thuyết -trình- Hệ-thống-treo-tự-động-Automotive-suspension-system

TRỪỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠ KHÍ BÁO CÁO ĐỀ TÀI HỆ THỐNG TREO TỰ ĐỘNG ( AUTOMOTIVE SUSPENSION SYSTEM ) Nghành: Cơ Khí Chun ngành: Cơ khí tơ Giảng viên hướng dẫn: - NGUYỄN VĂN GIAO NHÓM 6: - LÊ VĂN THẮNG LÊ VĂN MINH Mục lục I II III IV I Giới thiệu chung hệ thông treo tự động Hệ thống treo phụ thuộc Hệ thông treo độc lâp Các hệ thống treo điện tử Hệ thống treo khí nén điện tử EAS: Cấu tạo Nguyên lý hoạt động Các phận hệ thống treo EAS Hệ thống treo điện BOSCH Cấu tạo Nguyên lý hoạt động phận MagneRide hệ thống treo bán chủ động Delphi Cấu tạo Nguyên lý hoạt động Giới thiệu chung hệ thống treo • • • Hệ thống treo gồm lò xo, giảm chấn nối khối lượng treo khối lượng không treo Công dụng o Hệ thống treo tạo điều kiện cho bánh xe dao động theo phương thẳng đứng với thân xe cách êm dịu o Giảm cảm giác "cưỡi ngựa" tơ o Do cần có độ cứng thích hợp để xe chuyển động êm dịu có khả dập tắt nhanh dao động đặc biệt dao động có biên độ dao động lớn o Tính hệ thống treo loại xe kết dung hoà hai lựa chọn: độ an toàn độ êm dịu Phân loại o Bộ phận đàn hồi o Bộ phận dẫn hướng o Bộ phận giảm chấn Hệ thống treo phụ thuộc Cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc đơn giản với hai bánh xe đỡ hộp cầu xe dầm cầu xe nối liền bánh hệ thống treo phụ thuộc có hai loại phần tử đàn hồi phần tử đàn hồi nhíp phần tử đàn hồi lị xo trụ Ưu điểm: • Cấu tạo hệ thống đơn giản, chi tiết dễ bảo trì bảo dưỡng • Hệ thống treo phụ thuộc có độ cứng vững để chịu tải nặng thích hợp cho dịng xe bán tải xe bán tải colorado • Khi xe vào đường vịng cua thân xe bị nghiêng tạo cho xe ổn định chắn • Định vị bánh xe thay đổi chuyển động lên xuống chúng nhờ lốp xe bị bào mịn • Về hệ thống treo phụ thuộc thích hợp cho dòng xe tải chở hàng nặng lắp cho trục bánh sau dịng xe phổ thơng xe Nhược điểm: • • Phần khối lượng không treo lớn hệ thống treo phụ thuộc có đặc thù cứng nhắc khơng có độ linh hoạt cho bánh nên độ êm xe • Giữa bánh xe phải trái chuyển động có ảnh hưởng qua lại lẫn thơng qua dầm cầu xe nên dễ bị ảnh hưởng dao động rung lắc lẫn • Nguy hiểm vào đoạn đường cua trượt bánh với tốc độ cao điều kiện mặt đường nước trơn trượt cung đường cong cua tay áo Hệ thống treo độc lập: •Cấu tạo hệ thống treo độc lập bánh xe lắp tay đỡ riêng gắn vào thân xe tạo linh hoạt chủ động cho bánh Vì bánh xe bên trái bên phải chuyển động độc lập với Trong hệ thống treo độc lập có dạng phần tử đàn hồi là: phần tử đàn hồi lò xo trụ đòn treo dọc, phần tử đàn hồi lò xo, hai đòn ngang, phần tử đàn hồi lò xo đòn chéo, phần tử đàn hồi xoắn, phần tử đàn hồi lò xo loại Macpherson Ưu điểm: • Khối lượng khơng treo nhỏ nên xe chạy êm lị xo khơng liên quan đến việc định vị bánh xe, sử dụng lị xo mềm • Vì khơng có trục nối bánh xe bên phải bên trái nên sàn xe động hạ thấp xuống Điều có nghĩa trọng tâm xe thấp Nhược điểm: • • • Cấu tạo phức tạp Khoảng cách định vị bánh xe bị thay đổi với chuyển động lên xuống bánh xe Nhiều kiểu xe có trang bị ổn định để giảm tượng xoay đứng xe quay vòng tăng độ êm xe Kết luận: • Sự đời hệ thống treo tự động để khắc phục nhược điểm mà hệ thống treo thường mắc phải Nhằm nâng cao tính êm dịu xe • Phản ứng nhanh với cú “xóc” xe tạo thoải mái cho người ngồi xe, giảm dao động giảm tiếng ồn • Ngồi cịn có chức dự phịng chuẩn đốn CÁC HỆ THỐNG TREO ĐIỆN TỬ A Hệ thống treo thủy khí điều khiển điện tử - Hệ thống treo thuỷ khí có ưu điểm có khả điều chỉnh độ cứng hệ thống treo, điều chỉnh độ cao thân xe, kết cấu gọn Bởi thường gặp hệ thống treo thuỷ khí xe có yêu cầu cao chất lượng chuyển động Cấu tạo: • • Phần tử đàn hồi khí nén phần tử giảm chấn dạng thuỷ lực đặt chung khối Hệ thống khí nén gồm có máy nén khí, bình chứa khí có áp suất thấp( bình dự trữ ), bình chứa khí áp suất cao, van an toàn hệ thống, cụm van điện từ điều khiển dịng cung cấp khí nén Hệ thống điều khiển gồm ba cảm biến chiều cao thân xe, rơle điện từ đóng mở van khối điều khiển ECM 1; 2; Các cảm biến chiều cao Giá quay treo sau, ổn định treo trước Máy nén khí Bình chứa khí nén có áp suất thấp Bình chứa khí nén có áp suất cao Van Ngun lý làm việc: • Khi xe khơng làm việc, bình chứa khí nén có áp suất thấp cấp khí nén dự trữ đảm bảo chế độ làm việc tối thiểu hệ thống treo Khiđộng làm việc khí nén cung cấp cho khoang khí qua van điện từ Trong trình chuyển động, tải trọng bánh xe thay đổi làm thay đổi chiều cao xe, van cảm biến phát tín hiệu để ECM điều khiển van điện từ, để tăng giảm áp suất khoang khí nén, ổn định chiều cao thân xe Hệ thống tự động điều khiển kiểu ba kênh đảm bảo khả quay vòng xe tốc độ cao nâng cao thân xe cần thiết • Mỗi phần tử treo thuỷ khí gồm hai khoang, khoang chứa khí nén, khoang chứa chất lỏng Giữa hai khoang có màng cao su ngăn cách Trong khoang chất lỏng có xi lanh, piston, cụm van phận giảm chấn II Hệ thống treo khí nén điện tử EAS: - Hệ thống treo khí cho phép điều khiển lực giảm chấn độ cứng lò xo độ cao xe, ngồi cịn có chức dự phịng chuẩn đốn Hệ thống gọi “ hệ thống treo khí điện tử” (EAS) Cấu tạo: 1: Giảm xóc khí nén tự động điều chỉnh độ giảm chấn.2: Cảm biến gia tốc xe 3: ECU (hộp điều khiển điện tử hệ thống treo).4: Cảm biến độ cao xe; 5: Cụm van phân phối cảm biến áp suất khí nén.6: Máy nén khí 7: Bình chứa khí nén 8: Đường dẫn khí Ngun lý hoạt động: • • • Hệ thống treo khí nén điện tử hoạt động dựa ngun lý khơng khí có tính đàn hồi bị nén Với ưu điểm hiệu giảm chấn khí nén, hấp thụ rung động nhỏ tạo tính êm dịu chuyển động tốt so với lò xo kim loại, dễ dàng điều khiển độ cao sàn xe độ cứng lò xo giảm chấn Khi hoạt động máy nén cung cấp khí tới xi lanh khí theo đường dẫn riêng, độ cao xe tăng lên tương ứng xi lanh tuỳ theo lượng khí cấp vào Ngược lại độ cao xe giảm xuống khơng khí xi lanh giải phóng ngồi thơng qua van Ở xi lanh khí nén có van điều khiển hoạt động theo hai chế độ on off để nạp xả khí theo lệnh ECU Với điều khiển ECU, độ cứng, độ đàn hồi giảm chấn bánh xe tự động thay đổi theo độ nhấp nhô mặt đường hồn tồn khống chế chiều cao ổn định xe Tổ hợp chế độ của "giảm chấn, độ cứng lò xo, chiều cao xe" tạo êm dịu tối ưu xe hoạt động Ví dụ: Bạn chọn chế độ "Comfort" ECU điều khiển lực giảm chấn "mềm", độ cứng lò xo "mềm" chiều cao xe "trung bình" Nhưng chế độ "Sport" cần cải thiện tính ổn định xe chạy vận tốc cao, quay vịng ngoặt… lực giảm chấn "trung bình", độ cứng lị xo "cứng", chiều cao xe "thấp" Các phận hệ thống treo EAS: Giảm xóc khí nén: Trong xi lanh, có giảm chấn để thay đổi lực giảm chấn theo chế độ (mềm, trung bình, cứng), buồng khí buồng khí phụ để thay đổi độ cứng lị xo theo chế độ (mềm, cứng) Cũng có màng để thay đổi độ cao xe theo chế độ (bình thường, cao) chế độ (thấp, bình thường, cao) Lượng khí vào buồng xi lanh khí thơng qua van điều khiển độ cao Van có nhiệm vụ cấp xả khí nén vào khỏi buồng xi lanh khí nén Khí nén hệ thống cung cấp máy nén khí Hoạt động chấp hành: Bộ chấp hành dẫn động điện từ để phản ứng xác với thay đổi liên tục điều kiện hoạt động xe Nam châm điện bao gồm lõi stator để quay nam châm vĩnh cửu nối với cần điều khiển van khí ECU thay đổi phân cực lõi stator từ cực N thành S hay ngược lại, để lõi trạng thái không phân cực Nam châm vĩnh cửu quay lực hút điện từ cuộn stator sinh - - Bộ chấp hành chia làm nhóm: nhóm cho phía trước nhóm cho phía sau Mơ tả hoạt động chấp hành phía trước : Khi vị trí cần thay đổi từ vị trí trung bình hay cứng sang mềm, dòng điện từ cực FSđến cực FS+ ECU qua chấp hành Khi vị trí cần thay đổi từ vị trí cứng hay mềm sang trung bình, dòng điện chạy từ cực FCH ECU đến chấp hành Khi vị trí cần thay đổi từ vị trí mềm hay trung bình sang cứng, dịng điện từ cực FS+ đến cực FScủa ECU qua chấp hành Hoạt động Xy lanh khí nén: - Mỗi xylanh khí bao gồm giảm chấn thay đổi có chứa khí nitơ áp suất thấp dầu, buồng khí buồng khí phụ có chứa khí nén Cấu tạo giảm chấn: có hai cặp lỗ tiết lưu van quay, van gắn liền với cần điều khiển dẫn động chấp hành điều khiển hệ thống treo Cần piston có lỗ Van quay, quay bên cần cần piston đóng mở lỗ, thay đổi lượng dầu qua lỗ này, lực giảm chấn đặt ba chế độ Ba chế độ hoạt đông: Lưc giảm chấn mềm: tất lỗ mở, đường dầu hình vẽ: Lưc giảm chấn trung bình: lỗ B mở, lỗ A đóng Lực giảm chấn cứng: tất lỗ đóngLực giảm chấn cứng: tất lỗ đóng Cảm biến độ cao xe: Cảm biến điều khiển độ cao trước gắn vào thân xe đầu điều khiển nối với giá đỡ giảm chấn Với hệ thống treo sau, cảm biến gắn vào thân xe đầu điều khiển nối với đòn treo Những cảm biến liên tục theo dõi khoảng cách thân xe đòn treo để phát độ cao gầm xe định thay đổi lượng khí xi lanh khí Ví dụ: Độ cao bình thường tự động xác lập vận tốc xe đạt 80 km/h Nếu cảm biến tốc độ ghi nhận kim đồng hồ tốc độ vượt qua mức 140 km/h hệ thống tự động hạ gầm xe xuống 15mm so với tiêu chuẩn Cấu tạo: Mỗi cảm biến bao gồm đĩa đục lỗ cặp công tắc quang học.Đĩa đục lỗ quay đèn LED transitor quang công tắc quang học theo chuyển động điều khiển -Hoạt động Cách thay đổi độ cao xe làm cảm biến nâng hạ khoảng L Nó làm đĩa đục lỗ quay, mở hay che ánh sáng cặp đ èn led transitor quang -Độ cao xe phân biệt theo 16 bước nhờ vào kết hợp tín hiệu ON, OFF từ ECU hệ thống treo: Có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ tất cảm biến để điều khiển lực giảm chấn độ cứng lò xo, độ cao xe theo điều kiện hoạt động xe thông qua chấp hành điều khiển hệ thống Bộ chấp hành điều khiển hệ thống treo đặt đỉnh xi lanh khí Nó đồng thời dẫn động van quay giảm chấn van khí xi lanh khí nén để thay đổi lực giảm chấn độ cứng hệ thống treo Bộ chấp hành điều khiển điện tử phản ứng xác với thay đổi liên tục điều kiện hoạt động xe Điều chỉnh độ cao xe Độ cao xe điều khiển cách thay đổi thể tích khí nén xylanh khí Độ cao tăng hay giảm thể tích khí nén tăng hay giảm Cảm biến tốc độ: Cảm biến gắn cơng tơ mét, ghi nhận gửi tín hiệu tốc độ xe đến ECU hệ thống treo III Hệ thống treo điên tư BOSCH Cấu tạo: BOSCH Coporation giới thiệu hệ thống treo điều khiển điện tử gồm có motơ điện từ thẳng đứng, thiết bị khuếch đại công suất bánh xe với điều khiển 2.Nguyên lý hoạt động phận: Mô tơ điện từ: Mô tơ điện từ thẳng đứng lắp đặt bánh xe, đóng vai trị kết nối bánh xe khung xe Bên mô tơ nam châm điện lõi cuộn dây, lượng điện cấp vào cuộn dây mô tơ co ngắn lại giãn dài để tạo chuyển động bánh xe thân xe Ưu điểm sử dụng mô tơ điện từ tốc độ Mô tơ điện phản ứng nhanh với cú “xóc” xe tạo thoải mái cho người ngồi xe Thêm vào đó, mơ tơ thiết kế có khả kéo dài lớn, sinh lực đủ để ngăn cản xe không bị xoay hay lật gặp phải tác động lớn đường vào hệ thống treo Bộ khuếch đại công suất Bộ khuếch đại cơng suất đóng vai trị phân phối cơng suất điện tới mơ tơ nhận tín hiệu từ điều khiển Bộ khuếch đại cơng suất thực phân phối dịng cơng suất tới mơ tơ điện đồng thời cho phép nạp lại cơng suất từ mơ tơ Ví dụ: xe gặp chỗ xóc, cơng suất sử dụng để mô tơ kéo căng giúp cho người xe khơng có cảm giác bị xóc, cịn ngồi chỗ xóc mơ tơ vận hnàh máy phát sinh công suất trở lại qua khuếch đại Bộ điều khiển: Hệ thống treo trước: điều khiển vận hành nhờ cảm biến để cung cấp thông tin xung quanh xe gửi yêu cầu tới khuếch đại công suất Mục tiêu điều khiển phân tích tính tốn điều khiển khuếch đại tác động vào mô tơ điện từ giúp xe đạt độ êm dịu cao vào những đoạn đường xấu Hệ thống treo sau: Macpherson phía sau sử dụng loại treo độc lập với hai liên kết Mơ tơ điện từ đóng vai trị liên kết bánh xe thân xe, lò xo xoắn hỗ trợ tải trọng xe, thêm vào hệ thống treo BOSCH cịn có giảm chấn bánh xe Nhờ ngăn cản tác động trở lại thân xe từ bánh xe tạo cảm giác thoải mái cho người ngồi bên IV MagneRide hệ thống treo bán chủ động delphi Hệ thống hoạt động dựa vào thông tin phản hồi từ mặt đường tình trạng chuyển động xe (nhanh,chậm) để điều chỉnh độ cứng ống giảm chấn độ cao xe thơng qua từ tính (giống S_class, C_class) Cấu tạo: - - Nguyên lý hoạt động: Magneride hoạt động cách thay đổi dòng điện cuộn dây điện chạy xung quanh thân giảm xóc điện trường thay đổi làm thay đổi trạng thái lỏng dầu giảm giảm xóc chất lỏng MRmagnetorheological ( dầu hydrocacbon tổng hợp bản, chất lỏng polymer, dầu khoáng chất lỏng silicon ) Khi chưa có dịng điện hạt kích thước micro chuyển động tự Khi có dịng điện chạy qua hạt có tính từ xếp theo cấu trúc dạng sợi (gọi hiệu ứng magnetoviscous) thông qua đoạn hướng với từ trường Để làm tăng độ nhớt chất lỏng