Khái quát về hệ thống gầm và hệ thống treo

-1- Hệ Thống Gầm Hệ Thống Hầm Cùng với các chi tiết bên ngoài, chi tiết bên trong và động cơ, hệ thống gầm cấu thành ôtô. Nó quản lý các chức năng lái xe, quay vòng và dừng xe. 1. Hệ thống treo Đỡ các cầu xe để đảm bảo chuyển động êm dịu. Hệ thống treo trước Hệ thống treo sau 2. Hệ thống lái Thay đổi hướng chuyển động của xe. -2- 3. Hệ thống phanh Giảm tốc độ hay dừng xe. Phanh chân Phanh đỗ 4. Lốp và bánh xe Đỡ xe thông qua tiếp xúc với mặt đường. (1/1) Hệ Thống Treo Hệ Thống Treo Hệ thống treo nối các bánh xe với thân xe hay khung xe để đỡ lấy xe. • Nâng cao tính êm dịu bằng việc giảm chấn động từ mặt đường truyền qua lốp. • Đảm bảo tính ổn định chuyển động. Hệ thống treo trước Hệ thống treo sau (1/2) -3- Lò xo (1/2) Giảm chấn (1/2) Thạnh ổn định (1/2) -4- Khớp cầu (1/2) Các loại lò xo Chức năng của lò xo là hấp thụ chấn động từ mặt đường và giảm rung động truyền đến thân xe. (2/2) Lò xo trụ Lò xo trụ ngoài trọng lượng nhẹ còn rất ưu việt trong việc giảm chấn động, mang lại tính êm dịu chuyển động tuyệt vời. Nó được dùng chủ yếu trên các xe du lịch. (2/2) -5- Lò xo lá (nhíp) Ngoài tác dụng như một lò xo nó còn có tác dụng như một cánh tay đỡ cầu xe, Nó có độ bền cao, nhưng tính êm dịu chuyển động kém do trọng lượng nặng, cấu tạo vững chắc. Nó được dùng chủ yếu trên xe tải. (2/2) Lò xo loại thanh xoắn Một loại lò xo sử dụng tính đàn hồi của thanh thép chống lại sự xoắn. Nó được sử dụng trên xe tải do nó có cấu tạo đơn giản và tính êm dịu tốt. (2/2) -6- Hệ Thống Treo Giảm Chấn Giảm chấn hạn chế sự chuyển động của lò xo bằng lực cản của dầu chảy qua một khe tiết lưu trong píttông. Chúng cũng hấp thụ rung động của thân xe và mang lại tính êm dịu chuyển động. Píttông Van Lỗ tiết lưu Lò xo Giảm chấn • (1/1) THAM KHẢO: Các loại giảm chấn Giảm chấn được phân loại dựa vào hoạt động, cấu tạo và môi chất làm việc của chúng. -7- Phân loại theo hoạt động Giảm chấn tác dụng đơn Loại giảm chấn này hấp thụ dao động của lò xo khi giảm chẫn bị giãn ra, nhưng dập tắt dao động khi nó bị nén lại. Giảm chấn tác dụng kép Loại giẩm chấn này hấp thụ dao động của lò xo cả khí giảm chấn bị kéo giãn ra và nén lại. Lỗ tiết lưu Van Dầu (1/1) Phân loại theo cấu tạo Giảm chấn loại ống đơn Loại này chỉ có một xylanh (không có khoang chứa). Giảm chấn loại ống kép TLoại này có một xylanh bao gồm một khoang làm việc (xylanh bên trong) và một khoang chứa (xylanh bên ngoài). Khoang chứa Khoang làm việc Không khí Dầu Van (1/1) Phân loại theo môi chất làm việc Giảm chấn thuỷ lực Loại này sử dụng dầu (dầu giảm chấn) làm môi chất để cho giảm chấn hoạt động. Giảm chấn có điền khí Khí nitơ được nạp vào trong giảm chấn. Khí này ép dầu và ngăn chặn những lỗ rỗng, điền đầy khí do dầu bay hơi và tạo thành bọt khí. Van Khí thấp áp Dầu Píttông tự do Khí áp suất cao (1/1) -8- A. Khởi hành Lực giảm chấn mạnh để ổn định vị trí của xe B. Lái xe bình thường Lực giảm chấn yếu để tăng tính êm dịu chuyển động C. Quay vòng Lực giảm chấn mạnh để cân bằng xe TEMS (Hệ thống treo điều khiển điện tử Toyota) Hệ thống TEMS sử dụng một ECU để thay đổi cường độ hoạt động (lực giảm chấn) của giảm chấn tuỳ theo điều kiện lái xe. Khi hệ thống TEMS hoạt động, nó đảm bảo tính êm dịu chuyển động và ổn định chuyển động tốt, tuỳ theo trạng thái hoạt động. ECU điều khiển lực giảm chấn để giữ cho xe cân bằng. ECU Công tắc điều khiển giảm chấn Cảm biến Bộ chấp hành điều khiển giảm chấn Giảm chấn D. Lái xe tốc độ cao Lực giảm chấn trung bình để vừa chuyển động êm và vừa ổn định chuyển động E. Phanh Lực giảm chấn mạnh để cân bằng xe (1/1) Khớp Cầu Khớp cầu chịu tải trọng theo phương thẳng đứng cũng như phương ngang, và cũng có tác dụng như một tâm quay cho khớp lái khi quay vô lăng. Chốt Cao su chắn bụi Đế khớp cầu Thân Giảm chấn cao su (1/1) Thanh Ổn Định Khi xe quay vòng, nó nghiêng ra ngoài do lực ly tâm. Thanh ổn định điều khiển việc này bằng lực xoắn của lò xo, và giữ cho lốp bám xuống mặt đường. Nó cũng hoạt động nếu các lốp xe ở một bên chạy qua những bề mặt có độ cao khác nhau. Khi xe bị nghiêng và lốp xe bị chìm xuống một phía, thanh ổn định bị xoắn lại và có tác dụng như một lò xo, nó nâng lốp xe (thân xe) ở phía bị chìm lên phía trên. Trong trường hợp các lốp xe bị chìm cả hai bên bằng nhau, thì thanh ổn định không hoạt động như chức năng của lò xo vì nó không bị xoắn. Thanh ổn định (1/1) -9- Có 2 loại hệ thống treo, tuỳ theo cách đỡ các bánh xe. (1/3) Hệ thống treo phụ thuộc (1/3) Hệ thống treo độc lập (1/3) -10- Hệ thống treo phụ thuộc Cả 2 bánh xe đều được nối với một cầu xe, cầu xe được lắp lên thân xe qua lò xo. Do cả bánh xe và cầu xe chuyển động theo phương thẳng đứng cùng với nhau, sự chuyển động của bánh xe bị ảnh hưởng lẫn nhau. Loại hệ thống treo này có cấu tạo đơn giản và cứng vững. Loại dầm xoắn Gồm có các đòn kéo (đòn treo) bên phải và bên trái được nối với dầm ngang. Tương tự hệ thống treo loại thanh nối, các lò xo chỉ chịu lực theo phương thẳng đứng. Nó có cấu tạo đơn giản và mang lại tính êm dịu chuyển động tốt. Loại hệ thống treo này được sử dụng trên hệ thống treo sau của xe FF loại nhẹ. Giảm chấn Lò xo trụ Dầm ngang Đòn treo Thanh ổn định ) Loại 4 thanh nối Các đòn treo điều khiển trên và dưới được lắp vào thân xe theo chiều dọc và một đòn khác được lắp theo chiều ngang từ một đầu vào cầu xe và một đầu vào thân xe. Các đòn treo này chịu lực tác dụng lên cầu xe theo phương dọc và ngang, cho phép lò xo chịu lực theo chiều thẳng đứng. Cấu tạo của loại hệ thống treo này tương đối phức tạp, mặc dù nó mang lại tính êm dịu chuyển động cao hơn loại lò xo lá (nhíp). Nó được sử dụng trên hệ thống treo sau của các xe 1 khoang, SUV (xe thể thao đa dụng), FR và 4WD. Lò xo trụ Thanh điều khiển ngang Đòn treo trên Giảm chấn Đòn treo dưới -11- Loại lò xo lá (nhíp) Mỗi đầu của cầu xe nối với bánh xe được gắn một bộ lò xo lá. Các lò xo lá, được đặt song song với nhau, được lắp lên thân xe theo chiều dọc. Lực tác dụng lên cầu xe được truyền đến thân xe qua các lò xo. Loại này được sử dụng chủ yếu trên hệ thống treo sau của các xe chở hàng và xe tải do có cấu tạo đơn giản và cứng vững. Vỏ cầu sau Giảm chấn Lò xo lá (2/3) Hệ thống treo độc lập Mỗi bánh xe được đỡ bởi một đòn treo độc lập, được lắp lên thân xe qua một lò xo. Loại hệ thống treo này có thể hấp thụ có hiệu quả độ nhấp nhô của mặt đường xấu và mang lại tính êm dịu chuyển động cao do từng bánh xe chuyển động lên xuống độc lập so với các bánh xe khác. (3/3) Loại thanh giằng macpheson Đây là loại hệ thống treo không có đòn treo trên, do đó nó có cấu tạo đơn giản hơn so với loại hình thang. Nó có thể được bảo dưỡng dễ dàng hơn do có ít bộ phận. Nó được sử dụng chủ yếu cho hệ thống treo trước của xe FF. Thanh ổn định Đòn treo dưới Lò xo trụ Giảm chấn (3/3) -12- Loại hình thang Bao gồm các đòn treo trên và dưới đỡ các bánh xe và cam lái nối với các đòn treo này. Các đòn treo chịu các cực theo phương dọc và ngang, cho phép các lò xo chịu lực theo phương thẳng đứng. Mặc dù kết cấu này phức tạp do nó có nhiều chi tiết, nhưng nó có độ cững vững cao để đỡ chắc chắn các bánh xe. Do việc bố trí hệ thống treo này có thể được thiết kế tự do, nó đem lại tính êm dịu chuyển động và ổn định chuyển động tốt. Nó được sử dụng rộng rãi cho xe FR. Đòn treo trên Giảm chấn Lò xo trụ Đòn treo dưới Thanh ổn định Loại đòn treo bán dọc Các đòn treo phía sau được lắp với một góc nhất định vào dầm hệ thống treo sau để chịu được lực ngang lớn hơn. Thiết kế này có tác dụng giống như khi đòn treo được làm cững vững hơn. Nó được sử dụng cho hệ thống treo sau của một số xe FR. Giảm chấn Thanh ổn định Lò xo trụ Dầm hệ thống treo sau Đòn treo sau (3/3) THAM KHẢO: Hệ thống treo khí Dùng đệm không khí nhờ vào tính đàn hồi của không khí, thay cho lò xo thép. Hấp thụ được những rung động nhỏ và mang lại tính êm dịu chuyển động tốt hơn, do lợi dụng tính chất đàn hồi của không khí khi bị nén lại. Do có một máy tính làm thay đổi áp suất và thể tích không khí tuỳ theo điều kiện lái xe, độ êm dịu của đệm và chiều cao của chúng (có nghĩa là chiều cao xe) có thể thay đổi được. Đệm không khí Buồng khí phụ Buồng khí chính Màng di động Máy nén LƯU Ý: Cũng còn có một loại hệ thống treo khác tên là "AHC" (Hệ thống treo điều khiển độ cao chủ động), nó dùng áp suất thuỷ lực để điều chỉnh độ cao xe. (1/1) -13- Góc Đặt Bánh Xe Để ổn định chuyển động, xe ôtô phải có tính năng chuyển động thẳng tốt và tính năng quay vòng khi xe đi vào vòng cua. Do đó, các bánh xe phải được lắp với một góc nhất định so với mặt đường và hệ thống treo cho từng mục đích cụ thể. Các góc này được gọi là góc đặt bánh xe. LƯU Ý: Cả các bánh xe trước và sau đều có góc đặt, trừ các bánh xe của cầu xe trên xe FR có hệ thống treo phụ thuộc phía sau. ) Góc Camber Đây là góc nghiêng của bánh xe khi nhìn từ phía trước của xe. Nó ảnh hưởng đến độ bám đường của lốp, do đó ảnh hưởng đến tính năng quay vòng của xe. θ a : Góc Camber Góc này được tạo bởi đường tâm của bánh xe và đường thẳng vuông góc với mặt đường. Góc Kingpin Đây là góc nghiêng của trục lái, nó có tác dụng giảm chấn động từ lốp xe. θ b: Góc Kingpin Đây là góc nghiêng của trục lái. L: Độ lệch kingpin Đây là khoảng cách đo được trên mặt đất từ đường tâm của lốp đến giao điểm của đường tâm trục lái và mặt đường. LƯU Ý: Góc kingpin là đường thẳng nối khớp cầu trên và khớp cầu dưới, và tâm quay của bánh xe trước khi quay vô lăng. Khớp cầu trên Khớp cầu dưới (1/1) -14- Góc Caster Khi nhìn xe từ phía bên sườn, trục lái bị nghiêng về sau. θc : Góc Caster Đây là góc giữa trục lái và đường thẳng đứng. Góc này tạo ra lực hồi vị vôlăng về vị trí hướng thẳng, do đó nó cho phép xe giữ được hướng đi thẳng. L : Khoảng Caster Đây là khoảng cách giữa tâm tiếp xúc với mặt đường của lốp và giao điểm với mặt đường của đường tâm trục lái kéo dài. (1/1) Bán kính quay vòng Đây là góc quay của một trong các bánh trước khi quay vô lăng. Bánh xe trước bên trong và bên ngoài quay với một góc khác nhau sao cho chúng vẽ nên những vòng tròn có tâm trùng nhau, điều đó để đảm bảo tính năng quay vòng của xe ôtô. θo:Góc quay của bánh xe bên ngoài θi :Góc quay của bánh xe bên trong O: Tâm quay (1/1) Độ chụm (chụm trong và chụm ngoài) Khi nhìn xe ôtô từ phía trên, cả hai bánh xe trước thường hướng vào trong. Trạng thái đó được gọi là "Độ chụm trong", và nó giúp cho xe chạy thẳng. Nó được gọi là "Độ chụm ngoài", khi bánh xe trước hướng ra ngoài. Độ chụm trong Độ chụm ngoài (1/1) -15- Hệ Thống Lái Hệ thống lái Trong hệ thống lái, các bánh trước của xe được điều khiển bằng chuyển động quay của vôlăng. Có hai loại hệ thống lái, loại trục vít - thanh răng và loại bi tuần hoàn. Loại trục vít - thanh răng Thay đổi chuyển động quay của vôlăng thành chuyển động sang trái hay phải của thanh răng. Cấu tạo đơn giản và nhẹ. Hệ thống lái cứng vững và độ nhậy của vôlăng rất cao. Vôlăng Trục lái chính và ống trục lái Cơ cấu lái Vỏ thang răng Trục vít Thanh răng (1/1) THAM KHẢO: Loại bi tuần hoàn Có nhiều viên bi thép nằm giữa trục vít và đai ốc tại trục dẻ quạt. Vô lăng Trục lái chính và ống trục lái Cơ cấu lái Thanh dẫn động lái Bi thép Đai ốc Trục dẻ quạt Trục vít (1/1) Vô Lăng Vôlăng là bộ phận dùng để thay đổi hướng của các bánh xe phía trước theo ý định của lái xe. Một trong các hạng mục bảo dưỡng định kỳ là kiểm tra độ rơ của vôlăng. Vô lăng Trục lái chính Ống trục lái (1/1) -16- THAM KHẢO: Các chức năng khác nhau của hệ thống lái Tay lái nghiêng Cho phép lái xe điều chỉnh góc vôlăng so với phương thẳng đứng tuỳ theo khổ người và sở thích của lái xe. (1/1) Tay lái trượt Cho phép lái xe dịch chuyển vôlăng theo phương dọc trục tuỳ theo khổ người và sở thích của lái xe. (1/1) -17- Cơ cấu hấp thụ chấn động Nếu một lực va đập mạnh tác dụng lên vôlăng trong trường hợp tai nạn, trục lái chính và ống trục lái sẽ hấp thụ năng lượng của chấn động bằng cách ép lại và biến dạng. Trạng thái bình thường Sau khi tai nạn (1/1) Cơ cấu khoá tay lái Đây là một chức năng chống trộm, nó vô hiệu hoá vôlăng bằng cách khoá trục lái chính vào ống trục lái khi rút chìa khoá điện ra. Trạng thái tự do Trạng thái khoá Chìa khóa điện Khóa Trục lái chính (1/1) -18- Trợ Lực Lái Thiết bị trợ lực lái được lắp trong hộp cơ cấu lái để làm giảm lực đánh lái cho lái xe. Có hai loại thiết bị cho trợ lực lái: loại thuỷ lực và loại môtơ điện. Trợ lực lái thuỷ lực Hệ thống trợ lực lái sử dụng năng lượng của động cơ để dẫn động bơm cánh gạt, bơm này tạo ra áp suất thuỷ lực. Khi quay vôlăng, một mạch dầu sẽ được chuyển trong van điều khiển. Khi áp suất dầu được cấp đến píttông trợ lực bên trong xylanh trợ lực, lực cần thiết để vận hành vôlăng giảm đi. Cần thiết phải kiểm tra rò rỉ của dầu trợ lực lái một cách định kỳ. Bình chứa Bơm cánh gạt Van điều khiển Xi lanh trợ lực Píttông trợ lực Vô lăng Động cơ (1/1) THAM KHẢO: Hệ thống trợ lực thuỷ lực - điện (EHPS) Thông thường, hệ thống trợ lực lái sử dụng nguồn năng lượng của động cơ để dẫn động bơm cánh gạt, bơm này tạo ra áp suất thuỷ lực. Tuy nhiên, hệ thống EHPS sử dụng môtơ, và giảm lực cần thiết để dẫn động vôlăng. Hệ thống trợ lực môtơ điện (EMPS) EMPS trợ giúp cho việc vận hành vôlăng trực tiếp bằng nguồn dẫn động của môtơ điện DC, không phải bằng áp suất thuỷ lực. Bình chứa Cụm bơm cánh gạt và môtơ ECU EMPS Môtơ điện DC (1/1) -19- Hệ Thống Phanh Các Phanh Hệ thống phanh giảm tốc độ hay dừng xe, hay ngăn không cho xe trôi khi đỗ xe. (1/1) Hệ thống phanh giảm tốc độ hay dừng xe, hay ngăn không cho xe trôi khi đỗ xe. Phanh chân (1/1) Hệ thống phanh giảm tốc độ hay dừng xe, hay ngăn không cho xe trôi khi đỗ xe. Phanh đỗ (1/1)