cao thân xe giảm lại về chiều cao quy định, ECU điều khiển đóng van solenoid

3.2.2 Điều khiển lái điện tử

Nhiều xe được trang bị hệ thống treo điều khiển điện tử hoặc có chức năng điều chỉnh hệ số giảm chấn Các bộ giảm xóc ở cả bốn bánh xe có thể được người lái điều chỉnh điện tử để có các trạng thái giảm chấn như mềm-Soft, bình thường-Normal, hoặc cứng-Hard Cấu trúc bên trong của bộ giảm xóc được mô tả ở ở hình 3.4 dưới

Hình 3.4 Cấu tạo bộ giảm xóc điều chỉnh điện tử

Khi người lái nhấn công tắc chế độ mềm(SOFT) hoặc chế độ cứng(HARD) bằng cách sử dụng công tắc trong hình 3.5 dưới Bộ điều khiển điện tử ECM gửi tín hiệu đến một van solenoid hoặc một động cơ điện nhỏ ở đầu của mỗi bộ lò xo giảm xóc Động cơ sau đó quay một chút, mở hoặc đóng các khe có kích thước khác nhau trong piston, điều này thay đổi lực cản đối với dòng chất lỏng bên trong bộ lò xo giảm xóc

Hình 3.5 Vị trí công tắc chế độ trên xe Hyundai New Grandeur 3500

Hệ thống chỉ điều khiển độ êm ái của xe và không điều khiển độ cao của xe Trên một số xe, có một thiết lập cho phép bộ lò xo giảm xóc tự động lựa chọn độ giảm xóc tương ứng cho tình trạng đường và lái xe Các hệ thống tương tự bao gồm lò xo khí phụ trợ để cũng điều chỉnh chiều cao của xe Các cảm biến khác có thể gửi thông tin đến ECM về tốc độ xe, độ gồ ghề của đường và gập thân xe Sau đó, ECM gửi tín hiệu đến bộ lò xo giảm xóc để điều chỉnh và cung cấp trải nghiệm lái tốt nhất dưới điều kiện vận hành hiện tại

3.2.3 Các chi tiết trên mô hình hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử

Hình 3.6 ECU hệ thống treo

Hệ thống treo điều khiển điện tử (ECS-Electronic Control Suspension) Hệ thống lấy các thông tin đầu vào từ người lái, điều kiện lái xe và tình trạng mặt đường để điều khiển chiều cao của xe, độ cứng lò xo và khả năng hấp giảm xóc thông qua hộp ECU hệ thống treo (ECS)

3.2.3.2 Cảm biến góc quay vô lăng (Steering Angle Sensor)

Hình 3.7 Cảm biến góc quay vô lăng

ECM của hệ thống treo nhận tín hiệu xung số từ cảm biến tốc độ góc để xác định tốc độ quay, hướng và góc quay của bánh lái để xác định liệu có việc rẽ đang diễn ra và thực hiện chức năng điều khiển chống nghiêng ngang-Anti Roll Control

Bảng 3.2 Đặc điểm kỹ thuật của cảm biến tốc độ

Kiểu Điện áp hoạt động Điện áp đầu ra

Bóng bán dẫn quang 5 ±0.5V ON: 0.5V

Hình 3.8 Dạng xung tín hiệu của cảm biến góc xoay vô lăng(vô lăng xoay phải-đồ thị bên trái, vô lăng xoay trái-đồ thị bên phải)

Bên trái : Điện áp thấp (1.3~2.0V) Điện áp cao (3.0 ~ 4.1V) được phát hiện bởi cảm biến 2

Bên phải: Điện áp thấp (1.3~ 2.0V) Điện áp cao (3.0 ~ 4.1V) được phát hiện bởi cảm biến 1

Cảm biến "G" (Gravity-trọng lực) hay còn được gọi là cảm biến lực G được sử dụng để giám sát các thay đồi về hướng và độ nghiêng của xe và truyền tín hiệu ECU dưới dạng điện áp từ 0-5V Các tín hiệu về hướng và độ nghiêng xe sẽ được sử dụng như tín hiệu bù lại trong quá trình điều khiển chống nghiêng ngang Anti Roll Control (là cảm biến dành riêng cho việc phát hiện tình trạng đường) Khi điện áp ở 2,5V thì xe đang ở trạng thái cân bằng; điện áp nhỏ hơn 2,5V thì xe đang nghiêng trái; điện áp lớn hơn 2,5V thì xe nghiêng phải

Bảng 3.3 Bảng đặc điểm kĩ thuật của cảm biến lực G

Kiểu Điện áp hoạt động Đầu ra giới hạn

(Tiêu chuẩn : 2.5 V) Dưới 10A Điện áp đầu ra:

Hình 3.9 Điện áp đầu ra của cảm biến lực G

3.2.3.4 Cảm biến độ cao (Height Sensor)

Các cần điều khiển cảm biến độ cao được gắn với dĩa xẻ rảnh và có thể xoay lên xuống dựa trên sự di chuyển lên và xuống của thân xe, với khả năng tính toán độ cao dựa trên chuyển động lên xuống của cần ECU của hệ thống treo tính toán sự xoay của cảm biến chiều cao của xe để phân loại chiều cao hiện tại thành một trong chín cấp độ, sau đó thực hiện điều chỉnh cần thiết để đạt được chiều cao của xe mong muốn

Bảng 3.4 Bảng Thông số kỹ thuật

Kiểu Điện áp hoạt động Điện áp đầu ra Photo Transistor 5 ±0.25V ON:1.2V

OFF:4.4V Độ cao xe Ký hiệu Tín hiệu đầu ra

Cao H 1 0 0 1 Độ cao bình thường NH 1 1 0 1

3.2.3.5 Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp Ga (TPS)

Cảm biến này có nhiệm vụ là xác định người lái đang có ý định tăng ga hay giảm ga bằng cách truyền tín hiệu đến ECU để ECU điểu khiển sao cho giảm thiểu các trường hợp chúi đuôi xe khi tăng ga và trường hợp chúi mũi xe khi giảm ga hay phanh

Bảng 3.5 Bảng Thông số kỹ thuật của cảm biến vị trí bàn đạp ga

Van tiết lưu Điện áp đầu ra

Hình 3.10 Sóng tín hiệu từ cảm biến vị trí bướm ga TPS

3.2.3.6 VSS-Vehicle Speed Sensor (Cảm biến tốc độ xe)

Cách vận hành và các chức năng của mô hình [2]

Bước 1: Kết nối cáp điện nằm bên trái thiết bị vào một ổ cắm 220V

Bước 2: Bật công tắc nguồn của nguồn để mô hình chuyển đổi điện xoay chiều 220V thành điện một chiều (DC) để truyền điện áp DC 12V

Bước 3: Quay chìa khóa khởi động vào vị trí "ON" và chú ý nhìn trên bảng táp-lô xe đèn

Alarm không sáng (Trong trường hợp hoạt động mà thấy đèn báo Alarm sáng thì tắt công tắc nguồn khoảng 15 giây và bật lại nguồn)

Hình 3.22 Chìa khoá khởi động

Bước 4: Trước khi bắt đầu các bài thực hành thì chú ý đồng hồ áp suất phải chỉ trên

7kgf/cm 2 thì mô hình mới có thể hoạt động (Nếu máy nén không trên mô hình không hoạt động thì ta sử dụng một máy nén khác và dùng dây hơi cắm vào vị trí như hình 3.24)

Hình 3.23 Đồng hồ áp suất máy nén khí

Hình 3.24 Vị trí cắm ống hơi

1 Sau khi bình khí nén được nạp đầy và đủ áp suất, độ cao của xe tự động điều chỉnh về trạng thái "Normal High-cao bình thường" ở xy lanh trước, còn độ cao xy lanh sau ở trạng thái “Extreme Low-Rất thấp” và có thể bắt đầu các bài thực hành mô phỏng các chức năng của mô hình

2 Sau khi đã thực hành các bài thực hành, tắt chìa khóa khởi động và tắt công tắc nguồn

3.3.2.Các chức năng của mô hình

Bảng 3.10 Bảng các chức năng của mô hình

STT Tên chức năng Mục đích

1 Mô phỏng chống nghiêng ngang – Anti

Mô phỏng lại các trường hợp khi xe tăng tốc, phanh gấp, quay vòng ngoặt, hành khách đang đi lên hay xuống xe,….để giúp sinh viên thấy được hoạt động của hệ thống treo trong các trường hợp này

2 Mô phỏng chống chúi đuôi xe – Anti Squat

3 Mô phỏng chống chúi mũi xe – Anti Dive

4 Mô phỏng khi xe không mang vật gì nặng trên thùng xe và đang đi với tốc độ cao

5 Mô phỏng trường hợp xe đang chạy lùi –

6 Tự động điều chỉnh độ cao theo xy lanh khí -

Height Control in compliance with air cylinder

7 Đo sóng/tín hiệu điện áp cảm biến

Giúp sinh viên nhận dạng được các sóng cảm biến tốc độ, sóng cảm biến bướm ga, điện áp cảm biến lực G Từ đó, sinh viên có thể xác định được hư hỏng của các cảm biến

8 Đọc chẩn đoán lỗi thông qua giắc chẩn đoán OBD1

Giúp sinh viên học được cách đọc các mã lỗi, từ đó nhận biết được các vị trí hư hỏng

MỘT SỐ BÀI THỰC HÀNH CÓ THỂ THỰC HIỆN TRÊN MÔ HÌNH VÀ THANG ĐO ĐÁNH GIÁ BLOOM

Thực hành các bài thực hành có trong bản hướng dẫn

Chú ý: trước khi thực hành cần khởi động máy theo hướng dẫn ở chương ba

4.1.1 Mô phỏng chống nghiêng ngang – Anti Roll Control

Bước 1: Đạp bàn đạp ga, xác nhận rằng điện áp đang tăng lên trên màn hình hiển thị điện áp TPS trên bảng giảng dạy của mô hình

Hình 4.1 Nhấn bàn đạp ga và quan sát điện áp thay đổi của bàn đạp

Bước 2: Vặn núm vặn VSS Speed theo chiều kim đồng hồ để đặt vận tốc trên 30km/h

Như hình 4.2, mình sẽ chọn tốc độ là khoảng 60km/h

Hình 4.2 Đặt vận tốc ở 60km/h

Bước 3: Cùng lúc vặn núm cảm biến trọng lực-G-Sensor và cùng lúc đánh vô lăng sang bên trái và bên phải Điều này sẽ tạo mô phỏng xe đang bị nghiêng ngang, và chuyển động này sẽ được truyền tín hiệu đến ECU Trong quá trình này, khí sẽ được nạp và xả liên tục ở bộ lò xo giảm chấn phía trước và phía sau để ổn định tình trạng lái xe

Bước 4: Quan sát sự thay đổi lực giảm chấn trên đồng hồ táp lô và nhận biết xy lanh nào đang nạp hoặc xả trên mô hình

*Đánh lái trái – Bên hành khách (xy lanh bên phải)-Nạp khí

Bên người lái (Xy lanh bên trái)-Xả khí

*Đánh lái phải - Bên người lái (Xy lanh bên trái)-Nạp khí

Bên hành khách (Xy lanh bên phải)-Xả khí

Mô tả hiện tượng xảy ra:

Hoạt động của chức năng chống nghiêng ngang trên hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử diễn ra như sau:

Khi người lái đánh vô lăng quay sang trái hoặc phải ở tốc độ trên 30km/h, lực quán tính ly tâm tác động khiến thân xe có xu hướng nghiêng sang phải hoặc trái một bên do trọng tâm dịch chuyển Trên mô hình, khi ta xoay núm cảm biến trọng tâm G thì ta đang giả một tín hiệu đến ECU khiến ECU cho rằng thân xe đang nghiêng Cảm biến tốc độ cũng gửi thông tin về tốc độ hiện tại của xe và cảm biến bướm ga sẽ gửi tín hiệu độ mở bướm ga ECU nhận các thông tin trên và điều khiển van điện từ điều chỉnh áp suất khí nén trong các túi khí Van sẽ tăng áp suất khí nén ở bên nghiêng thấp hơn, đồng thời giảm áp suất khí nén ở bên nghiêng cao hơn Sự chênh lệch về áp suất khí nén làm cho lực nâng của bên thấp hơn tăng lên và bên cao hơn giảm xuống Quá trình điều chỉnh áp suất khí nén diễn ra liên tục giúp giảm góc nghiêng và giữ thăng bằng cho xe trong khi vào cua Nếu nút ECS mô hình đang ở chế độ Auto Mode thì lực giảm chấn sẽ ở chế độ “Medium-trung bình” hoặc “Hard-Cứng” Còn nếu chọn chế độ SPORT thì lực giảm chấn sẽ là “Hard-Cứng”

4.1.2 Mô phỏng chống chúi đuôi xe – Anti Squat Control

Bước 1: Đạp bàn đạp ga và đồng thời vặn núm VSS Speed theo chiều kim đồng hồ để đặt tốc độ xe là 20km/h

Hình 4.3 Đạp bàn đạp ga

Hình 4.4 Vặn núm VSS để đặt vận tốc 20km/h

Bước 2: Chờ khoảng từ 5-10s, ta đạp ga đột ngột ECU sẽ nhận tín hiệu này có nghĩa là xe đang tăng tốc đột ngột và bắt đầu thực hiện chức năng chống chúi đuôi Lúc này, ECU sẽ điều khiển sao cho khí đến các thanh giảm chấn được nạp và xả sao cho phù hợp để ổn định tình trạng lái xe Để có thể nhận diện được hiện tượng xảy ra trên mô hình rõ hơn, ở bước 2 chúng ta có thể tăng ga đột ngột cùng với vặn núm VSS đặt tốc độ tăng đến 120km/h để quan sát rõ ràng hơn

Hình 4.5 Đặt tốc độ là 140km/h

Bước 3: Quan sát sự thay đổi lực giảm chấn trên đồng hồ táp lô và nhận biết xy lanh nào đang nạp hoặc xả trên bảng giảng dạy của mô hình

(Giảm chấn phía trước – trái/phải xả khí, Giảm chấn phía sau – trái/phải nạp khí)

Mô tả hoạt động xảy ra:

Chức năng chống chúi đuôi xe Anti Squat Control của hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử hoạt động như sau:

Khi xe đạp ga và tăng tốc đột ngột, xe có xu hướng bị chúi đuôi Chúi đuôi quá mức sẽ làm mất cân bằng xe và khó khăn trong việc điều khiển ECU sẽ nhận thông tin từ cảm biến tốc độ và cảm biến bướm ga để biết được xe đang tốc đột ngột Từ đó, ECU biết được xe có khả năng bị chúi đuôi nên sẽ điều chỉnh áp suất ở giảm chấn phía trước xả khí, còn giảm

88 chấn phía sau sẽ nạp khí để chống lại hiện tượng chúi đuôi Từ đó, giúp cân bằng lại xe Nếu người lái để chế độ của công tắc ECS là Auto-mode thì lực giảm chấn sẽ là “Medium- trung bình” hoặc “Hard-Cứng” Còn ở chế độ Sport Mode, thì lực giảm chấn sẽ là “Hard- Cứng”

4.1.3 Mô phỏng chống chúi mũi xe – Anti Dive Control

Bước 1: Nhấn bàn đạp ga và cùng lúc vặn núm VSS Speed để đặt tốc độ của xe lớn hơn hoặc bằng 60km/h

Bước 2: Đợi 5-10s, ta nhả bàn đạp ga và xác nhận màn hình hiển thị điện áp TPS giảm xuống còn 0.5V và đồng thời nhấn bàn đạp phanh Cùng lúc, vặn núm VSS Speed ngược chiều kim đồng hồ để vận tốc xe giảm về 0km/h

Hình 4.6 Nhả bàn đạp ga

Hình 4.7 Nhấn bàn đạp phanh

ECU lúc này sẽ nhận tín hiệu là xe đang giảm tốc đột ngột Lúc này, khí sẽ được nạp ở giảm chấn phía trước và xả khí giảm chấn phía sau để ổn định thân xe

Bước 3: Quan sát sự thay đổi lực giảm chấn trên đồng hồ táp lô và nhận biết xy lanh nào đang nạp hoặc xả trên bảng giảng dạy của mô hình

Khi hệ thống treo khí nén điện tử ở chế độ chống chúi mũi xe (anti-dive), hệ thống khí nén sẽ hoạt động như sau:

Khi phanh gấp ở tốc độ cao, trọng lượng của xe sẽ dồn về phía trước do sự dịch chuyển tải trọng Đây chính là hiện tượng chúi mũi xe Điều này làm giảm hiệu quả phanh và tăng nguy cơ xe có thể bị lật Lúc này, ECU nhận tín hiệu từ công tắc bàn đạp phanh và biết người lái đang đạp phanh, cảm biến tốc độ là xe đang giảm tốc đột ngột, đồng thời tín hiệu cảm biến bướm ga báo về ECU là đóng hoàn toàn ECU biết được xe đang giảm tốc đột ngột và có thể xảy ra hiện tượng chúi mũi, ECU sẽ bắt đầu cấp thêm khí nén ở xy lanh phía trước và xả khí ở xy lanh sau để chống lại hiện tượng chúi mũi Ở chế độ auto mode, thì lực giảm chấn lúc này sẽ là “Medium-trung bình” hoặc “Hard-cứng” Còn ở chế độ Sport mode, thì lực giảm chấn lúc này sẽ là “Hard-cứng”

4.1.4 Mô phỏng trường hợp xe không mang gì nặng trên thùng xe và đang đi ở tốc độ cao - Light Control

Bước 1: Nhấn bàn đạp ga và xác nhận điện áp tăng trên màn hình hiển thị điện thế TPS trên mô hình giảng dạy

Bước 2: Đặt vận tốc mô hình là trên 140km/h bằng cách vặn công tắc điều khiển VSS

SPEED theo chiều kim đồng hồ

Bước 3: Nhấn công tắc Light S/W sẽ kích hoạt đèn báo light trên mô hình Không khí sẽ được xả ra từ thanh giảm chấn cầu sau và ổn định tình trạng lái xe

Bước 4: Quan sát và nhận biết xy lanh nào đang nạp hoặc xả trên bảng giảng dạy mô hình

Chức năng điều khiển tốc độ cao Light Control hoạt động như sau:

Trong hệ thống treo khí nén điện tử, hệ thống luôn giữ độ cao xe ở trạng thái “bình thường cao-Normal High” Nhưng trong trường hợp có tải trọng là nhẹ(tức là trên xe chỉ có người lái), thì ban đầu phần đuôi xe cao hơn một chúi so với đầu xe nhưng hệ thống sẽ xả bớt khí để duy trì độ cao Normal High Khi xe đi với tốc độ cao trên 100km/h và trong xe chỉ có người lái(tức là xe đang nhẹ) và đuôi xe lúc này hơi cao, lực cản không khí sẽ tác động mạnh lên xe khiến xe có bị rung lắc dữ dội và giảm khả năng bám đường của xe Khi thực hiện bài thực hành này trên mô hình, ECU sẽ nhận các tín hiệu từ cảm biến tốc độ để biết tốc độ hiện tại là hơn 100km/h, và cảm biến bướm ga để biết độ mở của bướm ga Khi bật công tắc light switch trên mô hình, tức là ta đang gửi một tín hiệu điện áp giả để ECU nhận là xe đang đi tốc độ cao và tải trọng trên xe nhẹ ECU sẽ nhận các tín hiệu trên và điều khiển các van điện từ cho xy lanh sau để xả bớt khí ra khỏi giảm chấn để ổn định lại xe

4.1.5 Mô phỏng trường hợp xe đi lùi - Reverse Control

Bước 1: Nhấn công tắc Reverse sẽ kích hoạt chế độ xe đang lùi và đèn báo Reverse sẽ sáng

Bước 2: Nhấn bàn đạp ga và đồng thời vặn núm VSS Speed để tăng tốc độ của xe lên

Hình 4.10 vặn núm VSS để đặt tốc độ 40km/h

Bước 3: Nhả bàn đạp ga và xác nhận giảm điện thế hiển thị màn hình TPS voltage xuống còn 0,5V Đồng thời, nhấn bàn đạp phanh và vặn núm VSS speed ngược chiều kim đồng hồ để tốc độ giảm xuống còn 0km/h

Bước 4: ECU sẽ nhận tín hiệu này là xe đang giảm tốc độ rất nhanh ECU sẽ điều khiển sao cho lượng không khí được nạp hoặc xả ở các thanh giảm chấn để tránh hiện tượng chúi đuôi xe khi xe lùi

Bước 5: Quan sát và nhận biết xy lanh nào đang nạp hoặc xả trên bảng giảng dạy mô hình

Trong bài thực hành mô phỏng xe lùi, hệ thống treo khí nén điện tử hoạt động như sau: Trong bài này, khi nhấn công tắc reverse tức là ta đang giả một tín hiệu điện áp đến ECU để báo rằng xe đang lùi Nhấn bàn đạp ga và văn núm VSS đặt tốc độ lùi của xe là 40km/h (Xe đang lùi ở tốc độ cao Trong thực tế thì điều này rất nguy hiểm do ngoài việc rủi ro mất kiểm soát và gây tai nạn, thì xe có thể bị hỏng hóc phần cơ khí do hộp số không được thiết kế để lùi ở tốc độ cao) Khi nhấn bàn đạp phanh và vặn VSS để đặt vận tốc là 0km/h, ECU nhận là xe đang giảm tốc đột ngột khi lùi, có thể gây ra hiện tượng chúi đuôi xe khi xe lùi ECU sẽ điều khiển các van điện từ xả khí ở xy lanh trước và nạp khí ở xy lanh sau để ổn định lại thân xe Lực giảm chấn khi người lái chọn ở chế độ Auto mode là “Medium- trung bình” hoặc “Hard-Cứng” Còn ở chế độ Sport mode thì lực giảm chấn sẽ là “Hard-Cứng”

4.1.6 Mô phỏng tự động điều chỉnh độ cao tuân theo xi lanh khí - Height Control in compliance with air cylinder

Bước 1: Để điều chỉnh chiều cao của xe, đầu tiên nối ống khí vào mô hình hệ thống

Thực hành đo sóng tín hiệu trên osciliscope

4.2.1 Giới thiệu về máy hiện sóng kĩ thuật số Mini FNIRSI

Hình 4.13 Máy hiện sóng 1 kệnh FNIRSI DSO 152

DSO152 là dòng máy đo xung mini hướng đến là ngành công nghiệp bảo trì và nghiên cứu trong giáo dục

Với tốc độ lấy mẫu trong thời gian thực là 2,5 MS/s, băng thông 200KHz và chức năng trigger hoàn chỉnh (single, normal, automatic) Thiết bị có thể được sử dụng cho cả tín hiệu analog có chu kỳ và tín hiệu digital không chu kỳ, đo được điện thế lên đến ±400V

Với nút bấm AUTO, DSO152 hiện xung đo được mà không cần phải điều chỉnh Màn hình LCD 2,8 inch độ phân giải 320*240 cùng với pin lithium chất lượng cao 1000 mAh, máy có thể hoạt động liên tục 4 giờ sau khi sạc đầy

Hình 4.14 Vị trí các nút bấm trên máy

Bước 1: Cắm dây vào cổng nhận tín hiệu Signal input probe interface

Bước 2: Bật nút nguồn – Switch button

Bước 3: Kết nối dây dẫn vào chân tín hiệu của cảm biến hay chân cần đo tín hiệu

Bước 4: Sử dụng công tắc vặn trái-phải (Track Wheel Button) để chọn vào các thông số như điện áp, thời gian nhận tín hiệu…

Bước 5: Chọn nút UP hoặc DOWN button để tăng giảm điện áp phù hợp với điện áp phát ra của cảm biến Đồng thời để thay đổi thời gian chạy xung

Bước 6: Sau khi đã hiện sóng, có thể nhấn nút RUN để máy ngừng nhận tín hiệu và cho xem tín hiệu vừa xuất ra Muốn tiếp tục xem sóng tín hiệu thì tiếp tục nhấn nút RUN lần nữa

4.2.3 Đo tín hiệu cảm biến tốc độ

4.2.3.1 Cấu tạo và nguyên lí

Cấu tạo của cảm biến tốc độ trên ô tô:

- Cảm biến Hall: gắn kết với mâm xoay cùng trục với bánh xe

- Nam châm vĩnh cửu: gắn cố định ở một vị trí nhất định

- Bộ khuếch đại tín hiệu

- Bộ điều khiển điện tử ECU

- Khi xe di chuyển, bánh xe quay kéo mâm xoay cùng cảm biến Hall quay theo

- Khi cảm biến Hall quay qua nam châm, cường độ từ thay đổi tạo ra xung tín hiệu điện

- Các xung tín hiệu này được truyền đến bộ khuếch đại rồi đến bộ điều khiển

- Bộ điều khiển đếm số xung trong một khoảng thời gian nhất định, tính toán và xác định được tốc độ quay của bánh xe

- Thông tin tốc độ này được truyền đến bộ điều khiển động cơ để điều chỉnh các thông số làm việc cho phù hợp

4.2.3.2 Đo tín hiệu trên mô hình

Bước 1: Kết nối dây tín hiệu của máy với giắc cắm trên mô hình

Dây đỏ của máy hiện sóng cắm vào chân VSS trên bảng điều khiển, dây đen nối vào chân âm (- terminal)

Hình 4.15 Cắm dây đỏ vào chân cắm VSS và dây đen vào chân - terminal

Bước 2: Thiết lập máy đo Điều chỉnh lại điện áp là 5V, và thời gian đọc sóng là 1-2 giây

Hình 4.16 Điều chỉnh tín hiệu điện áp nhận của máy và thời gian nhận tín hiệu

Bước 3: Bật khoá điện on chìa và vặn núm văn VSS trên bảng điều khiển đặt tốc độ mong muốn

Hình 4.17 Vặn núm vặn VSS đặt tốc độ mong muốn

Bước 4: Quan sát sóng hiện trên màn hình máy hiện sóng Như hình ở dưới đây là sóng tín hiệu của tốc độ 60km/h

Hình 4.18 Xung tín hiệu từ cảm biến tốc độ khi đặt tốc độ 60km/h

4.2.4 Đo tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga

4.2.4.1 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động

Cấu tạo của cảm biến bướm ga bao gồm:

-Bộ cơ khí bướm ga: bao gồm cánh bướm và trục bướm kết nối với bàn đạp ga -Bộ cảm biến vị trí gồm biến trở thay đổi, làm bằng vật liệu đổi trở điện theo biến dạng

-Mạch điện tử xử lý và truyền tín hiệu tới bộ điều khiển động cơ

-Khi nhấn bàn đạp ga, cánh bướm xoay mở ra làm biến dạng biến trở, độ lệch tỉ lệ với góc mở bướm

-Mạch điện tử phân tích độ lệch này để phát ra tín hiệu tương ứng gửi đến bộ điều khiển động cơ

-Bộ điều khiển sẽ tăng lượng nhiên liệu phun cho phù hợp với khí thông bướm mở ra để động cơ hoạt động tối ưu

4.2.4.2 Đo tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga

Bước 1: Kết nối dây tín hiệu của máy với giắc cắm trên mô hình

Cắm dây đỏ (dây nhận tín hiệu của máy) vào chân TPS trên bảng điều khiển, dây đen vào chân (– terminal)

Hình 4.19 Nối chân tín hiệu cảm biến bướm ga.với máy

Bước 2: Thiết lập máy Đặt lại điện áp trên màn hình là 5V, thời gian đọc tín hiệu là 100ms

Hình 4.20 Đặt điện áp và thời gian nhận tín hiệu cảm biến bướm ga

Bước 3: Bật on chìa, nhấn và nhả bàn đạp ga

Hình 4.21 Nhấn nhả bàn đạp ga

Bước 4: Quan sát sóng tín hiệu bướm ga qua màn hình

Hình 4.22 Tín hiệu cảm biến bướm ga

4.2.5 Đo tín hiệu cảm biến lực G (G-sensor)

Cảm biến G là cảm biến để đo lực G Lực G là một lực ảo dạng quán tính dùng để giải thích sự thay đổi gia tốc tương đối của một vật khi vật đổi hướng hoặc thay đổi tốc độ Ví dụ khi xe tăng tốc đột ngột, ta có cảm giác có một lực gì đó nhấn ta vào ghế ngồi hay khi ta rẽ trái đột ngột thì ta hay bị đổ người sang phải và ngược lại Đó chính là lực G

Cảm biến lực G có cấu tạo như sau:

Trong cảm biến G, gồm có 7 bộ chuyển đổi ADC (bộ chuyển đổi tín hiệu Analog thành Digital Trong đó, 3 bộ để đo góc quay theo trục toạ độ x, y, z 3 bộ được dùng để đo gia tốc theo hướng x, y, z Bộ còn lại dùng để đo nhiệt độ nhưng ít sử dụng tới

Cảm biến G sẽ truyền tín hiệu điện áp 0-5V tới ECU để cho ECU biết được hướng nghiêng và góc nghiêng của xe Trường hợp điện áp là 2,5V thì xe đang cân bằng; nhỏ hơn 2,5V xe đang nghiêng trái; và lớn hơn 2,5V thì xe nghiêng phải

Hình 4.23 Nguyên lý hoạt động cảm biến lực G

4.2.5.2 Đo tín hiệu cảm biến lực G

Bước 1: Cắm dây tín hiệu vào chân cảm cảm biến G, dây đen cắm vào chân âm

Hình 4.24 Cắm dây tín hiệu cảm biến G với máy đo sóng

Bước 2: Đặt lại điện áp nhận cho máy hiện sóng là 5V và thời gian đọc tín hiệu là khoảng

Bước 3: Bật khoá điện on chìa, xoay núm vặn qua trái và qua phải

Hình 4.25 Vặn núm vặn G Sensor

Bước 4: Quan sát sự thay đổi sóng tín hiệu trên màn hình Nếu điện áp bé hơn 2.5V thì xe nghiêng trái, điện áp lớn hơn 2.5V xe nghiêng phải, điện áp bằng 2.5V xe cân bằng

Hình 4.26 Sóng cảm biến gia tốc.

Đọc nhận biết mã lỗi bằng cách kết nối cổng OBD-I

4.4.1 Nhận biết các chân trên giắc OBD-I

Hình 4.27 Thứ tự chân trên cổng DLC, giắc kết nối OBD-1 [4]

Bảng 4.1 Bảng thứ tự chân giắc của giắc kết nối OBD-I [4]

1 Chân output chẩn đoán của ECU Do trên mô hình chân giắc số 1 bị hỏng nên đã chuyển dây nối chân số một sang chân số 3

Khi thực hiện chẩn đoán trên mô hình thì kết nối chân số 3 và chân 12

5 Cruise Control – Chân output chẩn đoán hệ thống kiểm soát hành trình

6 Transmission TCU – chân output hệ thống truyền động

10 Diagnosis Control – Điều khiển on/off tín hiệu chẩn đoán

11 Vehicle Speed Sensor - Giám sát tín hiệu cảm biến tốc độ

4.4.2 Các bước thực hiện chẩn đoán sử dụng máy đo sóng

Bước 1: Xác định các chân giắc

Bước 2: Sau khi đã xác định xong thì thực hiện nối số chân số 3 với dây đỏ của máy hiện sóng và chân 12 với dây đen của máy hiện sóng

Hình 4.28 Kết nối giắc chẩn đoán với máy đo sóng FNIRSI

(Chú ý trên thực tế thì nối chân số 1 và chân số 12 để thực hiện chẩn đoán nhưng do chân số 1 trên giắc chẩn đoán bị hỏng nên đã chuyển dây chẩn đoán từ chân số 1 sang chân số 3)

Bước 3: Bật chìa khoá ở vị trí ON và quan sát sóng hiện trên mô hình Ví dụ như hình dưới đây là mã lỗi 11 và mã lỗi 21 (Có thể tạo pan bằng cách rút các giắc cắm cảm biến bướm ga, tháo ống hơi,…)

Hình 4.29 Mã lỗi hiển thị trên màn hình máy đo sóng FNIRSI

Bước 4: Đọc mã lỗi Cách đọc như sau:

Hình 4.30 Ví dụ sóng mã lỗi

Sóng dài như sóng số 1 biểu thị là hàng chục (số 10) trong mã lỗi, sóng nhỏ hơn là hàng đơn vị của mã lỗi Như sóng trên thì có 1 cột sóng dài (số 10) và 2 cột sóng ngắn (số 2), suy ra đây là mã lỗi 12-lỗi cảm biến lưu lượng khí nạp Một khoảng dừng dài khoảng 0,5 giây sẽ là khoảng ngăn cách giữa các mã lỗi

Bước 5: Sau khi sữa chữa lỗi hoàn tất, tắt mô hình hoàn toàn khoảng 2 phút để xoá lỗi

11 Lỗi cảm biến ôxy số

12 Lỗi cảm biến lưu lượng khí nạp MAF

13 Lỗi cảm biến nhiệt độ khí nạp

14 Lỗi cảm biến vị trí bướm ga

21 Lỗi cảm biến nhiệt độ nước làm mát*

22 Cảm biến vị trí trục khuỷu CKP*

23 Lỗi cảm biến vị trí trục cam*

24 Lỗi cảm biến tốc độ VSS

25 Lỗi cảm biến áp suất khí trời

43 Lỗi van tuần hoàn khí xả EGR

44 Lỗi bô bin đánh lửa số 1 hoặc số 2 trên động cơ 3.0L

55 Lỗi cảm biến van điện từ

59 Lỗi cảm biến ô xy dây sấy-Heated Oxygen

61 Lỗi dây cáp của hộp số tự động

62 Lỗi cảm biến vị trí van điều khiển sưởi ấm

Đánh giá theo thang điểm BLOOM

4.5.1 Thang điểm Bloom là gì?

Thang đo Bloom là một công cụ nền tảng để phân loại các mục tiêu và kỹ năng khác nhau mà giáo viên đặt ra cho học sinh/sinh viên Năm 1956, Benjamin Bloom, một nhà tâm lý học giáo dục tại Đại học Chicago, đã đề xuất thang đo này Thuật ngữ này gần đây đã được cập nhật bao gồm sáu cấp độ học tập như hình mô tả dưới đây Sáu cấp độ này có thể áp dụng để xây dựng cấu trúc cho mục tiêu học tập, bài giảng, và đánh giá khóa học của học sinh/sinh viên

4.5.2 Các câu hỏi phân cấp độ các bài thực hành theo thang đo Bloom

4.5.2.1 Bài mô phỏng chống nghiêng ngang

Bảng 4.3 Bảng câu hỏi theo cấp độ của thang đo Bloom bài mô phổng chống nghiêng ngang

Cấp độ Câu hỏi Mục đích

1-Nhớ Hãy liệt kê các bộ phận chính của hệ thống treo khí nén điện tử Điều kiện tốc độ của xe là bao nhiêu thì mới kích hoạt điều khiển chống nghiêng ngang?

Tại sao Đây là câu hỏi ở cấp độ nhớ chỉ yêu cầu sinh viên nêu lại các bộ phận cơ bản của hệ thống treo khí nén điện tử và liệt kê các chức năng của cảm biến

2-Hiểu Tại sao hệ thống treo cần phải xử lý và phát hiện ngay khí có hiện tượng nghiêng ngang xảy ra?

Dựa vào sơ đồ mạch điện điều khiển chống nghiêng ngang, hãy giải thích quy trình hoạt động

Yêu cầu Sinh viên giải thích, diễn đạt lại kiến thức đã học bằng phát biểu riêng của mình

3-Áp dụng Nêu các bước thực hiện mô phỏng trên mô hình

Thực hiện mô phỏng trên mô hình hệ thống treo khí nén điện tử

Yêu cầu Sinh viên có thể thực hiện và áp dụng chính xác những gì đã học vào thực tế Đồng thời giúp giảng viên kiểm tra lại lý thuyết

Phân tích ảnh hưởng của cảm biến góc quay vô lăng

Phân tích ảnh hưởng của cảm biến tốc độ

Hãy cho biết một chu kỳ của xung tín hiệu khi vô lăng quay trái và quay phải có tín hiệu như thế nào?

Yêu cầu Sinh viên cho chia vấn đề ra thành các phần nhỏ, hiểu được mối quan hệ của các của các cảm biến trong việc chống nghiêng ngang

Yêu cầu Sinh viên vận dủng khả năng phân tích và tư duy để đưa ra nhận định và đánh giá đúng đắn

5 và 6- Đánh giá và Sáng tạo Đánh giá về hoạt động của mô hình

Có thể đề xuất ý tưởng thiết kế mới cho hệ thống

Yêu cầu các Sinh viên đưa ra nhận định của mình về hệ thống

Kích thích sự sáng tạo của Sinh viên

1 Hãy liệt kê các bộ phận chính của hệ thống treo khí nén điện tử

Hệ thống treo khí nén điện tử trên ô tô thường bao gồm các bộ phận chính sau:

-Bơm khí nén: Bơm khí và tạo áp suất khí nén cho hệ thống

-Bình chứa khí nén: Chứa khí nén dưới áp suất cao

-Van điều khiển điện tử: Điều chỉnh lưu lượng khí ra vào bình chứa để nâng hạ gầm xe -Ống dẫn khí: Dẫn khí nén từ bình chứa đến các giảm xóc

-Cảm biến: Cảm biến đo chiều cao, cảm biến tốc độ cung cấp dữ liệu phản hồi cho bộ điều khiển điện tử

-Bộ điều khiển điện tử (ECU): Xử lý các tín hiệu đầu vào và điều khiển van sao cho gầm xe ở đúng độ cao mong muốn

-Màn hình hiển thị và các nút bấm điều khiển: Cho phép người lái chủ động điều chỉnh độ cao gầm xe

2 Điều kiện tốc độ của xe là bao nhiêu thì mới kích hoạt điều khiển chống nghiêng ngang? Tại sao?

Khi xe đang quay vòng ở tốc độ lớn hơn 60km/h Khi xe tốc độ dưới 30km/h chức năng chống nghiêng ngang sẽ không kích hoạt do đây là tốc độ thấp, lực quán tính ly tâm tác động lên xe thấp khi xe quay vòng

3 Tại sao hệ thống treo cần phải xử lý và phát hiện ngay khí có hiện tượng nghiêng ngang xảy ra?

Việc xe bị nghiêng ngang có những ảnh hưởng xấu sau:

Lái xe mất kiểm soát: Xe bị nghiêng làm giảm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường, làm giảm ma sát và khả năng điều khiển xe của người lái

Mòn lệch lốp xe: Khi xe bị nghiêng, trọng lượng đè lên hai bên lốp xe không cân đối làm lốp bị mòn nhanh và không đều

Tăng hao mòn các chi tiết treo: Bộ giảm chấn, lò xo, bệ đỡ động cơ chịu lực mòn nhiều hơn khi xe bị nghiêng gây hư hỏng nhanh chóng

Xe dễ bị lật: Xe bị nghiêng khi vào cua ở tốc độ cao có thể dễ dàng bị lật ngang gây nguy hiểm cho người lái Ảnh hưởng trải nghiệm của hành khách: Hành khách trên xe bị nghiêng sẽ cảm thấy khó chịu, mệt mỏi, say xe dễ bị buồn nôn."

4 Phân tích ảnh hưởng của cảm biến góc quay vô lăng

Cảm biến góc quay vô lăng có vai trò quan trọng trong việc điều khiển chống nghiêng ngang của xe:

Giúp phát hiện thời điểm xe vào cua: Khi lái xe đánh vô lăng, cảm biến sẽ nhận biết góc quay và gửi tín hiệu tới bộ điều khiển điện tử

Chủ động điều chỉnh độ cứng giảm xóc phù hợp: Hệ thống sẽ tự động điều chỉnh độ cứng của giảm xóc, giảm chấn hai bên xe để giảm nghiêng khi vào cua

Hỗ trợ lái an toàn, tránh lật: Xe sẽ giữ được độ bám đường tốt hơn ngay cả khi vào cua gấp, góp phần ngăn ngừa lật xe

5 Hãy cho biết một chu kỳ của xung tín hiệu khi vô lăng quay trái và quay phải có tín hiệu như thế nào?

Khi vô lăng quay phải một chu kì xung tín hiệu SS1 và SS2 sẽ như sau: 1-0 -> 0-0 -> 0-1 -> 1-1 Quay trái thì xung tín hiệu sẽ ngược lại

6 Phân tích ảnh hưởng của cảm biến tốc độ

Cảm biến tốc độ đóng một vai trò quan trọng trong chức năng chống nghiêng ngang của hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử

Cụ thể, cảm biến tốc độ sẽ cung cấp thông tin về tốc độ lăn của bánh xe cho bộ điều khiển điện tử Khi xe vào cua, lực ly tâm tác động khiến thân xe nghiêng sang một bên Lúc này, cảm biến tốc độ sẽ phát hiện bánh xe bên ngoài cua quay nhanh hơn so với bánh xe bên trong cua

Dựa trên thông tin chênh lệch về tốc độ lăn của các bánh xe từ cảm biến tốc độ, bộ điều khiển sẽ tự động điều chỉnh áp suất khí nén trong các túi khí ở mỗi bên xe để nghiêng thân xe ngược trở lại, giảm góc nghiêng và giữ thăng bằng cho xe

Như vậy, cảm biến tốc độ là một thành phần then chốt, cung cấp thông tin đầu vào cho hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử thực hiện chức năng chống nghiêng ngang hiệu quả Nếu không có cảm biến tốc độ, hệ thống sẽ không thể phát hiện chênh lệch tốc độ bánh xe và không thể hoạt động được

4.5.2.2 Mô phỏng chống chúi mũi – Anti Dive Control

Bảng 4.4 Bảng câu hỏi phân theo cấp độ của thang đo Bloom bài mô phỏng chống chúi mũi

Cấp độ Câu hỏi Mục đích

1-Nhớ Hãy liệt kê các bộ phận chính của hệ thống treo khí nén điện tử Điều kiện kích hoạt việc điều khiển chống chúi mũi là gì? Đây là câu hỏi ở cấp độ nhớ chỉ yêu cầu sinh viên nêu lại các bộ phận cơ bản của hệ thống treo khí nén điện tử và liệt kê các chức năng của cảm biến

2-Hiểu Tại sao hệ thống treo cần phải xử lý và phát hiện ngay khí có hiện tượng chúi mũi xe xảy ra?

Dựa vào sơ đồ mạch điện điều khiển chống chúi mũi xe, hãy giải thích quy trình hoạt động

Yêu cầu Sinh viên giải thích, diễn đạt lại kiến thức đã học bằng phát biểu riêng của mình

Nêu các bước thực hiện mô phỏng trên mô hình

Thực hiện mô phỏng trên mô hình hệ thống treo khí nén điện tử

Tiêu đề	Khai thác chức năng của mô hình giảng dạy hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử (Electronic Control Suspension System Educational Training Equipment)
Tác giả	Phùng Viết Nhật, Nguyễn Văn Ngân
Người hướng dẫn	ThS. Dương Nguyễn Hắc Lân
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công nghệ Kỹ thuật Ô tô
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	142
Dung lượng	11,98 MB