Hình 5.1 Kích thước của xe Tucson 1.6L T-GDI 2017
- Các thông số kích thước của xe Hyundai Tucson 1.6L T-GDI 2017 + Chiều dài: 4475 mm
+ Chiều rộng: 1850 mm + Chiều cao: 1660 mm
+ Khoảng cách 2 trục bánh xe: 2670 mm
+ Khoảng cách từ đầu xe đến trục bánh trước: 910 mm + Khoảng cách từ đuôi xe đến trục bánh sau: 895 mm
5.1.3. Cấu tạo
- Hyundai Tucson 1.6L T-GDI sử dụng khung thép cường lực AHSS (Advance High Strength Steel) , khung thép được sản xuất với công nghệ mới, giúp tăng cường thêm 51% khả năng chịu lực và chống va chạm, khiến xe an toàn hơn, giúp giảm đến tối thiểu những tác dụng ngoại lực tác động đến hành khách ngồi trong xe.
55
Hình 5.2 Khung xe cường lực của xe Tucson
- Các thanh liên kết khung xe ở phía trước và mặt bên
Hình 5.3 Các thanh liên kết xe Tucson
- Các nắp che phía dưới khung xe
Hình 5.4 Các nắp che ở dưới xe
56
Hình 5.5 Tổng quan về hệ thống treo 5.2. Hệ thống treo
5.2.1. Chức năng
- Hệ thống treo liên kết thân xe với các bánh xe và thực hiện các chức năng sau đây:
+ Trong lúc xe chạy, hệ thống này cùng với các lốp xe sẽ tiếp nhận và làm tắt các dao động, rung động và chấn động do mặt đường không bằng phẳng, để bảo vệ hành khách và hàng hóa, làm cho xe chạy ổn định hơn.
+ Truyền lực dẫn động và lực phanh do ma sát giữa lốp xe và mặt đường tạo ra đến khung xe và thân xe
+ Đỡ thân xe trên các cầu xe và duy trì quan hệ hình học giữa thân xe và bánh xe
- Hệ thống treo bao gồm các bộ phận chủ yếu sau
+ Các lò xo: làm trung hòa các chấn động từ mặt đường
+ Bộ giảm chấn: làm cho xe chạy êm hơn bằng cách hạn chế các dao động tự do của lò xo + Thanh ổn định (dầm chống lắc): ngăn cản sự lắc ngang của xe
+ Các thanh liên kết: định vị các bộ phận nói trên và khống chế các chuyển động theo chiều dọc và ngang của bánh xe.
57
5.2.2. Cấu tạo hệ thống treo trước: Hệ thống treo Macpherson
Hình 5.6 Cấu tạo hệ thống treo Macpherson
- Hệ thống treo Macpherson gồm các thành phần cơ bản:
+ Lò xo trụ: được chế tạo từ dây thép lò xo đặc biệt, được quấn thành hình ống. Khi tải đặt lên lò xo, dây lò xo sẽ bị xoắn do lò xo bị nén. Lúc này năng lượng ngoại lực được dự trữ, va đập được giảm bớt từ đó mang lại sự êm dịu cho chiếc xe.
+ Giảm chấn: giảm chấn kiểu ống đơn; bên trong xy lanh, buồng khí và buông dầu được ngăn cách bởi piston. Buồng khí được nạp khí nitơ với áp suất cao (2 -2.9 Mpa).
+ Rôtuyn thanh cân bằng: có hai rô tuyn ở hai đầu, một đầu nối với bộ giảm chấn, đầu kia là rôtuyn nối với thanh ổn định.
+ Thanh ổn định: ngăn cản sự lắc ngang của xe. Nó được lắp trên dầm đỡ hệ thống treo, hai đầu được nối với rô tuyn thanh cân bằng.
+ Đòn treo dưới: thuộc bộ phận dẫn hướng. Đầu trong của đòn treo được liên kết bản lề với dầm đỡ hệ thống treo, đầu ngoài liên kết với cam quay bằng khớp cầu.
Lò xo trụ
Giảm chấn
Thanh ổn định
Dầm đỡ hệ thống treo Rôtuyn thanh cân bằng
58
5.2.3. Cấu tạo của hệ thống treo sau: Hệ thống treo đa liên kết
Hình 5.7 Hệ thống treo đa liên kết
- Hệ thống treo đa liên kết được coi là hệ thống treo độc lập lý tưởng nhất cho một chiếc xe thành phẩm bởi nó kết hợp giữa khả năng điều khiển và tiết kiệm không gian, giữa cảm giác thoải mái và khả năng điều khiển. Nó bao gồm các bộ phận cơ bản:
+ Giảm chấn: sử dụng giảm chấn kiểu ống đơn, cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương tự giảm chấn hệ thống treo trước. Giảm chấn và lò xo không còn đồng trục như hệ thống treo trước nữa, đầu trên của nó được gắn với khung xe, đầu dưới gắn với đòn treo dưới.
+ Lò xo trụ: được làm bằng vật liệu đặc biệt để có độ đàn hồi tốt, đảm bảo cho xe đạt độ êm dịu tốt nhất. Một đầu lò xo lắp với khung xe, đầu còn lại lắp với đòn treo dưới.
+ Đòn treo trên, đòn treo dưới: được dùng để nối dầm xe với cam quay, giúp cho bánh xe có thể chuyển động tịnh tiến.
Hình 5.8 Đòn treo trên
Giảm chấn
Lò xo trụ
Dầm đỡ hệ thống treo Đòn treo trên
Đòn treo dưới
59 + Càng kéo: một đầu nối với khung xe, đầu còn lại nối với cam quay. Càng kéo được chế tạo từ thép đặc biệt để có khả năng chịu nén, giúp cho thân xe ổn định.
Hình 5.9 Càng kéo
+ Dầm đỡ hệ thống treo: liên kết 4 điểm với khung xe giúp xe ổn định.
60
5.3. Bánh xe
5.3.1. Chức năng
Bánh xe là một bộ phận quan trọng của xe thực hiện các chức năng sau: - Chịu tải trọng của xe
- Truyền chuyển động và lực phanh xuống mặt đường - Hấp thụ chấn động của xe xuống mặt đường
- Thay đổi và duy trì hướng lái.
5.3.2. Cấu tạo
Hình 5.11 Bánh xe Tucson 1.6L T-GDI 2017
- Bánh xe có cấu tạo gồm các bộ phận cơ bản:
+ Lazăng: Hyundai Tucson 1.6L T-GDI 2017 là phiên bản đặc biệt nên nó sử dụng lazăng 19 inch được làm bằng hợp kim nhôm, giúp tăng tính thể thao cho chiếc xe cũng như tăng sự ổn định cho thân xe.
61 + Lốp xe: có chiều rộng 245 mm, tỷ số giữa độ cao của thành lốp với độ rộng bề mặt lốp xe là 45%. Xe Tucson được trang bị lốp xe không ruột, được làm từ cao su có tính đàn hồi cao, thiết kế bề mặt giúp tăng khả năng bám đường, gai lốp thiết kế thể thao, có khả năng thoát nước tối ưu.
Hình 5.13 Cấu tạo lốp xe
+ Van bánh xe: ngoài chức năng như một chiếc van bình thường nó còn tích hợp cảm biến áp suất và nhiệt độ lốp. Phần cảm biến bao gồm cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, mạch điện, chíp vi xử lí, chíp phát sóng không dây. Cảm biến áp suất lốp có chức năng đo nhiệt độ, áp suất của lốp sau đó gửi tín hiệu về bộ điều khiển, bộ điều khiển xuất dữ liệu ra màn hình để thông báo cho người lái biết tình trạng của lốp xe.
62 • Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống cảnh báo áp suất (TPMS): TPMS bao gồm các thành phần cơ bản: cảm biến áp suất, bộ khởi tạo (Initiator), bộ nhận tín hiệu (Receiver) và màn hình. Khi có tín hiệu từ bộ điều khiển, bộ khởi tạo sẽ phát tín hiệu tần số thấp (LF signal) khoảng 120kHz đến các cảm biến áp suất lốp, cảm biến áp suất lốp sẽ nhận tín hiệu và bắt đầu hoạt động. Nó sẽ gửi tín hiệu về áp suất lốp, nhiệt độ lốp, tình trạng pin của cảm biến đến bộ điều khiển. Mỗi cảm biến sẽ gửi đi với một ID khác nhau, tín hiệu gửi đi với tần số cao (RF signal), khoảng 300MHz. Bộ điều khiển sẽ nhận tín hiệu từ các cảm biến, các thống tin về tốc độ xe, tốc độ bánh xe để tính toán, so sánh giữa các bánh sau đó nó gửi thông báo lên màn hình.
63
Chương 6. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN XE HYUNDAI TUCSON 1.6L T-GDI 2017
6.1. Hệ thống lái trợ lực điện – EPS trên xe Tucson 1.6L T-GDI 2017
6.1.1. Chức năng
- Chức năng của hệ thống lái là điều khiển bánh xe dẫn hướng chuẩn xác, duy trì lực lái phù hợp, truyền được cảm giác từ mặt đường đến người lái, hấp thụ một phần lớn lực tác dụng lên vô lăng và đảm bảo hoạt động của hệ thống treo.
- Hệ thống lái trợ lực điện (Electronic Power Steering - EPS) là hệ thống lái trợ lực bằng điện. Chính vì vậy hệ thống lái trợ lực điện cho tay lái nhẹ nhàng hơn khi xe chạy ở tốc độ thấp mang đến sự thoải mái cho người lái, và tay lái trợ lực điện sẽ nặng hơn, cho cảm giác thật hơn khi chạy ở tốc độ cao, mang đến cảm giác an toàn và ổn định cho xe
6.1.2. Cấu tạo
Hình 6.1 Cấu tạo hệ thống lái
Trục lái chính trên
Cảm biến mô men lái và cảm biến góc lái Mô tơ Bộ điều khiển hệ thống lái Hộp tay lái Trục lái chính dưới
64
- Hệ thống lái bao gồm
+ Vô lăng: là bộ phận đặt trên buồng lái có nhiệm vụ tiếp nhận mô men quay của người lái và truyền cho trục lái. Vành tay lái bao gồm một vành hình tròn lõi bằng thép bên ngoài được bọc nhựa hoặc da, được lắp ghép với trục lái bằng then hoa, ren, và đai ốc. Ngoài chức năng chính như trên vành tay lái còn là nơi bố trí một số bộ phận bắt buộc phải có khác của ô tô như công tắc còi, công tắc tín hiệu, túi khí bảo vệ người lái khi ra sự cố như tai nạn ,…
Hình 6.2 Vô lăng xe Hyundai Tucson 2017
+ Trục lái:
• Bao gồm trục lái chính trên và trục lái chính dưới có nhiệm vụ truyền mô men quay từ vô lăng đến hộp số lái và ống đỡ trục lái để cố định trục lái vào thân xe. Đầu trên của trục lái chính được làm thon và sẻ răng cưa, vô lăng được siết chặt vào trục lái bằng đai ốc. Đầu dưới của trục lái chính nối với cơ cấu lái bằng khớp các đăng để giảm thiểu việc truyền chấn động từ mặt đường đến vành tay lái.
• Ngoài chức năng truyền mô men quay từ vô lăng xuống hộp số lái trục lái còn là nơi lắp đặt nhiều bộ phận khác của ô tô như: cần điều khiển hệ thống đèn, cần điều khiển hệ thống gạt nước, cơ cấu nghiêng tay lái, cơ cấu hấp thụ va đập, cơ cấu khoá tay lái, cơ cấu trượt tay lái…. Các cơ cấu này giúp cho người điều khiển thoải mái khi di chuyển ra vào ghế lái và có thể điều chỉnh vị trí tay lái cho phù hợp với khổ người.
65
Hình 6.3 Trục lái chính phía trên và trục lái chính phía dưới
+ Cảm biến mô men lái và cảm biến góc lái: xe Hyundai Tucson 2017 sử dụng tích hợp hai cảm biến mô men lái và cảm biến góc lái.
Hình 6.4 Cảm biến mô men lái và cảm biến góc lái
Trục lái chính phía trên
Trục lái chính phía dưới
66 • Cảm biến mô men lái bao gồm 1 rotor nam châm nhiều cực gắn với trục lái. IC Hall được cấp nguồn điện một chiều. Khi đánh lái, vành nam châm sẽ quay và từ trường của nam châm tác động vào IC Hall làm nó tạo ra tín hiệu điện áp dạng analog. Nó sẽ gửi các xung về bộ điều khiển trợ lực lái điện để nó tính toán ra mô men quay dựa vào thời gian và tần số của xung.
Hình 6.5 Nguyên lý hoạt động của cảm biến mô men lái
67 • Cảm biến góc lái bao gồm một bánh răng chính gắn với trục lái chính, 2 bánh răng phụ chứa 2 nam châm được ăn khớp với bánh răng chính, 2 cảm biến Hall được đặt cố định. Khi trục lái chính quay, bánh răng chính sẽ quay và làm 2 bánh răng phụ quay, nam châm quay tạo ra biến thiên từ trường. Biến thiên từ trường tạo ra dòng điện trên 2 IC Hall nhờ vào hiệu ứng Hall. Hai IC Hall sẽ gửi tín hiệu điện áp dưới dạng xung răng cưa về bộ điều khiển, bộ điều khiển trợ lực lái điện sẽ xử lý tín hiệu và tính toán góc quay dựa vào tần số của tín hiệu.
68
+ Motor xoay chiều 3 pha :
Hình 6.8 Motor xoay chiều 3 pha
• Trước motor có một bộ chuyển đổi dòng 1 chiều thành dòng xoay chiều 3 pha. Bên trong motor gồm có rotor và stator: rotor ở giữa là cuộn dây đồng, stator là nam châm điện. Stator gồm các cuộn dây được cung cấp bởi các dòng 3 pha. Khi có dòng điện 3 pha cấp cho các cuộn dây nó tạo ra một từ trường biến thiên bên trong cuộn dây rotor làm rotor quay truyền qua trục vít và đến bánh răng, trợ thêm một phần lực khi người lái đánh lái.Thời gian phản hồi của động cơ rất ngắn cho phép nó hỗ trợ chuyển động tay lái một cách nhanh chóng. Motor có cầu chì để bảo vệ sự quá tải dòng điện và chống quá nhiệt bằng cách giảm dòng điện cung cấp trong các trường hợp như giữ lái, đánh lái rồi giữ lái.
• Cách điều khiển
✓ Motor chỉ hoạt động khi động cơ đạt số vòng quay nhất định (600 vòng/phút) ✓ Tốc độ và chiều motor được điều khiển bởi bộ điều khiển trợ lực lái điện (MDPSCM
– Motor Driven Power Steering Control Module) bằng cách thay đổi dòng điện sao cho phù hợp với mô men cần để trợ lực lái.
69 + Bộ điều khiển trợ lực lái điện (MDPSCM - Motor-Power Steering Control Module)
Hình 6.9 Cấu tạo cụm MDPSCM
MDPSCM là bộ não của hệ thống lái trợ lực điện. Cũng giống như các bộ điều khiển khác trên xe, MDPSCM có cấu tạo gồm 3 phần chính: bộ nhớ trong, bộ vi xử lý và bộ truyền.
• Bộ nhớ trong: gồm 4 thành viên đảm nhiệm chức năng riêng biệt: RAM, ROM, PROM, KAM. Chức năng của bộ nhớ trong của MDPSCM là lưu trữ các thông tin thường trực (thông tin ban đầu của nó), lưu các thông tin sữa chữa, các thông tin mới cập nhật.
• Bộ vi xử lí: tiếp nhận các thông tin từ cảm biến góc lái, cảm biến tốc độ xe (lấy từ ECU động cơ thông qua mạng CAN). Sau khi nhận thông tin, nó sẽ xử lí các tín hiệu để đưa ra các tín hiệu thích hợp để điều khiển motor. Tùy vào tốc độ xe, góc lái mà nó sẽ trợ lực nhiều hay ít, giúp tăng khả năng vận hành của xe.
• Bộ truyền: tín hiệu từ bộ vi xử lí được truyền đến motor thông qua bộ truyền. Ngoài ra, nó còn gửi thông tin lên mạng dữ liệu các ECU của xe, đó chính là mạng CAN. + Hộp tay lái: bao gồm các thành phần chính là trục răng, thanh răng, vỏ thanh răng và đầu trục lái. Trục răng ở phía dưới trục lái chính và ăn khớp với thanh răng. Khi vô lăng quay, trục răng quay làm di chuyển thanh răng sang phải hoặc sang trái. Sự dịch chuyển của thanh răng được truyền tới cam quay qua các đầu thanh lái.
70
Hình 6.10 Cấu tạo hộp tay lái
1. Thanh lái 4. Kẹp 7. Nắp che bụi
10. Vít chỉnh 13. Lò xo
2. Đai ốc hãm 5.Đầu thanh răng
8. Ống che bụi
11. Trục răng 14. Dẫn hướng thanh răng 3. Cao su che bụi 6. Thanh răng 9. Phớt dầu 12. Đai ốc
hãm
15. Vỏ thanh răng
71
6.1.3. Nguyên lý hoạt động của trợ lực lái điện
- Bước 1: Trợ lực lái sẽ bắt đầu làm việc khi người lái tác dụng lực để quay vô lăng.
- Bước 2: Lực tác dụng lên vô lăng và góc quay vô lăng sẽ được đo bởi cảm biến mô men và cảm biến góc lái. Hai cảm biến này sẽ gửi tín hiệu về bộ điều khiển trợ lực lái điện (MDPSCM) để nó phân tích, xử lý.
- Bước 3: Phụ thuộc vào mô men lái, tốc độ chuyển động của xe, góc quay vô lăng mà bộ điều khiển trợ lực lái điện sẽ tính toán lực trợ lực cần thiết và gửi đến motor điện.
- Bước 4: Trợ lực lái sẽ tác động lên cơ cấu lái một lực trợ lực song song với lực đặt lên vô lăng.
- Bước 5: Tổng của lực đặt lên vô lăng và lực trợ lực sẽ tác động lên cơ cấu lái để quay vòng