thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH GIẢNG DẠY
HỆ THỐNG TREO KHÍ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ
S

K

C

0

0

3

9
0

5
4

9
3

MÃ SỐ: T2009 - 27

S KC 0 0 3 1 9 2

Tp. Hồ Chí Minh, THÁNG 1/2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
----------

ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG

Thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy
hệ thống treo khí điều khiển điện tử
MÃ SỐ: T2009 - 27

Thuộc nhóm ngành:

KHOA HỌC KỸ THUẬT

Nhóm nghiên cứu:

ThS. HUỲNH PHƯỚC SƠN (Chủ trì)
KS. LÊ QUANG VŨ

Đơn vò:

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

TP. HỒ CHÍ MINH – 01/2010

Lời nói đầu
Mục tiêu nghiên cứu, đầu tư và cải tiến các thiết bò dạy học, đổi mới phương
pháp dạy và học thực hành, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo theo chương
trình công nghệ hiện nay, là nhiệm vụ quan trọng của những người làm công tác
giảng dạy. Nhiều năm qua, khoa Cơ khí Động lực đã có rất nhiều sáng kiến, đề
tài về chế tạo đồ dùng và thiết bò dạy học, phục vụ đắc lực cho công tác giảng
dạy thực hành ngành công nghệ ôtô tại Khoa và các trường bạn. Điều này chứng
tỏ đây là một đònh hướng đúng, phát huy được thế mạnh và vai trò đầu tàu của
Khoa và Nhà trường trong hệ thống sư phạm kỹ thuật hiện nay của cả nước.
Trên các dòng xe hiện đại, các loại hệ thống treo điều khiển bằng điện tử ngày
càng được sử dụng rộng rãi và là xu hướng phát triển mạnh trong thời gian tới.
Nhờ sử dụng các lò xo phi kim loại như đệm khí, thủy lực,… thay cho các lò xo kim
loại truyền thống và các giảm chấn có sự thay đổi các cửa van lưu thông dầu giữa
các buồng, cùng sự điều khiển chính xác của hệ thống điều khiển điện tử, các chế
độ hoạt động của hệ thống treo ngày càng được tối ưu hóa, tăng tính êm dòu và ổn
đònh chuyển động cũng như khả năng thích ứng với các chế độ tải trọng của ô tô .
Do vậy, cấu tạo và hoạt động của hệ thống cũng càng phức tạp hơn. Nhu cầu học
tập và sửa chữa về các loại hệ thống treo này là rất lớn. Việc hướng dẫn cho
người học nắm vững cấu tạo, hoạt động và các qui trình kiểm tra, sửa chữa các
loại hệ thống treo này một cách chính xác, khoa học là cần thiết.
Với ý nghóa trên, tập thể cán bộ giảng dạy khoa Cơ khí Động lực đã thực hiện
đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường MS:T2009-27 “Thiết kế, chế tạo mô hình
giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử”, nhằm phục vụ cho công tác
giảng dạy thực hành.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12/ 2009
Chủ nhiệm đề tài

ThS. Huỳnh Phước Sơn

Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

1


MỤC LỤC:
Trang:
Lời nói đầu

1

PHẦN I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

3

I. Đặt vấn đề

3

II. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

3

III. Mục tiêu nghiên cứu

3

IV. Phạm vi ứng dụng của đề tài

4

V. Phương pháp nghiên cứu

4

PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

5

I. Giới thiệu chung về hệ thống treo khí điều khiển điện tử

5

II. Cấu tạo, hoạt động của hệ thống treo khí điều khiển điện tử

7

III. Các chức năng của hệ thống treo khí điều khiển điện tử

25

IV. Bộ phận điều khiển trung tâm

33

PHẦN III: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG TREO KHÍ
ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ

35

I. Mục đích

35

II. Cấ u ta ̣o mơ hình

35

III. Hoạt động của mơ hình

40

PHẦN KẾT LUẬN

42

Tài liệu tham khảo

44

Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

2


PHẦN I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hệ thống treo điều khiển điện tử với các ưu điểm nổi bật hơn so với hệ thống

treo thường, nên được sử dụng rộng rãi trên các dòng xe hiện nay và là xu hướng
phát triển mạnh trong thời gian tới. Trải qua các giai đoạn phát triển, các hệ
thống treo điều khiển điện tử ngày càng được hoàn thiện về kết cấu và tối ưu hóa
trong quá trình điều khiển và hoạt động. Nhờ vậy, tính êm dòu và ổn đònh
chuyển động của ô tô ngày càng được nâng cao
Đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển
điện tử” (MS:T2009-27) được chọn thực hiện với mong muốn góp phần nâng
cao chất lượng và hiệu quả giảng dạy về hệ thống treo khí điều khiển điện tử,
nhằm trang bò cho người học các kiến thức và kỹ năng cơ bản về sửa chữa các
loại hệ thống treo thế hệ mới này.
II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
Nhờ sự phát triển nhanh về khoa học kỹ thuật, trên thế giới đã có rất nhiều
công trình nghiên cứu về hệ thống treo khí và đưa vào ứng dụng có hiệu quả,
ngày càng cải tiến và tối ưu hóa quá trình điều khiển ôtô. Theo đó, nội dung
chương trình và công nghệ chế tạo mô hình để phục vụ cho công tác giảng dạy
cũng được làm rất tốt. Những kết cấu mới, hệ thống mới được đưa ra sử dụng
bên ngoài cũng đều được đưa lên mô hình để giảng dạy. Tuy nhiên, tại Việt
Nam, đến thời điểm này việc giảng dạy về hệ thống treo khí cũng chỉ có các tài
liệu lý thuyết và các hình ảnh mô phỏng, mà chưa có một mô hình hệ thống treo
khí nào để giảng dạy về cấu tạo và hoạt động, nên gặp nhiều khó khăn trong
giảng dạy thực hành. Một số công ty sản xuất thiết bò dạy học nước ngoài có
cung cấp moat số mô hình về hệ thống treo khí nhưng có giá thành rất cao.
Do đó, việc nghiên cứu và chế tạo các mô hình dạy học về hệ thống treo khí
điều khiển điện tử để phục vụ cho công tác giảng dạy và nghiên cứu là cấp thiết
và cần khuyến khích.
III. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện với các mục tiêu sau :
- Nghiên cứu các vấn đề về cơ sở lý thuyết hệ thống treo khí điều khiển điện
tử.
- Thiết kế, thi công mô hình hệ thống treo khí điều khiển điện tử, phục vụ

công tác giảng dạy và học tập.

Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

3


Mô hình kết hợp với tài liệu thuyết minh và hướng dẫn các bài tập ứng dụng
trên mô hình giúp người học hiểu sâu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ
thống treo khí, đây cũng là một chuyên đề tham khảo bổ ích cho những người
làm công tác chuyên môn.
IV. PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI:
Sản phẩm của đề tài là mô hình hệ thống treo khí điều khiển điện tử dùng
trong giảng dạy thực hành về hệ thống treo tại Bộ môn Khung gầm – Khoa Cơ
khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ chí Minh.
Ngoài ra, sản phẩm có thể cung cấp cho các trường đại học, cao đẳng, các
trung tâm dạy nghề và những cán bộ kỹ thuật, công nhân đang làm việc trong
lónh vực chuyên ngành ôtô.
V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Với mục tiêu là thiết kế, chế tạo mô hình để phục vụ công tác giảng dạy, nên
phương pháp nghiên cứu chính ở đây là phương pháp tham khảo tài liệu kết hợp
với phương pháp thực nghiệm, phù hợp với nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài.
Nghiên cứu các vấn đề về cơ sở lý thuyết là cần thiết và quan trọng, vì đây
là cơ sở để tiến hành công việc thiết kế và chế tạo mô hình. Đồng thời, thông
qua việc khảo sát và tiến hành một số bài thực tập, thực nghiệm trên mô hình
cũng chính là quá trình nghiên cứu để tìm ra bản chất quá trình điều khiển của
hệ thống, củng cố và khẳng đònh lại tính chính xác và giá trò của các vấn đề mà
phần cơ sở lý thuyết đã đề cập đến.



Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

4


PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO KHÍ ĐIỀU KHIỂN
ĐIỆN TỬ
1. Đặc điểm chung
Trong hệ thống treo khí điều khiển bằng điện tử:
- Sử dụng các lò xo phi kim loại (đệm khí) thay cho các lò xo kim loại truyền
thống như lò xo trụ, thanh xoắn, nhíp. Nhờ vậy, khi thay đổi áp suất khí nén cấp
cho các đệm khí có thể thay đổi chiều cao và độ cứng của lò xo.
- Sử dụng các giảm chấn có thể thay đổi tiết diện các van lưu thông dầu giữa
các buồng của giảm chấn nên thay đổi được lực giảm chấn.
Việc cung cấp khí nén cho các đệm khí và thay đổi tiết diện các van lưu
thông dầu trong giảm chấn được điều khiển bằng điện tử.

Hình 1: Hệ thống treo khí điều khiển bằng điện tử.
2. Ưu điểm của hệ thống treo khí so với hệ thống treo thường
- Có thể thay đổi được độ cứng lò xo (đệm khí) ở các chế độ mềm, trung bình
và cứng. Nhờ đó hệ thống treo có thể hấp thu được các rung động rất nhỏ từ mặt
đường, làm tăng tính êm dòu khi chuyển động cũng như khả năng thích ứng với
sự thay đổi tải trọng của ô tô.
- Có thể điều chỉnh cho chiều cao xe thay đổi hoặc giữ nguyên không đổi mà
không phụ thuộc vào các chế độ tải trọng.
Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

5


- Thay đổi lực giảm chấn ở các chế độ mềm, trung bình và cứng làm tăng
tính êm dòu và ổn đònh chuyển động của ô tô.
3. Chức năng
- Chọn lực lò xo, lực giảm chấn ở các chế độ mềm, trung bình và cứng thông
qua công tắc chọn chế độ.
- Chọn chiều cao xe ở các chế độ thấp, trung bình và cao thông qua công tắc
chọn độ cao.
- Điều khiển chống hiện tượng chúi đuôi xe khi khởi hành hoặc tăng tốc đột
ngột.
- Điều khiển chống hiện tượng chúi đầu xe khi phanh.
- Điều khiển chống hiện tượng nghiêng ngang của thân xe khi quay vòng.
- Điều khiển chống hiện tượng nhấc đầu xe khi chuyển số đối với xe sử dụng
hộp số tự động.
- Điều khiển lực lò xo, lực giảm chấn và độ cao khi xe chạy ở tốc độ cao.
- Điều khiển hạn chế sự lắc dọc và sự nhún khi xe chạy trên đường xóc.
- Tự động điều khiển độ cao,…

Hình 2: Các chức năng của hệ thống treo khí điều khiển bằng điện tử.
Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

6


II. CẤU TẠO, HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TREO KHÍ ĐIỀU KHIỂN
ĐIỆN TỬ
1. Sơ đồ cấu tạo chung
Một hệ thống treo khí điều khiển bằng điện tử có sơ đồ bố trí các cụm chi tiết

như hình 3.

Hình 3: Sơ đồ bố trí các cụm chi tiết he thống treo khí.
Cấu tạo chung của hệ thống treo khí điều khiển bằng điện tử bao gồm ba
cụm bộ phận chính:
Cụm tín hiệu vào: bao gồm các công tắc và cảm biến để chọn các chức năng
hoạt động và nhận biết các tình huống chuyển động của ô tô, gửi các tín hiệu về
bộ điều khiển trung tâm (ECU) để điều khiển hệ thống hoạt động.
Bộ phận điều khiển trung tâm: nhận biết và xử lý các tín hiệu đầu vào, đưa
ra các tín hiệu điều khiển các bộ phận chấp hành.
Bộ phận chấp hành: bao gồm các bộ chấp hành điều khiển lực lò xo và lực
giảm chấn, độ cao xe thay đổi phù hợp với các điều kiện và chế độ chuyển động
của ô tô.
Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

7


Sơ đồ khối thể hiện các thành phần chính của hệ thống treo khí:
CỤM TÍN HIỆU VÀO

BỘ PHẬN
ĐIỀU KHIỂN

BỘ PHẬN
CHẤP HÀNH

Công tắc chọn chế độ lực
lò xo và lực giảm chấn

- Bộ chấp hành
giảm chấn

Công tắc chọn độ cao xe

- Bộ chấp hành khí
nén

Cảm biến vò trí bướm ga
Cảm biến tốc độ xe
Cảm biến góc lái

Hộp điều khiển
(ECU)

- Đèn báo và giắc
chẩn đoán

Công tắc báo phanh
Công tắc vò trí cần số
(hộp số tự động)
Cảm biến độ cao xe
2. Cấu tạo, hoạt động của các công tắc và cảm biến
a. Công tắc chọn chế độ lực lò xo và lực giảm chấn (LRC)
Lực giảm chấn và độ cứng của lò xo được điều khiển phù hợp với các điều
kiện hoạt động khác nhau của xe dựa trên các chế độ lựa chọn bởi công tắ c chọn
chế độ lực lò xo và lực giảm chấn (LRC).
Công tắc có hai chế độ lựa chọn NORM (bình thường) hay SPORT (thể thao).
Khi xe chạy ở chế độ bình thường, do phải đảm bảo cho việc duy trì tính êm dòu
chuyển động, nên ECU đặt lực lò xo và lực giảm chấn ở chế độ mềm. Ở chế độ

thể thao, lực lò xo và lực giảm chấn được đặt ở chế độ trung bình.

Hình 4: Công tắc chọn chế độ lực lò xo và lực giảm chấn (LRC).
Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

8


Ở vò trí NORM, điện áp 12V tác dụng lên cực TSW của ECU hệ thống treo.
Ở vò trí SPORT điện áp giảm xuống còn 0V. Nhờ đó, ECU nhận biết được những
chế độ này. Khi chọn vò trí SPORT, đèn báo LRC ở bảng đồng hồ bật sáng.
b. Công tắc chọn độ cao
Công tắc điều khiển độ cao được lắp ở vỏ che dầm đỡ giữa và được điều
khiển bởi người lái để lựa chọn dộ cao gầm xe theo mong muốn.
Công tắc điều khiển độ cao cho phép lựa chọn giữa 2 vò trí NORM (bình
thường) và HIGH (cao). Chọn vò trí NORM khi lái xe trên những đoạn bình
thường và HIGH khi lái xe trên những đoạn đường xóc.
Ở vò trí NORM, điện áp 12V tác dụng lên cực HSW của ECU hêï thống treo.
Ở vò trí HIGH, cực HSW được nối với đất và điện áp bằng 0V. ECU xác đònh độ
cao gầm xe theo điện áp cực HSW.

Hình 5: Công tắc chọn độ cao.
c. Cảm biến vò trí bướm ga

Hình 6: Cảm biến vò trí bướm ga.

Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

9

Cảm biến vò trí bướm ga nhận biết tín hiệu góc mở bướm ga. Cảm biến gắn
trên họng ga. Một điện áp không đổi 5V được cấp cho cực VC từ ECU động cơ.
Khi tiếp điểm trượt dọc theo điện trở tương ứng với góc mở bướm ga, một điện
áp được cấp đến cực VTA của ECU động cơ tỉ lệ với góc mở này. Khi bướm ga
đóng hoàn toàn, tiếp điểm cho tín hiệu IDL nối cực IDL và E2. Thông qua tín
hiệu điện áp VTA, hộp ECU động cơ nhận biết giá trò góc mở bướm ga, tín hiệu
này cũng gửi đến hộp điều khiển hệ thống treo qua các chân L1, L2, L3, IDL.
d. Cảm biến tốc độ xe
Cảm biến tốc độ xe gắn ở hộp số hay trực tiếp ở các bánh xe và gửi về ECU
dưới dạng các tín hiệu điện. Thường sử dụng cảm biến điện từ hay cảm biến
Hall. Cấu tạo và hoạt động của cảm biến điện từ như sau.

Hình 7: Cảm biến tốc độ xe loại điện từ.
Cấu tạo của cảm biến điện từ bao gồm một nam châm vónh cữu, một cuộn
dây quấn quanh lõi từ, hai đầu cuộn dây được nối với ECU (hình 7).
Khi bánh xe quay, vành răng quay theo, khe hở A giữa đầu lõi từ và vành
răng thay đổi, từ thông biến thiên làm xuất hiện trong cuộn dây một sức điện
động xoay chiều dạng hình sin có biên độ và tần số thay đổi tỉ lệ theo tốc độ góc
của bánh xe (hình 9). Thông qua tín hiệu này hộp ECU xác đònh được vận tốc xe.
e. Cảm biến góc lái
Cảm biến lái được gắn trên trục lái, có chức năng phát hiện góc và hướng
quay của tay lái. Góc và hướng quay của vô lăng được phát hiện bởi các tín hiệu
bật- tắt gửi đến SS1 và SS2 của ECU.
Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

10


Cảm biến bao gồm môt cụm cảm biến và một đóa có đục rãnh. Cảm biến góc

lái có hai đèn led và hai transitor quang. Đóa có rãnh được gắn vào trục lái chính
và quay cùng với nó.
Đóa rãnh có 20 rãnh được đục xung quanh chu vi của nó và quay giữa hai đèn
LED và hai transistor quang của cụm cảm biến.

Hình 8: Cảm biến góc lái.
Khi vô lăng quay, đóa rãnh đục lỗ quay theo. Hai đèn LED phát sáng do dòng
điện từ cực Vs của ECU chạy qua. Ánh sáng từ đèn LED chiếu qua đóa rãnh đén
các transitor bò chắn một cách gián đoạn do các lỗ trên đóa rãnh đặt giữa
transitor và đèn LED. Transitor quang bật tắt liên tục do ánh sáng của đèn LED.
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 ECU chạy qua Tr1 và
Tr2 phụ thuộc tín hòêu 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 vẽ
dưới. ECU nhận biết góc và hướng quay của vô lăng theo sự thay đổi những tín
hiệu này.

Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

11


f. Công tắc báo phanh
Công tắc này được gắn trên giá đỡ bàn đạp phanh làm dòng điện 12V tác
dụng lên cực STP của TEMS ECU. Tín hiệu này được ECU nhận biết khi đạp
phanh. Khi không đạp phanh thì tại cực STP là 0V.

Hình 9: Công tắc báo phanh.
g. Công tắc vò trí cần số
Công tắc vò trí cần số được lắp trên vỏ hộp số và liên kết cơ khí với tay điều

khiển số. Công tắc cấu tạo bởi những điện trở mắc nối tiếp với nhau có tác dụng
như là bộ phân chia điện áp. Bộ điều khiển giám sát điện áp đọc được ở công tắc để
xác định vị trí số.

Hình 10: Công tắc vò trí cần số.
Khi cực N, L hay 2 được nối với cực E, ECT ECU xác đònh hộp số đang ở vò
trí N, L hay 2 tuỳ theo tín hiệu điện áp gửi về từ các chân N, L hay 2 của ECT ECU.
Khi khơng có cực nào trong các cực N, L hay 2 được nối với E, ECU xác định hộp
số đang ở vị trí D. Tín hiệu này được gửi đến ECU điều khiển hệ thống treo.
Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

12


Ở vị trí P, D và R, cảm biến khơng gửi tín hiệu để báo cho ECT ECU biết về vị
trí cần số. Các tiếp điểm của cảm biến còn dùng để bật hoặc tắt các đèn báo vị trí
cần số tương ứng với từng vị trí để người lái biết vị trí cần số hiện tại.
h. Cảm biến độ cao xe
Cảm biến độ cao được gắn vào thân xe còn đầu thanh điều khiển được nối
với các 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 đònh lượng khí trong mỗi xylanh.

Hình 11: Cảm biến độ cao xe.
Mỗi cảm biến bao gồm một đóa đục lỗ và 4 cặp công tắc quang học. Đóa đục
lỗ quay giữa đèn LED và transitor quang của mỗi công tắc quang học theo
chuyển động của thanh điều khiển.
Các thay đổi về độ cao của xe làm cảm biến nâng hạ trong khoảng L.
Nó làm đóa đục lỗ quay, mở hay che ánh sáng giữa 4 cặp đèn led transitor
quang.

Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

13


Độ cao xe phân biệt theo 16 bước nhờ vào sự kết hợp của các tín hiệu ON,
OFF từ 4 transitor quang.
3. Bộ chấp hành điều khiển độ cứng lò xo và lực giảm chấn
Bộ chấp hành điều khiển hệ thống treo (điều khiển độ cứng lò xo và lực giảm
chấn) được đặt ở đỉnh của mỗi xylanh khí. Nó dẫn động van quay của giảm chấn
và van khí của xylanh 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 12: Bộ chấp hành điều khiển độ cứng lò xo và lực giảm chấn.
Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

14


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 vónh cửu nối với cần điều khiển van khí.
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 vónh cửu quay bởi lực hút điện từ do
các cuộn stator sinh ra.
Bộ chấp hành được chia làm 2 nhóm: một nhóm cho phía trước và một nhóm
cho phía sau.

Hình 13: Mạch điều khiển bộ chấp hành.
Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

15


Mô tả trên đây là hoạt động của một bộ chấp hành phía trước :
 Khi vò trí cần thay đổi từ vò trí trung bình hay cứng sang mềm, dòng điện
từ cực FS- đến cực FS+ của ECU qua bộ chấp hành.
 Khi vò trí cần thay đổi từ vò trí cứng hay mềm sang trung bình, dòng điện
chạy từ cực FCH của ECU đến bộ chấp hành.
 Khi vò trí cần thay đổi từ vò trí mềm hay trung bình sang cứng, dòng điện
từ cực FS+ đến cực FS- của ECU qua bộ chấp hành.
a. Bộ chấp hành điều khiển lực giảm chấn
Bộ chấp hành được dẫn động bằng điện tử nên nó có thể đáp ứng một cách
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.

Hình 14: Bộ chấp hành điều khiển lực giảm chấn.

Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

16


Dòng điện qua mỗi cặp cuộn dây stator làm quay nam châm vónh cữu được
gắn với cần điều khiển giảm chấn.
ECU thay đổi cực của các lõi stator từ Nø sang S hay ngược lại, hay ở trạng
thái không phân cực. Nam châm vónh cữu quay bởi sức hút của lực điện từ do các
cuộn dây stator tạo ra.

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.
Hoạt động của bộ chấp hành:
- 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 vónh cửu
quay theo chiều kim đồng hồ đến vò trí trung bình.

Hình 15: Điều khiển lực giảm chấn.
- Lực giảm chấn mềm
Khi lực giảm chấn chuyển từ chế độ cứng hay trung bình sang mềm, dòng
điện đi từ cực S- qua S+ của ECU đến nam châm điện làm nam châm vónh cửu
quay ngược chiều kim đồng hồ đến vò trí mềm.
Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

17


- Lực giảm chấn cứng
Khi lực giảm chấn chuyển từ chế độ mềm hay trung bình sang cứng, dòng
điện từ cực SOL của ECU đến nam châm điện làm nam châm vónh cửu quay
ngược hoặc theo chiều kim đồng hồ đến vò trí cứng.
b. Cấu tạo, hoạt động của giảm chấn
Về cơ bản thì cấu tạo và hoạt động của giảm chấn giống như kiểu thông
thường. Tuy nhiên khác ở chỗ lực giảm chấn có thể điều chỉnh bằng cách mở và
đóng các lỗ tiết lưu phụ. Cần piston và van quay có các lỗ tiết lưu ở 3 mức như
hình vẽ dưới. Khi van quay quay, các lỗ tiết lưu được mở và đóng như bảng bên
phải và lực giảm chấn thay đổi theo 3 giai đoạn.

Hình 16: Cấu tạo, hoạt động của giảm chấn.

Hoạt động của giảm chấn ở các chế độ:
- Lực giảm chấn nhẹ
Tất cả các lỗ tiết lưu đều mở, dòng dầu đi như hình vẽ 17:
Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

18


Hình 17: Lực giảm chấn nhẹ.
- Lực giảm chấn trung bình
Lỗ B mở, lỗ A và C đóng, dòng dầu lưu thông như hình vẽ 18:

Hình 18: Lực giảm chấn nhẹ.
- Lực giảm chấn cứng
Tất cả các lỗ đều đóng, dòng dầu lưu thông như hình vẽ 19:

Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

19


Hình 19: Lực giảm chấn cứng.
c. Bộ chấp hành điều khiển đệm khí
Mỗi đệm khí (xy lanh 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.

Hình 20: Cấu tạo đệm khí.
Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

20


Các buồng khí và van khí:

Hình 21: Bộ chấp hành điều khiển đệm khí.
Buồng khí của xylanh khí được chia thành buồng khí chính và buồng khí phụ.
Một van khí được gắn ở phần gối đỡ trên của xylanh 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.
- Độ cứng hệ thống treo ở chế độ 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.

Hình 22: Độ cứng hệ thống treo ở chế độ mềm.

Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

21


- Độ cứng hệ thống treo ở chế độ cứng
Khi van đóng, đường khí thông giữa buồng khí chính và buồng khí phụ bò bòt
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.

Hình 23: Độ cứng hệ thống treo ở chế độ cứng.
- Điều khiển độ cao xe

Độ cao xe được điều khiển bằng cách thay đổi thể tích khí nén trong xylanh
khí. Độ cao tăng hay giảm khi thể tích khí nén tăng hay giảm.

Hình 24: Điều khiển độ cao xe.
c. Các bộ chấp hành khác
- Máy nén điều khiển độ cao
Máy nén này cung cấp khí nén để tăng độ cao xe. Máy nén dùng piston tònh
tiến và một thanh truyền để nén không khí. Mô tơ hoạt động nhờ dòng điện cấp
qua rơle điều khiển độ cao số 1. ECU biết được tình trạng hoạt động của môtơ
Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

22


bằng cách đo điện áp tại cực RM+ và RM- của ECU và dừng việc điều khiển độ
cao khi phát hiện thấy sự khác thường.

Hình 25: Máy nén điều khiển độ cao.
- Van xả và bộ hút ẩm khí điều khiển độ cao

Hình 26: Van xả và bộ hút ẩm khí điều khiển độ cao

Thiết kế, chế ta ̣o mơ hình giảng dạy hệ thống treo khí điều khiển điện tử

23