VIENIDMY Đăng nhập Vào luyện thi

Trang chủ › Giáo trình › Bảo dưỡng ô tô (Tokutei 2)

Hệ thống di chuyển, lái và phanh (Gầm xe)

Bảo dưỡng ô tô (Tokutei 2) · 自動車整備分野(2号) · Bài học do Tokutei Pass tự biên soạn dựa trên giáo trình chính thức; không sao chép nguyên văn.

Lực cản lăn của lốp, Bán kính tải trọng tĩnh, Hệ số đàn hồi dọc tĩnh và Hiện tượng sóng đứng

'Lực cản lăn (Rolling resistance)' phát sinh khi lốp xe lăn trên mặt đường chủ yếu sinh ra do 'sự biến dạng lặp đi lặp lại giữa nén và phục hồi (tổn thất trễ Hysteresis)' của phần lốp tiếp xúc mặt đường; áp suất hơi lốp càng thấp thì lượng biến dạng càng lớn làm lực cản lăn tăng lên.

'Bán kính tải trọng tĩnh (Static loaded radius)' là 'khoảng cách thẳng đứng từ mặt đường đến tâm trục bánh xe (tâm mâm xe)' khi lốp đã bơm đúng áp suất quy định và đứng yên dưới một tải trọng thẳng đứng nhất định.

Ngoài ra, 'Hệ số đàn hồi dọc tĩnh (Static vertical spring constant)' là giá trị biểu thị 'tải trọng thẳng đứng trên một đơn vị độ võng (1mm)' tính bằng đơn vị 'N/mm' (Tải trọng thẳng đứng N ÷ Độ võng mm) khi tác dụng tải trọng thẳng đứng lên lốp.

Hệ số đàn hồi dọc tĩnh của lốp có giá trị 'càng nhỏ (lốp càng mềm) thì càng dễ hấp thụ chấn động từ mặt đường và độ êm dịu khi đi xe càng tốt' (phát biểu nói giá trị càng lớn càng êm là sai).

Nếu chạy tốc độ cao với lốp bị non hơi (áp suất thấp), phần mặt lốp phía sau vùng tiếp xúc mặt đường không kịp phục hồi biến dạng mà uốn lượn thành hình sóng gọi là 'hiện tượng sóng đứng (Standing wave)', gây phát nhiệt dữ dội và dẫn tới nguy cơ nổ lốp (Burst).

Điểm cần nhớ


  • Lực cản lăn sinh ra do 'biến dạng nén và phục hồi lặp đi lặp lại' của lốp; bán kính tải trọng tĩnh là 'khoảng cách thẳng đứng từ mặt đường đến tâm trục bánh xe'.

  • Hệ số đàn hồi dọc tĩnh (N/mm) có giá trị 'càng nhỏ' thì xe chạy càng êm, và áp suất lốp càng cao thì giá trị này càng lớn.

  • Để ngăn ngừa hiện tượng sóng đứng (Standing wave), biện pháp hữu hiệu là giữ áp suất lốp đúng quy định (hoặc bơm căng hơn một chút khi chạy cao tốc).

  • Ví dụ: Khi tác dụng tải trọng thẳng đứng 4.000N lên lốp làm lốp lún dọc 20mm → Hệ số đàn hồi dọc tĩnh = 4.000 ÷ 20 = 200N/mm
Từ vựngNghĩa
lực cản lăn (Rolling resistance)
bán kính tải trọng tĩnh
hệ số đàn hồi dọc tĩnh (N/mm)
hiện tượng sóng đứng (Standing wave)

Đặc tính đàn hồi của hệ thống treo (Nhíp/Lò xo kim loại, Bầu hơi) và Giảm chấn

Các lò xo kim loại dùng trong hệ thống treo (lò xo trụ Coil spring, nhíp lá Leaf spring, thanh xoắn Torsion bar) có hệ số đàn hồi không đổi dù tải trọng thay đổi, nên khi tải nhẹ (như khi xe không tải) thì 'tần số dao động riêng của thân xe sẽ tăng cao', làm xe bị xóc cứng (kém êm dịu).

Ngược lại, 'lò xo khí nén / bầu hơi (Air spring)' dùng trên xe buýt lớn, xe tải và xe du lịch hạng sang tận dụng tính đàn hồi của khí nén nên rất ưu việt trong việc hấp thụ các rung động tần số cao nhỏ li ti.

Ở hệ thống treo khí nén (Air spring), khi tải trọng chở tăng lên, 'van điều hòa chiều cao (Leveling valve)' sẽ làm việc để cấp thêm khí nén vào bầu hơi, vừa 'giữ chiều cao gầm xe luôn không đổi', vừa làm tăng áp suất bên trong để 'tự động làm tăng hệ số đàn hồi của lò xo'.

Nhờ hệ số đàn hồi tự động thay đổi tỷ lệ thuận với mức tăng giảm tải trọng như vậy, 'tần số dao động riêng của thân xe được giữ gần như không đổi' từ lúc xe không tải đến lúc đầy tải, duy trì độ êm dịu tốt bất kể tải trọng.

Ngoài ra, 'bộ giảm chấn (Shock absorber / Phuộc nhún)' dập tắt nhanh dao động của lò xo nhờ lực cản dòng chảy của dầu qua lỗ tiết lưu (lực giảm chấn), còn 'thanh cân bằng (Stabilizer)' dùng phản lực xoắn của thanh để chống nghiêng ngang thân xe (Rolling) khi hai bánh xe trái - phải dịch chuyển ngược chiều nhau.

Điểm cần nhớ


  • Ở lò xo khí nén (Air spring), khi tải trọng tăng thì hệ số đàn hồi tự động 'tăng lên', giúp giữ tần số dao động riêng và chiều cao xe không đổi.

  • Lò xo kim loại có hệ số đàn hồi cố định nên khi tải càng nhẹ (xe không tải) thì tần số dao động riêng càng cao và đi xe càng xóc.

  • Thanh cân bằng (Stabilizer) không bị xoắn và không phát huy tác dụng khi hai bánh xe trái - phải cùng nhún lên hoặc xuống một lượng bằng nhau.
Từ vựngNghĩa
lò xo khí nén (Air spring / bầu hơi) và van điều hòa chiều cao (Leveling valve)
tần số dao động riêng và hệ số đàn hồi
bộ giảm chấn (Shock absorber - lực giảm chấn)
thanh cân bằng (Stabilizer - chống nghiêng ngang Rolling)

Hệ thống trợ lực lái điện (EPS) và Cảm biến mô-men kiểu vi mạch Hall IC

'Hệ thống trợ lực lái điện (EPS: Electric Power Steering)' là cơ cấu mà EPS-ECU điều khiển dòng điện cấp cho mô-tơ điện tùy theo mô-men đánh lái của người lái và tốc độ xe để hỗ trợ lực đánh lái: cấp dòng điện lớn khi đánh lái tại chỗ hoặc chạy chậm, và giảm dòng điện khi chạy tốc độ cao để tăng tính ổn định lái.

Trong 'cảm biến mô-men kiểu Hall IC (Hall-IC torque sensor)' dùng để phát hiện mô-men đánh lái, 'trục đầu vào (Input shaft)' phía vô-lăng và 'trục đầu ra (Output shaft)' phía bánh răng Pinion được nối với nhau thông qua một 'thanh xoắn (Torsion bar)' mảnh.

Tại đây, 'nam châm nhiều cực (Multi-pole magnet) được gắn trên trục đầu vào (Input shaft)', còn 'vòng dẫn từ Yoke (vòng vật liệu từ mềm) thu gom từ trường được gắn trên trục đầu ra (Output shaft)' (các phương án đảo ngược vị trí lắp của hai chi tiết này là sai).

Khi người lái xoay vô-lăng làm thanh xoắn (Torsion bar) bị 'xoắn', giữa trục đầu vào (nam châm nhiều cực) và trục đầu ra (vòng Yoke) sẽ xuất hiện độ lệch góc quay tương đối.

Độ lệch này làm thay đổi mật độ từ thông đi từ vòng Yoke qua vòng góp từ xuyên qua 'vi mạch Hall IC', giúp Hall IC phát hiện được 'cả lực đánh lái (độ lớn mô-men) lẫn chiều đánh lái (sang phải hay sang trái)' dưới dạng tín hiệu điện áp.

Hệ thống trợ lực lái điện (EPS) và Cảm biến mô-men kiểu vi mạch Hall IC

Điểm cần nhớ


  • Cảm biến mô-men kiểu Hall IC có 'nam châm nhiều cực gắn ở trục đầu vào (Input shaft)' và 'vòng từ Yoke gắn ở trục đầu ra (Output shaft)'.

  • Dựa vào biến thiên từ thông do độ xoắn của thanh xoắn, cảm biến phát hiện được 'cả lực đánh lái (độ lớn) và chiều đánh lái (trái/phải)'.

  • Nhờ điều khiển theo tốc độ xe, ở tốc độ thấp ECU tăng dòng điện mô-tơ để tay lái nhẹ, ở tốc độ cao giảm dòng điện để tay lái đầm chắc.
Từ vựngNghĩa
trợ lực lái điện (EPS)
cảm biến mô-men kiểu Hall IC
trục đầu vào Input shaft (nam châm nhiều cực)
trục đầu ra Output shaft (vòng Yoke) và thanh xoắn Torsion bar

Góc đặt bánh xe (Camber, Caster, Góc nghiêng trụ đứng Kingpin, Độ chụm Toe-in) và Độ trượt ngang

'Góc đặt bánh xe (Wheel alignment)' chỉ trạng thái căn chỉnh của bánh xe: 'góc Camber dương' (nhìn từ phía trước thấy phần trên bánh trước nghiêng ra ngoài) và 'góc nghiêng trụ đứng Kingpin' (phần trên trục xoay lái nghiêng vào trong) giúp giảm khoảng lệch tâm trụ đứng (Kingpin offset) trên mặt đường để làm nhẹ lực đánh lái.

Đồng thời, 'góc Caster dương' (nhìn từ bên hông thấy phần trên trục trụ đứng Kingpin nghiêng về phía sau) tạo ra khoảng Caster trail giúp tăng tính ổn định đi thẳng và lực tự trả lái sau khi vào cua (Self-aligning torque).

Nhìn từ trên xuống, trạng thái khoảng cách phía trước (A) giữa hai bánh xe trước trái - phải hẹp hơn khoảng cách phía sau (B) được gọi là 'độ chụm bánh xe (Toe-in = B − A)', có tác dụng triệt tiêu lực đẩy ngang Camber thrust (xu hướng bánh xe lăn mở ra ngoài do góc Camber dương) để chống mòn lệch lốp và chống trượt ngang.

Lượng bánh trước bị trượt sang ngang khi xe chạy thẳng gọi là 'độ trượt ngang (Side slip)'; Tiêu chuẩn an toàn phương tiện giao thông đường bộ quy định khi đo bằng bàn trượt ngang (Side-slip tester), độ trượt ngang phải 'nằm trong phạm vi 5mm (vào trong In hoặc ra ngoài Out) trên mỗi 1m xe chạy'.

Nếu góc Camber không đổi mà độ chụm Toe-in quá lớn, lốp xe sẽ bị kéo trượt vào phía trong (phía In) làm phần 'má ngoài' của hoa lốp bị mòn vát hình lông vũ (mòn răng cưa Feather-edge wear).

Góc đặt bánh xe (Camber, Caster, Góc nghiêng trụ đứng Kingpin, Độ chụm Toe-in) và Độ trượt ngang

Điểm cần nhớ


  • Độ chụm (Toe-in) được tính bằng 'Khoảng cách phía sau B − Khoảng cách phía trước A' của hai bánh xe nhìn từ trên xuống, giúp chống trượt ngang ra ngoài do góc Camber.

  • Theo Tiêu chuẩn an toàn, độ trượt ngang (Side slip) của bánh xe dẫn hướng phải 'trong phạm vi 5mm (In hoặc Out) trên 1m xe chạy'.

  • Góc nghiêng Kingpin và Camber làm giảm khoảng Kingpin offset giúp nhẹ tay lái, còn góc Caster giúp tăng tính ổn định đi thẳng và tự trả lái.

  • Ví dụ: Khi khoảng cách tâm phía sau lốp trước B là 1.452mm và khoảng cách tâm phía trước A là 1.449mm → Độ chụm Toe-in = 1.452 − 1.449 = 3mm

  • Ví dụ: Khi xe chạy 1m qua bàn thử trượt ngang có lượng trượt ngang là In 3,5mm → Đạt tiêu chuẩn (trong phạm vi 5mm) nên kết luận 'Tốt (Đạt)'
Từ vựngNghĩa
góc Camber, góc Caster, góc nghiêng trụ đứng Kingpin
độ chụm bánh xe Toe-in (B − A)
độ trượt ngang Side slip (trong phạm vi 5mm trên 1m chạy)
mô-men tự trả lái (Self-aligning torque)

Tác dụng phanh, Tính quãng đường dừng xe, Dầu phanh và Hiện tượng nút hơi (Vapor lock)

Hệ thống phanh thủy lực của ô tô truyền áp suất dầu sinh ra từ xi-lanh chính (Master cylinder) tới các bánh xe theo nguyên lý Pascal, dùng ma sát của má phanh (Pad / Lining) để 'biến đổi động năng của xe đang chạy thành nhiệt năng', giúp xe giảm tốc và dừng lại.

'Quãng đường dừng xe (Stopping distance)' tính từ lúc người lái nhận biết nguy hiểm cho đến khi xe dừng hẳn bằng tổng của 'quãng đường chạy tự do / phản ứng (Free-running distance = thời gian phản ứng × vận tốc)' trước khi phanh bắt đầu ăn và 'quãng đường phanh thực tế (Braking distance)' từ lúc phanh ăn đến khi dừng hẳn.

Khi hệ số ma sát với mặt đường không đổi, quãng đường phản ứng tỷ lệ thuận với vận tốc xe, nhưng 'quãng đường phanh tỷ lệ thuận với bình phương vận tốc xe' (ví dụ vận tốc tăng gấp 2 lần thì quãng đường phanh tăng gấp 4 lần).

Dầu phanh gốc Glycol (như DOT3, DOT4) có 'tính hút ẩm (hấp thụ hơi nước trong không khí)'; càng hút nhiều nước thì 'nhiệt độ sôi càng bị giảm thấp', do đó phải thay dầu phanh định kỳ.

Hiện tượng khi xuống dốc dài đạp phanh chân liên tục làm dầu phanh sôi lên, sinh ra bọt khí trong đường ống khiến đạp phanh bị hẫng và không truyền được áp suất dầu gọi là 'hiện tượng nút hơi (Vapor lock)', cần phân biệt với 'hiện tượng mất ma sát (Fade)' do bản thân má phanh quá nhiệt làm giảm hệ số ma sát.

Điểm cần nhớ


  • Phanh làm xe giảm tốc bằng cách dùng ma sát 'biến đổi động năng của ô tô thành nhiệt năng'.

  • Quãng đường dừng xe = Quãng đường phản ứng (chạy tự do) + Quãng đường phanh; trong đó quãng đường phanh tỷ lệ thuận với 'bình phương vận tốc chạy'.

  • Dầu phanh khi hút ẩm sẽ bị giảm nhiệt độ sôi; hiện tượng dầu phanh sôi tạo bọt khí làm mất lực phanh gọi là 'hiện tượng nút hơi (Vapor lock)'.

  • Ví dụ: Khi quãng đường phản ứng là 15m và quãng đường phanh là 25m thì tổng quãng đường dừng xe → 15 + 25 = 40m

  • Ví dụ: Xe chạy ở tốc độ 36km/h (10m/s) có thời gian phản ứng 1,0 giây và quãng đường phanh 8m → Quãng đường phản ứng = 10 × 1,0 = 10m; Quãng đường dừng xe = 10 + 8 = 18m
Từ vựngNghĩa
động năng và nhiệt năng
quãng đường dừng xe, quãng đường phản ứng và quãng đường phanh
hiện tượng nút hơi (Vapor lock) và hiện tượng mất ma sát (Fade)
dầu phanh gốc Glycol (tính hút ẩm)

Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) và Hệ thống cân bằng điện tử (ESC)

'Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS: Anti-lock Brake System)' giám sát tốc độ quay của từng bánh xe khi phanh gấp hoặc phanh trên đường trơn trượt, điều khiển 'giảm áp, giữ áp và tăng áp' áp suất dầu xi-lanh bánh xe để ngăn bánh xe bị khóa cứng (bó lết), đảm bảo tính ổn định hướng và khả năng đánh lái tránh chướng ngại vật.

ABS được trang bị 'chức năng an toàn dự phòng (Fail-safe)': nếu chẳng may xảy ra lỗi ở hệ thống điện của ABS, ECU sẽ bật sáng đèn cảnh báo ABS đồng thời 'dừng điều khiển ABS và cho hệ thống phanh hoạt động bình thường như phanh tiêu chuẩn'.

Ngoài ra, ngay lúc mới khởi hành sau khi nổ máy, ABS-ECU thực hiện kiểm tra khởi tạo (Initial check) về điện đối với các van điện từ và mô-tơ bơm, nên 'cụm chấp hành thủy lực (Hydraulic unit) có thể phát ra tiếng kêu hoạt động tạm thời' và đây là hiện tượng bình thường.

Lưu ý, nếu ắc-quy bị phóng hết sạch điện được câu bình bằng dây cáp kích (Booster cable) để nổ máy rồi lập tức chạy xe ngay khi chưa kịp nạp đủ điện, đèn cảnh báo ABS có thể bật sáng do phát hiện điện áp nguồn thấp.

Khi đọc mã lỗi chẩn đoán qua nhịp nhấp nháy của đèn cảnh báo ABS, nếu có từ 2 mã lỗi trở lên lưu trong bộ nhớ thì các mã sẽ được hiển thị theo 'thứ tự số mã từ nhỏ đến lớn' chứ không phải theo thứ tự thời gian phát sinh lỗi.

Điểm cần nhớ


  • Chức năng Fail-safe của ABS khi có lỗi phần điện sẽ 'ngừng điều khiển ABS và để phanh hoạt động như phanh thường'.

  • Có thể nghe thấy tiếng kêu kiểm tra ban đầu (Initial check) ngay sau khi nổ máy, hoặc đèn cảnh báo ABS bật sáng do thiếu điện áp khi vừa câu bình chạy ngay.

  • Khi hiển thị nhiều mã lỗi bằng nhấp nháy đèn cảnh báo ABS, mã lỗi được xuất ra theo 'thứ tự số mã từ nhỏ đến lớn' (phát biểu nói theo thứ tự phát sinh là sai).
Từ vựngNghĩa
hệ thống chống bó cứng phanh (ABS)
điều khiển giảm áp, giữ áp và tăng áp
kiểm tra khởi tạo (Initial check) và chức năng Fail-safe
hệ thống cân bằng điện tử chống trượt ngang (ESC)

Điểm hay ra thi và cách ghi nhớ

Trong đề thi lý thuyết bậc 2 phần Gầm (di chuyển, lái, phanh), 5 chủ đề ra thi nhiều nhất là: Hệ số đàn hồi của lốp, Lò xo khí nén (bầu hơi), Cảm biến mô-men EPS, Góc đặt bánh xe, và ABS.

Về lốp và hệ thống treo: hãy nhớ 'Hệ số đàn hồi dọc tĩnh (N/mm) = càng nhỏ càng mềm và càng êm', 'Bán kính tải trọng tĩnh = khoảng cách thẳng đứng từ mặt đường đến tâm trục bánh xe', 'Bầu hơi (Air spring) = tải tăng thì hệ số đàn hồi tự tăng theo nên tần số dao động riêng không đổi'.

Về hệ thống lái và góc đặt bánh xe: nắm chắc 'Cảm biến mô-men Hall IC = nam châm nhiều cực ở trục đầu vào Input shaft, vòng từ Yoke ở trục đầu ra Output shaft (đo cả lực và chiều đánh lái)', 'Độ chụm Toe-in = B − A', 'Tiêu chuẩn độ trượt ngang Side slip = trong phạm vi 5mm trên 1m chạy'.

Về phanh và ABS: 'Quãng đường dừng xe = Quãng đường phản ứng + Quãng đường phanh (biến động năng → nhiệt năng)', 'Khi ABS lỗi = hoạt động như phanh thường', 'Đèn ABS nháy nhiều mã lỗi = hiển thị theo thứ tự số mã nhỏ trước (nói theo thứ tự phát sinh là sai)'.

Điểm cần nhớ


  • Lốp & treo: Hệ số đàn hồi dọc tĩnh (N/mm) 'càng nhỏ' càng êm; bầu hơi (Air spring) tự thay đổi hệ số đàn hồi theo tải trọng để giữ tần số dao động riêng không đổi.

  • Cảm biến mô-men EPS: 'Nam châm nhiều cực gắn ở trục đầu vào Input shaft', 'vòng Yoke gắn ở trục đầu ra Output shaft', phát hiện cả lực và chiều đánh lái.

  • Góc đặt bánh xe & phanh: Độ trượt ngang 'trong phạm vi 5mm trên 1m chạy'; Quãng đường dừng = Quãng đường phản ứng + Quãng đường phanh.

  • ABS: khi lỗi sẽ trở về phanh thường; khi nháy đèn báo nhiều mã lỗi sẽ hiển thị theo 'thứ tự số mã từ nhỏ đến lớn'.
Từ vựngNghĩa
hệ số đàn hồi dọc tĩnh và tần số dao động riêng
nam châm nhiều cực và vòng từ Yoke
độ trượt ngang Side slip (trong phạm vi 5mm)
Fail-safe của ABS và thứ tự hiển thị mã lỗi

Tài liệu tham khảo chính thức

💬

Zalo