Điều khiển chống lăc ngang: Chuyển lực giảm chấn sang chế độ cứng hơn. Điều này giúp ngăn ngừa hiện tượng lắc ngang xe giảm thay đổi tư thế của xe cũng như tăng tính năng điều khiển của xe.
Điều khiển chống chúi đầu xe: Chuyển lực giảm chấn sang chế độ cứng hơn điều này giúp cho xxe không thay đổi tư thế khi phanh gấp
Điều khiển cao tốc: Chuyển lực giảm chấn sang chế độ cứng hơn giúp cho xe rất ổn định và tính năng điều khiển tốt khi xe chạy tốc cao.
Điều khiển chống bốc đầu khi chuyển số: Điều này hạn chế hiện tượng bốc đuôi xe khi xe có hộp số tự động khởi hành.Khi hộp số dọc chuyển từ vị trí ‘N’ sang ‘P’, lực giảm chấn được đặt ở chế độ cứng.
2.4. Kết cấu các bộ phận chính hệ thống treo điều khiển điện tử xe Toyota Camry 2016 Toyota Camry 2016
2.4.1. Bộ phận đàn hồi
Bộ phận đàn hồi của xe TOYOTA CAMRY sử dụng lò xo trụ.
2.4.1.1Kết cấu của lò xo trụ Kết cấu
a b
Hình 2.3 Kết cấu lò xo trụ
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.
Vì không có ma sát giữa các lá như ở nhíp nên cũng không có khả 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.
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.
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 TOYOTA CAMRY sử dụng giảm chấn hai lớp tác dụng hai chiều.
2.4.2.1Kết cấu giảm chấn
Hình 2.4 Giảm chấn
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 3.2 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.
2.4.2.2Nguyên 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 3.3b). 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.
2.4.3.1Tay đòn
2.4.3.2Thanh 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.
2.4.4. bộ điều khiển điện
Sơ đồ mạch điện diều khiển của tems
Hình 2.7 Sơ đồ mạch điện điều khiển
2.4.4.1Các 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.
2.4.4.2Nguyên lý hoạt động bộ điều khiển điện 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.
Hình 2.8 Cảm biến tay lái kiểu quang
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 4.6. TEMS ECU nhận biết góc và hướng quay của vô lăng theo sự thay đổi những tín hiệu này.
Hình 2.9 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.
Hình 2.10 Cấu tạo và sơ đồ mạch điện công tắc đèn phanh
- Cảm biến tốc độ
Là 1 cảm biến dùng để đo tốc độ của xe từ đó đưa ra tín hiệu gửi về bộ sử lý.bọ sử lý sẽ lấy thông tin đó để hiển thị lên đồng hồ tốc độ
Cảm biến này gắn trong công tơ mét, bao gồm một nam châm và một công tắc lưỡi gà. Tín hiệu từ cảm biến này được gửi đến cực SPD của TEMS ECU để báo cho ECU biết tốc độ chuyển động của xe.
- Cảm biến vị trí bướm ga
Hình 2.12 Cảm biến vị trí bướm ga có tiếp điểm cầm chừng Hình 2.11 Cảm biến tốc độ xe
Cảm biến này được gắn ở họng hút để cảm nhận độ mở của bướm ga và gửi các tín hiệu này đến TEMS ECU qua ECU động cơ dưới dạng tín hiệu điện áp. Một điện áp không đổi 5V từ ECU động cơ được cấp lên cực Vc của cảm biến này. Khi độ mở bướm ga thay đổi, tiếp điểm trượt dọc theo biến trở làm giá trị điện áp tác dụng lên cực VTA thay đổi theo.cảm biến vị trí bướm ga có tác dụng xác định độ mở của bướm ga và gửi thông tin về bộ sử lý trung tâm từ đó đưa ra được các chế độ điều khiển và làm việc sao cho tối ưu nhất trên các dòng xe sử dụng hộp số tự động ,vị trí bướm ga còn là thông số quan trọng dùng để kiểm soát quá trình sang số
ECU động cơ biến đổi điện áp VTA này thành một trong tám tín hiệu bướm ga khác nhau để báo cho TEMS ECU biết độ mở bướm ga. Hình 4.10 chỉ ra điện áp của cực L1, L2 và L3 theo sự thay đổi góc mở bướm ga.
- Công tắc khởi động số trung gian
Hình 2.14 Công tắc khởi động số trung gian
Công tắc này được gắn trên hộp số tự động và được sử dụng để biết vị trí cần số. Khi cần số ở vị trí N hay P, công tắc này bật điện áp tại cực NTR của TEMS ECU bằng 0V. Vì vậy ECU biết được tay số đang ở vị trí tay số P hay N.
2.4.5. Bộ chấp hành
2.4.5.1Cấu tạo
Bộ chấp hành được đặt ở đỉnh của mỗi xi lanh giảm chấn. Bộ chấp hành dẫn động van quay của giảm chấn để thay đổi tiết diện các lỗ tiết lưu, từ đó thay đổi lực giảm chấn.
Bộ chấp hành được điều khiển bằng điện tử nên nó có thể đáp ứng một cách nhanh chóng và chính xác với các điều kiện hoạt động thay đổi liên tục.
Nam châm điện từ gồm 4 lõi stator và 2 cặp cuộn dây stator.
Dòng điện qua mỗi cặp cuộn dây stator làm quay nam châm vĩnh cửu, nam châm gắn với cần điều khiển giảm chấn.
TEMS ECU thay đổi cực của các lõi stator từ N sang S hay ngược lại, hay ở trạng thái không phân cực. Nam châm vĩnh cửu quay bởi sức hút của lực điện từ do các cuộn dây stator tạo ra.
Hình 2.15 Cấu tạo của bộ chấp hành
2.4.5.2Nguyên lý hoạt động
Hình 2.16 Sơ đồ mạch điện của bộ chấp hành
FL: Phía trước bên trái FR: Phía trước bên phải RL: Phía sau bên trái RR:phía bên phải
Bốn bộ chấp hành lắp ở 4 giảm chấn được nối song song và cả 4 bộ đều hoạt động đồng thời. Nam châm điện được ECU kích thích khoảng 0,15 giây mỗi lần. Điện áp tại các cực ECU khi lực giảm chấn thay đổi được chỉ ra như hình 4.13.
Lực giảm chấn trung bình
Khi lực giảm chấn chuyển từ chế độ cứng hay mềm sang trung bình, dòng điện từ cực S+ đến S- của ECU rồi đến nam châm điện, làm nam châm vĩnh cửu quay theo chiều kim đồng hồ đến vị trí trung bình. Tại đây các lỗ tiết lưu giảm chấn tạo ra lực cản trung bình.
Bốn bộ chấp hành lắp ở 4 giảm chấn được nối song song và cả 4 bộ đều hoạt động đồng thời. Nam châm điện được ECU kích thích khoảng 0,15 giây mỗi lần. Điện áp tại các cực ECU khi lực giảm chấn thay đổi được chỉ ra như hình 4.13.
Lực giảm chấn trung bình:
Khi lực giảm chấn chuyển từ chế độ cứng hay mềm sang trung bình, dòng điện từ cực S+ đến S- của ECU rồi đến nam châm điện, làm nam châm vĩnh cửu quay theo chiều kim đồng hồ đến vị trí trung bình. Tại đây các lỗ tiết lưu giảm chấn tạo ra lực cản trung bình.