VIENIDMY Đăng nhập Vào luyện thi

Trang chủ › Giáo trình › Bảo dưỡng ô tô

Hệ thống di chuyển, Hệ thống lái và Hệ thống phanh (Khung gầm)

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

Hệ thống treo (Suspension), Giảm chấn và Thanh ổn định

Hệ thống treo (suspension) là thiết bị làm dịu các chấn động từ mặt đường để tạo sự êm dịu khi ngồi trên xe, đồng thời giữ độ bám đường của lốp và tính ổn định khi chạy xe.

Kiểu treo phụ thuộc (rigid axle: nối hai bánh xe trái phải bằng một dầm cầu cứng) có độ bền cao và thường dùng trên xe tải, trong khi kiểu treo độc lập (independent suspension như kiểu thanh chống MacPherson) có khối lượng phần không được treo nhẹ và êm dịu nên được dùng phổ biến trên xe du lịch.

Các loại lò xo (spring) gồm có: lò xo trụ (coil spring) phổ biến trên xe con, nhíp lá (leaf spring) dùng trên xe tải có khả năng tự giảm chấn một phần nhờ ma sát giữa các lá nhíp, thanh xoắn (torsion bar spring) dùng lực đàn hồi xoắn, và bầu hơi (air spring) dùng trên xe buýt lớn.

Vì bản thân lò xo trụ không có tác dụng dập tắt dao động nên nếu chỉ có lò xo thì thân xe sẽ nhún nhảy mãi không dừng. Do đó phải kết hợp bộ giảm chấn (shock absorber / phuộc nhún), lợi dụng sức cản thủy lực khi dầu đi qua lỗ tiết lưu nhỏ (orifice) và van lúc pít-tông dịch chuyển để nhanh chóng dập tắt dao động lên xuống của lò xo.

Ngoài ra, thanh ổn định (stabilizer / anti-roll bar) là một thanh thép lò xo hình chữ U nối hai tay đòn hệ thống treo trái và phải. Khi xe vào cua khiến một bên bánh xe bị nhún sâu xuống, thanh ổn định sẽ bị xoắn lại và dùng phản lực chống xoắn đó để hạn chế độ nghiêng ngang (rolling) của thân xe.

Hệ thống treo (Suspension), Giảm chấn và Thanh ổn định

Điểm cần nhớ


  • Hệ thống treo độc lập cho phép hai bánh xe trái - phải dịch chuyển độc lập, có khối lượng dưới lò xo nhẹ, êm dịu và bám đường tốt

  • Bộ giảm chấn (shock absorber) tận dụng sức cản dòng chảy của dầu khi qua lỗ nhỏ (orifice) để nhanh chóng dập tắt dao động lên xuống của lò xo

  • Thanh ổn định (stabilizer) dùng phản lực xoắn của thanh thép để chống nghiêng ngang thân xe (rolling) khi vào cua (không tác dụng khi hai bánh cùng nhún đều như nhau)
Từ vựngNghĩa
Treo độc lập và treo phụ thuộc
Lò xo trụ (coil spring) và nhíp lá (leaf spring)
Bộ giảm chấn / phuộc nhún (shock absorber)
Thanh ổn định / thanh cân bằng (stabilizer)

Ký hiệu lốp xe, Áp suất lốp, Mòn lốp và Các hiện tượng đặc biệt

Trên thành bên của lốp xe có ghi ký hiệu kích thước, ví dụ: 195/65R15 91H.

Trong ký hiệu này: 195 là chiều rộng mặt cắt lốp W (mm), 65 là tỷ lệ độ dẹt (aspect ratio, %), R là cấu trúc lốp bố tỏa tròn (radial), 15 là đường kính vành bánh xe (inch), 91 là chỉ số tải trọng (load index), và H là ký hiệu tốc độ tối đa cho phép. Tỷ lệ độ dẹt được tính bằng: (Chiều cao mặt cắt lốp H ÷ Chiều rộng mặt cắt lốp W) × 100(%).

Nếu áp suất lốp thấp hơn quy định (non hơi), hai bên vai lốp (shoulder) sẽ bị mòn lệch (mòn hai vai), lực cản lăn tăng làm tốn nhiên liệu. Hơn nữa, nếu chạy tốc độ cao khi lốp non hơi sẽ xuất hiện hiện tượng sóng đứng (standing wave) làm thành lốp biến dạng uốn lượn như sóng, sinh nhiệt dữ dội và dễ gây nổ lốp (burst).

Ngược lại, nếu áp suất lốp cao hơn quy định (quá căng), phần giữa mặt lốp (center) sẽ mòn nhanh hơn và lốp giảm khả năng hấp thụ chấn động làm xe xóc hơn. Vì vậy phải kiểm tra và điều chỉnh áp suất lốp bằng đồng hồ đo áp suất lốp (tire gauge) khi lốp đang nguội trước khi chạy xe.

Giới hạn tiêu chuẩn an toàn đối với chiều sâu rãnh lốp xe du lịch là 1,6 mm; khi chiều sâu rãnh lốp mòn còn 1,6 mm thì vạch báo mòn (slip sign) ở đáy rãnh sẽ lộ ra.

Nếu dùng lốp đã mòn rãnh chạy tốc độ cao trên đường có vũng nước, lốp không thoát nước kịp sẽ bị nổi trượt trên màng nước khiến cả tay lái lẫn phanh đều mất tác dụng, gọi là hiện tượng trượt nước (hydroplaning).

Điểm cần nhớ


  • Ký hiệu 195/65R15 biểu thị rộng 195 mm, tỷ lệ dẹt 65%, cấu trúc Radial, vành 15 inch; giới hạn chiều sâu rãnh lốp xe con (vạch slip sign) là 1,6 mm

  • Áp suất lốp quá thấp gây mòn hai vai lốp và dễ bị hiện tượng sóng đứng (standing wave) ở tốc độ cao; áp suất quá cao gây mòn phần giữa mặt lốp

  • Hiện tượng trượt nước (hydroplaning) là hiện tượng lốp nổi trên màng nước khi chạy nhanh trời mưa làm mất khả năng lái và phanh; lốp càng mòn càng dễ xảy ra

  • Ví dụ: Khi chiều rộng mặt cắt lốp là 200 mm và chiều cao mặt cắt lốp là 120 mm thì tỷ lệ độ dẹt = (120 ÷ 200) × 100 = 60%
Từ vựngNghĩa
Tỷ lệ độ dẹt của lốp (aspect ratio)
Vạch báo mòn lốp (slip sign: 1,6 mm)
Hiện tượng sóng đứng (standing wave)
Hiện tượng trượt nước (hydroplaning)

Góc đặt bánh xe (Camber, Caster, Toe-in, Góc nghiêng trụ đứng Kingpin)

Góc đặt bánh xe dẫn hướng (front wheel alignment) là các góc lắp đặt hình học của bánh trước nhằm giúp đánh lái nhẹ nhàng, tăng tính ổn định chạy thẳng và khả năng tự trả lái sau khi vào cua, đồng thời chống mòn lốp không đều. Bốn yếu tố chính là Camber, Caster, Góc nghiêng Kingpin và Độ chụm (Toe-in).

Góc Camber là góc nghiêng theo phương thẳng đứng của bánh xe khi nhìn từ phía trước (chính diện) chiếc xe.

Trạng thái phần trên của bánh xe nghiêng chếch ra phía ngoài gọi là Camber dương (+), giúp giảm nhẹ lực đánh lái. Góc nghiêng trụ đứng (kingpin inclination) là góc nghiêng vào trong của trục trụ đứng khi nhìn từ phía trước; kết hợp với góc camber giúp thu nhỏ bán kính quay bánh xe trên mặt đường (scrub radius) để làm nhẹ tay lái và tạo lực tự trả lái.

Góc Caster là góc nghiêng về phía trước hoặc phía sau của trục trụ đứng (hoặc trục thanh chống strut) khi nhìn từ bên hông xe. Góc Caster dương (phần đỉnh nghiêng về phía sau) giống như càng trước xe đạp, giúp tạo tính ổn định hướng chạy thẳng và tạo lực tự trả thẳng vô-lăng sau khi quay vòng.

Độ chụm (Toe-in) là trạng thái khi nhìn từ thẳng trên đỉnh xe xuống, khoảng cách phía trước A giữa hai bánh xe nhỏ hơn khoảng cách phía sau B (B - A > 0). Độ chụm có tác dụng triệt tiêu xu hướng lăn mở ra ngoài do góc camber gây ra, giúp ngăn ngừa trượt ngang và chống mòn lốp.

Góc đặt bánh xe (Camber, Caster, Toe-in, Góc nghiêng trụ đứng Kingpin)

Điểm cần nhớ


  • Góc Camber là độ nghiêng bánh xe nhìn từ phía trước; góc Caster là độ nghiêng trục trụ đứng nhìn từ bên hông xe (tạo tính ổn định chạy thẳng và lực trả lái)

  • Độ chụm (Toe-in) là trạng thái nhìn từ trên xuống có khoảng cách phía trước A hẹp hơn phía sau B (Toe-in = B - A), giúp chống trượt ngang và mòn lốp

  • Ví dụ: Khi khoảng cách tâm phía trước hai bánh trước là A = 1.446 mm và khoảng cách tâm phía sau là B = 1.450 mm thì độ chụm Toe-in = 1.450 - 1.446 = 4 mm
Từ vựngNghĩa
Góc đặt bánh xe (wheel alignment)
Góc Camber (camber)
Góc Caster (caster)
Độ chụm bánh xe (toe-in)
Góc nghiêng trụ đứng (kingpin inclination)

Hệ thống lái (Steering) và Trợ lực lái (Power Steering)

Hệ thống lái truyền chuyển động quay của vô-lăng (steering wheel) qua trục lái tới cơ cấu lái (steering gear), rồi thông qua thanh kéo (tie rod) và đòn quay (knuckle arm) để thay đổi góc hướng của hai bánh trước.

Trên xe du lịch thường dùng cơ cấu lái kiểu thanh răng - bánh răng (rack and pinion) có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, độ cứng vững và độ nhạy cao; còn trên xe tải thường dùng kiểu trục vít - ê-cu bi tuần hoàn (ball-nut / recirculating ball) cho tỷ số truyền lớn.

Hệ thống trợ lực lái (power steering) dùng áp suất thủy lực hoặc mô-tơ điện (EPS) để hỗ trợ lực đánh lái cho người điều khiển. Trợ lực lái điện (EPS) không cần kéo bơm dầu khi không đánh lái nên giúp tiết kiệm nhiên liệu hơn so với trợ lực thủy lực.

Ở hệ thống trợ lực lái biến thiên theo tốc độ xe, khi đỗ xe đánh lái tại chỗ hoặc khi chạy tốc độ thấp, hệ thống tạo lực trợ lực lớn để quay vô-lăng nhẹ nhàng; ngược lại khi chạy tốc độ cao, hệ thống giảm lực trợ lực nhỏ lại để giữ cảm giác đầm chắc tay lái và đảm bảo an toàn chạy thẳng.

Khi kiểm tra vô-lăng, cần kiểm tra hành trình tự do của vô-lăng (khoảng dịch chuyển trên vành vô-lăng tính từ vị trí đi thẳng đến khi bánh trước bắt đầu nhúc nhích), độ rơ lỏng khi lắc dọc - ngang, và kiểm tra rách cao su chụp bụi khớp cầu rô-tuyn lái (tie-rod end boot).

Điểm cần nhớ


  • Cơ cấu lái kiểu thanh răng - bánh răng (rack & pinion) biến chuyển động quay của bánh răng pinion trực tiếp thành chuyển động tịnh tiến của thanh răng, có cấu tạo đơn giản và phản hồi lái nhạy

  • Trợ lực lái tăng lực hỗ trợ lớn khi xe dừng hoặc chạy chậm để đánh lái nhẹ, và giảm lực hỗ trợ nhỏ đi khi chạy tốc độ cao để giữ ổn định tay lái

  • Trợ lực lái điện (EPS) điều khiển mô-tơ dựa trên tín hiệu cảm biến mô-men lái và cảm biến tốc độ xe, giúp tiết kiệm nhiên liệu hơn kiểu thủy lực
Từ vựngNghĩa
Kiểu thanh răng - bánh răng (rack and pinion)
Thanh kéo lái / rô-tuyn lái (tie rod)
Trợ lực lái (power steering)
Đánh lái chết tại chỗ (stationary steering)

Nguyên lý phanh thủy lực, Phanh tang trống và Phanh đĩa

Hệ thống phanh thủy lực (phanh chân) ứng dụng định luật Pascal: Áp suất tác dụng lên một điểm của chất lỏng chứa trong bình kín sẽ truyền nguyên vẹn theo mọi hướng với độ lớn bằng nhau. Bộ trợ lực phanh chân không (brake booster) tận dụng độ chênh lệch giữa áp suất âm đường ống nạp và áp suất khí quyển để khuếch đại lực đạp phanh.

Xi-lanh chính (master cylinder) sử dụng loại xi-lanh chính kép (tandem master cylinder) có 2 pít-tông bố trí nối tiếp chia đường ống dầu phanh thành 2 dòng độc lập. Nhờ thiết kế an toàn này, nếu chẳng may một dòng bị rò rỉ mất dầu thì dòng còn lại vẫn đảm bảo lực phanh tối thiểu.

Phanh tang trống (drum brake) dùng áp suất dầu ở xi-lanh bánh xe (wheel cylinder) đẩy hai guốc phanh (brake shoe gắn má phanh lining) bung ra ép vào mặt trong của trống phanh đang quay. Do có tác dụng tự cường hóa (self-servo: guốc phanh tự xiết chặt vào trống quay làm tăng vọt lực phanh) nên tạo lực phanh lớn và dễ kết hợp cơ cấu phanh tay, nhưng có nhược điểm là khó thoát nhiệt.

Phanh đĩa (disc brake) dùng pít-tông trong cụm ngàm phanh (brake caliper) ép hai má phanh (brake pad) kẹp chặt vào hai mặt của đĩa phanh (disc rotor) đang quay. Tuy hầu như không có tác dụng tự cường hóa nhưng do đĩa phanh lộ ra ngoài không khí nên tản nhiệt rất tốt, ít bị hiện tượng mất phanh do nhiệt (fade), nhanh khô khi dính nước và tự động điều chỉnh khe hở nhờ biến dạng đàn hồi của phớt pít-tông.

Nguyên lý phanh thủy lực, Phanh tang trống và Phanh đĩa

Điểm cần nhớ


  • Phanh thủy lực ứng dụng định luật Pascal; xi-lanh chính kép (tandem master cylinder) chia làm 2 mạch dầu độc lập để giữ lực phanh khi 1 mạch bị rò rỉ

  • Phanh tang trống có tác dụng tự cường hóa (self-servo) cho lực phanh lớn nhưng dễ bị tích nhiệt bên trong trống

  • Phanh đĩa tản nhiệt và thoát nước tốt nên ít bị hiện tượng fade hay lệch phanh, đồng thời tự động điều chỉnh khe hở má phanh nhờ độ đàn hồi của phớt cao su pít-tông
Từ vựngNghĩa
Định luật Pascal (Pascal's principle)
Xi-lanh chính kép (tandem master cylinder)
Bầu trợ lực phanh (brake booster)
Tác dụng tự cường hóa (self-servo action)
Ngàm phanh (caliper) và má phanh đĩa (brake pad)

Hiện tượng Fade, Hiện tượng Vapor Lock, Quãng đường dừng xe và ABS

Khi xuống dốc dài, nếu rà phanh chân liên tục quá nhiều, nhiệt ma sát sẽ làm má phanh (pad hoặc lining) nóng lên quá mức khiến hệ số ma sát giảm sút và phanh kém ăn. Hiện tượng này gọi là hiện tượng Fade (mất phanh do quá nhiệt má phanh).

Nếu phanh tiếp tục quá nhiệt, lượng nhiệt đó sẽ truyền vào dầu phanh (brake fluid) trong ngàm phanh hoặc xi-lanh bánh xe làm dầu phanh sôi lên và sinh ra bọt khí (vapor) trong đường ống.

Khi đó dù có đạp bàn đạp phanh thì chỉ làm bọt khí bị nén xẹp lại chứ áp suất dầu không truyền đi được, làm bàn đạp hẫng nhẹ và mất phanh hoàn toàn. Hiện tượng này gọi là hiện tượng nút hơi (vapor lock); để phòng tránh, khi xuống dốc dài phải về số thấp để kết hợp phanh động cơ (engine brake).

Hệ thống chống bó cứng bánh xe (ABS: Anti-lock Brake System) dùng cảm biến tốc độ bánh xe phát hiện hiện tượng bánh xe sắp bị bó cứng (trượt lết) khi phanh gấp hoặc phanh trên đường trơn, từ đó tự động điều khiển giảm áp, giữ áp và tăng áp suất dầu phanh. Nhờ chống khóa cứng bánh xe, ABS giữ được tính ổn định hướng và giúp người lái vẫn đánh lái tránh được chướng ngại vật.

Ngoài ra, quãng đường xe chạy từ lúc người lái phát hiện nguy hiểm đến khi phanh bắt đầu có tác dụng gọi là quãng đường phản ứng (free running distance), cộng với quãng đường từ lúc phanh bắt đầu ăn đến khi xe dừng hẳn (quãng đường phanh / braking distance) thì bằng quãng đường dừng xe (stopping distance = quãng đường phản ứng + quãng đường phanh). Khi tốc độ xe tăng gấp 2 lần thì quãng đường phản ứng tăng 2 lần, còn quãng đường phanh tăng gấp 4 lần (bình phương của 2).

Điểm cần nhớ


  • Hiện tượng Fade là sự giảm ma sát do má phanh quá nhiệt; còn hiện tượng Vapor Lock là dầu phanh sôi tạo bọt khí làm mất khả năng truyền áp suất dầu

  • ABS ngăn bánh xe bị khóa cứng khi phanh gấp, giúp giữ ổn định hướng xe và duy trì khả năng đánh lái tránh chướng ngại vật

  • Quãng đường dừng xe = Quãng đường phản ứng + Quãng đường phanh; khi tốc độ xe tăng gấp 2 lần thì quãng đường phanh tăng gấp 4 lần

  • Ví dụ: Khi quãng đường phản ứng là 15 m và quãng đường phanh là 25 m thì tổng quãng đường dừng xe = 15 + 25 = 40 m
Từ vựngNghĩa
Hiện tượng mất phanh do nhiệt má phanh (fade)
Hiện tượng nút hơi sôi dầu phanh (vapor lock)
Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS)
Quãng đường phản ứng, quãng đường phanh và quãng đường dừng

Phanh đỗ xe, Phanh bổ trợ trên xe tải lớn và Kiểm tra phanh

Phanh đỗ xe (parking brake / phanh tay) dùng dây cáp cơ khí (hoặc cơ cấu chấp hành điện) khóa chặt bánh xe (chủ yếu là bánh sau) để giữ xe đứng yên khi đỗ. Khi kiểm tra, cần kéo cần phanh tay (hoặc đạp bàn đạp phanh đỗ) để kiểm tra hành trình kéo (số nấc kêu tách tách / notch) có nằm trong phạm vi tiêu chuẩn hay không.

Trên các xe tải nặng và xe buýt lớn, người ta sử dụng hệ thống phanh khí nén (air brake) dùng khí nén từ máy nén khí để ép guốc phanh. Do hơi nước ngưng tụ tích tụ trong bình chứa khí nén nên hàng ngày phải mở van xả đáy (drain cock) để xả nước nhằm chống đóng băng vào mùa đông và chống rỉ sét van.

Ngoài ra, để tránh quá nhiệt phanh chân khi xe tải diesel hạng nặng xuống dốc dài, xe được trang bị phanh bổ trợ như phanh khí xả (exhaust brake) hoặc phanh chậm (retarder). Phanh khí xả đóng van bướm trên đường ống xả để tăng sức cản xả của động cơ, tạo ra lực phanh động cơ mạnh mẽ.

Khi kiểm tra bàn đạp phanh chân, cần kiểm tra hành trình tự do (độ rơ), khoảng cách còn lại tới sàn xe khi đạp mạnh hết cỡ, và kiểm tra xem bàn đạp có bị mềm xốp (spongy do lọt khí vào dầu phanh) hay không.

Đối với phanh đĩa, khi má phanh mòn đi thì pít-tông nhô ra bấy nhiêu làm mức dầu trong bình chứa (reservoir tank) hạ xuống; nhờ đó có thể nhận biết độ mòn má phanh hoặc sự rò rỉ dầu qua mức dầu phanh.

Điểm cần nhớ


  • Phanh đỗ xe (parking brake) giữ cố định bánh xe bằng cáp cơ khí; kiểm tra bằng số nấc kéo (notch) của cần phanh

  • Phanh khí xả (exhaust brake) trên xe lớn đóng van trên ống xả để tăng sức cản xả, giúp tăng cường hiệu quả phanh động cơ khi xuống dốc

  • Nếu có không khí (air) lọt vào đường ống dầu phanh, bàn đạp phanh sẽ có cảm giác mềm xốp (spongy) và khoảng hở với sàn xe khi đạp sẽ nhỏ lại
Từ vựngNghĩa
Hành trình kéo phanh tay (số nấc / notch)
Phanh khí nén (air brake)
Phanh khí xả / đóng cổ bô (exhaust brake)
Khoảng hở giữa bàn đạp phanh và sàn xe

Các điểm hay ra thi và mẹo ghi nhớ

Ở phần hệ thống treo và lốp, hãy ghép cặp chính xác: Giảm chấn (shock absorber) = dập tắt dao động lên xuống của lò xo; Thanh ổn định (stabilizer) = chống nghiêng ngang thân xe (rolling) khi vào cua; Lốp non hơi = mòn hai vai + hiện tượng sóng đứng (standing wave); Lốp quá căng = mòn ở giữa; Mòn rãnh lốp (slip sign 1,6 mm) + chạy nhanh trời mưa = trượt nước (hydroplaning).

Ở góc đặt bánh xe, mấu chốt là nhìn từ hướng nào: Độ nghiêng bánh xe nhìn từ phía trước = Camber; Độ nghiêng trục trụ đứng nhìn từ phía trước = Góc nghiêng Kingpin; Độ nghiêng trục trụ đứng nhìn từ bên hông = Caster (tạo tính đi thẳng và trả lái); Chênh lệch khoảng cách nhìn từ trên xuống = Toe-in (Phía sau B - Phía trước A).

Trong câu hỏi bẫy về trợ lực lái, đề thi rất hay đưa ra phương án sai là Chạy tốc độ càng cao thì lực trợ lực càng lớn. Đáp án đúng phải là: Khi đỗ xe / chạy chậm thì trợ lực lớn (cho nhẹ lái), khi chạy tốc độ cao thì trợ lực nhỏ (để ổn định tay lái).

Ở phần phanh, phải thuộc lòng sự khác biệt giữa Hiện tượng Fade = quá nhiệt tấm ma sát (má phanh) và Hiện tượng Vapor Lock = dầu phanh sôi sinh bọt khí; đồng thời đối chiếu Phanh tang trống = có tự cường hóa nhưng bí nhiệt với Phanh đĩa = tản nhiệt tốt, chống fade tốt, tự điều chỉnh khe hở.

Điểm cần nhớ


  • Giảm chấn = dập tắt dao động lên xuống / Thanh ổn định = chống nghiêng ngang (rolling) / Vạch báo mòn slip sign = rãnh lốp còn 1,6 mm

  • Lốp non hơi = mòn 2 vai + sóng đứng (standing wave) / Lốp nổi trên màng nước khi mưa = trượt nước (hydroplaning)

  • Camber = nghiêng bánh nhìn từ trước / Caster = nghiêng trục nhìn từ ngang hông (đi thẳng, trả lái) / Toe-in = nhìn từ trên xuống (Sau B - Trước A)

  • Trợ lực lái (power steering): hỗ trợ lực lớn khi chạy tốc độ thấp, giảm lực hỗ trợ nhỏ lại khi chạy tốc độ cao

  • Fade = má phanh quá nhiệt / Vapor lock = dầu phanh sôi tạo bọt khí / Phanh đĩa = tản nhiệt tốt nên ít bị hiện tượng fade
Từ vựngNghĩa
Nghiêng ngang thân xe khi vào cua (rolling)
Mòn lệch / mòn không đều (uneven wear)
Cảm giác bàn đạp phanh mềm xốp do lọt khí (spongy)

Tài liệu tham khảo chính thức

💬

Zalo