- Nội dung thực hiện:
d. Phân loại theo phần tử ổn định
1.3.2. Hệ thống treo tích cực
Hình 1.27: Mô hình hệ thống treo tích cực
Zs: Dịch chuyển khối lượng được treo; Zu: Dịch chuyển khối lượng không được treo; Cs: Độ cứng phần tử đàn hồi; Ks: Hệ số cản giảm chấn; Ct: Độ cứng của lốp; fa: Lực
của bộ phát động thủy lực; q0: Mấp mô biên dạng đường.
Hệ thống treo tích cực bao gồm bộ phát động thuỷ lực, bộ điều khiển và các cảm biến. Hệ thống treo này đòi hỏi phải có năng lượng cung cấp cho hệ thống lớn, giá thành cao, trọng lượng lớn và phức tạp. Đây chính là nhược điểm chính của hệ thống treo này. Hệ thống treo tích cực có thể hiểu là hệ thống treo mà năng lượng được cung cấp cho hệ thống, giữa cầu xe với thân xe hoặc giữa bánh xe với mặt đường được truyền bởi các lực là hàm tổng hợp của các thông tin bất kì. Hệ thống treo tích cực hoạt động khi ô
phản ứng kịp thời khi có các tác động thì các phần tử của hệ thống cần phải tác động nhanh (các van của hệ thống thuỷ lực) dưới sự điều khiển điện tử.
Hình 1.28: Nguyên lý cấu tạo hệ thống treo tích cực
1: Bình khí nén; 2: Cảm biến tải trọng; 3: Cảm biến chuyển dịch; 4: Van thuỷ lực; 5: Xi lanh thuỷ lực; 6: Cảm biến gia tốc; 7: Thành phần dập tắt; 8: Van; 9: Máy nén
khí; 10: Van điện từ.
Có nhiều kiểu kết cấu có thể áp dụng, nhưng có ba nguyên tắc cơ bản mà hiện nay được áp dụng đối với hệ treo tích cực:
+ Hệ thống Lotus – gồm các xi lanh thuỷ lực tác động nhanh (hình a);
+ Hệ thống Williams – điều khiển chuyển động phần thân xe (phần được treo) bằng việc điều chỉnh dầu trong các lò xo thuỷ khí (hình b);
+ Hệ thống Horvat – điều khiển chuyển động của thân xe bằng điều chỉnh áp suất khí trong các bình chứa khí (hình c).
Ở hệ Lotus tiêu hao năng lượng là lớn nhất. Hệ thống gồm 4 xi lanh thuỷ lực tác động nhanh. Cảm biến tải trọng bánh xe ghép nối với phần treo của ô tô. Cảm biến này có tác dụng giữ tải trọng bánh xe ở giá trị tải trọng tĩnh. Khi chuyển động trên đường mấp mô, tải trọng bánh xe sẽ tăng lên, các van thuỷ lực sẽ làm việc và làm cho thân xe nâng lên, dầu lưu thông trong các xi lanh có tác dụng giữ cho tải trọng bánh xe ở thời điểm đó bằng giá trị tải trọng tĩnh. Đặc điểm của hệ thống này là: phần thân xe được giữ như là trạng thái đứng yên, còn phần bánh xe phải chuyển động chép hình theo biên dạng bề mặt đường.
thân xe khi ô tô chuyển động trên các mấp mô dài. Trên hình c đưa ra sơ đồ treo khí nén. Ở đây tiêu hao năng lượng ít hơn do sử dụng lò xo khí nén vì không chỉ thay đổi áp suất khí nén mà còn thay đổi cả thể tích. Nếu bố trí hợp lý lò xo khí nén còn có thể triệt tiêu được lực ngang.
Hình 1.29: Hệ thống treo khí nén có điều chỉnh khoảng sáng và chiều cao thân xe của ô tô hãng Renault Vesta 2
1, 2, 3: Cảm biến chiều cao; 4: Giá quay của treo sau và thanh ổn định của treo trước; 5: Máy nén khí; 6: Bình dự trữ áp suất thấp; 7: Bình dự trữ áp suất cao; 8: Van
an toàn.
Hình trên đưa ra sơ đồ cấu tạo hệ thống treo của xe Renault Vesta 2. Ở đây sử dụng hệ treo Mc.Pherson ở cầu trước và hệ treo có đòn liên kết ở cầu sau. Phần tử đàn hồi chính là khí nén, phần tử giảm chấn dạng thuỷ lực, nó được đặt trong các ballon khí nén nhằm tiết kiệm không gian.
Hệ thống khí nén bao gồm: máy nén khí, bình chứa khí có áp suất nhỏ (bình dự
trữ), bình chứa khí có áp suất cao, van an toàn hệ thống, các cụm van điện từ điều khiển
dòng cung cấp khí nén. Hệ thống điện điều khiển gồm 3 cảm biến xác định chiều cao thân xe đặt tại bánh xe cầu trước bên phải và bên trái, một cảm biến đặt ở cầu sau, máy tính điều khiển và các rơ le điện từ đóng mở các van. Khi xe đứng tại chỗ động cơ không làm việc, bình khí nén có áp suất thấp 6 cấp khí nén dự trữ (từ các quá trình trước) đảm bảo chế độ làm việc tối thiểu của hệ thống treo. Khi động cơ làm việc, khí nén cấp cho các ballon khí ở các bánh xe thông qua van điện từ.
Trong quá trình chuyển động khi tăng tải trọng ở các bánh xe trước hoặc ở cầu sau, cảm biến nhận tín hiệu đưa về máy tính xử lý và đưa ra tín hiệu điều khiển các van điện từ để tăng áp suất khí nén cho các bánh xe tuỳ thuộc vào tín hiệu của cảm biến.
Khi cần thay đổi chiều cao thân xe người lái có thể điều khiển qua phím điều khiển để các ballon khí thay đổi áp suất khí nén phù hợp. Việc đặt hệ thống tự điều khiển ba kênh đảm bảo khả năng quay vòng xe ở tốc độ cao, hạ thấp trọng tâm xe khi vận tốc cao và nâng cao thân xe khi cần thiết.