Báo cáo thực tập công nghệ phanh điện không dùng thủy lực

Cải tiến mới của động cơ đốt trong: Sử dụng buồng cháy phụ Tỷ số nén của động cơ xăng lên có thể lên tới 14:1, lượng khí thải NOx xuống gần như bằng 0 và tiết kiệm nhiên liệu khoảng 20%

Công nghệ phanh điện không dùng thủy lực

Không dẫn động thủy lực, cũng chẳng cần trợ lực khí nén, hệ thống phanh nêm điện tử EWB chỉ sử dụng dòng điện 12V nhưng vẫn đạt được lực phanh lớn.

Cơ cấu phanh nêm của EWB (Electronic Wedge Brake) tạo ra sự khác biệt so với hệ thống phanh truyền thống Trên cơ cấu phanh đĩa, áp suất dầu hoặc khí nén tạo ra lực ép má vào đĩa phanh, còn EWB lại sử dụng mô-tơ điện điều khiển nêm trượt để thực hiện công việc trên Giải pháp này giúp đơn giản hóa quá trình điều khiển, đặc biệt khi hệ thống phanh kết hợp với nhiều hệ thống điều khiển điện tử khác như: hệ thống chống bó cứng phanh ABS, hệ thống phân phối lực phanh EBD, hay hệ thống cân bằng điện tử ESC

Trục motor điện nối liên động với nêm, một mặt nêm tỳ lên má phanh, mặt còn lại có dạng răng cưa có thể di trượt trên con lăn EWB cũng trang bị một loạt cảm biến làm nhiệm vụ xác định vị trí nêm, tốc độ bánh xe, lực phanh.

Nguyên lý làm việc hệ thống phanh nêm điện tử EWB.

Khi tài xế đạp phanh, bộ điều khiển điện tử của EWB kích hoạt động cơ quay Nêm trượt trên con lăn đồng thời ép má phanh vào đĩa phanh Lực ma sát giữa

má phanh và đĩa phanh có xu hướng kéo nêm trượt theo chiều quay bánh xe, lực kéo càng lớn má càng ép chặt vào đĩa Cảm biến vị trí nêm giúp bộ điều khiển trung tâm kiểm soát chính xác vị trí nêm, ngăn chặn nguy cơ bó cứng do hiện tượng tự siết gây ra Nguyên lý làm việc này từng được ứng dụng trong các thiết

bị hàng không vũ trụ yêu cầu độ an toàn cao.

Không ống thủy lực, xi-lanh chính, xi-lanh con , phần lớn các chi tiết điều là linh kiện điện tử làm việc với độ tin cậy cao, điều đó mang lại lợi thế cho EWB:

gọn, nhẹ, giảm trọng lượng, ít cần bảo dưỡng vì các linh kiện được bao kín không chịu tác động của môi trường bên ngoài.

EWB cũng có thể tạo ra chức năng phanh dừng tự động, cho phép các nhà thiết

kế ôtô loại bỏ hệ thống phanh tay truyền thống Sử dụng chân phanh điện, kiểm soát bởi hệ thống điện tử thông minh góp phần hạn chế tín hiệu nhiễu truyền tới chân phanh khi ABS hoạt động Bên cạnh đó, việc loại bỏ dẫn động phanh cơ khí cũng làm giảm các tổn thương ở khu vực chân người điều khiển khi xảy ra tai nạn.

Sử dụng điện áp 12V nên EWB mở ra triển vọng mới cho công nghiệp xe hơi

Hệ thống chiếm ít không gian tạo điều kiện cho việc bố trí động cơ, khung gầm

dễ hơn Ít linh kiện động nghĩa với việc giảm thời gian lắp ráp, giảm chi phí sản xuất Hệ thống phanh điện tử có thể tương thích dễ dàng và nhanh chóng với các dòng xe mới do đó tiết kiệm thời gian và chi phí phát triển sản phẩm mới.

Cải tiến mới của động cơ đốt trong: Sử dụng buồng cháy phụ

Tỷ số nén của động cơ xăng lên có thể lên tới 14:1, lượng khí thải NOx xuống gần như bằng 0 và tiết kiệm nhiên liệu khoảng 20% so với các động cơ hiện nay khi sử dụng thêm một buồng cháy phụ.

Trên các động cơ đốt trong thông thường hiện nay, hỗn hợp xăng và

không khí được hòa trộn để đưa vào buồng cháy và nén đến áp suất cao để bugi đánh tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp và sinh công để vận hành xe Tuy

nhiên với việc sử dụng thêm buồng cháy phụ ngay trước buồng cháy chính

sẽ giúp động cơ xăng giảm 20% mức tiêu thụ nhiên liệu và lượng NOx trong khí thải gần như bằng 0.

Chúng ta biết tỷ số nén của động cơ tăng sẽ làm tăng được hiệu suất

quá trình cháy, tăng công suất động cơ, giảm khí thải độc hại ra môi

trường, tuy nhiên khi tỷ nén làm tăng nguy cơ kích nổ cho động cơ do hỗn

hợp xăng và không khí tự bốc cháy Để giải quyết vấn đề này thì công ty

chuyên sản xuất động cơ MAHLE Powertrain đã đưa ra ý tưởng sử dụng thêm một buồng cháy phụ ngay trước buồng cháy chính để đốt cháy hỗn hợp xăng

và không khí sau đó hỗn hợp cháy này sẽ đóng vai trò “đánh lửa” cho

buồng cháy chính, nhờ vậy hỗn hợp xăng và không khí trong buồng cháy

chính sẽ được đốt cháy nhanh hơn và đồng đều hơn, tránh được hiện tượng kích nổ của động cơ.

Cấu tạo của buồng cháy phụ Buồng cháy phụ chiếm khoảng 2% tổng thể tích buồng cháy Tại đây vòi

phun phụ sẽ phun nhiên liệu để hình thành hỗn hợp xăng và không khí khi nhiệt độ của hỗ hợp lên tới gần 500C thì bugi bật tia lửa

điện để đốt cháy hỗn hợp Với thể tích nhỏ của buồng cháy phụ sẽ làm cho việc kiểm soát hiện tượng thoát nhiết, lượng khí thải Hydrocarbon, CO

trở nên dễ dàng hơn Bên cạnh đó hỗn hợp xăng và không khí ở buồng cháy phụ sẽ được làm đậm hơn so với hỗn hợp ở buồng cháy chính để quá trình cháy xảy ra triệt để hơn nhằm nâng cao hiệu quả của buồng cháy chính.

Sau đó toàn bộ sản phẩm cháy ở buồng cháy phụ sẽ được đưa vào buồng cháy chính thông qua một đường ống nhỏ có đường kính 1,25mm để đốt cháy hỗn hợp xăng và không khí bên trong buồng đốt chính.

Sự khác nhau trong kết cấu giữa động cơ có buồng cháy phụ và động cơ thông

thường Tương tự nguyên lý vòi phun khi đường kính lỗ phun càng nhỏ thì hỗn

hợp càng tơi, vì vậy với đường kính 1,25mm của đường nối giữa buồng đốt chính và buồng đốt phụ sẽ làm cho hỗn hợp cháy từ buồng đốt phụ được

trải đều trong buồng đốt chính làm quá trình cháy trong buồng đốt chính

diễn ra đồng đều với tốc độ cao và có thể cháy trong điều kiện nhiên

liệu “nghèo” hơn và giảm hiện tượng kích nổ Nhờ vậy những động cơ trang

bị vòi buồng cháy phụ có thể nâng tỷ số nén lên đến 14:1 mà vẫn không

xảy ra hiện tượng kích nổ trong khi các động cơ xăng thông thường tỷ số

nén chỉ nằm trong khoảng từ 9 đến 10,5 Ngoài ra hiệu suất nhiệt của quá

trình cháy được cải thiện đáng kể, có thể đạt 42% trong khi trên các

động cơ thông thường chỉ đạt hiệu suất từ 25 – 30%.

Theo những công bố của nhà sản xuất thì hệ thống này có thể hoàn toàn

phù hợp với các xe sử dụng nhiên liệu xăng, khí gas hoặc khí propan.

Thay vì cắm và xoay chìa, tài xế chỉ cần để nó trong túi, ngồi vào xe, nhấp chân phanh và ấn nút khởi động một cách nhẹ nhàng.

Khởi đầu trên những mẫu xe hạng sang như Mercedes S-class, BMW serie 7 hay Audi A6, công nghệ khởi động không cần chìa (keyless ignition) đã bắt đầu

có mặt trên những mẫu xe rẻ tiền hơn Điển hình là Toyota trang bị chúng trên các mẫu hybrid Prius và gần đây nhất là Camry 2007 bán tại Việt Nam.

Cách vận hành của hệ thống “keyless start” khá đơn giản Chỉ cần tài xế để chìa khóa trong túi, ngồi vào ghế, nhấp chân phanh và ấn nút khởi động Hệ thống sẽ

tự động phát hiện ra sự có mặt của chìa khóa và cho phép động cơ hoạt động Việc tắt máy cũng chỉ đơn giản là nhấn vào nút Start/Stop.

Nút khởi động trên Infiniti M35 Ảnh: Edmunds.

Dù tiện ích nhưng có khá nhiều câu hỏi nghi ngờ về sự an toàn của công nghệ này khi mới chào đời Chẳng hạn như nếu người cầm chìa khóa ở ngay bên ngoài, một em nhỏ nào đó nghịch ngợm nhấn vào nút khởi động, khi đó xe có thể gặp nguy hiểm.

Để đảm bảo an toàn trước những tình huống như thế này, các hãng thiết kế sao cho hệ thống chỉ kích hoạt khi chân ga được nhấn và hộp số để ở vị trí đỗ P Ngoài ra, chìa khóa bắt buộc phải ở trong xe thì động cơ mới có thể vận hành Công nghệ "keyless start" còn có thể ngăn trộm và những vụ đột nhập Rõ ràng, việc không sử dụng chìa khóa khiến việc trộm xe trở nên khó khăn hơn Gần như không thể xoay vô-lăng hoặc khởi động máy nếu không có thiết bị điều khiển của chủ nhân.

Ngoài ra, động cơ cũng không kích hoạt đối với tín hiệu từ những chìa khóa cũ hoặc được làm nhái Dave Buchko, Giám đốc phát triển sản phẩm của BMW cho biết mỗi chìa khóa được trang bị một mã ID và xe sẽ xác nhận chúng trước khi vận hành động cơ.

Hơn nữa, còn một mã ngẫu nhiên được cấp khi tắt xe Như vậy, sau mỗi lần bật/tắt, hai mã ID được cấp trên cùng một chìa khóa Với lần khởi động sau, hệ thống sẽ đọc cả hai mã trên và chỉ cần một trong số đó không chính xác, động

cơ sẽ không bao giờ nổ Như vậy, giới đạo chích khó lòng làm được một chìa khóa tương tự.

Bên cạnh độ an toàn, do được cung cấp năng lượng bằng pin nên câu hỏi đặt ra

là chìa hoạt động như thế nào nếu hết điện Theo các chuyên gia, không có gì xảy ra bởi các dữ liệu giữa xe và chìa khóa vẫn được trao đổi dù hết pin

Hệ thống lái trợ lực điện [23/04/2010]

Bộ trợ lực điện là bộ trợ lực sử dụng công suất của động cơ điện một chiều để hỗ trợ cho quá trình xoay các bánh xe dẫn hướng.

>> Hệ thống lái trợ lực thủy lực

Khái niệm chung về bộ trợ lực điện.

Ưu điểm của bộ trợ lực điện so với bộ trợ lực thủy lực là ít tiêu hao công suất động cơ hơn Trên bộ trợ lực thủy lực đông cơ luôn luôn kéo bơm thủy lực hoạt động, điều này gây lãng phí công suất của động

cơ trong những khoảng thời gian không có yêu cầu trợ lực Khắc phục được nhược điểm này bộ trợ lực điện chỉ cung cấp những mô men trợ lực trong những khoảng thời gian cần thiết nhờ các cảm biến mô men quay của trục lái và các cảm biến khác quyết định thời điểm và cường độ dòng điện đưa vào động

cơ điện một chiều

H.1 Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điện.

1 - ECU của EPS; 2 - Mô tơ điện một chiều; 3 - Cảm biến mô men.

Các bộ phận cơ bản của bộ trợ lực điện.

+ Động cơ điện.

Để đảm bảo được công suất trợ lực cần thiết trên bộ trợ lực điện sử dụng loại động cơ điện một chiều,

nó bao gồm rôto, stato, trục chính và cơ cấu giảm tốc Cơ cấu giảm tốc bao gồm trục vít và bánh vít,

mô men do rôto động cơ điện tạo ra được truyền tới cơ cấu giảm tốc sau đó được truyền tới trục lái chính Trục vít được đỡ trên các ổ đỡ để giảm độ ồn và tăng tuổi thọ làm việc, khớp nối đảm bảo cho việc nếu động cơ bị hư hỏng thì trục lái chính và cơ cấu giảm tốc không bị khóa cứng lại và hệ thống lái vẫn có thể hoạt động được

H.2 Cấu tạo của động cơ điện một chiều.

1 - Trục vít 4 - Rôto 7 - Trục lái chính.

2 - Vỏ trục lái 5 - Stator 8 - Bánh vít.

3 - Khớp nối 6 - Trục chính 9 - Ổ bi

+ Cảm biến, rơle điều khiển.

a) Cảm biến mô men quay trục lái

Cấu tạo của cảm biến mô men trục lái được thể hiện trên hình (H.2-31).

Khi người lái xe điều khiển vô lăng, mô men lái tác động lên trục sơ cấp của cảm biến mô men thông qua trục lái chính Người ta bố trí vòng phát hiện một và hai trên trục sơ cấp phía vô lăng và vòng phát hiện thứ ba trên trục thứ cấp Trục sơ cấp và trục thứ cấp được nối với nhau bằng một thanh xoắn

H.3 Cấu tạo cảm biến mô men trục lái.

1 - Vòng phát hiện thứ nhất; 2 - Trục sơ cấp; 3 - Cuộn dây bù;

4 - Vòng phát hiện thứ hai; 5 - Cuộn dây phát hiện; 6 - Vòng phát hiện thứ ba;7 - Trục thứ cấp.

Các vòng phát hiện có cuộn dây phát hiện kiểu không tiếp xúc trên vòng ngoài để hình thành một mạch kích thích Khi tạo ra mô men lái thanh xoắn bị xoắn tạo ra độ lệch pha giữa vòng phát hiện thứ hai và

ba Dựa trên độ lệch pha này một tín hiệu tỉ lệ với mô men được đưa vào ECU Dựa trên tín hiệu này ECU tính toán mô men trợ lực cho tốc độ xe và dẫn động mô tơ điện với một cường độ, chiều và thời điểm cần thiết

b) Rơle điều khiển

Rơle điều khiển có chức năng nhận tín hiệu điều khiển từ ECU và cung cấp điện cho động cơ điện một chiều hoạt động và ngắt điện ngừng quá trình trợ lực

+ ECU EPS.

ECU EPS nhận tín hiệu từ các cảm biến, đánh giá chung tình trạng của xe và quyết định dòng điện cần thiết để đưa vào động cơ điện một chiều để trợ lực

ECU ABS nhận biết tốc độ của xe và đưa tới ECU EPS

ECU động cơ nhận biết tốc độ của động cơ và đưa tới ECU EPS

Trong trường hợp hệ thống có sự cố ECU EPS sẽ gửi tín hiệu tới rơle bật sáng đèn trên trên đồng hồ táp lô

Công nghệ chế tạo lốp tiết kiệm nhiên liệu

Loại lốp mới được tính toán có thể tiết kiệm 4,5% nhiên liệu, góp phần làm giảm hiệu ứng nhà kính, đồng thời bền hơn nên tạo ra ít chất thải cho môi trường.

Tổn thất năng lượng ở lốp do nhiệt phát sinh trong quá trình làm việc Khi bánh lăn, bề mặt lốp biến dạng để duy trì tiếp xúc với mặt đường Lúc rời mặt đường, chúng dần phục hồi lại Biến dạng liên tục theo chu kỳ quay sản sinh nhiệt làm nóng lốp, một phần tiêu tán vào môi trường gây tổn thất Các tính toán năng lượng cần thiết để biến dạng lốp được gọi là cản lăn.

Việc giảm cản không chỉ liên quan tới hoa lốp mà còn cần đến nhiều yếu tố "Mỗi một phần tử, vật liệu trong lốp đều góp phần làm giảm cản lăn", Giám đốc R&D tại Continental Tires ông Alessandra Ferraris cho biết Nếu các phần tử được tối ưu, thì hiện tượng trễ nhiệt và biến dạng

sẽ nhỏ nhất.

Mẫu lốp tiết kiệm nhiên liệu của Continental.

Nguyên lý làm việc

Ông Girvin từ hãng lốp Michelin giải thích: "Cao su không phải là vật liệu đàn hồi hoàn hảo, đặc tính trễ nhiệt rất đáng quang tâm Nếu bạn cầm hai quả bóng cao su và thả lần lượt chúng

từ trên cao xuống, nó sẽ nảy lên nhưng sẽ luôn thấp hơn vị trí thả Điều đó chứng tỏ năng lượng bị tổn thất Trường hợp khác nó gần như nằm sát đất, cơ năng bị hấp thụ và chuyển thành nhiệt".

Ông Berger của Bridgestone cho rằng diện tích hoa lốp, phần tiếp xúc trực tiếp với mặt đường

là nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới sự cản lăn Nó chiếm khoảng 40 - 50% giá trị Thành bên và lốp vỏ bọc chiếm khoảng 20 - 30% Còn lại thuộc về phần gờ cố định với vành xe Thế hệ lốp tiết kiệm nhiên liệu đầu tiên có thể làm từ những vòng cao su siêu cứng Nhưng chúng lại phát sinh một số vấn đề liên quan đến lực bám và khả năng giảm xóc Nó tạo ra áp lực buộc các nhà sản xuất phải tạo ra các hợp chất cao su mới bằng cách bổ sung thêm chất liệu

tự nhiên và tổng hợp để hạn chế sự sinh nhiệt mà không làm mất đi đặc tính lốp.

Cao su chỉ là nhân tố đầu tiên

Lốp không phải đơn giản chỉ làm từ một loại cao su Thực tế, có tới 20 loại vật liệu cấu thành cao su làm lốp, gồm cả các vật liệu tự nhiên và tổng hợp Trong số đó phải kể đến sợi thủy tinh, than đen (carbon black), cát nóng, dầu hướng dương (sunflower oil), tinh bột ngũ cốc chuyển hóa thành polymer, sợi carbon, kevlar Công nghệ phân phối nhiệt linh hoạt, công nghệ nano.

Công nghệ NanoPro Technology (NPT) do Bridgestone phát triển.

Michelin từng tiết lộ về việc sử dụng dầu hướng dương trong loại lốp Primacy MXM4 Thuộc tính quý của dầu hướng dương là khả năng lưu hóa cao su, cho phép cao su vượt qua ngưỡng cân bằng đặc tính truyền thống trong nỗ lực thiết kế loại lốp đặc tính cao phù hợp với mọi điều kiện thời tiết.

Tinh bột ngũ cốc chuyển hóa thành polymer lấp đầy bên trong loại lốp BioTRED của

Goodyear "Gia cố thêm các phần tử cao su làm giảm hiện tượng trễ nhiệt và cản lăn", giám đốc quản lý dự án và công nghệ hãng lốp Goodyear Tim Richards nói Cát nóng giúp lốp tăng cường khả năng bám đường vào mùa đông Sợi carbon và kevlar gia cố thêm thành bên.

Hãng Continental lại sử dụng công nghệ phân phối nhiệt linh hoạt để làm giảm cản lăn cho loại lốp DW và DWS Bridgestone đang tìm kiếm loại dầu thơm 300 giống như dầu hướng dương Hãng cũng song song phát triển công nghệ NanoPro Technology (NPT).

Than đen là thành phần chính trong lốp cao su Nếu nhìn vào hợp chất cao su thông thường sẽ thấy rất nhiều liên kết giữa các phân tử than đen Nó ngẫu nhiên và thực tế tạo ra ma sát lớn giữa các phân tử Công nghệ NPT sẽ đính các phân tử polymer vào phân tử than đen, tạo ra không gian để các phân tử đồng nhất hoạt động nhưng không chạm vào nhau Kết quả là giảm được nội ma sát, lực cản lăn, đồng thời cải thiện lực kéo.

Với những thay đổi lớn về mặt công nghệ, lốp tiết kiệm nhiên liệu ngày nay đã cải thiện được

cả 3 chỉ tiêu làm việc quan trọng: hiệu suất cao, lâu mòn, và bám dính tốt ngay cả trong điều kiện đường ướt.

Hệ thống điều hòa mới của BMW [16/05/2012]

Dòng BMW 3-series 2012 được trang bị một hệ thống điều hòa tiên tiến, một lúc làm hai

nhiệm vụ, vừa có thể điều hòa để không khí trong xe được trong lành, vừa có thể đảm bảo nhiệt độ thích hợp với người ngồi trong xe dù thời tiết bên ngoài nóng hay lạnh.

Bộ lọc không khí

Hệ thống lọc không khí đã xuất hiện trên xe hơi từ rất lâu Nó rất hữu ích vào những lúc bạn không muốn không khí ô nhiễm bên ngoài lọt vào trong xe của bạn, ví dụ như khi bạn đi trong một đường hầm đông đúc hay khi bạn sau một chiếc xe tải nhả khói liên tục

BMW đã cải thiện hệ thống lọc của họ bằng cách sử dụng một bộ lọc bổ sung, qua đó làm mất đi những mùi khó chịu cũng như các hạt có hại cho sức khỏe, đảm bảo bạn luôn luôn được hít thở không khí trong lành bên trong xe

Hệ thống quản lí nhiệt

Vào một buổi sáng mùa đông lạnh giá, chiếc xe của bạn không phải bao giờ cũng là một nơi mang lại cảm giác dễ chịu với bàn tay, chân lạnh cóng, các cửa xe bị lớp tuyết che khuất và lúc đó thì bạn phải làm mọi cách để gạt bỏ chúng Tương tự như vậy, vào một ngày nóng, bạn luôn muốn cabin của bạn càng mát càng tốt

Những lúc như vậy hệ thống kiểm soát hai vùng khí hậu của BMW sẽ phát huy tác dụng Đối với mùa lạnh, chúng sẽ tập trung nhiệt để nhanh chóng rã đông tuyết trên kính chắn gió và sưởi ấm cho đôi chân của bạn Còn khi trời nóng, chúng sẽ sử dụng năng lượng mặt trời nhằm tạo ra các luồng không khí mát mẻ lùa vào trong xe

Nhỏ, gọn, hiệu quả

Đây thực sự là một hệ thống nhỏ gọn và rất tiện lợi Bởi vì nó chiếm khá ít không gian bên trong táp-lô, nên BMW đã tích hợp nó vào trong hệ thống hiển thị Head-Up Display trên những chiếc 3-series mới

Hệ thống này cũng sẽ hoạt động kết hợp với giải pháp tiết kiệm nhiên liệu ECO PRO của BMW Để giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ, hệ thống điều hòa sử dụng một thiết lập tối ưu, theo đó máy nén khí sẽ hoạt động ngắt quãng để đảm bảo vừa tiết kiệm nhiên liệu lại vừa đáp ứng được nhu cầu làm mát hoặc sưởi ấm

Dù nhiệt độ môi trường có như thế nào thì hệ thống điều hòa khí hậu của BMW cũng sẽ luôn mang lại cho bạn một môi trường lái xe tốt nhất

Hệ thống đèn chiếu sáng hoàn toàn tự động cho ô tô [04/12/2009]

Kỹ thuật chiếu sáng của đèn ô tô trong tương lai sẽ hoàn toàn tự động, khác hẳn với đèn ô tô hiện nay.