Hệ thống lái trợ lực thủy lực.
Hình 1.17 Hệ thống lái thủy lực.
Các bộ phận chính của hệ thống lái thủy lực:
- Bơm.
- Van điều khiển.
- Xy lanh lực.
Hệ thống lái trợ lực điện tử (PPS).
Hình 1.18 Hệ thống lái điện tử.
PPS làm thay đổi lực vận hành vô lăng phù hợp với tốc độ xe. Ở tốc độ chậm lực đánh lái nhẹ hơn và ở tốc độ cao lực đánh lái nặng hơn.
Hệ thống lái trợ lực điện (EPS).
EPS trợ lực nhờ mô tơ vận hành lái và giảm lực đánh lái.
Trợ lực lái thủy lực sử dụng công suất động cơ để tạo áp suất thủy lực và tạo mô men trợ lực.
Nhưng EPS sử dụng mô tơ không sử dụng công suất động cơ trong quá trình hoạt động cho nên việc tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm tốt hơn.
Có các kiểu trợ lực điện có mô tơ nằm ở các vị trí khác nhau, ở đây mô hình minh họa điển hình mô tơ nằm trên trục lái.
Hình 1.19. Hệ thống lái trợ lực điện.
1 Hộp EPS.
2 mô tơ DC.
3 cảm biến momen.
Trong giới hạn đề tài này nhóm chúng em sẽ giới thiệu về hệ thống lái trợ lực điện (EPS).
Chương II: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN
2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
Với hệ thống lái trợ lực bằng thủy lực truyền thống, sử dụng sức kéo từ động cơ đốt trong để dẫn động bơm thủy lực gặp phải những nhược điểm chính là việc phụ thuộc vào số vòng quay của động cơ, mà số vòng quay động cơ thì liên tục thay đổi theo điều kiện vận hành. Điều đó gây trở ngại cho việc trợ lực lái ở các điều kiện di chuyển khác nhau của xe như:
- Khi ô tô ra vào chỗ đỗ, động cơ hoạt động ở số vòng quay thấp, dẫn tới áp suất bơm thủy lực không đủ để trợ lực, làm gia tăng lực đánh lái của tài xế lên vô lăng.
- Khi động cơ hoạt động ở số vòng quay thấp, việc gia tăng tải cho động cơ có thể gây chết máy.
- Khi ô tô hoạt động ở tốc độ cao, động cơ làm việc ở số vòng quay lớn dẫn tới bơm quay nhanh làm tăng áp suất thủy lực nên việc trợ lực lái tăng lên, điều này có thể gây mất cảm giác lái cho tài xế.
Các trở ngại trên được khắc phục trên một số ôtô bằng cách bố trí thêm bộ điều áp với sự điều khiển của ECU theo các chương trình đã được cài đặt trước. Tuy nhiên, đây không phải là giải pháp hoàn hảo vì vừa tạo nên một hệ thống lái cồng kềnh, lại vừa làm phức tạp cơ cấu lái.
Để khắc phục những trở ngại đó, năm 1988 hãng SUZUKI đã đưa ra một hệ thống trợ lực lái kiểu mới trên xe Cervo Suzuki, hệ thống trợ lực lái đó được gọi là hệ thống lái trợ lực điện (Electric Power Steering).
Do có nhiều ưu điểm, nên ngày nay hầu hết các hãng sản xuất ô tô như: Toyota, BMW, Huynda…điều lắp đặt hệ thống lái trợ lực điện trên những chiếc ô tô của mình.
2.2 ƯU ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG.
Về kinh tế.
Hệ thống lái trợ lực điện giá thành rẻ hơn hệ thống lái Thủy lực.
Khối lượng của hệ thống lái trợ lực điện nhẹ hơn hệ thống lái thủy lực và đặc biệt là nó chỉ hoạt động, tiêu hao công suất khi việc lái xảy ra, lái nhiều thì nó họat động nhiều, lái ít thì nó họat động ít. Không như hệ thống lái trợ lực bằng thủy lực bơm dầu làm việc liên tục kể từ thời điểm máy nổ và tiêu hao đáng kể một phần công suất động cơ, ở những xe con thông thường mức tiết kiệm nhiên liệu do sử dụng hệ thông lái trợ lực điện giúp tiết kiệm khoảng 0,2 L/100 Km.
Về sửa chữa.
Bảo dưỡng đơn giản hơn hệ thống lái Thủy lực vì:
Các bộ phận của hệ thống lái trợ lực điện chủ yếu nằm trên trục lái, chiếm ít chỗ và dễ kiểm tra hơn nhiều so với các bộ phận của hệ thống lái trợ lực bằng thủy lực. Đối với hệ thống trợ lực lái thủy lực việc tháo lắp bơm dầu và hệ thống phân phối dầu trợ lực là rất khó khăn do chúng nằm liền với cơ cấu lái ở các vị trí rất khó kiểm tra.
Về độ tin cậy.
Ưu điểm lớn nhất của hệ thống lái trợ lực điện là đảm bảo trợ lực chính xác và nhẹ nhàng cho việc lái nhưng không làm mất cảm giác lái cho tài xế.
2.3 VỊ TRÍ LẮP ĐẶT VÀ CHỨC NĂNG CỦA CÁC BỘ PHẬN.
2.3.1 Vị trí lắp đặt các bộ phận.
Vị trí lắp đặt có thể khác nhau phụ thuộc vào hãng sản xuất và các loại xe khác nhau, nhưng cơ bản nó gồm các bộ phận sau:
Hình 2.1. Vị trí của các bộ phận.
1-EPS ECU. 2- Cảm biến mô men.
3- Động cơ điện D/C 4- Cơ cấu giảm tốc. 5- Bộ chấp hành ABS và ECU ABS 6- ECU động cơ.
7- Đèn báo EPS 8- Rờ le.
2.3.2. Chức năng các bộ phận.
Chức năng | |
- Cảm biến mô men | - Phát hiện sự xoay của thanh xoắn. - Tính toán momen tác dụng lên thanh xoắn nhờ vào sự thay đổi điện áp đặt trên nó. - Đưa tính hiệu điện áp đó về ECU EPS. |
- Đ/c một chiều. | - Tạo ra trợ lực tùy thuộc vào tính hiệu từ ECU EPS |
- ECU EPS | - Vận hành động cơ điện D/C gắn trên trục lái để trợ lực. Nó căn cứ vào tín hiệu từ các cảm biến như: Tốc độ xe, tốc độ động cơ, cảm biến mô men… |
Có thể bạn quan tâm!
-
Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống lái trợ lực điện - 2 -
Nguyên Lý Hoạt Động,các Bộ Phận Hệ Thống Lái. -
Tỷ Số Truyền Và Hiệu Suất Của Thống Lái. -
Cấu Tạo Và Hoạt Động Của Các Bộ Phận. -
Các Hư Hỏng Thường Gặp Và Cách Khắc Phục. -
Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống lái trợ lực điện - 8
Xem toàn bộ 92 trang tài liệu này.
- Đưa tính hiệu tốc độ xe đến ECU EPS. - Trường hợp có sự cố đèn EPS sẽ bật sáng. | |
- Cơ cấu giảm tốc | - Giảm vận tốc truyền của động cơ điện D/C truyền chuyển động tới trục thứ cấp. |
- Rơ le | - Cung cấp dòng điện cho động cơ D/C và ECU EPS |
- ECU động cơ | - ECU động cơ nhận biết tốc độ của động cơ và đưa tới ECU EPS |
- ECU ABS | - ECU ABS nhận biết tốc độ của xe và đưa tới ECU EPS. |
Bảng 2.1 Chức năng các bộ phận (trích ô tô Hui).
- Chức năng của ECU EPS | |
- Điều khiển chính | - Từ giá trị độ xoắn của thanh lái và vận tốc xe sẽ định mức dòng điện cấp tới động cơ điện D/C trợ lực lái. |
- Điều khiển bù quán tính | - Đảm bảo động cơ điện D/C trợ lực lái hoạt động ngay khi người lái xe khởi hành và xoay vô |
lăng. | |
- Điều khiển trả lái | - Điều khiển hổ trợ lực trả lái của các bánh xe sau khi người lái đánh hết vô lăng sang một bên. |
- Điều khiển giảm rung | - Điều chỉnh lượng trợ lực khi lái xe quay vô lăng ở tốc độ cao, do vậy sẽ giảm rung động do các thay đổi trong độ lệch của thân xe. |
- Điều khiển bảo vệ quá nhiệt | - Dự tính nhiệt độ của động cơ điện D/C dựa trên cường độ dòng điện và điện áp cấp vào. Nếu nhiệt độ của động cơ điện D/C hay ECU trợ lực lái vượt quá giá trị cho phép, nó sẽ giảm bớt cường độ dòng điện vào để tránh tình trạng động cơ điện D/C hoặc ECU bị quá nhiệt. |
Bảng 2.2 Chức năng của EPS ( trích ô tô Hui).
2.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.
Sơ đồ khối hệ thống.
Hình 2.2. Sơ đồ khối hệ thống.
Nguyên lý làm việc của hệ thống.
Hệ thống lái trợ lực điện hoạt động không như các hệ thống lái trợ lực khác. Khi xe chuyển động với tốc độ chậm, bình thường thì tài xế phải mất nhiều lực để thay đổi hướng chuyển động của xe, nhận biết được đều này thông qua cảm biến mô men gắn trên trục lái nên ECU gởi tín hiệu tới động cơ D/C trợ lực cho nó hoạt động mạnh hơn giúp tài xế giảm lực đánh lái.
Khi xe chạy với tốc độ cao thì trợ lực ít hơn để cho người lái không mất cảm giác lái, nếu tình trạng mặt đường xấu và có sự thay đổi đột ngột trong khi lái như qua khúc cua với tốc độ cao, lạng lách để tránh xe khác thì lúc này hệ thống lái trợ lực điện hoạt động nhanh để hỗ trợ cho tài xế xử lý tình huống một cách dễ dàng hơn.
Để biết được những sự thay đổi đó thì ở hệ thống lái trợ lực điện có cảm biến góc lái và cảm biến mômen để thu nhận những tín hiệu và truyền các tín hiệu mà nó nhận được đến bộ xử lý trung tâm (ECU). Trong đó cảm biến quan trọng nhất là cảm biến mô men.
Các cảm biến như: Cảm biến tốc độ của xe, cảm biến mô men lái,…Các cảm biến này sẽ truyền tín hiệu đến bộ xử lý trung tâm (ECU) sau khi nhận các tín hiệu từ các cảm biến, ECU sẽ tổng hợp và xử lý các tín hiệu đó đồng thời đưa ra tín hiệu để điều khiển cho động cơ điện D/C quay, làm cho bộ trục vít bánh vít hoạt động làm quay trục lái chính và làm cho các bánh xe dẫn hướng chuyển động.
Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điện.