2.1.5.2.1. Quá trình hút/nén:
Khi pít-tông đi lên, khí được hút vào các-te thông qua bộ lọc hút. Khí được nén ở phía trên của pít-tông và đi vào bộ sấy khí thông qua van một chiều 1. Khí đã được nén và sấy đi qua van một chiều 2 đến đầu nối áp suất, bộ này dẫn đến van kiểm tra N150 và N151.
Hình 2.27. Quá trình hút/nén. [7]
2.1.5.2.2. Quá trình nạp khí:
Khi pít-tông quay trở lại, khí mà được hút vào các-te đi qua van màng vào bên trong xylanh.
Hình 2.28. Quá trình hút không khí vào xylanh. [7]
Van màng
Bộ sấy khí Van một chiều 1
Van một chiều 2 Đầu nối áp suất
100
2.1.5.2.3. Quá trình xả khí/ hạ áp suất:
Van lò xo khí N150 và N151 và van xả N111 mở trong suốt quá trình nén. Dòng áp suất lò xo khí đến van xả áp suất có van giới hạn áp suất và rời khổi hệ thống từ đó thông qua bộ sấy và van giới hạn áp suất rồi đi ra ngoài thông qua bộ lọc khí.
Hình 2.29. Chức năng xả khí. [7]
Hình 2.30. Sơ đồ khí nén quá trình xả khí. [7]
101 Quá trình xả diễn ra, van N150, N151 và N111 được mở. Dòng khí nén từ lò xo khí qua van N151 và N150 đến van N111, do van N111 mở nên dòng khí tiếp tục di chuyển đến van xả khí (9). Tại đây van thân được mở do áp suất thắng lực lò xo, dòng khí đi tiếp đến bộ sấy thông qua van tiết lưu và van một chiều 3. Dòng khí một lần nữa quay trở lại van giới hạn áp suất (9) qua đi ra ngoài thông qua bộ lọc xả khí. Kết quả, áp suất trong lò xo khí giảm dần.
2.1.5.2.4. Quá trình tái sinh:
Như đã nêu ở trên, khí nén ban đầu được đưa qua máy sấy khí và sấy khô. Độ ẩm được lưu trữ tạm thời trong máy sấy không khí và khí nén đã được làm khô đi vào hệ thống.
Máy sấy khí được tái sinh trong quá trình xả. Trong quá trình xả, khí nén khô (khí trả lại trong quá trình xả) được đưa trở lại vào máy sấy khí nơi đó độ ẩm được hấp thụ và lưu trữ ở đó, sau đó khí được thải ra không khí xung quanh.
Hình 2.31. Quá trình tái sinh khí. [7]
2.1.6. Bộ cảm biến thăng bằng G84:
Mức xe được xác định bởi cảm biến G84 của hệ thống tự cân bằng (cảm biến thăng bằng). Một cảm biến góc liên kết tự do được sử dụng để xác định quá trình nén lò xo giữa trục sau xe và thân xe với sự phụ trợ của bộ thanh liên kết động học. Sự kết nối của thanh liên kết động học được thiết kế phần lớn bù lại cho hiện tượng nén một nửa. Sự kết nối này cho phép tự cân bằng hoạt động chỉ bằng một cảm biến thăng bằng.
Hệ thống tự cân bằng trong Audi A6 không thể bù cho sự khác biệt cấp độ ở bên trái và bên phải (trường hợp tải một phía).
102 Cảm biến này có 3 chân : 1 chân mass từ J197, 1 chân nguồn 5V từ J197 và chân tín hiệu analoge (tín hiệu điện áp). Cảm biến góc hoạt động dựa trên hiện tượng Hall. Các thiết bị điện tử tính toán được tích hợp vào cảm biến chuyển tín hiệu thu được từ cảm biến Hall thành tín hiệu điện áp ứng với tỷ lệ góc.
Hình 2.32. Cảm biến gắn với thanh dầm xoắn của xe cầu trước chủ động. [7]
103
Công dụng :
Một vòng nam châm được nối với trục xoay (rô-to) của cảm biến. Một cảm biến Hall được đặt lệch tâm giữa 2 mảnh của lõi sắt (stato). Tùy thuộc vào vị trí của vòng nam châm, từ trường xuyên qua cảm biến Hall thay đổi. Kết quả tín hiệu Hall được chuyển đổi bởi bộ tính toán điện tử thành tín hiệu điện áp tỷ lệ với góc quay. Bộ điều khiển J197 sử dụng tín hiệu điện áp tương tự này để xác định vị trí thăng bằng của xe hiện tại.
Hình 2.34. Tác động của rô-to ảnh hưởng đến Hall IC. [7]
Hình 2.35. Mối quan hệ điện áp và góc quay . [7]
Mức trung bình thiết lập xấp xỉ với mức tham chiếu
104
2.1.7. Hộp điều khiển J197:
Yếu tố trung tâm của hệ thống là bộ điều khiển J197, cùng với các chức năng điều khiển của nó, cho phép theo dõi và chẩn đoán toàn bộ hệ thống. Hộp điều khiển nhận các tín hiệu từ cảm biến mức và sử dụng nó để xác định mức xe hiện tại. Dùng mức xe này để so sánh với mức tham chiếu và được sửa nếu cần thiết phụ thuộc vào những giá trị đầu vào sắp nhận được và các thông số điều khiển bên trong (thời gian lọc và dung sai mức).
Nó phân biệt giữa các giữa các tình huống điều khiển khác nhau và điều khiển chúng thông qua các khái niệm điều khiển có liên quan. Ngoài ra, hộp điều khiển còn có khả năng tự chuẩn đoán toàn diện tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống.
Hình 2.36. Hộp điều khiển J197. [7]
2.1.7.1. Các tín hiệu dùng để điều khiển:
Tín hiệu tốc độ lái xe:
Tín hiệu này là tín hiệu hình sóng vuông lấy tín hiệu từ bảng điều khiển và tần số thay đổi theo tốc độ. Tín hiệu này được yêu cầu để đánh giá tình trạng lái xe (chế độ dừng/chế độ lái xe) và do đó lựa chọn các chế độ hoạt động tương ứng.
105
Tín hiệu T.15:
Tín hiệu này được sử dụng cho việc đánh giá trạng thái hệ thống : chế độ run-on, dừng, lái xe và chế độ ngủ.
Tín hiệu công tắc cửa:
Tín hiệu này là một tín hiệu mass từ hộp điều khiển đến khóa trung tâm. Nó báo hiệu rằng cửa hoặc cóp khoang sau được mở.
Tín hiệu này đóng vai trò như một “xung đánh thức” cho việc chuyển trạng thái từ chế độ ngủ sang chế độ run-on.
Tín hiệu T. 50:
Là tín hiệu điều khiển của máy phát và được sử dụng để tắt máy nén khí suốt quá trình khởi động. Nếu ở vị tri thấp được phát hiện sau xung đánh thức, máy nén được chấp hành ngay lập tức để cho phép xe lái đi nhanh nhất có thể.
Máy nén khí được tắt trong suốt quá trình khởi động để đảm bảo ắc-quy và đảm bảo hiệu suất của quá trình khởi động.
2.1.7.2. Các khái niệm điều khiển:
Chế độ lái xe:
Chế độ này được nhận ra ở tốc độ > 10 km/h. Trong chế độ lái xe, sự thay đổi mức độ trong lò xo khí do tiêu thụ nhiên liệu hoặc sự thay đổi thể tích liên quan đến nhiệt độ (nhiệt độ môi trường thay đổi) được điều chỉnh. Vì vậy, việc tăng tốc hoặc phanh không ảnh hưởng đến hệ thống điều khiển, thời gian phản hồi trong khoảng 50 giây đến 15 phút tùy vào ngưỡng điều khiển.
Chế độ dừng:
Chế độ dừng được nhận biết ở tốc độ < 5 km/h. Trong chế độ này, sự sai lệch mức xe (có thể do sự ra vào của hành khách, do thêm hoặc dỡ tải khoang hành lý) được điều chỉnh lại trong thời gian phản hồi ngắn, để khôi phục mức tham chiếu có thể ngay cả trước khi khởi hành. Thời gian phản hồi là 1 hoặc 5 giây, tùy thuộc vào sự sai lệch mức xe. Nếu độ lệch lớn (vị trí cực thấp) thì thời gian phản hồi là 1 giây, ở độ lệch thấp hơn (độ lệch bình thường) là 5 giây.
106
Chế độ run-on/run-up:
Sau khi “ngừng đánh lửa”, hệ thống điều khiển được đặt trong chế độ run-on/run-up. Hộp điều khiển vẫn hoạt động tối đa 15 phút (qua thiết bị đầu cuối 30) cho đến khi thiết bị chuyển sang chế độ ngủ.
Chế độ này được sử dụng để điều chỉnh mức sai lệch sau khi đậu xe hoặc trước khi khởi hành. Giá trị giới hạn theo hướng bật ngược lại được tăng 25 mm trong chế độ run-on/run-up để khi tài xế hoặc hành khách quay trở lại xe, nó không chìm thấp hơn mức tham chiếu hoặc để giảm thiểu bất kỳ thời gian nâng xe cần thiết nào.
Thời gian phản hồi được áp dụng như cho chế độ dừng.
Chế độ tạm dừng:
Để giảm thiểu sự tiêu hao điện năng, hệ thống điều khiển chuyển sang “hệ thống cầm chừng” (chế độ tạm dừng) sau 15 phút.
Không có sự điều chỉnh mức ở chế độ tạm dừng. “Thức dậy” được kích hoạt bởi tín hiệu công tắt cửa. Nếu trường hợp lỗi không nhận được tín hiệu công tắc cửa, hệ thống được kích hoạt khi công tắc máy chuyển sang chế độ “ON” hoặc từ tín hiệu lái xe.
Hệ thống có thể chuyển đổi giữa chế độ tạm dừng và chế độ run-up, được kích hoạt bởi tín hiệu cửa, tối đa là 5 lần. Sau điều này, hệ thống có thể hoạt động thông qua chân 15 và/hoặc tín hiệu lái xe.
Chế độ cầu nâng :
Nếu xe được nâng lên trên một cầu nâng, hệ thống sẽ phản ứng theo cách tương tự như việc tăng mức, bằng cách xả áp suất lò xo không khí.
Thân xe thường sẽ thấp hơn vào thời điểm này. Sự hạ thấp sẽ tiếp tục cho đến một khi đạt được mức tham chiếu. Tuy nhiên, vì mức tham chiếu không đạt được khi xe được nâng trên cầu nâng, nên áp suất lò xo khí sẽ tiếp tục xả đến áp suất hổ trợ còn lại. Để ngăn chặn điều này xảy ra, hệ thống điều khiển kết hợp chế độ cầu nâng.
Điều này đánh giá tín hiệu mức suốt quá trình xả và nhận ra xe đang được nâng (thân xe không hạ xuống mặc dù đang xả áp suất trong lò xo khí), theo đó hệ thống sẽ chuyển sang chế độ nâng xe. Khi nhận ra chế độ này, quá trình xả ngừng và sự hạ thấp chấm dứt.
107
2.1.8. Đèn cảnh báo K134:
Trường hợp đèn báo sáng:
Đèn báo được chiếu sáng liên tục trong trường hợp lỗi hệ thống tương ứng hoặc khi hệ thống bị tắt.
Đèn nhấp nháy trong trường hợp mức xe cực thấp hoặc cực cao (< -55 mm hoặc > +30 mm).
Đèn nhấp nháy suốt quá trình chuẩn đoán kiểm soát cuối cùng.
Đèn nhấp nháy khi hệ thống điều khiển tắt (chỉ có thể với công cụ chuẩn đoán)
Hình 2.38. Công cụ chuẩn đoán [7].
Sau khi tắt công tắc, K134 sẽ chiếu sáng để kiểm tra chức năng và sẽ tắt sau khi hệ thống điều khiển đã thực hiện trình tự kiểm tra đơn vị điều khiển bên trong (trừ trường hợp có lỗi đèn sẽ vẫn nhấp nháy).
108
2.1.9. Sơ đồ điều khiển hệ thống:
C11 Tụ N151 Van lò xo sau phải
G84 Cảm biến mức S Cầu chì
J197 Hộp điều khiển V66 Máy nén
J403 Rơ-le máy nén 1 Cổng giao tiếp chuẩn đoán
K134 Đèn cảnh báo 2 Tín hiệu lái xe
N11 Van xả 3 Tín hiệu công tắc cửa
N150 Van lò xo sau trái 4 Tín hiệu T. 50
109 Hình 2.40. Sơ đồ điều khiển. [7]
110
2.2. Hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti- lock brake system): 2.2.1. Chức năng: 2.2.1. Chức năng:
Trong suốt quá trình phanh, một hoặc nhiều bánh xe luôn có xu hướng khóa chặt hơn sớm hơn các bánh xe khác vì ma sát giữa các bánh xe và mặt đường thay đổi liên tục do nhiều ảnh hưởng. Một bánh xe bị khóa được gọi là trượt 100%. Trong trường hợp này, các bánh xe bị khóa sẽ trượt trên mặt đường giống như một cục tẩy trên giấy. Khi mất ma sát, việc hình thành các lực ngang khiến cho việc giữ cho phương tiện đi đúng hướng là không thể. Xe bị mất điều khiển do sự ly tâm và không còn có thể được điều khiển lái được.
Khi ABS xuất hiện, ABS giải quyết được mối nguy hiểm này và làm cho xe ổn định bằng cách ngăn chặn các bánh xe bị khóa khi phanh. Nó làm giảm áp lực phanh ở các bánh xe tương ứng đến mức độ lực ma sát tối đa có thể truyền được lên mặt đường. Kết quả là các lực một lần nữa có thể truyền lên mặt đường và phương tiện có thể điều khiển được.
111
2.2.2. Cấu tạo hệ thống:
Hệ thống phanh ABS bao gồm:
Bộ điều khiển thủy lực với:
Bơm hồi về điều khiển bằng điện Hai buồng giảm chấn
Hai buồng tích áp Các van nạp và van xả Van một chiều.
Bộ điều khiển điện tử ABS
Bốn cảm biến tốc độ
Công tắc đèn phanh
Hai mạch phanh riêng biệt được điền bằng dầu phanh và áp suất phanh nhờ vào bộ trợ lực.
112
2.2.3. Mạch dầu điều khiển:
113 Chú thích:
1. Bình chứa dầu 13. Van nạp trước phải 2. Trợ lực phanh 14. Van xả trước phải 3. Bàn đạp phanh 15. Van nạp sau trái 4. Cảm biến áp suất phanh 16. Van xả sau trái
5. Bộ điều khiển ABS 17. Xy lanh bánh xe trước trái 6. Bơm hồi dầu 18. Tốc độ bánh xe trước trái 7. Buồng tích áp 19. Xy lanh bánh xe trước phải 8. Buồng giảm chấn 20. Tốc độ bánh xe trước phải 9. Van nạp trước trái 21. Xy lanh bánh xe sau trái 10. Van xả trước trái 22. Tốc dộ bánh xe sau trái 11. Van nạp sau phải 23. Xy lanh bánh xe sau phải 12. Van xả sau phải 24. Tốc độ bánh xe sau phải
2.2.4. Hoạt động của hệ thống:
ABS yêu cầu người lái phải điều khiển phanh, hệ thống không hoạt động độc lập. Về phanh, ABS so sánh tốc độ của bốn bánh xe thu được từ các cảm biến, sau đó tính toán độ trượt và so sánh với độ trượt mong muốn. Nếu có nguy cơ bánh xe bị khóa, ABS sẽ ngăn cản bằng cách thay đổi áp suất dầu phanh (giảm áp- giữ áp- tăng áp). Người lái xe nhận thấy sự can thiệp của điều khiển ABS là thấy nhẹ khi đạp bàn đạp phanh. Điều này phát sinh do sự thay đổi áp suất phanh trong quá trình can thiệp ABS. Khả năng điều khiển của xe được duy trì, bởi vì ABS ngăn chặn các bánh xe riêng lẻ bị khóa.
114 2.4.4.1. Chế độ hoạt động bình thường:
Khi tài xế tác động vào bàn đạp phanh, áp suất dầu phanh được tạo ra. Van nạp IV(9) mở cho phép dầu có áp suất đi qua và đến xylanh bánh xe. Kết quả, lực phanh được tạo ra và xe sẽ giảm tốc.
Hình 2.44. Chế độ hoạt động bình thường [8] 2.4.4.2. Chế độ duy trì áp suất:
Nếu bộ điều khiển ABS xác định rằng một bánh xe có nguy cơ bị khóa, hệ thống điều khiển sẽ đóng van nạp ABS của bánh xe bị ảnh hưởng trong khi van xả ABS được đóng cùng lúc. Do đó, áp suất trong xi lanh phanh bánh xe được duy trì và không thể tăng thêm nữa do người lái đạp phanh.
Van nạp IV(9) : Đóng Van xả OV(10) : Đóng
115 2.4.4.3. Chế độ giảm áp:
Nếu xu hướng bó cứng vẫn còn, hệ thống điều khiển sẽ mở van xả ABS và đóng van nạp ABS. Bây giờ áp suất của xy lanh bánh xe có thể được giải phóng vào bộ tích áp. Nhờ đó, bánh xe có thể tăng tốc trở lại. Nếu công suất của bộ tích áp không đủ để loại bỏ xu hướng khóa của bánh xe, hệ thống điều khiển ABS sẽ bật bơm hồi dầu để bơm dầu phanh trở lại bình chứa theo áp suất phanh do người lái xe áp dụng. Điều này gây ra xung tác động ngược trong bàn đạp phanh.
Van nạp IV(9) : Đóng Van xả OV(10) : Mở
Hình 2.46. Chế độ giảm áp suất. [8]
2.4.4.2. Chế độ tăng áp:
Nếu tốc độ bánh xe lại vượt quá giá trị xác định, hệ thống điều khiển sẽ đóng van xả ABS và mở van nạp ABS, điều này sẽ làm tăng áp suất ở xy lanh bánh xe. Bơm hồi dầu tiếp tục chạy theo yêu cầu.
Nếu đạt đến giới hạn khóa, một lần nữa, chu trình "duy trì áp suất", "giảm áp suất" và "tăng áp suất" được lặp lại cho đến khi quá trình hãm được hoàn thành hoặc so sánh tốc độ bánh xe cho