Cấu tạo của hệ thống treo trên Audi A3

Một phần của tài liệu NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO CÓ ĐIỀU KHIỂN TRÊN XE AUDI A3 (Trang 33)

2.2.1 Cấu tạo của hệ thống treo trước

Hệ thống treo trước độc lập loại Macpherson (Một càng chữ A) với lò xo cuộn, đòn kép và thanh cân bằng làm tăng khả năng an toàn cho xe và tạo cảm giác thoải mái tối đa cho hành khách trong những chuyến đi xa.

-Bộ phận đàn hồi: Gồm một lò xo trụ trái và một lò xo trụ phải

Hình 2.2: Bộ phận đàn hồi

-Bộ phận giảm chấn: Gồm hai giảm chấn thủy lực tác dụng hai chiều.

-Bộ phận dẫn hướng: đòn kép, các bánh xe được liên kết với thân xe thông qua các đòn treo dưới và trên. Đòn treo trên ngắn hơn đòn treo dươi sao cho khoảng cách bánh xe và độ quặp của bánh xe ít dao động

Hình 2.4: Bộ phận dẫn hướng

- Thanh ổn định: Bộ phận này có tác dung làm giảm độ nghiêng và các dao động góc ngang của thùng xe.

Ưu và nhược điểm của hệ thống treo Macpherson

Nhờ giảm thiểu được số điểm lắp với thân xe so với hệ thống treo thông thường từ 4 điểm – 2 thanh đòn hình tam giác nằm song song với nhau xuống còn 2 điểm của giảm chấn, phần dẫn hướng của hệ thống chỉ còn 1 thanh dẫn hướng nằm phía dưới. Từ đó:

Cải thiện được tính năng lắp ráp.

Giúp hệ thống treo đơn giản, giá thành rẻ.

Tiết kiệm không gian của khoang động cơ đối với xe dẫn động cầu trước. Tuy nhiên hệ thống treo MacPherson có nhược điểm là bánh xe lắc ngang so với mặt đường và góc chụm không ổn định vẫn chưa được giải

quyết triệt để và tính năng ổn định thân xe chưa được cao

2.2.2 Cấu tạo hệ thống treo sau

Hình 2.5: hệ thống treo sau Audi A3

- Việc sử dụng hệ thống treo đa liên kết mang lại cho chiếc xe sự êm ái đáng kinh ngạc, khả năng xử lý tuyệt vời và giúp giảm tiếng ồn.

- Trong thiết kế này, các trục bánh xe được gắn chặt bằng bốn đòn bẩy, cho phép điều chỉnh mặt phẳng dọc và mặt phẳng ngang. Thiết kế đa liên kết bao gồm các đơn vị và bộ phận sau:

+ đòn bẩy dọc + đòn bẩy ngang + cáng + hỗ trợ trung tâm + bộ giảm xóc + lò xo

- Yếu tố hỗ trợ chính của hệ thống treo là khung phụ, các đòn bẩy ngang được kết nối với giá đỡ trung tâm được cố định vào nó, do đó đảm bảo vị trí ngang của nó. Đa liên kết hệ thống treo sau, được lắp đặt trên ô tô hiện

đại, bao gồm ba hoặc năm xương đòn.

- Ưu Nhược điểm của hệ thống treo đa liên kết

+ Ưu điểm: Sự đa dạng trong thiết kế và điều chỉnh các liên kết giúp mang đến cảm giác điều khiển và xử lý còn tốt hơn so với kiểu tay đòn kép. + Nhược điểm: Việc phát triển và thiết kế rất phức tạp. Do đó, hệ thống này có giá thành cũng như độ phức tạp trong khâu sửa chữa và bảo dưỡng cao.

2.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống treo trên Audi A3 2.3.1 Đặc Điểm: 2.3.1 Đặc Điểm:

Thay đổi chế độ giảm chấn

Người lái có thể lựa chọn chế độ bình thường hay thể thao bằng công tắc lựa chọn chế độ. Khi xe chạy ở chế độ bình thường, do phải đảm bảo cho việc duy trì tính êm dịu chuyển động, nên ECU đặt lực giảm chấn ở chế độ mềm. Ở chế độ thể thao, lực giảm chấn được đặt ở chế độ trung bình.

Điều khiển chống chúi đuôi xe

Nó hạn chế đuôi xe chúi xuống khi khởi hành hoặc khi tăng tốc đột ngột. Lúc này ECU đặt lực giảm chấn ở chế độ cứng làm ổn định chuyển động của xe.

Điều khiển chống nghiêng ngang

Nó giới hạn độ nghiêng ngang của thân xe khi quay vòng. Lúc đó lực giảm chấn được đặt ở chế độ cứng do đó làm ổn định chuyển động của xe.

Chống chúi mũi

Nó hạn chế chúi xuống khi phanh. Lúc đó lực giảm chấn được đặt ở chế độ cứng , làm ổn định chuyển động của xe

Điều khiển tốc độ cao

Khi xe chuyển động ở tốc độ cao lực giảm chấn được đặt ở chế độ trung bình, cải thiện khả năng điều khiển

Khi xe đi trên những đoạn đường xấu, chạy với vận tốc cao và khi xe quay vòng trong quá trình hoạt động phản lực từ mặt đường sẽ tác dụng trực tiếp lên bánh xe truyền đến hệ thống treo, lên vỏ xe và đến hành khách ngồi trên xe.

Hệ thống treo có nhiệm vụ tạo cảm giác an toàn và thoải mái cho người lái và hành khách trên xe thông qua kết cấu của nó. Lò xo trụ có tác dụng tạo cảm giác êm ái không bị xóc nhưng nó không tự giảm được chu kỳ dao động của chính nó sau mỗi va chạm vì vậy cần có thêm bộ phận hấp thụ những dao đồng này đó chính là giảm chấn.

Giảm chấn có tác dụng hấp thụ toàn bộ năng lượng dao động từ mặt đường truyền lên nhờ kết cấu của các van thông qua cùng áp lực của chất lỏng, giảm chấn biến năng lượng dao động thành nhiệt năng tỏa ra ngoài môi trường.

Đi cùng với hệ thống treo là các thanh cân bằng ngang và các tay đòn biên làm tăng tính ổn định, an toàn cho xe khi quay vòng.

2.3.2 Nguyên lý hoạt động

Hệ thống treo MacPherson hoạt động dựa trên xương đòn hoặc một lực nén bằng liên kết thứ cấp. Khi xe bị xóc, mỗi bộ phận trong hệ thống đều hoạt động để giúp xe chạy ổn định trên mọi đoạn đường.

Giá đỡ sẽ cố định phần ổ trục phía trên. Ở dưới, mô-đun gắn với một đòn bẩy hoặc một khớp tay lái. Khi xe có va chạm, thiết bị giảm xóc sẽ cố định phần thân xe, giữ một vị trí để xe không bị trượt.

Van điều tiết và lò xo trong hệ thống MacPherson có công dụng đưa bộ xóc về vị trí ban đầu nếu chúng bị lệch. Điều này giúp tiếp xúc giữa bánh

xe và mặt đường luôn được duy trì. Nhờ đó, xe di chuyển ổn định và êm ái trên những đoạn đường xóc.

Hệ thống treo MacPherson giúp xe luôn xe chạy an toàn và êm ái trên những đoạn đường không bằng phẳng

2.4 Kết cấu các bộ phận treo Audi A3 2.4.1 Bộ phận đàn hồi 2.4.1 Bộ phận đàn hồi

Bộ phận đàn hồi của xe Audi A3 sử dụng lò xo trụ.

2.4.1.1 Kết cấu của lò xo trụ

Kết cấu:

a b

Hình 2.6: Kết cấu lò xo trụ

a.Lò xo trụ phía trước. b.Lò xo trụ phía sau

- Các lò xo được làm bằng thép đặc biệt. Khi đặt tải trọng lên một lò xo, toàn bộ thăng thép bị xoắn khi lò xo co lại. Nhờ vậy năng lượng của ngoại lực được tích lại và chấn động được giảm bớt.

- Đặc tính của lò xo:

+ Tỷ lệ hấp thu năng lượng tính cho một đơn vị khối lượng cao hơn so với loại lò xo lá ( nhíp).

+ Có thể chế tạo lò xo mềm.

năng tự khống chế dao động, vì vậy phải sử dụng thêm bộ phận giảm chấn. + Vì không chịu được lực theo phương ngang nên cần phải có các cơ cấu liên kết để đỡ trục bánh xe.( đòn tréo, thành giằng ngang...)

-Lò xo phi tuyến.

+ Nếu lò xo trụ được làm từ một thanh thép có đường kính đồng đều thì toàn bộ lò xo sẽ co lại đồng đều, tỷ lệ với tải trọng. Nghĩa là, nếu sử dụng lò xo mềm thì nó không chịu được tải trọng nặng, còn nếu sử dụng lò xo cứng thì xe chạy không êm với tải trọng nhỏ. Tuy nhiên nếu sử dụng một thanh thép có đường kính thay đổi thì hai đầu của lò xo sẽ có độ cứng thấp hơn phần giữa. Nhờ thế, khi có tải trọng thì hai đầu lò xo sẽ co lại và hấp thụ chuyển động. Mặt khác, phần giữa của lò xo lại đủ độ cứng để chịu được tải trọng nặng.

+ Các lò xo có bước không đều, lò xo hình nón cũng có tác dụng như vậy.

-Ưu điểm.

+ Lò xo trụ có nhiệm vụ là bộ phận đàn hồi. Lò xo trụ được chế tạo thừ thép có tiết diện vuông hoặc tròn.

+ Nếu cùng độ cứng và độ bền so với nhíp thì lò xo có khối lượng nhỏ hơn nhíp và tuổi thọ cao hơn nhíp.

+ Khi làm việc ở giữa các vòng lò xo không có ma sát như nhíp. + Kết cấu gọn gàng nhất khi được bố trí lồng vào giảm chấn. -Nhược điểm.

+ Do lò xo chỉ làm nhiệm vụ đàn hồi còn các bộ phận dẫn hướng và giảm chấn do các bộ phận khác đảm nhiệm nên hệ thống treo với lò xo trụ có kết cấu phức tạp hơn vì còn phải làm thêm hệ đòn dẫn hướng để dẫn hướng cho bánh xe và truyền lực đẩy.

2.4.1.2 Hoạt động

Khi chịu tác dụng của tải trọng thẳng đứng, do tính chất đàn hồi của thép lò xo mà lò xo bị nén lại, khi tải trọng thôi không tác dụng thì lò xo lại giãn ra. Quá trình đó cứ lập đi lập lại trong quá trình chuyển động của ô tô. Lò xo trước có dạng hình côn điều này giúp nó có khả năng thay đổi độ cứng hợp lý tương ứng với tải trọng đặt lên nó.

2.4.2 Bộ phận giảm chấn.

Xe Audi A3 sử dụng giảm chấn hai lớp tác dụng hai chiều.

2.4.2.1 Kết cấu giảm chấn

Hình 2.7: Giảm chấn hai lớp vỏ

1.Tai bắt giảm chấn; 2. Trục giảm chấn: 3. Gioăng làm kín; 4. Nắp có ren; 5. Vỏ che bụi; 6. Vỏ ngoài; 7. Xi lanh; 8. Pittong ; 9. Ecu ; 10, 13.

Van nén ;12, 13. Cụm van bù; 11, 12. Van trả ; 14. Bạc dẫn hướng; 15. Nắp trong; A. Buồng trên; B. Buồng dưới. C. Buồng bù.

Hình 2.7 là mặt cắt và sơ đồ cấu tạo của giảm chấn ống hai lớp vỏ ( ống lồng). Vỏ trong 7 là một xilanh thủy lực có độ bóng cao để pittong 8 có thể di chuyển, ở đuôi của xilanh thủy lực có một cụm van bù ( van trả 12 và van nén 13). Bao ngoài vỏ trong là một lớp vỏ ngoài 6. Không gian giữa hai lớp vỏ là buồng bù thể tích chất lỏng C. Vỏ ngoài ghép cứng với vỏ trong và có tai bắt dưới bánh xe. Trục giảm chấn 2 liên kết với pittong 8 và được nối với thân xe qua tai bắt trên. Pittong giảm chấn chia xi lanh ra làm hài buồng A và B và di chuyển trong xi lanh. Pittong hoạt động trong chất lỏng ( dầu). Dầu lưu thông giữa hai buông A và B nhờ van tiết lưu trong pittong ( van trả 11, van nén 10). Ở phía nắp của giảm chấn có các vòng bao kín và ống dân hướng trục giảm chấn. Cấu tạo tiết diện của các lỗ nhỏ và có van đẩy một chiều.

2.4.2.2 Nguyên lý hoạt động

Trong trạng thái tĩnh ( pittong đứng yên), các van luôn mở tạo điều kiện cho chất lỏng lưu thông qua ngay từ khi mới làm việc.

Khi pittong chuyển động chất lỏng bị nén chảy từ buông này sang buồng kia qua các van tiết lưu trong pittong giảm chấn. Ứng với hành trình nén, trả có các lỗ tiết lưu nén, trả thay đổi tiết diện để dầu lưu thông.

- Ở hành trình nén pittong 8 đi xâu vào xi lanh, khoang trên ( khoang A) thể tích tăng, áp suất giảm, khoang giữa ( khoang B) thể tích giảm, áp suất tăng.

Trong trường hợp nén tùy thuộc vào vận tốc của pittong có thể chia ra làm hai giai đoạn: nén nhẹ và nén mạnh.

- Khi nén nhẹ ( vân tốc pitong v < 0,3 m/s), dầu từ khoang B qua các lỗ của van nén ( ở hành trình ngoài pittong 8) chảy vảo khoang A. Trục giảm chấn đi xâu vào trong xi lanh chiếm một phần thể tích trong khoang A. Một phần dầu thừa ra chảy xuống khoang dưới (khoang bù C) qua dãy lỗ van

nén phụ và dầu đi vào khoang giữu vỏ ngoài 6 và xi lanh 7 của giảm chấn. - Khi bị nén mạnh( v >0,3 m/s), dầu chảy theo chiều từ B vào A, nhưng do áp suất tăng cao. Dầu sẽ đẩy van nén 10 khi thắng lực lo xo van, làm cho tiết diện lỗ lưu thông mở lớn, do đó hệ số cán của giảm chấn sẽ giảm.

Trong trường hợp trả, pittong 8 đi lên, khoang A giảm thể tích, áp suất tăng, khoang B thể tích tăng, áp suất giảm.

- Khi trả nhẹ, dầu chảy từ khoang A qua lỗ van trong trên pittong 8 vào khoang B, đồng thời dầu sẽ chảy từ khoang bù C qua dãy lỗ van trả phụ và đi vào khoang B.

-Khi bị trả mạnh dầu vẫn đi theo chiều từ khoang A vào khoang B, nhưng do độ chênh lệch áp suất tăng, dầu từ khoang C sẽ đẩy van trả 11, khi thắng lực lò xo van, tiết diện lỗ van lớn ra, lực cản trở của giảm chấn giảm đi. Một số cấu trúc khác có bố trí sẵn một van giảm tải.

Khi dầu chảy qua các lỗ tiết lưu nhỏ, dầu ma sát với thành lỗ, với các lớp dầu với nhau, giữa dầu, pittong và thành xi lanh, tạo lực cản cho giảm chấn. Năng lượng do ma sát hấp thụ biến thành nhiệt năng, nung nóng dầu và truyền ra ngoài môi trường không khí. Như vậy cơ năng đã chuyển thành nhiệt năng, thực hiện hấp thụ dao động của thân xe và bánh xe.

Ứng với các hành trình làm việc khác nhau, kết quả thu được sẽ thay đổi.

Đồ thì này giúp xác định chất lượng của giảm chấn trong chế tạo, sử dụng. Biểu diễn qua hệ P- s theo đặc tính của giảm chấn thu được kết quả từ đồ thị P- s (hình 2.8). Trong đó hành trình nén tướng ứng với quan hệ Pn- v và hành trình trả tương ứng với Pt –v. Tổng hợp qua hệ của hành trình nén và trả thu được đặc tính của giảm chấn. Hệ số độ cứng của giảm chấn khi nén, trả (Kn- Kt) được tính nhờ công thức Kn=Pn/v, Kt= Pt/v. Các lỗ van trả có đường kính van nhỏ nên Kt > Kn, nhằm giúp bánh xe đặt êm trên đường và hấp thụ dao động xảy ra ở hành trình trả lớn hơn.

Trong thực tế quan hệ P – v là các đường cong biểu diễn như hình 3.3c. Đoạn OAB ứng với hành trình trả trung bình, đoạn OCD ứng với hành trình nén trong quan hệ P – v. Trên đồ thị cho thấy các quan hệ sảy ra khi nén nhẹ,mạnh, trả nhẹ, trả mạnh. Đồ thị đặc tính thực tế cho phép xác định công suất hấp thụ năng lượng dao động của giảm chấn ( phần diện tích gạch chéo).

2.4.3 Bộ phận dẫn hướng

Gồm các tay đòn và thanh ngang liên kết.

2.4.3.1 Tay đòn

2.4.4 Thanh ổn định

Được làm bằng thép, khi xe chuyển động trên nền đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dưới tác dụng của lực li tâm hoặc độ nghiêng của khung xe, phản lực thẳng đứng của hai bánh xe trên một cầu thay đổi dẫn tới tăng độ nghiêng của thùng xe và làm xấu khả năng truyền lực dọc bên của bánh xe với mặt đường. Nhờ thanh ổn định sẽ san đều phản lực thẳng đứng ở hai bánh xe giúp cho xe chuyển động ổn định hơn. Ngoài ra xe còn có phận đòn truyền lực có tác dụng truyền một phần tải trọng của khung xe xuống cầu.

2.5 Bộ điều khiển điện

2.5.1 sơ đồ mạch điện diều khiển của tems

Các chế độ giảm chấn

-Lực giảm chấn trong quá trình chuyển động bình thường được xác định thông qua việc đặt chế độ của công tắc lựa chọn. Khi công tắc ở chế độ bình thường, lực giảm chấn là mềm, khi công tắc ở chế độ thể thao, lực giảm chấn là trung bình.

Bảng 2.1: lực giảm chấn ở các chế độ Công tắc lựa chọn

BÌNH THƯỜNG THỂ THAO

Lực giảm chấn Mềm Trung bình

2.5.2 nguyên lý hoạt động bộ điều khiển điện Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động

Khi vô lăng quay, đĩa xẻ rãnh quay theo. Hai đèn LED phát sáng do dòng điện từ cực Vs của TEMS ECU chạy qua. Ánh sáng từ đèn LED chiếu qua đĩa rãnh đến các transitor bị chắn một cách gián đoạn do các lỗ trên đĩa xẻ rãnh đặt giữa transitor và đèn LED. Transitor quang bật tắt liên tục do ánh sáng của đèn LED.

Các transitor Tr1 và Tr2 sinh ra các tín hiệu tắt mở theo tín hiệu tắt mở của transitor quang. Vì vậy, dòng điện từ cực SS1 và SS2 của TEMS ECU chạy

qua Tr1 và Tr2 phụ thuộc vào tín hiệu tắt mở này từ transitor quang. Nếu quy ước thời gian dòng điện chạy qua là 1 và không chạy qua là 0 thì sẽ có các tín hiệu như hình 3.7. TEMS ECU nhận biết góc và hướng quay của vô lăng theo sự thay đổi những tín hiệu này.

Hình 2.12 : Xung tín hiệu của cảm biến tay lái

Công tắc đèn phanh

Công tắc này được gắn trên giá đỡ bàn đạp phanh, khi phanh công tắc này cho điện áp 12V tác dụng lên cực STP của TEMS ECU. Tín hiệu này được ECU nhận biết hệ thống phanh hoạt động hay không hoạt động. Khi không đạp phanh thì tại cực STP là 0V.

Một phần của tài liệu NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO CÓ ĐIỀU KHIỂN TRÊN XE AUDI A3 (Trang 33)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(74 trang)