Giới thiệu chung về hệ thống treo
Hệ thống treo ôtô kết nối khung vỏ với bánh xe, giúp làm êm dịu quá trình chuyển động và đảm bảo động học bánh xe Chất lượng hệ thống treo quyết định độ êm ái khi xe di chuyển Khi xe chạy trên đường không bằng phẳng, dao động phát sinh có thể gây hại cho tuổi thọ xe, làm hư hỏng hàng hóa và ảnh hưởng đến sự thoải mái của hành khách.
Theo thống kê, khi xe di chuyển trên đường xấu và gồ ghề, vận tốc của nó sẽ giảm từ 40% đến 50% so với cùng loại xe chạy trên đường tốt.
Giữa hai kỳ đại tu, quãng đường chạy giảm 35-40%, dẫn đến suất tiêu hao nhiên liệu tăng 30-40% Kết quả là năng suất vận chuyển giảm 35-40% và giá thành vận chuyển tăng 50-60%.
Còn đối với con người nếu phải chịu trong tình trạng rung sóc nhiều sẽ gây ra mệt mỏi và các phản ứng khác
Nghiên cứu cho thấy rằng việc tiếp xúc lâu dài với dao động ôtô có thể dẫn đến các vấn đề về thần kinh và não Do đó, độ êm dịu của xe là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá tính tiện nghi của ô tô Độ êm dịu này phụ thuộc vào kết cấu của xe, đặc biệt là hệ thống treo, chất lượng mặt đường và kỹ thuật lái xe Trong quá trình chế tạo ôtô, hệ thống treo đóng vai trò quyết định trong việc đảm bảo sự êm ái trong chuyển động của xe.
Công dung, yêu cầu, phân loại hệ thống treo trên ô tô
Yêu cầu
Không gây các tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung vỏ xe
Hệ thống treo cần đảm bảo độ bền và độ tin cậy cao, hoạt động hiệu quả trong các điều kiện sử dụng phù hợp với các tính năng kỹ thuật, đồng thời không gây ra hư hỏng bất thường.
Đảm bảo giá thành thấp, mức độ phức tạp liên kết không quá lớn
Có khả năng chống rung, chống ồn từ bánh xe lên thùng xe, vỏ xe tốt, nâng cao tiện nghi cho xe
Đảm bảo tính điều khiển và tính chuyển động của xe tốt ngay cả khi ở tốc độ cao.
Các phần tử của hệ thống treo
Bộ phận dẫn hướng
Bộ phận dẫn hướng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo động học của bánh xe, giúp bánh xe di chuyển ổn định trong mặt phẳng thẳng đứng Ngoài ra, bộ phận này còn có chức năng truyền lực dọc và ngang, cũng như mômen giữa khung và vỏ bánh xe.
Hinh 1.1 Bộ phận dẫn hướng
Bộ phận đàn hồi
Bộ phận đàn hồi kết nối khung vỏ với bánh xe, chịu trách nhiệm tiếp nhận lực thẳng đứng từ khung vỏ xuống bánh xe và ngược lại.
Bộ phận đàn hồi chủ yếu bao gồm chi tiết kim loại như nhíp, lò xo xoắn, và thanh xoắn, hoặc khí trong hệ thống treo khí Các phần tử kim loại có ưu điểm là cấu trúc đơn giản, độ bền cao và chi phí chế tạo thấp, nhưng lại có nhược điểm là tuổi thọ ngắn và ma sát lớn Đường đặc tính làm việc của chúng thường là tuyến tính bậc nhất, cho thấy sự ổn định trong hiệu suất nhưng cũng tiềm ẩn vấn đề về ma sát.
Phần tử đàn hồi có nhiều loại, bao gồm phần tử khí bọc cao su sợi, phần tử bằng màng và phần tử bọc ống Loại phần tử này cho phép điều chỉnh độ cứng của hệ thống treo tùy theo tải trọng bằng cách thay đổi áp suất khí, giúp giảm độ cứng và tăng cường sự êm dịu trong chuyển động của ô tô Đặc điểm của phần tử đàn hồi này là phi tuyến.
Phần tử đàn hồi thủy khí Đây là sự kết hợp của cơ cấu điều khiển thủy lực và cơ cấu chấp hành là phần tử thủy khí
Nhược điểm chung của phần tử đàn hồi khí và thủy khí là yêu cầu độ chính xác cao trong quá trình chế tạo các chi tiết và láp giáp cấn, dẫn đến sự phức tạp và chi phí sản xuất cao.
Phần tử đàn hồi bằng cao su bao gồm cao su chịu nén và cao su chịu xoắn Loại vật liệu này nổi bật với độ bền cao, không cần bảo trì hay bôi trơn Cao su có khả năng thu năng lượng trên một đơn vị thể tích gấp 2 đến 10 lần so với thép, đồng thời có trọng lượng nhẹ và đặc tính phi tuyến.
Cao su có nhược điểm là dễ xuất hiện biến dạng dư khi chịu tải trọng kéo dài, đặc biệt là dưới tác động của tải trọng thay đổi Tính chất đàn hồi của cao su cũng thay đổi theo nhiệt độ, với độ cứng tăng lên khi nhiệt độ giảm Do đó, việc lắp đặt bộ dẫn hướng và giảm chấn là cần thiết để khắc phục những vấn đề này.
Hình 1.1 Bộ phận đàn hồi
Bộ phận giảm chấn
Bộ phận giảm chấn có vai trò quan trọng trong việc dập tắt dao động bằng cách chuyển hóa năng lượng dao động thành nhiệt năng Có nhiều loại giảm chấn, bao gồm loại một chiều và hai chiều, với hai hình thức đối xứng và không đối xứng Trên ô tô, thường sử dụng loại giảm chấn ống hoặc giảm chấn đòn, phối hợp với bộ phận đàn hồi để tạo sự êm ái trong chuyển động Khi bánh xe vượt qua chướng ngại vật, chấn động từ mặt đường được truyền qua hệ thống treo và thân xe Trong giai đoạn đầu, một phần năng lượng chấn động được tiêu tán qua giảm chấn, trong khi bộ phận đàn hồi tích lũy năng lượng dưới dạng thế năng Giai đoạn "nén" cho phép lực cản của giảm chấn nhỏ, giảm bớt năng lượng truyền tới khung xe Tiếp theo, năng lượng tích lũy được giải phóng khi bánh xe rời xa khung xe, chủ yếu được hấp thụ và tiêu tán qua giảm chấn, với lực cản trả lớn hơn nhiều so với lực cản nén, đặc trưng cho loại giảm chấn hai chiều không đối xứng.
Giới thiệu một số hệ thống treo thông dụng
Hệ thống treo phụ thuộc
Hệ thống treo phụ thuộc có thiết kế mà các bánh xe được gắn trên một dầm cầu liền, với bộ phận giảm chấn và đàn hồi nằm giữa thùng xe và dầm cầu Sự di chuyển của bánh xe theo phương thẳng đứng sẽ ảnh hưởng đến bánh xe bên kia Đặc điểm nổi bật của hệ thống này là các bánh xe được lắp trên một dầm cầu cứng Nếu cầu xe là bị động, dầm cầu sẽ là một thanh thép định hình, trong khi nếu cầu xe là chủ động, dầm cầu sẽ bao gồm phần vỏ cầu và hệ thống truyền lực.
Trong hệ thống treo phụ thuộc, nhíp không chỉ là phần tử đàn hồi mà còn đảm nhiệm vai trò dẫn hướng, giúp cải thiện hiệu suất và độ ổn định của phương tiện.
Vì nhíp làm bộ phận dẫn hướng nên trong hệ thống treo này không cần đến các thanh giằng để truyền lực dọc hay lực ngang nữa
Khối lượng không treo lớn, đặc biệt ở cầu chủ động, có thể gây ra va đập mạnh khi xe di chuyển trên đường không bằng phẳng Tải trọng này làm giảm độ êm dịu của chuyển động, ảnh hưởng đến trải nghiệm lái xe.
Khoảng không gian dưới sàn xe cần phải đủ lớn để cho phép dầm cầu di chuyển vị trí, vì vậy chiều cao trọng tâm của xe phải được thiết kế lớn.
Sự nối cứng bánh xe hai bên bờ dầm liên kết gây nên hiện tượng xuất hiện chuyển vị phụ khi xe chuyển động
Trong quá trình truyển động vết bánh xe được cố định do vậy không xảy ra hiện tượng mòn lốp nhanh như hệ thống treo độc lập
Khi chịu lực bên 2 bánh xe liên kết cứng bới vậy hạn chế được hiện tượng trượt bên bánh xe
Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ sửa chữa tháo lắp
Hệ thống treo độc lập
Đặc điểm của hệ thống treo này là:
Hai bánh xe không lắp trên một dầm cứng mà lắp trên hai loại cầu rời, sự dịch chuyển của hai bánh xe không phụ thuộc nhau
Mỗi bánh xe được liên kết với một cánh, giúp giảm khối lượng phần không treo, từ đó giảm momen quán tính và mang lại chuyển động êm dịu cho xe.
Hệ thống treo này loại bỏ dầm ngang, cho phép không gian di chuyển chủ yếu bên sườn xe Điều này giúp hạ thấp trọng tâm của xe, từ đó nâng cao vận tốc di chuyển.
Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử
Hình 1.3 Các chi tiết trong hệ thống treo
1: Giảm xóc khí nén tự động điều chỉnh độ giảm chấn; 2: cảm biến gia tốc của xe; 3: ECU (hộp điều khiển điện tử của hệ thống treo); 4: Cảm biến độ cao của xe; 5: Cụm van phân phối và cảm biến áp suất khí nén; 6: Máy nén khí; 7: bình chứa khí nén; 8: dường dẫn khí
Hệ thống treo khí nén - điện tử hoạt động dựa trên nguyên lý tính đàn hồi của không khí khi bị nén, giúp hấp thụ rung động hiệu quả hơn so với lò xo kim loại Nó mang lại sự êm dịu trong chuyển động và cho phép điều chỉnh độ cao sàn xe cũng như độ cứng của lò xo giảm chấn Máy nén cung cấp khí đến từng xi lanh qua các đường dẫn riêng, làm tăng độ cao của xe tương ứng với lượng khí cấp vào Khi không khí trong các xi lanh được giải phóng qua các van, độ cao của xe sẽ giảm xuống Mỗi xi lanh khí nén đều có van điều khiển hoạt động theo hai chế độ bật - tắt.
ECU điều khiển việc nạp hoặc xả khí để điều chỉnh độ cứng và độ đàn hồi của giảm chấn trên các bánh xe, giúp ổn định chiều cao của xe Sự kết hợp giữa giảm chấn, độ cứng lò xo và chiều cao xe tạo ra trải nghiệm êm ái tối ưu khi di chuyển.
"Comfort" thì ECU sẽ điều khiển lực giảm chấn là "mềm", độ cứng lò xo là
Ở chế độ "Sport", xe cần cải thiện tính ổn định khi chạy ở vận tốc cao và quay vòng, với lực giảm chấn đạt mức "trung bình", độ cứng lò xo "cứng" và chiều cao xe "thấp".
Mỗi xi lanh trong hệ thống được trang bị một giảm chấn cho phép điều chỉnh lực giảm chấn theo ba chế độ: mềm, trung bình và cứng Hệ thống còn bao gồm một buồng khí chính và một buồng khí phụ để điều chỉnh độ cứng của lò xo theo hai chế độ: mềm và cứng Ngoài ra, có một màng điều chỉnh độ cao xe với hai hoặc ba chế độ (bình thường, cao hoặc thấp, bình thường, cao) Lượng khí vào buồng chính của bốn xi lanh khí được điều khiển qua van điều chỉnh độ cao, có chức năng cấp và xả khí nén vào và ra khỏi buồng chính của các xi lanh Hệ thống khí nén được cung cấp bởi máy nén khí.
Cảm biến độ cao xe là thiết bị quan trọng giúp kiểm soát độ cao gầm xe bằng cách theo dõi khoảng cách giữa thân xe và các đòn treo Cảm biến điều khiển độ cao trước được gắn vào thân xe và kết nối với giá đỡ dưới của giảm chấn, trong khi cảm biến sau được gắn vào thân xe và nối với đòn treo dưới Những cảm biến này liên tục cung cấp thông tin để điều chỉnh lượng khí trong mỗi xi lanh khí, đảm bảo xe luôn ở độ cao tối ưu.
Cảm biến tốc độ: Cảm biến này gắn trong công tơ mét, nó ghi nhận và gửi tín hiệu tốc độ xe đến ECU hệ thống treo
Hệ thống treo ECU đóng vai trò quan trọng trong việc nhận tín hiệu từ các cảm biến để điều chỉnh lực giảm chấn, độ cứng của lò xo và độ cao xe tùy theo điều kiện hoạt động Bộ chấp hành điều khiển hệ thống được lắp đặt ở mỗi đỉnh xi lanh khí, giúp điều khiển van quay của giảm chấn và van khí của xi lanh nén để thay đổi lực giảm chấn và độ cứng hệ thống treo Hệ thống này phản ứng nhanh chóng với những biến đổi liên tục trong điều kiện hoạt động của xe, mang lại nhiều ưu điểm cho hệ thống treo khí nén - điện tử.
Hệ thống treo khí nén - điện tử nổi bật với tính năng "thông minh" và "linh hoạt", cho phép điều chỉnh độ cứng của từng xi lanh khí Điều này giúp hệ thống đáp ứng hiệu quả với độ nghiêng khung xe, tốc độ khi vào cua, cũng như góc lái của người điều khiển Khi xe di chuyển, độ cứng của các ống giảm xóc tự động thay đổi, đảm bảo hoạt động tối ưu cho từng hành trình Chẳng hạn, khi phanh, độ nhún của bánh trước sẽ cứng hơn bánh sau, trong khi khi tăng tốc, tình trạng này sẽ đảo ngược.
Hệ thống treo khí nén - điện tử tự động điều chỉnh theo tải trọng của xe và thay đổi độ cao gầm xe để phù hợp với điều kiện hành trình Cụ thể, độ cao bình thường được thiết lập tự động khi xe đạt vận tốc 80 km/h Khi tốc độ vượt quá 140 km/h, hệ thống sẽ tự động hạ gầm xe xuống 15mm so với tiêu chuẩn.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO ĐIỆN TỬ TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2016
Giới thiệu chung
Toyota Camry 2016 là mẫu xe sedan hạng sang được thiết kế tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng đặc biệt là những người ngồi hàng ghế sau
Bản Camry 2016 giữ nguyên nhiều đặc điểm nội tâm của các thế hệ trước, nhưng đã được cải tiến đáng kể về ngoại hình và động cơ, nhằm tăng cường tính cạnh tranh trong phân khúc.
Phần đầu xe nổi bật với thiết kế sắc sảo và liền mạch, kết hợp cùng hốc gió lớn, mang lại vẻ ngoài hầm hố và năng động Xe còn được trang bị đèn LED ban ngày và đèn chiếu xa Halogen, giúp người lái dễ dàng quan sát trong điều kiện ánh sáng hạn chế.
Thân xe được thiết kế với các đường gạch tạo nên vẻ mạnh mẽ, trong khi trần xe kéo dài về phía đuôi giúp khoang nội thất, đặc biệt là khu vực phía sau, trở nên rộng rãi hơn.
Phần đuôi xe được thiết kế hài hoà, mở rộng kèm theo đó là các đường gân khiến cho cảm giác đuôi xe thấp hơn
Nội thất xe được thiết kế rộng rãi và sang trọng, cung cấp đầy đủ các chức năng của một chiếc xe hạng sang trong phân khúc Đặc biệt, ghế ngồi có khả năng điều chỉnh điện 8 hướng, mang lại sự thoải mái tối đa cho hành khách trong những chuyến đi dài.
Thông số kĩ thuật
Thông số kĩ thuật xe Camry 2016
Kích thước tổng thể: 4825 x 1825 x 1470 (D x R x C) mm
Chiều dài cơ sở: 2775 mm
Khoảng sáng gầm xe: 150 mm
Bán kính quay vòng tối thiểu: 5.5 m
Trọng lượng không tải: 1490 – 1505 kg
Trọng lượng toàn tải: 2000 kg Động cơ
Loại động cơ: 4 xy lanh thẳng hàng, 16 van, DOHC, VVT-i kép, ACIS
Dung tích công tác: 2494 cc
Công suất tối đa:133 (178)/6000 kW (Mã lực) @ vòng/phút
Mô men xoắn tối đa: 231/4100 Nm @ vòng/phút
Hộp số Chuyển động 6 cấp
Trước: Độc lập kiểu MacPherson với thanh cân bằng
Sau: Độc lập 2 liên kết với thanh cân bằng
Hệ thống treo điều khiển điện tử trên xe Camry 2016
2.3.1 Tổng quan hệ thống treo của Camry 2016
Xe Camry 2016 được trang bị giảm sóc thế hệ mới và hiện đại:
Hệ thống treo trước của xe được trang bị công nghệ treo độc lập, bao gồm thanh xoắn và thanh cân bằng, mang lại nhiều lợi ích như cải thiện độ vững tĩnh và động, tăng cường sự êm ái trong chuyển động Hệ thống này giúp giảm thiểu dao động của các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng momen con quay, đồng thời nâng cao khả năng bám đường, từ đó cải thiện tính điều khiển và ổn định cho xe.
Hệ thống treo sau sử dụng đòn kép, thanh xoắn và thanh cân bằng mang lại nhiều ưu điểm như trọng lượng nhẹ, chi phí thấp và dễ dàng chế tạo Với kết cấu gọn gàng và đơn giản, hệ thống này chiếm ít không gian, giúp tối ưu hóa chiều cao của thân xe Đặc biệt, mức độ hấp thụ năng lượng cao hơn so với các phần tử đàn hồi khác cho phép hệ thống treo được thiết kế nhẹ hơn.
2.3.2 Cấu tạo của hệ thống treo trên Toyota Camry 2.4G
2.3.2.1 Cấu tạo của hệ thống treo trước
Hệ thống treo trước độc lập Macpherson với lò xo cuộn, đòn kép và thanh cân bằng không chỉ nâng cao khả năng an toàn cho xe mà còn mang lại cảm giác thoải mái tối đa cho hành khách trong những chuyến đi dài.
- Bộ phận đàn hồi: Gồm một lò xo trụ trái và một lò xo trụ phải
- Bộ phận giảm chấn: Gồm hai giảm chấn thủy lực tác dụng hai chiều
Hình 2.1 Hệ thống treo trước của xe Toyota Camry 2016
Bộ phận dẫn hướng của xe được cấu thành từ đòn kép, trong đó các bánh xe liên kết với thân xe thông qua các đòn treo trên và dưới Đòn treo trên có chiều dài ngắn hơn so với đòn treo dưới, nhằm giảm thiểu sự dao động của khoảng cách giữa các bánh xe và độ quặp của chúng.
- Thanh ổn định: Bộ phận này có tác dung làm giảm độ nghiêng và các dao động góc ngang của thùng xe
2.3.2.2 Cấu tạo hệ thống treo sau
Hệ thống treo sau được thiết kế với cấu trúc 4 điểm liên kết, kết hợp lò xo cuộn và tay đòn biên, mang lại hiệu quả giảm xóc xuất sắc tương tự như các dòng xe du lịch Đặc biệt, hệ thống treo này còn được trang bị tính năng điều khiển điện tử, nâng cao khả năng vận hành và sự ổn định cho xe.
Chọn chế độ giảm chấn: Lực giảm chấn của bộ giảm chấn có thể thay đổi từ mềm sang cứng
Điều khiển chiều cao: Thay đổi chiều cao của xe từ thấp đến cao
Có các đèn chỉ trạng thái hiện tại của xe trong từng chế độ
Điều khiển độ cứng của lò xo và lực giảm chấn
Điều khiển chống bốc đầu xe
Chuyển lực giảm chấn sang chế độ cứng hơn giúp ngăn ngừa hiện tượng bốc đầu xe khi tăng tốc, từ đó giảm thiểu sự thay đổi tư thế của xe.
Hình 2.2 Hệ thống treo trước của xe Toyota Camry 2016
Điều khiển chống lắc ngang giúp chuyển lực giảm chấn sang chế độ cứng hơn, ngăn ngừa hiện tượng lắc ngang của xe, giữ cho tư thế xe ổn định và nâng cao khả năng điều khiển.
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 giúp tăng cường độ ổn định của xe bằng cách chuyển lực giảm chấn sang chế độ cứng hơn, từ đó cải thiện tính năng điều khiển khi xe di chuyển với tốc độ cao.
Điều khiển chống bốc đầu khi chuyển số giúp hạn chế hiện tượng bốc đuôi xe, đặc biệt khi xe sử dụng hộp số tự động Khi hộp số chuyển từ vị trí ‘N’ sang ‘P’, lực giảm chấn sẽ được điều chỉnh ở chế độ cứng để đảm bảo an toàn và ổn định cho xe.
Kết cấu các bộ phận chính hệ thống treo điều khiển điện tử xe
Bộ phận đàn hồi của xe TOYOTA CAMRY sử dụng lò xo trụ
2.4.1.1 Kết cấu của lò xo trụ
Hình 2.3 Kết cấu lò xo trụ a.Lò xo trụ phía trước b.Lò xo trụ phía sau
Lò xo được chế tạo từ thép đặc biệt, giúp tối ưu hóa khả năng chịu tải Khi chịu lực, thép trong lò xo sẽ bị xoắn lại, cho phép năng lượng từ ngoại lực được tích tụ và giảm thiểu chấn động Những đặc tính này làm cho lò xo trở thành một phần quan trọng trong nhiều ứng dụng kỹ thuật.
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
Do không có ma sát giữa các lá như ở nhíp, nên không thể tự khống chế dao động; vì vậy, cần 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 trụ làm từ thanh thép có đường kính đồng đều sẽ co lại đồng đều theo tải trọng, nhưng lò xo mềm không chịu được tải trọng nặng, trong khi lò xo cứng làm xe chạy không êm với tải trọng nhỏ Khi sử dụng thanh thép có đường kính thay đổi, hai đầu lò xo sẽ có độ cứng thấp hơn phần giữa, giúp hấp thụ chuyển động khi có tải trọng, trong khi phần giữa đủ cứng để chịu 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
Hệ thống treo với lò xo trụ có cấu trúc phức tạp hơn do lò xo chỉ đảm nhiệm chức năng đàn hồi, trong khi các bộ phận dẫn hướng và giảm chấn được thực hiện bởi các thành phần khác Điều này yêu cầu phải bổ sung hệ đòn dẫn hướng để dẫn hướng bánh xe và truyền lực đẩy.
Khi chịu tải trọng thẳng đứng, lò xo sẽ bị nén do tính đàn hồi của thép, và khi tải trọng được gỡ bỏ, lò xo sẽ giãn ra Quá trình này lặp đi lặp lại trong suốt quá trình chuyển động của ô tô Lò xo trước có dạng hình côn, giúp điều chỉnh độ cứng phù hợp với tải trọng tác động lên nó.
Xe TOYOTA CAMRY sử dụng giảm chấn hai lớp tác dụng hai chiều
Bài viết này đề cập đến các thành phần quan trọng của hệ thống giảm chấn, bao gồm tai bắt giảm chấn, trục giảm chấn, và gioăng làm kín Nắp có ren và vỏ che bụi đóng vai trò bảo vệ các bộ phận bên trong, trong khi vỏ ngoài và xi lanh tạo nên cấu trúc vững chắc Pittong và ECU là những yếu tố thiết yếu trong việc điều khiển hoạt động của hệ thống Các loại van như van nén, van trả và cụm van bù giúp điều chỉnh áp suất và lưu lượng chất lỏng Cuối cùng, bạc dẫn hướng và nắp trong đảm bảo sự hoạt động trơn tru và hiệu quả của toàn bộ hệ thống giảm chấn.
A Buồng trên; B Buồng dưới C Buồng bù
Hình 3.2 minh họa mặt cắt và cấu tạo của giảm chấn ống hai lớp vỏ, hay còn gọi là ống lồng Vỏ trong 7 là một xilanh thủy lực được chế tạo với độ bóng cao, cho phép pittong 8 di chuyển dễ dàng Ở phần đuôi của xilanh thủy lực, có một cụm van bù bao gồm van trả 12 và van nén, giúp điều chỉnh áp suất trong hệ thống.
Vỏ ngoài bao quanh vỏ trong tạo thành một buồng chứa chất lỏng, với không gian giữa hai lớp vỏ là buồng bù thể tích Vỏ ngoài được kết nối chắc chắn với vỏ trong và có tai bắt dưới bánh xe Trục giảm chấn liên kết với pittong và được gắn với thân xe qua tai bắt trên Pittong chia xi lanh thành hai buồng A và B, di chuyển trong chất lỏng (dầu) và cho phép dầu lưu thông giữa hai buồng nhờ vào van tiết lưu trong pittong Phía nắp của giảm chấn có các vòng bao kín và ống dẫn hướng trục giảm chấn, với cấu tạo tiết diện của các lỗ nhỏ và van đẩy một chiều.
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 di chuyển, chất lỏng bị nén sẽ chảy từ buồng này sang buồng kia thông qua các van tiết lưu trong pittong giảm chấn Hành trình nén sẽ tạo ra các lỗ tiết lưu, và kích thước của các lỗ này sẽ thay đổi để cho phép dầu lưu thông hiệu quả.
- 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 với vận tốc pittong v < 0,3 m/s, dầu từ khoang B chảy qua các lỗ của van nén vào khoang A Trục giảm chấn chiếm một phần thể tích trong khoang A, dẫn đến một phần dầu thừa chảy xuống khoang bù C qua dãy lỗ van nén phụ Đồng thời, dầu cũng đi vào khoang giữa vỏ ngoài 6 và xi lanh 7 của giảm chấn.
Khi áp suất dầu tăng cao do bị nén mạnh (v > 0,3 m/s), dầu sẽ chảy từ B vào A Lực đẩy từ dầu sẽ làm van nén 10 mở ra khi vượt qua lực của lò xo, dẫn đến việc tăng tiết diện lỗ lưu thông Kết quả là 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 thực hiện quá trình trả nhẹ, dầu sẽ chảy từ khoang A qua lỗ van trong trên pittong 8 vào khoang B Đồng thời, dầu cũng di chuyển từ khoang bù C qua dãy lỗ van trả phụ để vào khoang B.
Khi hệ thống bị trả mạnh, dầu vẫn di chuyển từ khoang A sang khoang B Tuy nhiên, do sự chênh lệch áp suất tăng, dầu từ khoang C sẽ đẩy van trả 11 Khi thắng lực lò xo của van, tiết diện lỗ van mở rộng, giúp giảm lực cản của giảm chấn Ngoài ra, một số cấu trúc còn được trang bị sẵn van giảm tải.
Khi dầu chảy qua các lỗ tiết lưu nhỏ, nó ma sát với thành lỗ và các lớp dầu, tạo ra lực cản cho giảm chấn Năng lượng hấp thụ từ ma sát chuyển hóa thành nhiệt năng, làm nóng dầu và truyền ra môi trường không khí Qua đó, cơ năng được chuyển đổi thành nhiệt năng, giúp hấp thụ dao động của thân xe và bánh xe.
Hình 2.5 trình bày các đường đặc tính của giảm chấn hai lớp vỏ, cho thấy rằng kết quả thu được sẽ khác nhau tùy thuộc vào các hành trình làm việc Đồ thị này có vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng của giảm chấn trong quá trình chế tạo và sử dụng.
Kêt luận chương 2
Hệ thống treo điện tử trên Toyota Camry 2016 nâng cao trải nghiệm di chuyển, mang lại sự thoải mái tối ưu cho người lái Với thiết kế mềm mại và sang trọng, mẫu xe này không chỉ thu hút ánh nhìn mà còn đảm bảo sự êm ái trong mỗi chuyến đi.
Hệ thống treo trước độc lập và hệ thống treo sau đòn kép thanh xoắn trên Camry 2016 giúp xe giảm thiểu rung lắc khi di chuyển trên đường ghồ ghề hoặc trong tình huống khẩn cấp Bộ phận đàn hồi với lò xo, cùng với các chế độ dẫn hướng và giảm chấn, đảm bảo xe khởi hành êm ái Hệ thống điều khiển kết hợp với bộ chấp hành thu thập thông tin để điều chỉnh mức treo hợp lý, giúp xe ổn định hơn khi dừng hoặc khởi hành nhanh chóng và khi di chuyển với tốc độ cao trên đường cao tốc Hệ thống treo điện tử của Camry 2016 mang lại sự an toàn và thoải mái cho người lái.
QUY TRÌNH KIỂM TRA, CHUẨN ĐOÁN HỆ THỐNG TREO ĐIỆN TỬ TRÊN XE CAMRY 2016
Những chú ý khi sử dụng
3.1.1 Tiêu chuẩn về độ ồn Độ ồn trên ôtô do nhiều nguyên nhân Độ ồn do hệ thống treo, truyền lực, do động cơ qua khí thải và do tạo nên nguồn rung động từ động cơ, do cấu trúc thùng vỏ xe gây nên Khi tiến hành kiểm tra hệ thống treo có thể đo đạc xác định một số lần để kết luận nguyên nhân Tiêu chuẩn về độ ồn chung cho toàn xe phụ thuộc vào phương pháp đo: đặt microphon thu bên trong xe nhằm đo độ ồn trong xe, đặt microphon ở ngoài nhằm đo độ ồn ngoài Các chỉ tieu dưới đây dùng cho xe mới khi xuất xưởng Các tiêu chuẩn về độ ồn yêu cầu đo trong xe khi xe đứng yên nổ máy và khi xe chuyển động Nhưng nếu để ý đến ảnh hưởng của hệ thống treo cần thiết kiểm tra độ ồn khi xe chuyển động Nếu có thể kiểm tra độ ồn khi xe đứng yên thì có thể thu được các thông tin để loại trừ ảnh hưởng của các thông số khác - Các thông số độ ồn cho phép của ECE (N0 41; N0 51) -1984 cho các loại ôtô khác nhau, khi thử trên đường tốt ở 80 km/h cho trong bảng (3-1) - Các thông số độ ồn cho phép của Việt Nam TCVN 5948-1999 khi thử trên đường tốt ở 50 km/h cho trong bảng (3-2) Bảng 3-1: Các thông số độ ồn cho phép của ECE Độ ồn ngoăi ECE R51 Loại xe Độ ồn (dB) khng quâ ôtô con 80 ôtô buýt có tải 3,5 tấn 82 ôtô buýt có động cơ >147kW 85 Ô tô buýt thành phố 80 ôtô tải có tải 147kW 88 Độ ồn trong ECE R41 ôtô con 80 ôtô buýt đến 5 tấn 82 ôtô buýt hơn 5 tấn 82 ôtô buýt tiêu chuẩn 82 Các loại xe buýt khác 84
3.1.2 Phương pháp và thiết bị chẩn đoán
Với các loại ôtô có khoảng không gian sàn xe có thể quan sát:
- Rơ lỏng xô lệch các bộ phận
- Biến dạng lớn ở các chỗ liên kết
- Nứt vỡ gối tỳ, ụ giảm va đập, ổ bắt cao su
- Độ mất cân bằng bánh xe
Ngoài ra, việc sử dụng các thước đo thông thường để đo chiều cao thân xe so với mặt đường hoặc tâm trục bánh xe là cần thiết để xác định độ cứng tĩnh của bộ phận đàn hồi.
Chọn thử và các điều kiện thử ôtô trên đường phụ thuộc vào chủng loại, kết cấu như: ôtô tải, ôtô buýt, ôtô con, ôtô thân ngắn, thân dài
Mục đích của chẩn đoán tiếng ồn là xác định nguồn gốc và mức độ ồn phát ra Trong quá trình khai thác và sửa chữa, việc phát hiện các hư hỏng là cần thiết để đánh giá chất lượng tổng thể.
3.1.2.3 Độ ồn trong Độ ồn bên trong được đo từ buồng lái của ôtô tải, bên trong của ôtô con và ôtô buýt
Các điểm đo độ ồn cho ôtô buýt được xác định cụ thể: một điểm tại vị trí của người lái, ngang tầm đầu lái xe; hai điểm ở giữa khoang hành khách, ngang tầm ghế ngồi; và hai điểm ở phía sau xe, ngang tầm đầu hành khách.
Khi đo, ôtô chuyển động với vận tốc quy định 50 km/h hoặc 80 km/h trên đường thẳng tốt
Việc đo độ ồn trong chủ yếu xác định chất lượng môi trường bên trong của ôtô
Hình 3.1 Lực giảm chấn trung bình
Chọn mặt đường asfan – bêtông hay đường bêtông có chiều dài khoảng
(400 ÷ 500) m Trên đoạn đường này đặt cảm biến đo độ ồn như trên (hình 6-
Để đảm bảo độ chính xác trong việc đo đạc, khu vực xung quanh khoảng 30m không có vật cản phản âm và cường độ ồn của môi trường không vượt quá 10dB Quảng đường đo được xác định trong đoạn đường AB dài 20m, trong đó tốc độ giữ ổn định.
Cho ôtô chuyển động thẳng tới với vận tốc thử (50 ÷ 80) km/h, và xác định:
3.1.2.5 Đo trên mặt đường xấu
Chọn mặt đường có chiều cao mấp mô từ 1/30 đến 1/20 đường kính bánh xe, với khoảng cách giữa các mấp mô từ 0,5 đến 1,5 lần chiều dài cơ sở của xe Đường thử nên có chiều dài từ 100 đến 300 mét và vận tốc di chuyển từ 15 đến 20 Km/h.
Các thông số cần xác định: âm thanh đặc trưng tiếng ồn, vị trí phát tiếng ồn, cường độ ồn nhờ thính giác của con người
Tiếng ồn trong thử nghiệm xe trên đường là sự kết hợp giữa tiếng ồn nội thất và ngoại thất của xe Việc phân tích tiếng ồn này là cần thiết để xác định các hư hỏng trong hệ thống treo.
Việc xác định như vậy chỉ có thể biết chỗ hư hỏng và khó có thể xác định mức độ hư hỏng
3.1.2.6 Đo trên bệ chẩn đoán chuyên dụng
Bệ chẩn đoán trên hệ thống treo hỗ trợ cán bộ kỹ thuật chuyên ngành trong việc xác định các thông số tổng hợp của hệ thống treo.
- Độ cứng động của hệ treo đo ở từng bánh xe, thể hiện chất lượng tổng hợp của bộ phận đàn hồi ở trạng thái lắp ráp mà không tháo rời
Độ bám dính của bánh xe trên đường phản ánh chất lượng tổng thể của bộ phận giảm chấn và bộ phận đàn hồi Khi chất lượng của bánh xe và bộ phận đàn hồi được kiểm soát tốt, độ bám dính sẽ thể hiện rõ chất lượng của bộ phận giảm chấn.
Thiết bị đo là một loại thiết bị thủy lực điện tử, bao gồm bộ gây rung thủy lực, các thiết bị đo lực tại vị trí tiếp xúc của bánh xe với bệ đo, cùng với thiết bị đo tần số và chuyển vị.
Bộ gây rung thuỷ lực bao gồm các thành phần như nguồn cung cấp thuỷ lực, bơm, bình tích năng, van con trượt, bộ giảm chấn và xylanh thuỷ lực Van thuỷ lực được điều khiển bởi một van điện từ, giúp đóng mở đường dầu và tạo ra khả năng rung cho bệ với các tần số khác nhau Thiết bị đo của bệ gồm cảm biến, bộ vi xử lý và bộ điều khiển tần số rung, cho phép ghi nhận và tính toán tín hiệu từ cảm biến để hiển thị các chỉ số cần thiết.
Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý bộ gây rung thuỷ lực
1- Cảm biến đo lực; 2- Cảm biến đo tần số chuyển vị; 3- Bộ gây rung thuỷ lực
Biên độ rung của ôtô con nằm trong khoảng (15 ÷ 20) mm, tần số rung thay đổi liên tục từ 4 Hz đến 30 Hz
Hiển thị trên màn hình và lưu trữ số liệu: độ cứng động, độ bám đường từng bánh xe
Bệ đo được trang bị thiết bị đo tải trọng cho từng bánh xe, giúp phát hiện tình trạng quá tải khi thiết bị rung không hoạt động Bộ thiết bị chẩn đoán có thể bao gồm: thiết bị cân, bộ đo độ trượt ngang bánh xe, bộ đo rung hệ thống treo, bộ đo lực phanh và bộ đo trạng thái làm việc của động cơ.
Trước khi đưa xe lên bệ rung, cần kiểm tra và đảm bảo áp suất lốp đạt tiêu chuẩn Lăn xe từ từ lên bệ cân trọng lượng và đặt các bánh xe của từng cầu lên bệ đo rung Sau khi bánh xe ổn định, hiệu chỉnh hướng xe và bánh xe chạy thẳng Tiến hành cho bệ rung hoạt động trong khoảng 2 đến 3 phút, sau đó chuyển sang đo các bánh xe ở cầu sau tương tự như cầu trước.
Thiết bị đo ghi và cho phép xác định các thông số chẩn đoán đối với từng bánh xe, đó là:
- Tải trọng tĩnh trên các bánh xe, cầu xe, toàn bộ xe (N)
- Độ cứng động của hệ thống treo đo tại các bánh xe (N/mm)
- Độ bám dính của bánh xe trên đường (%)
Dạng đồ thị kết quả hiển thị hoặc in trên giấy, kết quả các số liệu bao gồm các giá trị:
Khả năng bám dính của bánh xe trên mặt đường G (GRIP) được xác định theo tần số rung của bệ, với giá trị bám dính đạt 100% tại tần số 25 Hz Khi tần số kích động giảm, giá trị G cũng thay đổi Để đánh giá chất lượng hệ thống treo, cần ghi nhận giá trị bám dính nhỏ nhất trên đồ thị Hệ thống treo được coi là hiệu quả khi đảm bảo độ bám dính cao nhất cho bánh xe Nếu giảm chấn, lốp và bộ phận đàn hồi hoạt động tốt, khả năng bám dính sẽ cao Khi giá trị bám dính thấp hơn mức cần thiết, cần xem xét thay thế giảm chấn hoặc các bộ phận đàn hồi.
+ Giá trị sai lệch tương đối của độ bám dính cho bằng sai lệch của hai giá trị độ bám dính của các bánh xe trên cùng một cầu
+ Trọng lượng đặt trên các bánh xe
Độ cứng động (RIGIDITY) được đo bằng N/mm dựa trên chuyển vị của hệ thống và lực động tại các tần số rung khác nhau Quá trình đo lường thu thập và xử lý dữ liệu theo phương pháp thống kê để xác định giá trị trung bình Kết quả độ cứng động phản ánh trạng thái độ cứng của hệ thống treo dựa trên chuyển vị tại vị trí bánh xe Độ cứng tĩnh của bộ phận đàn hồi có ảnh hưởng lớn nhất đến giá trị này, cho phép đánh giá chất lượng của bộ phận đàn hồi thông qua kết quả đo được.
Kêt luận chương 3
Hệ thống treo đóng vai trò quan trọng trong việc mang lại cảm giác thoải mái cho người sử dụng, vì vậy việc duy trì sự ổn định của nó là cần thiết Để đảm bảo các bộ phận hoạt động mượt mà và không gặp lỗi, việc bảo dưỡng định kỳ là rất quan trọng Do đó, việc bảo trì và thay thế các bộ phận hư hỏng là yếu tố thiết yếu để hệ thống treo hoạt động bền bỉ và ổn định.
