Nghiên cứu hệ thống treo khí điều khiển điện tử trên xe Toyota. Lập quy trình kiểm tra sửa chữa hư hỏng của hệ thống

Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Trong vài năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam có những bước phát triển vượt
bậc, đời sống người dân được nâng cao, cùng với việc chính phủ đang đầu tư rất nhiều
vào quy hoạch và xây dựng hệ thống giao thông vận tải, đã khiến ô tô trở thành
phương tiện đi lại tiện nghi và phổ biến, được nhiều người quan tâm. Không như các
nước phát triển, với Việt Nam thì ôtô vẫn là chủ đề mới mẻ, đặc biệt là những ứng
dụng công nghệ tiên tiến trên xe. Vì thế việc nghiên cứu về ôtô là rất cần thiết, nó là cơ
sở để các nhà nhập khẩu cũng như các nhà sản xuất trong nước kiểm tra chất lượng xe
khi nhập cũng như sau khi xe xuất xưởng, đồng thời trang bị kiến thức cho những
người dân mua và sử dụng xe có hiệu quả kinh tế cao.
Với yêu cầu ngày càng cao của công nghệ vận tải về kỹ thuật cũng như về tính
thẩm mỹ thì tính tiện nghi của ô tô ngày càng phải hoàn thiện hơn, đặc biệt là tính êm
dịu chuyển động của xe để tạo cho con người cảm giác thoải mái khi ngồi trên xe, các
nhà sản xuất xe hàng đầu thế giới đã và đang không ngừng nâng cao chất lượng sản
phẩm của mình về kiểu dáng, độ bền, và đặc biệt sự tiện nghi, thân thiện mang lại sự
thoải mái, an toàn cho người sử dụng. Và một trong những nghiên cứu nhằm đáp ứng
những
yêu cầu trên đó là nghiên cứu về hệ thống treo.
Với các lý do trên đây mà em chọn đề tài: “Nghiên cứu hệ thống treo khí điều
khiển điện tử trên xe Toyota. Lập quy trình kiểm tra sửa chữa hư hỏng của hệ
thống”.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài, đối tượng, phạm vi nghiên cứu
2.1. Mục đích
- Nghiên cứu hệ thống treo khí điều khiển điện tử trên xe toyota
- Lập quy trình kiểm tra sửa chữa hư hỏng của hệ thống.
2.2. Đối tượng
- Nghiên cứu hệ thống treo khí điều khiển điện tử trên các dòng xe toyota.
2.3. Phạm vi
- Tất cả các hệ thống treo khí điều khiển điện tử trên xe toyota.

3. Tóm tắt cô đọng các nội dung chính
Nội dung đề tài gồm 3 chương:
- Chương 1. Khái quát về hệ thống treo trên xe ô tô
- Chương 2. Nghiên cứu hệ thống treo khí điều khiển điện tử trên xe toyota.
- Chương 3. Lập quy trình kiểm tra sửa chữa hư hỏng của hệ thống.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu tài liệu: Giáo trình kết cấu tính toán ô tô, giáo trình chuẩn đoán
bảo dưỡng, tài liệu trên Internet,
LỜI CẢM ƠN
1
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Sau một thời gian làm đề tài tốt nghiệp, đến nay em đã hoàn thành. Em xin trân
trọng cảm ơn tới các thầy, cô trong khoa CNKT Ôtô - Trường Đại học Sao Đỏ đã luôn
quan tâm giúp đỡ em. Đặc biệt là thầy Phùng Đức Hải Anh đã tạo điều kiện, hướng
dẫn và giúp đỡ rất tận tình trong suốt quá trình tìm hiểu và viết đề tài của mình, thầy
đã dành rất nhiều thời gian để hướng dẫn cho sinh viên.
Tuy nhiên, do trình độ chuyên môn còn hạn chế nên đề tài không tránh khỏi
những khiếm khuyết, kính mong các thầy, cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài
được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Nguyễn Văn Bắc

2
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO
1.1. Đặt vấn đề
Ngày nay các nhà nghiên cứu và thiết kế đã đạt được những thành tựu trong
việc phát triển hệ thống treo. Dựa trên sự kết hợp giữa khoa học chuyên ngành cơ bản
với ứng dụng các thành tựu về khoa học điện tử, tin học và kỹ thuật điều khiển. Chính

nhờ áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật này vào thực tế mà hệ thống treo ngày
càng hoàn thiện hơn về tính năng, kích thước cũng như phạm vi hoạt động của nó.
Hệ thống treo điều khiển điện khiển điện tử chính là xu hướng phát triển của hệ
thống treo trong tương lai. Nó hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng các cảm biến để
thu nhân thông tin, các thông số cần thiết trong quá trình vận hành xe. Các thông số đó
có thể là tải trọng xe, gia tốc dao động thẳng đứng, góc đặt bánh xe, độ cao sàn xe…
Sau đó các thông số này được mã hoá và đưa đến các mạch điều khiển để tự động điều
khiển các cơ cấu chấp hành. Như vậy ta có một hệ thống treo có thể tự động điều
chỉnh được đường đặc tính của nó phù hợp với điều khiện chuyển động. Đây chính là
ưu điển nổi bật mà các hệ thống treo trước không có được.
Tuy nhiên với tình hình kinh tế nước ta chưa thực sự phát triển mạnh. Cơ sở vật
chất và các nghành kinh tế đang trong thời kỳ phát triển thì một hướng đi mang tính
thực tế đó là việc tận dụng một số loại ô tô cũ còn sử dụng trong nước. Trên cơ sở đó
cải thiện hay thiết kế một số hệ thống treo dẫn kém chất lượng hay đặc tính không còn
phù hợp với yêu cầu hiện nay để đưa vào sử dụng.
1.2. Giới thiệu chung về hệ thống treo
Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ ôtô với bánh xe có tác dụng
làm êm dịu quá trình chuyển động, đảm bảo đúng động học bánh xe ( bánh xe dao
động trong mặt phẳng đứng) và truyền lực giữa khung vỏ với bánh xe.
Ta biết rằng xe chuyển động có êm dịu hay không phụ thuộc chủ yếu vào
chất lượng hệ thống treo. Khi xe chuyển động trên đường không bằng sẽ phát sinh ra
dao động do đường không bằng phẳng gây ra nhưng dao động này ảnh hưởng xấu tới
tuổi thọ của xe làm hư hỏng hàng hoá và ảnh hưởng tới hành khách trên xe. Theo số
liệu thống kê cho thấy khi xe chạy trên đường xấu, gồ ghề mà so sánh với một ô tô
cùng loại chạy trên đường tốt thì vận tốc của xe chạy trên đường xấu sẽ giảm 40÷50%
quãng đường chạy giữa hai kì đại tu giảm đi 35÷40%, suất tiêu hao nhiên liệu xẽ tăng
lên 30÷40%, do đó năng suất vận chuyển sẽ giảm đi 35÷40% và giá thành vận chuyển
sẽ tăng lên 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
Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của dao động ôtô tới cơ thể con người

đều đi đến kết luận: Nếu con người phải chịu đựng lâu trong môi trường giao
động sẽ mắc chứng bệnh thần kinh và não. Chính vì vậy độ êm dịu của xe là một trong
những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tính tiện nghi cho ô tô. Tính êm dịu của ô tô phụ
3
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
thuộc vào kết cấu của ô tô và trước hết là phụ thuộc vào hệ thống treo, chất lượng mặt
đường và sau đó là đến kỹ thuật người lái. Nếu xét đến phạm vi khả năng chế tạo ôtô
thì hệ thống treo mang tính quyết định êm dịu chuyển động của ôtô.
1.3. Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống treo
1.3.1. Phân loại
Có rất nhiều loại hệ thống treo trên ô tô. Dựa vào những căn cứ khác nhau ta có
thể phân loại hệ thống treo thành các loại như sau:
Dựa vào bộ phận dẫn hướng ta có thể chia thành:
- Hệ thống treo phụ thuộc liền cầu (loại riêng và loại thăng bằng).
- Loại độc lặp (một đòn, hai đòn…).
Dựa theo loại của bộ phận đàn hồi ta có thể chia ra:
- Bộ phận đàn hồi bằng kim loại: Loại nhíp lá, lò xo, thanh xoắn.
- Bộ phận đàn hồi bằng khí nén: Loại bằng cao xu – xợi, màng hoặc loại ống.
- Bộ phận đàn hồi bằng thuỷ lực: Loại ống.
- Bộ phận đàn hồi bằng cao xu.`
Dựa vào phương pháp dập tắt dao động (giảm chấn) ta chia ra:
- Giảm chấn thuỷ lực: Có loại tác động một chiều hai chiều.
- Giảm chấn ma sát cơ: Có thể là do bộ phận ma sát đàn hồi hoặc trong bộ phận
dẫn hướng.
Dựa vào phương pháp điều khiển ta có thể chia ra:
- Hệ thống treo bị động ( không có điều khiển)
- Hệ thống treo chủ động ( có điều khiển được).
- Hệ thống treo bán chủ động (sự kết hợp của hai loại trên).
1.3.2 Công dụng:
Hệ thống treo là một hệ thống liên kết giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe,

liên kết ở đây là liên kết đàn hồi. Hệ thống treo có những chức năng chính sau:
- Đỡ thân xe lên cầu xe, cho phép bánh xe chuyển động tương đối theo phương
thẳng đứng với vỏ xe hoặc khung xe. Hạn chế những chuyển động không mong
muốn khác của bánh xe như: chuyển động lắc ngang hay lắc dọc của bánh xe.
- Những bộ phận của hệ thống treo làm nhiệm vụ hấp thụ và dập tắt những dao
động, rung động, va đập từ mặt đường truyền lên đảm bảo tính êm dịu trong
chuyển động của bánh xe.
- Hệ thống treo còn có nhiệm vụ truyền lực và momem giữa bánh xe và khung
xe: bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng xe, phản lực từ trường), lực dọc (lực kéo
hoặc lực phanh, lực đẩy hoặc lực đẩy với khung vỏ) lực ngang (lực ly tâm, lực
gió bên hoặc phản lực ngang,…), momen chủ động hoặc momen phanh.
- Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật của
xe (xe chạy trên đường tốt hay các loại đường khác nhau).
- Bánh xe có thể dịch chuyển trong một giới hạn nhất định.
4
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
- Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích chính của hệ
thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các
quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe.
- Không gây tải trọng tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ.
- Có độ tin cậy lớn, độ bền cao và không gặp hư hỏng bất thường.
1.3.3. Yêu cầu
- Hệ thống treo phải đảm bảo phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ
thuật của xe như trên đường tốt hoặc có thể chạy trên nhiều địa hình khác nhau.
- Bánh xe phải đảm bảo khả năng linh hoạt trong một phạm vi giới hạn.
- Quan hệ động học bánh xe phải hợp lý đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của hệ thống
treo làm mềm dịch chuyển theo phương thẳng đứng nhưng không ảnh hương
đến quan hệ động học và động lực học của bánh xe theo phương dịch chuyển.
- Không gây các tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung vỏ xe.
- Hệ thống treo phải có độ bền cao, độ tin cậy sử dụng lớn, trong điều kiện sử

dụng phù hợp với tính năng kỹ thuật không gây ra những 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.
1.4. Các phần tử của hệ thống treo
Ta đã biết hệ thống treo có các công dụng như ở trên để đảm bảo các công dụng
đó đó thì thông thường hệ thống treo bao gồm 3 bộ chính:
- Bộ phận dẫn hướng.
- Bộ phận đàn hồi.
- Bộ phận giảm chấn.
1.4.1. Bộ phận dẫn hướng
Bộ phận dẫn hướng có tác dụng đảm bảo động học bánh xe tức đảm bảo cho
bánh xe chi dao động trong mặt phẳng thẳng đứng. Bộ phận dẫn hướng còn làm nhiệm
vụ truyền lực dọc và ngang và mômen giữa khung và vỏ bánh xe.

5
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 1.1: Bộ phận dẫn hướng
1.4.2. Bộ phận đàn hồi
Bộ phận đàn hồi là bộ phận nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe và tiếp
nhận lực thẳng đứng tác dụng từ khung vỏ xuống bánh xe và ngược lại. Bộ phận đàn
hồi có có cấu tạo chủ yếu là một chi tiết đàn hồi bằng kim loại (nhíp, lò xo xoắn, thanh
xoắn) hoặc bằng khí (trong trường hợp hệ thống treo khí).
Phần tử đàn hồi bằng kim loại gồm các lá nhíp, lò xo và thanh xoắn. Ưu điểm của loại
này là kết cấu đơn giản, chắc chắn, giá thành rẻ do chi phí chế tạo công bảo dưỡng
thấp. Tuy nhiên có một số nhược điểm tuổi thọ thấp ma sát lớn. Đường đặc tính làm
việc là tuyến tính tuyến tính bậc nhất, ma sát lớn. Đường đặc tính làm viêc là tuyến
tính bậc nhất.

Phần tử đàn hồi khi gồm một số loại như phần tử loại khí bọc bằng cao xu sợi,
loại bằng màng và bọc bằng ống. Ưu điểm của loại này có thể thay đổi được độ cứng
của hệ thống treo tùy theo tải trọng (bằng cách thay đổi áp suất khí trong phần tử đàn
hồi), giảm được độ cứng của hệ thống treo làm tăng độ êm dịu chuyển động của ô tô,
có đường đặc tính 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 2 loại phần tử đàn hồi loại khí và loại thủy khí là việc
chế tạo ra các chi tiết cững như láp giáp cấn yêu cầu độ chính xác cao, phức tạp do đó
chi phí chế tạo cũng như giá thành là rất cao.
Phần tử đàn hồi bằng cao su: Gồm có các loại cao xu chịu nén và loại cao xu
chịu xoắn.
6
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Ưu điểm của loại này có độ bền cao, không cần bôi trơn bảo dưỡng, cao xu có
thể thu năng lượng trên một đơn vị thể tích cao gấp 2÷10 lần thép, trọng lượng của cao
xu bé và đường đặc tính phi tuyến.
Nhược điểm là xuất hiện biến dạng dư dưới tác dụng của tải trọng kéo dài và
nhất là tải trọng thay đổi, thay đổi tính chất đàn hồi khi nhiệt độ thay đổi và đặc biệt độ
cứng của cao su tăng lên khi nhiệt độ hạ xuống thấp, cần thiết phải đặt bộ dẫn hướng
và giảm chấn
Hình 1.2: Bộ phận đàn hồi
1.4.3. Bộ phận giảm chấn
Bộ phận giảm chấn có tác dụng dập tắt nhanh các dao động bằng cách biến
năng lượng dao động thành nhiệt năng tỏa ra bên ngoài. Về mặt tác dụng có nhiều loại
giảm chấn, có loại tác dụng một chiều, có loại giảm chấn tác dụng hai chiều. Loại
giảm chấn hai chiều có thể có loại tác dụng hai chiều đối xứng hoặc tác dụng hai chiều
không đối xứng. Về kết cấu trên ô tô thường sử dụng loại giảm chấn ống hay giảm
chấn đòn. Giảm chấn cùng phối hợp làm việc với bộ phận đàn hồi khi làm việc tạo nên
độ êm dịu cho ô tô khi chuyển động. Ví dụ khi bánh xe đi qua một mô đất cao sẽ tạo

nên một chấn động từ mặt đường qua bánh xe và hệ thống treo tác dụng lên thân xe.
Giai đoạn đầu bánh xe đi gần vào khung xe, năng lượng của chấn động một phần được
tiêu tán qua giảm chấn, một phần được bộ phận đàn hồi tiếp nhận và tích lũy dưới
dạng thế năng của chi tiết đàn hồi (lò xo), chỉ có một phần được chuyền lên xe. Giai
đoạn “nén” này lực cản của giảm chấn nhỏ để giảm một phần năng lượng truyền qua
giảm chấn trên khung xe. Giai đoạn tiếp theo là giai đoạn năng lượng được tích lũy
dưới dạng thế năng của bộ phận đàn hồi được giải phóng- bánh xe đi ra xa khung xe.
Năng lượng được giải phóng này chủ yếu được hấp thụ và tiêu tán thông qua giảm
chấn, đối vợi giảm chấn đây là hành trình “ trả” và lực cản trả lớn hơn lực cản nén rất
nhiều. Đây là loại giảm chấn hai chiều không đối xứng .
7
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 1.3: Bộ phận giảm chấn
1.5. Giới thiệu một số hệ thống treo thông dụng.
1.5.1. Hệ thống treo phụ thuộc
Trong hệ thống treo phụ thuộc các bánh xe được đặt trên một dầm cầu liền,
trong bộ phận giảm chấn và bộ phận đàn hồi đặt giữa thùng xe và dầm cầu liền đó. Do
đó sự dịch chuyển của bánh xe theo phương thẳng đứng sẽ gây nên chuyển vị nào đó
của bánh xe bên kia.
Đặc trưng của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe lắp trên một dầm cầu
cứng. Trong trường hợp cầu xe là bị động thì dầm đó là một thanh thép định hình, còn
trong trường hợp là cầu chủ động thì dầm là phần vỏ cầu trong đó có một phần là hệ
thống truyền lực.
Trong hệ thống treo phụ thuộc có các phần tử đàn hồi là nhíp thì nó vàu là phần
tử đàn hồi đồng thời làm luôn bộ phận dẫn hướng.
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.
Nhược điểm:
- Khối lượng không được treo lớn, đặc biệt là ở cầu chủ động nên xe chạy trên
đường không bằng phẳng, tải trọng sinh ra xẽ gây nên va đập mạnh giữa phần treo

và phần không treo làm giảm độ êm dịu của chuyển động.
- Khoảng không gian phía dưới sàn xe phải lớn để đảm bảo cho dầm cầu có thể
thay đổi vị trí, do vậy chiều cao trọng tâm cần phải 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.
Ưu điểm:
- 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.
8
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
- Giá thành thấp.
1.5.2. 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 một cánh như vậy xẽ làm cho khối lượng phần
không được treo nhỏ, như vậy momen quán tính nhỏ do đó chuyển động của xe
êm dịu.
- Hệ thống treo này không cần dầm ngang nên khoảng không gian cho nó dịch
chuyển chủ yếu là khoảng không gian 2 bên sườn của xe như vậy có thể hạ thấp
được trọng tâm của xe và sẽ nâng cao được vận tốc của xe.
1.5.3. Hệ thống treo khí điều khiển điện tử
Hình 1.4: 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 không khí có tính
đàn hồi khi bị nén. Với những ưu điểm và hiệu quả giảm chấn của khí nén, nó có thể
hấp thụ những rung động nhỏ do đó tạo tính êm dịu chuyển động tốt hơn so với lò xo
kim loại, dễ dàng điều khiển được độ cao sàn xe và độ cứng lò xo giảm chấn. Khi hoạt
động máy nén cung cấp khí tới mỗi xi lanh khí theo các đường dẫn riêng, do đó độ cao
của xe sẽ tăng lên tương ứng tại mỗi xi lanh tuỳ theo lượng khí được cấp vào. Ngược
lại độ cao của xe giảm xuống khi không khí trong các xi lanh được giải phóng ra ngoài
thông qua các van. Ở mỗi xi lanh khí nén có một van điều khiển hoạt động ở theo hai
chế độ bật - tắt (on - off) để nạp hoặc xả khí theo lệnh của ECU. Với sự điều khiển của
9
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
ECU, độ cứng, độ đàn hồi của từng giảm chấn trên các bánh xe tự động thay đổi theo
độ nhấp nhô của mặt đường và do đó hoàn toàn có thể khống chế chiều cao ổn định
của xe. Tổ hợp các chế độ của của "giảm chấn, độ cứng lò xo, chiều cao xe" sẽ tạo ra
sự êm dịu tối ưu nhất khi xe hoạt động. Ví dụ: Bạn chọn chế độ "Comfort" thì ECU sẽ
điều khiển lực giảm chấn là "mềm", độ cứng lò xo là "mềm" và chiều cao xe là "trung
bình". Nhưng ở chế độ "Sport" cần cải thiện tính ổn định của xe khi chạy ở vận tốc
cao, quay vòng ngoặt… thì lực giảm chấn là "trung bình", độ cứng lò xo "cứng", chiều
cao xe "thấp"
Hình 1.5: Giảm xóc khí nén được sử dụng trên xe
Trong mỗi xi lanh, có một giảm chấn để thay đổi lực giảm chấn theo 3 chế độ
(mềm, trung bình, cứng), một buồng khí chính và một buồng khí phụ để thay đổi độ
cứng lò xo theo 2 chế độ (mềm, cứng). Cũng có một màng để thay đổi độ cao xe theo
2 chế độ (bình thường, cao) hoặc 3 chế độ (thấp, bình thường, cao). Lượng khí vào
buồng chính của 4 xi lanh khí thông qua van điều khiển độ cao. Van này có nhiệm vụ
cấp và xả khí nén vào và ra khỏi buồng chính trong 4 xi lanh khí nén (phía trước bên
phải và trái, phía sau bên phải và trái). Khí nén trong hệ thống được cung cấp bởi máy
nén khí.
Cảm biến độ cao xe: Cảm biến điều khiển độ cao trước được gắn vào thân xe
còn đầu thanh điều khiển được nối với giá đỡ dưới của giảm chấn. Với hệ thống treo

sau, các cảm biến được gắn vào thân xe và đầu thanh điều khiển được nối với đòn treo
dưới. Những cảm biến này liên tục theo dõi khoảng cách giữa thân xe và các đòn treo
để phát hiện độ cao gầm xe do đó quyết định thay đổi lượng khí trong mỗi xi lanh khí.
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.
10
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
ECU hệ thống treo: Có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ tất cả các cảm biến để điều
khiển lực của giảm chấn và độ cứng của lò xo, độ cao xe theo điều kiện hoạt động của
xe thông qua bộ chấp hành điều khiển hệ thống. Bộ chấp hành điều khiển hệ thống
treo được đặt ở mỗi đỉnh của mỗi xi lanh khí. Nó đồng thời dẫn động van quay của
giảm chấn và van khí của xi lanh khí nén để thay đổi lực giảm chấn và độ cứng hệ
thống treo. Bộ chấp hành điều khiển điện tử phản ứng chính xác với sự thay đổi liên
tục về điều kiện hoạt động của xe.
Ưu điểm hệ thống treo khí nén - điện tử
"Thông minh" và "linh hoạt" đó là những gì có thể nói về hệ thống treo khí nén
- điện tử. Khả năng điều chỉnh độ cứng của từng xi lanh khí cho phép đáp ứng với độ
nghiêng khung xe và tốc độ xe khi vào cua, góc cua và góc quay vô lăng của người lái.
Như vậy, khi xe chạy độ cứng các ống giảm xóc có thể tự động thay đổi sao cho cơ
chế hoạt động của hệ thống treo được thích hợp và hiệu quả nhất đối với từng hành
trình. Ví dụ khi phanh, độ nhún các bánh trước sẽ cứng hơn bánh sau, còn khi tăng tốc
thì ngược lại.
Hệ thống treo khí nén - điện tử tự động thích nghi với tải trọng của xe, thay đổi
độ cao gầm xe cho phù hợp với điều kiện hành trình. Ví dụ: Độ cao bình thường được
tự động xác lập khi vận tốc xe đạt 80 km/h. Nếu các cảm biến tốc độ ghi nhận được
rằng kim đồng hồ tốc độ đã vượt qua mức 140 km/h thì hệ thống tự động hạ gầm xe
xuống 15mm so với tiêu chuẩn.
Một lợi thế nữa của hệ thống treo này là các lò xo xoắn được thay thế bằng túi
khí cao su nên giảm bớt một phần trọng lượng xe. Bớt được khối lượng này sẽ cho
phép các lốp xe chịu tải tốt hơn trên các điều kiện mặt đường không bằng phẳng mà ít

ảnh hưởng đến độ cân bằng của xe, vì vậy cảm giác khi lái sẽ nhẹ nhàng và dễ chịu
hơn.
Với hệ thống treo khí nén điện tử, những chỗ mấp mô hay ổ gà trên mặt đường
hầu như không ảnh hưởng nhiều đến người ngồi trong xe.
vậy, đối với bất cứ loại hệ thống treo nào, tác dụng giảm xóc của lốp cũng rất
quan trọng. Kiểu dáng lốp và áp xuất lốp luôn có vai trò hỗ trợ tác dụng giảm xóc của
bất kỳ loại hệ thống treo nào: Phụ thuộc hay độc lập.
Hệ thống treo khí cho phép điều khiển lực giảm chấn cững như độ cứng lò xo
và độ cao xe như bảng bên dưới, ngoài ra nó còn có thêm chức năng dự phòng và chức
năng chuẩn đoán. Hệ thống này được gọi là “hệ thống treo khí điều khiển điện tử”. Hệ
thống treo khí khí điều khiển điện tử được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1989 trên xe
LEXUS LS400.
Lực giảm chần 3 giai đoạn
Mềm
Trung bình
11
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Cứng
Độ cứng lò xo 2 chế độ
Mềm
Cứng
Chiều cao xe 2 chế độ
Bịnh thường
Cao
Bảng 1.1: Các chế độ điều khiển lực giảm chấn
Hệ thống treo khi khí điều khiển điện tử điều khiển lực giảm chấn cũng như độ
cao lò xo và độ cao gầm xe theo các điều kiện chuyển động khác nhau để tạo ra tính
êm dịu khi chuyển động và tính ổn định lái tốt hơn.
Hình 1.6: Hệ thống sử dụng treo khí
Hình 1.7: Loại sử dụng lò xo kim loại

Hình 1.8: Xi lanh khí
Thay đổi chế độ
12
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Lực giảm chấn và độ cứng lò xo được điều khiển kết hợp với các chế độ được
lựa chọn bởi công tắc LRC. Độ cao gầm xe được điều khiển hoạt động khác nhau của
xe dựa trên các chế độ được lựa chọn bởi công tắc điều hiển chiều cao.
Công tắc LRC
Công tắc LRC có 2 vị trí: NORM (bình thường) SPORT (thao). Chế độ NORM
chú trọng tính êm dịu chuyển động và thường được sử dụng khi xe hoạt động ở chế độ
bình thường. Chế độ SPORT cải thiện tính ổn định của xe khi quay vòng ngoặt … Lực
giảm chấn và độ cứng lò xo ứng mỗi vị trí của bảng công tắc LRC như bảng dưới.
Bảng 1.2: Chế độ làm việc của 2 công tắc NORM và SPORT
VỊ TRÍ CÔNG TẮC LỰC GIẢM CHẤN ĐỘ CỨNG LÒ XO
NORM Mềm Mềm
SPORT Trung bình Cứng
Công tắc điều khiển độ cao:
Công tắc điều khiển độ cao cho phép lựa chọn 2 vị trí NORM (bình thường) và
HIGH (cao).
Chọn vị tri NORM khi lái xe trên đường ở vị trí bình thường và vị trí HIGH khi lái xe
trên đường xóc. Độ cao được đặt tương ứng với bảng dưới.
Bảng 1.3: Chế độ làm việc của công tắc NORM và HIGH
VỊ TRÍ CÔNG TẮC ĐỘ CAO GẦM XE
NORM Bình thường
HIGH Cao
Hình 1.9: Vị trí công tắc điều khiển độ cao
13
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
CHƯƠNG II
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO KHÍ ĐIỀU KHIỂN ĐIÊN TỬ

TRÊN XE TOYOTA
2.1. Đặt vấn đề
Hiện nay, các lò xo kim loại như lò xo trụ, thanh xoắn, nhíp được sử dụng trong
hệ thống treo trên hầu hết các xe du lịch. Hệ thống treo khí, với những ưu điểm và hiệu
quả giảm chấn của khí nén, nó có thể hấp thụ những rung động nhỏ hơn do đó tạo ra
tính chuyển động êm dịu tốt hơn là lò xo kim loại. Hệ thống treo khí có những ưu
điểm như có thể điều khiển được độ cao và độ cứng của lò xo, hạ thấp trọng tâm cho
xe.
2.2. Điều khiển lực giảm chấn và độ cứng lò xo
Lực giảm chấn và độ cứng lò xo được điều khiển bằng điện tử để chống lại
những hiện tượng ảnh hưởng đến chuyển động của xe… Vì vậy, đảm bảo tính êm dịu
chuyển động và khả năng điều khiển.
Điều khiển Chức năng
Chống chúi đuôi xe
Thay đổi lực giảm chấn và độ cứng
lò xo đến chế độ cứng. Vì vậy
chống được chế độ chúi đuôi xe khi
tăng tốc, do đó giảm thiểu sự thay
đổi trạng thái thân xe
Chống nghiêng ngang
Thay đổi lực giảm chấn và độ cứng
lò xo đến chế độ cứng. Vì vậy hạn
chế sự nghiêng nghang, giảm thiểu
sự thay đổi trang thái thân xe, cải
thiện khả năng điều khiển.
Chống chúi mũi
Thay đổi lực giảm chấn và độ cứng
lò xo đến chế độ cứng. Vì vậy hạn
chế được hiện tượng chúi mũi xe
khi phanh, giảm thiểu sự thay đổi

trạng thái thân xe.
Điều khiển tốc độ cao
Thay đổi lực giảm chấn đến chế độ
trung bình và cứng lò xo đến chế độ
cứng ở tốc độ cao. Vì vậy cải thiện
tính chuyển động và khả năng lái.
Điều khiển trên đường xóc Thay đổi lực giảm chấn và độ cứng
lò xo đến chế độ trung bình và cứng
khi cần thiết để hạn chê hiện tượng
này, lắc doc và nhún khi xe đang
chạy trên đường không bằng phẳng,
do đó cải thiện tính êm dịu chuyển
động.
Hạn chế lắc dọc
Hạn chế nhún
Bảng 2.1: Điều khiển lực giảm chấn và độ cao lò xo
14
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
2.3. Điều khiển độ cao gầm xe
Độ cao gầm xe được điều khiển bằng điện tử để ổn định trạng thái thân xe khi
chạy ở tốc độ cao và để bù lại sự thay đổi trong việc phân bố tải trọng.
Các chức năng điều khiển như bảng dưới.
Bảng 2.2: Bảng điều khiển lực giảm chấn và độ cứng lò xo
ĐIỀU KHIỂN CHỨC NĂNG
Tự động điều khiển
độ cao
Duy trì độ cao ở giá trị không đổi ( bình thường hay cao) mà
không phụ thuộc vào khối lượng hành khách vá hành lý. Độ
cao cao tiêu chuẩn được lựa chọn nhờ công tắc điều khiển độ
cao.

Điề khiển tốc độ cao
Khi công tắc điều khiển độ cao ở vị trí HIGH , độ cao gầm xe
hạ suống mức NORMAL (bình thường) ở tốc độ cao. ( Với
các loại xe cho thị trường mỹ, độ cao gầm xe hạ suống mức
LOW khi công tắc ở vị trí NORM.). Nó cải thiện tính động
hoc và tính ổn định ở tốc độ cao.
Điều khiển khi tắt
khoá điện
Hạ thấp độ cao đến giá trị tiêu chuẩn khi nó trở nên lớn hơn
gia trị tiêu chuẩn do sự giảm khối lượng hành khách và hành
lý sau khi khoá điện tắt OFF. Nó cải thiện trạng thái xe khi đỗ.
2.4. Vị chí và các bộ phận
Hình 2.1: Vị trí và các bộ phận
Các chi tiết chức năng:
15
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Bảng 2.3: Bảng điều khiển độ cao gầm xe
Công tắc LRC Có 2 vị trí NORM và PORST để người lái có thể lựa
chọn các chế độ lực giảm chấn và độ cứng lò xo.
Cảm biến lái Phát hiện hướng và góc quay vô lăng
Cản biến vị trí bướm ga, ECU
động cơ và hộp số
Phát hiện góc mở bướm ga và gửi tín hiệu đến ECU
hệ thống treo qua ECU động cơ và hộp số.
Cảm biến tốc độ NO.1 và bảng
động hồ.
Gửi tín hiệu tốc độ xe đến ECU hệ thống treo qua
bảng đồng hồ.
Cảm biến điều khiển độ cao Phát hiện độ cao gầm xe qua vị trí của đòn treo
dưới.

Công tắc điều khiển độ cao Có 2 vị trí NORM và HIGH để ngưới lái có thể chọn
độ cao xe mong muốn.
Công tắc điều khiển ON/OFF
điều khiển độ cao
Cho phép hay không cho phép hoạt động điều khiển
độ cao xe.
Công tắc cửa Phát hiện vị trí cửa( mớ hay đóng)
Tiết chế IC( trong máy phát) Phát hiện động cơ hoạt động hay không
ECU hệ thống treo Điều khiển lực giảm chấn và độ cứng lò xo, độ cao
xe theo điều kiện hoạt động của xe
Bộ châp hành điều khiển hệ
thống treo
Thay đổi lực giảm chấn và độ cứng lò xo trên cơ sở
các ín hiệu từ ECU treo.
Xi lanh khí nén Trong mỗi xi lanh, có một giảm chấn để thay đổi lực
giảm chấn theo 3 chế độ, một luồng khí chính và
một luồng khí phụ để thay đổi độ cứng lò xo theo
hai chế độ. Cũng có một màng để thay đổi độ cao xe
theo hai chế độ.
Đèn báo chế độ LRC
Đèn sáng để báo rằng lực giảm chấn và độ cứng lò
xo đang ở chế độ SPORT khi lựa chọn bằng công
tắc LRC.
Rơle điều khiển độ cao số 2 Cấp điện đến 4 cảm biến điều khiển độ cao và cho
ECU hệ thống treo.
Rơle điều khiển độ cao số 1 Cấp điện cho môtơ máy nén điều khiển độ cao.
Máy nén điều khiển độ cao Cấp khí nén để tăng độ cao xe
Bộ hut ẩm khí điều khiển độ cao
và van xả
Bộ hút ẩm không khí điều khiển độ cao hút hết hơi

nước ra khỏi khí nén. Van xả xả khí nén ra ngoài
không khí ra khỏi xi lanh khí nén để hạ thấp xe.
Van điều khiển độ cao NO.1 và
NO.2
Cấp và xả khí nén vào và ra khỏi buồng cháy trong 4
xi anh khí nén (phía trước bên phải và trái , phía sau
bên phải và trái).
Đèn báo điều khiển độ cao
Nó báo độ cao gầm xe cho người lái, nó cũng bật
sáng để báo cho người lái rằng có hư hỏng xảy ra
trong hệ thống điều khiển hệ thống treo
Giắc nối điều khiển hệ thống treo
Nối các cực của giắc này cho phép kỹ thuật vên
kiểm tra hoat động của hệ thống điều khiển độ cao
mà không qua ECU hệ thống treo
16
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Giắc kiểm tra
Nốí cực T và cực E cho phép kiểm tra mạnh điện
của công tắc và cảm biến trên. Nối T và E thì có thể
đọc được các mã chuẩn đoán
TDCL
Kỹ thuật viên có thể phát mã chuẩn đoán bằng cách
nối cực T vá E của giắc này
2.5. Cấu tạo và hoạt động
2.5.1. Điều khiển lực giảm chấn và độ cứng lò xo
a) Công tắc LRC
Công tắc RLC được lắp ở hộp che dầm đỡ giữa và được điều khiển bởi người
lái để lựa chọn lực giảm chấn và độ cứng của lò xo hệ thống treo. Công tắc này có thể
chọn một trong 2 vị trí NORM và SPORT.

Hình 2.2: Mạch công tắc RLC
Ở vị trí NORM, điện áp 12V tác dụng lên cực TSW của ECU hệ thống treo. Ở
vị trí SPORT điện áp giảm xuống còn 0V. vì thế, ECU nhận biết được những chế độ
này. Khi chọn vị trí SPORT, đèn báo LRC ở bảng đồng hồ bật sáng.
b) Cảm biến lái
Cảm biến lái được gắn vào cụm công tắc đèn xi nhan, nó phát hiện góc và
hướng quay của tay lái. Cấu tạo cà chức năng tương tự như ở TEMS.
Góc và hướng quay của vô lăng được phát hiện bởi các tín hiệu bật- tắt gửi đến SS1 và
SS2 của ECU.
17
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 2.3: Mạch điện cảm biến lái
c) Công tắc đèn phanh
Công tắc này được gắn vào giá bắt bàn đạp, nó bật khi đạp phanh và gửi tín
hiệu đến ECU cho đến khi nhả chân phanh.
d) Cảm biến vị trí bướm ga
Cảm biến này được gắn ở họng hút và cảm nhận bằng điện tử độ mở bướm ga.
Dữ liệu này được gửi đến cực L1, L2 và L3 của ECU hệ thống treo qua ECU động cơ
và hộp số.
Hình 2.4: Vị trí cảm biến bướm ga
Cấu tạo và chức năng của nó giống như loại cảm biến vị trí bướm ga dùng cho
TEMS Cảm biến vị trí bướm ga phụ được dùng cho hệ thống TRC (điều khiển chống
trượt quay bánh xe ) và nó không có liên quan gì đến việc điều khiển treo khí.
e) Cảm biến tốc độ số 1
18
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 2.5: Mạch điện cảm biến tốc độ số 1
Cảm biến tốc độ số 1 sinh ra 20 tín hiệu trong một vòng quay của trục rôto, trục
này được dẫn động bởi trục ra của hộp số qua bánh răng bị động. Tần số của các tín
hiệu được biến thành 4 tín hiệu trong một vòng quay của trục rôto bởi mạch biến đổi

xung trong bảng đồng hồ và gửi đến ECU.
f) Bộ chấp hành điều khiển hệ thống treo.
+ Cấu tạo
Bộ chấp hành điều khiển hệ thống treo được đặt ở đỉnh của mỗi xi lanh khí. Nó dẫn
động van quay của giảm chấn và van khí của xilanh khí nén một cách đồng thời để
thay đổi lực giảm chấn và độ cứng hệ thống treo. Cần điều khiển van khí quay cùng
với cần điều khiển van quay. Hai cần điều khiển này được nối với nhau bằng một cặp
bánh răng.

Hình 2.6: Bộ chấp hành điều khiển hệ thống treo
Bộ chấp hành được dẫn động bằng điện từ để có thể phản ứng chính xác với sự
thay đổi liên tục về điều kiện hoạt động của xe. Nam châm điện bao gồm 4 lõi stator
để quay nam châm vĩnh cửu nối với cần điều khiển van khí
19
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý
ECU thay đổi sự phân cực của lõi stator từ cực N thành S hay ngược lại, để lõi
ở trạng thái không phân cực. Nam châm vĩnh cửu quay bởi lực hút điện từ do các cuộn
stator sinh ra.
+ Hoạt động
Bộ chấp hành được chia làm 2 nhóm: một nhóm cho phía trước và một nhóm cho phía
sau.
Mô tả dưới đây là hoạt động của một bộ chấp hành phía trước:
- Khi vị trí cần thay đổi từ vị trí trung bình hay cứng sang mềm, dòng điện từ cực FS-
đến cực FS+ của ECU qua bộ chấp hành.
- Khi vị trí cần thay đổi từ vị trí cứng hay mềm sang trung bình, dòng điện chạy từ cực
FCH của ECU đến bộ chấp hành.
- Khi vị trí cần thay đổi từ vị trí mềm hay trung bình sang cứng, dòng điện từ cực FS+
đến cực FS- của ECU qua bộ chấp hành.
20

Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 2.8: Sơ đồ mạch điện điều khiển
g) Xy lanh khí nén
Hình 2.9: Xi lanh khí nén
21
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Mỗi xylanh khí bao gồm một giảm chấn thay đổi có chứa khí nitơ ở áp suất thấp và
dầu, một buồng khí chính và một buồng khí phụ có chứa khí nén.
+ Giảm chấn
Bộ chấp hành thay đổi lực giảm chấn bằng cách mở và đóng các lỗ tiết lưu trên van
quay. Nó làm thay đổi lượng dầu đi qua các lỗ trên piston
Hình 2.10: Nguyên lý làm việc của xi lanh khí nén
-Cấu tạo
Có hai cặp lỗ tiết lưu trong van quay, các van này gắn liền với cần điều khiển
và nó được dẫn động bởi bộ chấp hành điều khiển hệ thống treo. Cần piston cũng có 2
lỗ. Van quay, quay bên trong cần trong cần piston và đóng mở các lỗ, nó thay đổi
lượng dầu đi qua các lỗ này, lực giảm chấn được đặt ở một trong ba chế độ.
22
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 2.11: Ba chế độ làm việc của xi lanh khí nén
Hoạt động
- Lực giảm chấn mềm
Tất cả các lỗ đều mở, đường dầu như hình vẽ
Hình 2.12: Chế độ làm việc của lực giảm chấn mềm
- Lực giảm chấn trung bình
Lỗ B mở và lỗ A đóng
Hình 2.13: Chế độ làm việc của lực giảm chấn trung bình
- Lực giảm chấn cứng
Tất cả các lỗ đều đóng
23

Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 2.14: Chế độ làm việc của lực giảm chấn cứng
- Các buồng khí và van khí
· Cấu tạo:
Hình 2.15: Vị trí các buồng khí và van khí
Buồng khí của xi lanh khí được chia thành buồng khí chính và buồng khí phụ.
Một van khí được gắn ở phần gối đỡ trên của xilanh khí. Van khí quay bởi bộ chấp
hành điều khiển hệ thống treo qua cần điều khiển van khí để mở hay đóng đường khí
thông giữa buồng khí chính và buồng khí phụ. Vì vậy độ cứng hệ thống treo được điều
khiển theo hai chế độ.
· Hoạt động
- Độ cứng hệ thống treo mềm
24
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Hình 2.16: Độ cứng làm việc khi ở chế độ treo mềm
Khi van mở, buồng khí chính và buồng khí phụ đóng vai trò như một lò xo,
chúng được kết nối với nhau như hình vẽ. Kết quả là thể tích buồng khí tăng đặt độ
cứng hệ thống treo ở chế độ mềm.
- Độ cứng hệ thống treo cứng
Hình 2.17: Độ cứng làm việc khi ở chế độ treo cứng
Khi van đóng, đường khí thông giữa buồng khí chính và buồng khí phụ bị bịt
kín. Kết quả là chỉ buồng khí chính đóng vai trò như một lò xo, đặt độ cứng hệ thống
treo ở chế độ cứng.
h) Đèn báo LRC
Đèn báo này được gắn ở bảng đồng hồ và chỉ thị các chế độ lực giảm chấn và
độ cứng hệ thống treo ( NORMAL và SPORT ). Đèn này bật khi chọn chế độ SPORT
và tắt khi chọn NORMAL
25