Nghiên cứu hệ thống 4 bánh xe dẫn động

gồ ghề và đường có tuyết vì cả bốn bánh xe đều truyền lực và các bánh trước và bánh sau hỗ trợ lẫn nhau giúp đạt tính cơ động cao. *Nhược điểm - Do nối trực tiếp trục các đăng giữa cầu trước và cầu sau nên không thể triệt tiêu được sự chênh lệch về tốc độ quay giữa các bán trục trước và bán trục sau, đặc biệt là trên trên các đường có hệ số ma sát cao. - Sở dĩ như vậy là vì khi đi trên đường có hệ số ma sát thấp, nếu có lốp xe nào bị trượt quay thì sẽ triệt tiêu được sự chệnh lệch về tốc độ quay giữa các bán trục trước và sau. Nhưng đối với đường có hệ số ma sát cao điều này khó xảy ra nên làm cho hệ thống truyền lực phải chịu tải quá mức. Hiện tượng này gọi là “Phanh góc hẹp” tương tự như khi ta đạp phanh. - Ngoài ra xe 4WD còn có những nhược điểm dễ nhận thấy là cấu tạo phức tạp vì cần thêm hộp số phụ, trục các đăng, bộ vi sai, …làm tăng trọng lượng xe, tăng số nguồn phát sinh rung động và tiếng ồn, tăng giá thành sản phẩm. I.4 So sánh giữa 2WD, AWD và 4WD. *2WD và 4WD Xe 2WD Xe 4WD Lực kéo chỉ có ở 2 bánh xe Lực kéo có ở 4 bánh xe Khả năng leo dốc không tốt Khả năng leo dốc tốt Độ bám đường của lốp xe thấp Độ bám đường của lốp xe gần gấp đôi xe 2WD Cấu tạo đơn giản Cấu tạo phức tạp Không đảm bảo tính ổn định khi di chuyển trên những loại đường xấu Có khả năng hoạt động tốt ở mọi loại đường Ít tiếng ồn và rung động Tăng tiếng ồn và rung động Trọng lượng nhỏ Trọng lượng lớn Giá thành thấp Giá thành cao * AWD và 4WD. Sự khác biệt giữa hai hệ thống dẫn động này là: 1. 4WD: là hệ thống dẫn động 2 cầu thông thường dành cho xe địa hình chuyên nghiệp. Tuy nhiên, trên xe còn có 2WD dùng để vận hành trong điều kiện bình thường, tay lái nhẹ hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn. Ở chế độ 4WD, cần gài cầu thông thường có các chức năng: 4WD H (high) - dùng khi chạy trên đường mưa trơn trượt, nhưng lái xe tốc độ nhanh như trên đường quốc lộ, cao tốc với vận tốc trên 50km/h, v.v.... 4WD L (low) - cài chế độ này khi đi trên địa hình gồ ghề, bùn trơn trượt, cát, tuyết, v.v... Ở xe 4WD có hộp số phụ để phân phối công suất đến các bánh xe. 2. AWD: là chế độ dùng cho xe ô tô mui trần hai người ngồi (roadster hoặc crossover), nghĩa là 4 bánh xe luôn quay, ta không điều chỉnh được nên thường hao nhiên liệu hơn. Ở các đời xe hiện đại sau này người ta còn có các bộ phận điện tử để phân bổ lực đến các bánh xe để tối ưu hoá vận hành, giảm sự tiêu thụ nhiên liệu,...Ở xe 4WD không có hộp số phụ. I.5 Bố trí cơ bản của 4WD Một hệ thống 4WD hiện đại có 3 bộ vi sai – một ở cầu trước để phân phát moment quay giữa các bánh xe trước bên trái và bên phải, một cái nữa là ở cầu sau để phân phát moment quay giữa các bánh xe sau bên trái và bên phải. Còn cái thứ 3 gọi là vi sai trung tâm, sẽ phân phát moment giữa cầu trước và cầu sau. Trong lúc quay vòng, các bánh xe bên ngoài sẽ quay nhanh hơn các bánh xe bên trong, cho nên chúng ta cần một vi sai để phân phát moment quay khác nhau tới các bánh xe. Một xe 4WD, chúng ta cần thêm vào vi sai trung tâm bởi vì các bánh xe trước di chuyển nhanh hơn các bánh xe sau và được minh họa bằng biểu đồ trên. Nếu không có vi sai trung tâm, tốc độ các bánh xe trước và sau không tương thích sẽ khiến cho trượt lốp xe và còn thêm mất mát công suất, nổ lốp, mòn lốp... Cho nên vi sai trung tâm là một sự bắt buộc dành cho các xe 4WD hiện đại. II. HỆ THỐNG 4WD HYUNDAI – TERRACAN II.1 Đặc điểm kỹ thuật. Hệ thống dẫn động 4WD của Terracan là một hệ thống gián đoạn được biết đến gồm có EST và TOD. Nhìn từ bề ngoài thì EST và TOD gần như giống nhau. EST: Sự sang số bằng điện là tiêu chuẩn trên tất cả các model và sự thiết kế này dành cho 4WD gián đoạn, cho phép các tài xế thay đổi chế độ giữa 2WD và 4WD trong khi xe đang chuyển động tại tốc độ cao hơn 80 km/h. TOD: (Sự truyền moment quay chủ động) sự truyền moment quay và công suất bằng điện từ phía sau tới phía trước theo yêu cầu để nâng cao khả năng bám trên các đường xấu, xử lý nhanh nhẹn và lái tốt hơn. Kiểu dẫn động Mục Chế độ Giải thích Điều kiện sử dụng EST Chế độ dẫn động 2H 2WD,dẫn động bánh sau Dùng cho đường bình thường. 4H 4WD “cao” *Dùng cho đường xấu hoặc tuyết và ẩm ướt có bề mặt trơn trượt. *Khi quay trên đường bình thường ở tốc độ thấp thì sẽ sinh ra tiếng ồn và rung động do có hiện tượng “phanh góc hẹp” 4L 4WD “thấp” Dùng trong điều kiện mà lực dẫn động dùng để leo dốc, vượt những đoạn gồ ghề hoặc kéo xe. Chuyển đổi 2H«4H 2WD«4WD Có thể chuyển từ 2WD sang 4WD và ngược lại ở 80km/h hoặc thấp hơn trong quá trình hoạt động. 4H«4L 4WD(H)«4WD(L) *Cần phải dừng xe lại để chuyển chuyển chế độ - Đối với hộp số thường: chuyển đổi sau khi đã đạp ly hợp - Đối với hộp số tự động: chuyển đổi sau khi vị trí tay số là “N”. *Hầu hết mọi xe với chế độ 4L thì phải dừng xe để chuyển đổi. TOD Chế độ dẫn động AUTO 2WD«4WD *Dùng cho tất cả các loại đường khác nhau (bình thường, gồ ghề, tuyết hay ẩm ướt). *Dùng ly hợp nhiều đĩa, điều khiển tốc độ quay vòng khác nhau giữa bánh trước và bánh sau bằng điện từ. Vì thế chế độ này phù hợp với nhiều đường xá khác nhau do có sự điều khiển moment xoắn chủ động. LOW 4WD “thấp” Dùng trong điều kiện mà lực dẫn động dùng để leo dốc,vượt những đoạn gồ ghề hoặc kéo xe. Chuyển đổi AUTO«LOW 4WD(H)«4WD(L) *Cần phải dừng xe lại để chuyển chuyển chế độ - Đối với hộp số thường: chuyển đổi sau khi đã đạp ly hợp - Đối với hộp số tự động: chuyển đổi sau khi vị trí tay số là “N”. *Hầu hết mọi xe với chế độ 4L thì phải dừng xe để chuyển đổi. II.2 Hệ thống EST II.2.1 Giới thiệu. Trục ra phía sau Bánh răng hành tinh (4LOW) Trục vào hộp số Trục ra phía trước Hệ thống ETS là một kiểu của hệ thống 4WD gián đoạn và tên đầy đủ của nó là “Electronic shift transfer”. Khi xe hoạt động trở lại với 2WD, trục cầu trước sẽ được quay trơn bởi tốc độ của xe và điều này sẽ sinh ra dao động, tiếng ồn ở trục các đăng và bánh răng bao. Cho nên cơ cấu ngắt vi sai trung tâm (CADS) sẽ ngăn chặn hiện tượng này để ổn định sự truyền động. Cơ cấu ngắt vi sai trung tâm sẽ được giới thiệu ở phần tiếp theo. II.2.2 Cấu tạo EST. 1. Vòng chặn 2. Khoen chặn 3. Cái phe 4. Bạc đạn 5. Đùm trục 6. Trục đầu vào 7. Đĩa bị động 8. Bánh răng mặt trời 9. Cần dẫn 10. Moayơ giảm tốc 11. Trục ra của hộp số 12. Bơm rotor 13. Cái kẹp ống 14. Ống nối 15. Bộ lọc 16. Vòng đệm chặn 17. Bánh xích trên 18. Khóa mặt bích 19. Lò xo 20. Khóa mayơ 21. Khoen chặn 22. Lò xo 23. Vỏ ly hợp 24. Cuộn dây 25. Phốt dầu 26. Hộp số phụ 27. Khoen chặn 28. Càng cua 29. Thanh trượt 30. Khóa càng cua 31. Lò xo 32. Ống thông hơi 33. Nam châm 34. Trục chuyển số 35. Miếng đệm 36. Vòng xoắn 37. Cam sang số 38. Trục đầu ra hộp số 39. Che bụi 40. Phốt dầu 41. Cái phe 42. Bánh xích dưới 43. Miếng đệm 44. Dây xích 45. Vòng hãm 46. Bạc đạn 47. Vỏ 48. Đai ốc 49. Bánh răng 50. Bánh răng tốc độ 51. Phốt dầu 52. Mặt bích 53. Phốt dầu 54. Gioăng 55. Đai ốc 56. Nút ống có ren 57. Đai ốc 58. Móc “J” 59. Bu lông 60. Cái kẹp 61. Móc hãm 62. Khớp nối 63. Bạc đạn 64. Cái chốt 65. Phốt dầu 66. Motor điện 67. Bu lông 68. Cảm biến tốc độ 69. Bu lông Vỏ ETS và vỏ TOD trong gần như giống nhau. Nhưng bên trong ETS và TOD có vài bộ phận khác nhau dành cho cơ cấu gián đoạn hoặc thường xuyên. Trong trường hợp EST, một khóa càng cua và một khóa mặt bích được thêm vào dành cho cơ cấu gián đoạn. Và EST chỉ có một cảm biến tốc độ đầu ra phía sau khác với TOD - có thêm một cảm biến tốc độ đầu ra phía trước. Một bộ chuyển đổi chế độ 4 Low của EST là giống với TOD. Kiểu này có bộ bánh răng hành tinh để tạo một tỷ số truyền với bánh răng ở đầu ra là 2.48:1. II.2.3 Các bộ phận. II.2.3.1 Công tắc chọn chế độ. - Chế độ 2H: Chế độ bánh sau chủ động, - Chế độ 4H: Chuyển từ 2WD sang 4WD có thể được thực hiện ngay cả khi xe đang chạy.Tại thời điểm đó, tốc độ xe không được vượt quá 80km/h. Nếu chuyển đổi thành công thì đèn báo chế độ 4WD sẽ được bật sáng. - Chế độ 4L: Xe nên dừng hẳn. Khi chuyển đổi thì tay số phải ở vị trí “N” (hộp số tự động) hoặc phải đạp ly hợp trước khi chọn chế độ 4L. Sau khi sự thay đổi chế độ được hoàn thành, đèn báo chế độ 4L sẽ bật sáng. II.2.3.2 Motor chuyển số và cảm biến vị trí motor. Khi tài xế chọn chế độ điều khiển, một tín hiệu được gửi tới bộ điều khiển hộp số phụ (TCCM). Sau đó bộ điều khiển hộp số phụ sẽ điều khiển motor chuyển số. Có một cảm biến vị trí motor (MPS) ở bên trong motor chuyển số, nó sẽ xác định vị trí của motor và gửi tín hiệu đến bộ điều khiển hộp số phụ. Bộ điều khiển hộp số phụ nhận tín hiệu này và đưa ra tín hiệu để điều khiển phù hợp với từng vị trí đã chọn ở núm chọn chế độ. ¨Hoạt động của motor sang số trong khi thay đổi chế độ: Khi chọn chế độ từ 2H®4H®4L thì lúc này Transistor T1 và Transistor T4 dẫn, Transistor T2 và Transistor T3 khóa. Dòng điện lúc này sẽ đi như sau: (+) accu®T1®Motor sang số®T4®mass®(-) accu. Motor sẽ quay theo chiều kim đồng hồ. Khi chọn chế độ từ 4L®4H®2H thì lúc này motor sẽ đổi chiều quay. Lúc này T2, T3 dẫn, T1 và T4 khóa lại. Dòng điện lúc này sẽ đi như sau: (+) accu®T3®Motor sang số®T2®mass®(-) accu. Motor sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ. * Cảm biến vị trí motor : [Điện áp đầu ra cảm biến ở chế độ 2H/4H/4L] Dây chung về hộp điều khiển không nối mass. Điện áp ra cảm biến vị trí 1,2,3,4 giữ mức 5 vôn. [Điện áp đầu ra cảm biến trong khi thay đổi chế độ] Dây chung hộp điều khiển nối mass khoảng 7 giây. Điện áp ra cảm biến mà tiếp xúc với tấm thép sẽ bị giảm xuống 0 vôn Vị trí 3 Vị trí 1 Vị trí 2 Vị trí 1 Vị trí 2 Vị trí 4 Vị trí 3 Vị trí 3 Vị trí 4 Tín hiệu đầu ra MPS (2Hà 4H) Tín hiệu đầu ra MPS (4Hà 4L) Tín hiệu đầu ra MPS (4Hà 4L) Tín hiệu đầu ra MPS (2Hà 4H) II.2.3.3 Ly hợp điện từ (Electronic Magnetic Clutch - EMC). Ly hợp điện từ (EMC) được cấp điện để đẩy khóa càng cua tới chế độ 4H. II.2.3.4 Cơ cấu ngắt vi sai trung tâm (Center axle disconnect system -CADS). Cơ cấu ngắt vi sai trung tâm (CADS) được dùng để thay thế cho khóa moayơ. Cơ cấu này đặt ở cầu trước đối với xe dẫn động bốn bánh. Nó làm cho bán trục phân chia thành hai nửa, một nối với trục trong vi sai, một nối với bánh xe. - Cơ cấu ngắt vi sai trung tâm được kích hoạt tại 80km/h hoặc thấp hơn. - Ứng dụng trên các xe: HMC Terracan, MMC Pajero, Challenger. ¨HOẠT ĐỘNG Thùng chân không Cơ cấu chấp hành 2WD Solenoid valve ‘A’ Solenoid valve ‘B’ Khí trời Trục 4WD Bơm chân không Khi tài xế chọn chế độ 2WD, càng cua của cơ cấu ngắt vi sai trung tâm được di chuyển do sự khác biệt áp suất ở 2 phía màng ngăn bên trong cơ cấu chấp hành. Khi chế độ 2WD được chọn thì lúc này trục cầu trước sẽ quay không tác dụng đối với tốc độ của xe và điều này sẽ sinh ra dao động và tiếng ồn ở trục các đăng và bánh răng vành chậu. Cho nên nhờ cơ cấu ngắt vi sai trung tâm sẽ ngăn chặn hiện tượng này để ổn định sự truyền động. Kết quả là bán trục và trục vi sai không được nối với nhau.Trong trường hợp ngược lại, khi tài xế chọn chế độ 4WD thì bán trục và trục vi sai được kết nối. II.2.4 Dòng công suất. Dòng công suất được hiểu là đường truyền công suất từ động cơ đến các bánh xe chủ động (các cầu chủ động). 4H hoạt động Khóa càng cua 4L hoạt động Motor chuyển số Cảm biến vị trí motor Xích truyền Cam sang số Càng cua II.2.4.1 Dòng công suất ở chế độ 2H (Bánh sau chủ động). Chế độ 2H, lực dẫn động từ đầu ra trục hộp số được truyền trực tiếp tới trục ra phía sau (cầu sau). Motor chuyển số không hoạt động làm cho khóa càng cua vẫn ở vị trí cũ. Tuy nhiên, dây xích truyền động sẽ truyền tốc độ đầu ra phía sau tới làm xoay trục đầu ra phía trước làm các bánh xe phía trước quay theo. Để tránh hiện tượng này thì trục dẫn động trước và trục các đăng trước phải không được nối với nhau ở chế độ 2H. Cơ cấu ngắt vi sai trung tâm được thêm vào để thực hiện điều đó. Đường truyền công suất: Đầu ra hộp số được truyền đến trục đầu vào của hộp số phụ. Do motor không hoạt động cho nên càng cua vẫn ở vị trí ban đầu, lúc này nó sẽ không kết nối với cần dẫn bánh răng hành tinh mà sẽ kết nối với trục đầu vào. Vì thế trục đầu vào được nối trực tiếp với trục ra phía sau. Lúc này tốc độ quay của hai trục là như nhau. Công suất sẽ được truyền tới trục các đăng sau tới vi sai sau, phân phối moment tới các bánh xe sau. Ly hợp từ lúc này không hoạt động. Trục ra hộp số Trục các-đăng sau Trục vào hộp số phụ®Trục ra sau Cầu sau Bánh xe sau Lực dẫn động Lực dẫn động II.2.4.2 Dòng công suất ở chế độ 4H. - Chế độ 4H, bộ điều khiển hộp số phụ gởi một tín hiệu tới ly hợp từ làm ly hợp đóng lại. Motor chuyển số xoay trượt lên khóa càng cua, khóa càng cua sẽ được nối với khóa mặt bích, khóa mặt bích được gài lên bánh xích, bánh xích điều khiển xích truyền động phân phối lực dẫn động tới trục phía trước nhanh chóng. Sự gài bánh răng hành tinh ở chế độ 4H. Nguyên lý làm việc: Đầu ra hộp số được truyền đến trục đầu vào của hộp số phụ. Khi chọn ở chế độ 4H (hoặc 2H) thì có một tín hiệu được gửi tới bộ điều khiển hộp số phụ, sau đó bộ điều khiển hộp số phụ sẽ điều khiển làm quay motor chuyển số, motor chuyển số quay nó sẽ dẫn động cam sang số, cam sang số sẽ tác động lên càng cua và đẩy đồng tốc đi về phía bộ bánh răng hành tinh, nhưng lúc này nó sẽ không kết nối với cần dẫn bánh răng hành tinh mà sẽ kết nối với trục đầu vào. Vì thế trục đầu vào được nối trực tiếp với trục ra phía sau. Lúc này tốc độ quay của hai trục là như nhau. Ngay lúc đó, bộ điều khiển hộp số phụ cũng gởi tính hiệu ‘ON’ tới các van solenoid của cơ cấu ngắt vi sai trung tâm để mà kết nối vi sai trung tâm. Sự gài 2WD Nguyên lý làm việc: Công suất từ đầu ra của hộp số đến trục đầu vào của hộp số phụ. Khi gài ở chế độ 2WD thì lúc này motor sang số không làm việc, khi motor chuyển số không làm việc thì nó không tác động đến khóa càng cua làm cho ống bọc ngoài sẽ đứng yên, lúc này các then hoa của ống bọc ngoài sẽ không được gài khớp với bánh răng được kết nối với ly hợp điện từ. Như vậy công suất sẽ được truyền từ trục đầu vào đến trục đầu ra của hộp số phụ rồi truyền đến cầu sau. Nhưng lúc này xích truyền động sẽ truyền tốc độ từ đầu ra phía sau tới làm xoay trục đầu ra phía trước làm các bánh xe phía trước quay theo. Để khắc phục hiện tượng này khi gài ở chế độ 2WD thì cơ cấu ngắt vi sai trung tâm sẽ làm cho trục dẫn động trước và trục các đăng trước không được nối với nhau khi ở chế độ gài 2WD. Sự gài 4WD Nguyên lý làm việc: Công suất từ đầu ra của hộp số đến trục đầu vào của hộp số phụ. Khi gài ở chế độ 4WD thì lúc này motor chuyển số làm việc, khi motor chuyển số làm việc thì nó tác động đến khóa càng cua làm cho ống bọc ngoài sẽ di chuyển về phía phải, lúc này các then hoa của ống bọc ngoài sẽ được gài khớp với bánh răng được kết nối với ly hợp điện từ. Đồng thời ngay lúc đó, bộ điều khiển hộp số phụ cũng gởi tính hiệu ‘ON’ tới các van solenoid của cơ cấu ngắt vi sai trung tâm để mà kết nối trục dẫn động trước và trục các đăng trước. Như vậy công suất sẽ được truyền cho cả 2 cầu. II.2.4.3 Dòng công suất ở chế độ 4L. Chế độ 4L, bộ điều khiển hộp số phụ gởi tín hiệu tới để điều khiển motor chuyển số. Motor chuyển số quay làm cho khóa càng cua được kết nối với khóa mặt bích. Khi đó vòng đồng tốc trượt ra phía ngoài cùng với càng cua và bánh răng hành tinh được gài lại để tạo nên tốc độ thấp. Tỉ số truyền đầu ra là 2.48:1 và xe có thể nhận được nhiều moment kéo hơn chế độ 4H. Khóa mặt bích trượt ra phía ngoài cùng với khóa càng cua và ăn khớp với đĩa xích và đĩa xích được gài với bánh xích và bánh xích này dẫn động xích truyền động phân phối lực dẫn động tới trục phía trước. Trong khi đó ly hợp từ ON. Ngay lúc đó, bộ điều khiển hộp số phụ gởi tín hiệu ON tới các valve solenoid của cơ cấu ngắt vi sai trung tâm để mà nối vi sai trung tâm. Khi đang ở chế độ 4H mà ta chuyển sang chế độ 4L thì lúc đó các van solenoid của cơ cấu ngắt vi sai trung tâm vẫn giữ ở vị trí ON và vi sai trung tâm được gài khớp. Sự gài bánh răng hành tinh (chế độ 4L). Khoảng dịch chuyển của đồng tốc Cần dẫn Đầu vào Bánh răng bao Bánh răng hành tinh Càng cua Cam sang số Đồng tốc Đầu ra Bánh răng mặt trời Đầu ra hộp số được truyền đến trục đầu vào hộp số phụ. Khi chọn ở chế độ 4L thì có một tín hiệu được gửi tới bộ điều khiển hộp số phụ. Sau đó bộ điều khiển hộp số phụ sẽ điều khiển làm quay motor chuyển số, motor chuyển số quay nó sẽ dẫn động cam sang số, cam sang số sẽ tác động lên càng cua và đẩy đồng tốc đi ra phía ngoài bộ bánh răng hành tinh, thì bộ bánh răng hành tinh được kết nối đến bộ đồng tốc. Vì thế trục vào được nối với bánh răng hành tinh rồi qua bộ đồng tốc và phân phối đến trục ra phía sau với tỉ số truyền 2.48:1 cho phép tốc độ quay của 2 trục là khác nhau. II.2.5 Tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra. Cảm biến vị trí motor Vị trí 1 Vị trí 2 Vị trí 3 Vị trí 4 Công tắc chọn chế độ Tín hiệu “N” hộp số A/T Bàn đạp ly hợp Cảm biến tốc độ Van solenoid CADS Motor sang số Ly hợp điện từ Đèn ‘4L’ Đèn ‘4H’ K-LINE TCCM Micro processer RAM ROM Đầu vào Đầu ra Bộ điều khiển hộp số phụ nhận các tín hiệu đầu vào từ cảm biến vị trí motor, công tắc chọn chế độ, tín hiệu của tay số, bàn đạp ly hợp và cảm biến tốc độ để xử lý sau đó đưa ra tín hiệu điều khiển motor sang số, ly hợp từ, van solenoid cho phù hợp với chế độ đang được chọn. Đồng thời điều khiển các đèn báo chế độ dẫn động đang hiện hành.Bộ điều khiển hộp số phụ sử dụng đường truyền K- Line trong chẩn đoán. II.2.6 Chẩn đoán. II.2.6.1 Vị trí giắc chẩn đoán Giắc chẩn đoán được đặt ở gần công tắc mở ca-bô trước (sau khi đã tháo tấm ốp ra), bên trên bàn đạp phanh. II.2.6.2 Mã lỗi Mã lỗi được hỗ trợ với mã nhị phân. Mã lỗi nhị phân sẽ được hiển thị nếu thông tin bộ phận đầu vào hoặc đầu ra bị lỗi. Bảng sau là một số mã lỗi thường gặp: Thập phân Nhị phân Lỗi 1 0001 TCCM (hộp điều khiển hôp số phụ) 2 0010 Motor chuyển số 3 0011 Ly hợp điện từ 4 0100 Cảm biến tốc độ 5 0101 CADS solenoid valve 6 0110 Công tắc 2H-4H-4L 7 0111 Cảm biến vị trí motor Giá trị chuẩn tín hiệu đầu vào và đầu ra của EST trong bộ điều khiển hộp số phụ. II.2.7 Sơ đồ điện. II.3 Hệ thống TOD (Torque-on-Demand). II.3.1 Giới thiệu. Hệ thống TOD là một loại của hệ thống 4WD thường xuyên và tên đầy đủ của nó là ‘Torque on demand - sự truyền moment quay chủ động’. Đó là tên riêng của Borg Warner tại USA. Tỉ số truyền moment quay động cơ tối ưu giữa phía trước và phía sau là được điều chỉnh bởi hộp số phụ. Hộp số phụ này được điều khiển và hoạt động bởi bộ điều khiển hộp số phụ và nó được lắp phía dưới dầm va chạm ở sát ghế hành khách bên. Tỉ số truyền moment quay tới phía trước và phía sau là không cố định và nó bị thay đổi và được điều khiển phụ thuộc vào loại đường và điều kiện lái xe. Về cơ bản tỉ số moment quay sẽ phân ra là 0:100 (đó là tình huống ‘FR’) khi điều khiển xe ở tốc độ xe thấp và trung bình. Nếu có bất kỳ sự trượt trên các bánh xe sau, moment quay tối ưu sẽ được phân phát tới các bánh xe trước để ổn định tính năng khi điều khiển. Tỉ số truyền moment quay phân ra là từ 0 :100 tới 50:50. Nó có nghĩa là tổng moment quay cực đại của bánh xe trước không có thể cao hơn bánh xe sau trong bất kỳ loại đường nào hoặc trong tình huống nào. Tùy theo tín hiệu gởi về của các cảm biến tốc độ bánh xe trước và bánh xe sau, thông tin moment quay động cơ từ hộp điều khiển động cơ, ly hợp điện từ sẽ được kích hoạt và kết quả sẽ làm giảm lực ép tới ly hợp nhiều đĩa. Nếu lực ép lớn, moment quay động cơ sẽ được truyền tới bánh xe trước. Ngược lại, nếu lực ép nhỏ, moment quay truyền tới phía trước sẽ bị giảm xuống. Điều này có nghĩa là sự trượt bên trong ly hợp nhiều đĩa sẽ tăng lên. Vì thế bơm dầu để bôi trơn ly hợp được lắp vào và rất quan trọng đối với độ bền của toàn bộ hệ thống. II.3.2 Kết cấu. Ưu điểm và nét đặc trưng Tiêu hao nhiên liệu được cải thiện khi dẫn động 4WD đúng kỹ thuật và moment động cơ phân phối thích hợp giữa cầu trước và cầu sau. Lực bám lớn nhất của lốp xe với mặt đường có thể đạt được trên các loại đường là nhờ có sự điều khiển điện tử. Nhẹ hơn so với các hệ thống khác. Kết cấu bên trong đơn giản. Hiệu suất dẫn động và ổn định lái trên các loại đường phức tạp là rất tốt. Dễ dàng điều khiển bằng tay nhờ hệ thống điều khiển điện tử. Hiệu quả hoạt động của hệ thống ABS được cải thiện nhờ có hệ thống đơn giản được kết nối phù hợp với hệ thống ABS. “Khóa” và “không khóa” vi sai giữa được điều khiển bởi bộ điều khiển hộp số phụ. II.3.3 Cấu tạo của TOD. 1. Vòng chặn 2. Khoen chặn 3. Cái phe 4. Bạc đạn 5. Mayơ 6. Trục đầu vào 7. Đĩa bị động 8. Bánh răng mặt trời 9. Cần dẫn 10. Mayơ giảm tốc 11. Trục ra của hộp số 12. Bơm 13. Vòng đệm chặn 14. Cái kẹp ống 15. Ống 16. Cái lọc 17. Cuộn dây 18. Vỏ cuộn dây 19. Viên bi 20. Đế cam 21. Lò xo uốn 22. Vòng răng 23. Miếng đệm cách điện 24. Lò xo 25. Bộ ly hợp 26. Bánh răng chủ động 27. Thanh trượt 28. Càng cua 29. Trục cam sang số 30. Cam sang số 31. Lò xo xoắn 32. Trục sang số 33. Lò xo 34. Hộp số phụ 35. Lỗ thông hơi 36. Trục đầu ra 37. Tấm chắn bụi 38. Nam châm 39. Vòng chặn 40. Bạc nối 41. Bánh răng tín hiệu dưới 42. Xích 43. Bạc lót 44. Lò xo 45. Bạc đạn 46. Bạc đạn 47. Vỏ 48. Bu lông 49. Phốt dầu 50. Vòng đệm 51. Nút 52. Mặt bích 53. Phốt dầu 54. Bánh răng cảm biến tốc độ 55. Bánh răng tín hiệu trên 56. Đai ốc 57. Móc “J” 58. Bu lông 59. Cái kẹp 60. Ống nối 61. Thiết bị khóa ống nối 62. Bu lông 63. Cảm biến tốc độ 64. Bu lông 65. Motor điện 66. Phốt dầu 67. Nút ống có ren 68. Cảm biến tốc độ II.3.4 Các bộ phận trong TOD. II.3.4.1 Mặt cắt của TOD. II.3.4.2 Cảm biến tốc độ. Thông tin từ cảm biến tốc độ phía trước và cảm biến tốc độ phía sau là rất quan trọng dành cho bộ điều khiển của TOD. Bộ điều khiển của TOD sẽ nhận các tín hiệu từ các cảm biến gởi về để điều khiển moment quay tới các bánh xe. Nếu một trong hai tín hiệu bị lỗi thì sự thay đổi chế độ giữa AUTO và LOW là không thể thực hiện được. Tùy theo điều kiện mặt đường và tải, bộ điều khiển TOD cung cấp dòng điện tới ly hợp điện từ kết quả là phân phối moment quay khác nhau tới trục các đăng phía trước. Sau khi điều khiển dòng điện để phân phối moment quay tối ưu, bộ điều khiển TOD kiểm tra tốc độ phía trước và tốc độ phía sau và so sánh sự chênh lệch về tốc độ giữa phía trước và phía sau để điều khiển moment quay phù hợp. Điều này là quá trình xử lý phản hồi bởi TODCM. II.3.4.3 Ly hợp nhiều đĩa. Dùng truyền một lực dẫn động tới trục các đăng phía trước, ở ETS sử dụng một khóa càng cua và khóa mặt bích để kết nối trục phía sau và trục phía trước. Tùy theo sự lựa chọn của tài xế mà 2WD hoặc 4WD được lựa chọn. Trong trường hợp của TOD, moment quay dẫn động trục phía sau được truyền tới trục phía trước bằng cách đi qua ly hợp nhiều đĩa. Moment quay đầu ra qua đĩa ly hợp bị thay đổi bởi giá trị dòng điện được cung cấp tới ly hợp điện từ. Có một cái cam với 3 viên bi ở giữa một ly hợp nhiều đĩa và vỏ ly hợp điện từ. Nếu dòng lớn được cung cấp tới ly hợp điện từ, lực từ đẩy đĩa ly hợp qua cam. Kết quả, lực ma sát được sinh ra trong đĩa ly hợp cho phép truyền moment quay lớn. 3 viên bi thép được lắp đặt và được điều khiển bởi ECM. Tổng cộng có 11 đĩa ly hợp. 3 viên bi thép sẽ thay đổi chuyển động quay thành chuyển động qua lại để ép ly hợp. II.3.4.4 Cam sang số. Cam sang số được dùng để gài khớp ở chế độ Low. Nó được lắp vào trong TOD cũng như ETS, nhưng bề ngoài có sự khác nhau một ít. Cam sang số cho ETS có kích cỡ cam dài hơn bởi vì có rãnh dành cho một khóa càng cua. Tài xế chọn chế độ Low, motor chuyển số hoạt động, do cam sang số được nối với motor chuyển số nên nó cũng được quay cùng với motor chuyển số. Càng cua trượt dọc theo rãnh của cam sang số, tùy theo vị trí của càng cua, chế độ AUTO hoặc LOW được ăn khớp. II.3.4.5 Bộ bánh răng hành tinh. Để thu được tỉ số truyền ở chế độ LOW là: 2.48:1, bộ bánh răng hành tinh phải được lắp đặt và được điều khiển bởi cần sang số bằng điện. Điểm nối ‘A’ và ‘B’ được thay đổi phụ thuộc vào sự di chuyển trực tiếp của cần sang số. Trong trường hợp điểm ‘A’ kết nối với bánh răng hành tinh à được tỉ số truyền 1:1. Trong trường hợp điểm ‘B’ kết nối với cần dẫn bánh răng hành tinhà được tỉ số truyền 2.48:1 (4LOW). II.3.4.6 Bơm dầu. Bơm dầu được sử dụng là bơm bánh răng ăn khớp trong. Bơm dầu dùng để bôi trơn ly hợp nhiều đĩa cũng như để bôi trơn các bộ phận khác trong hộp số phụ. Bơm dầu là một bộ phận không dùng lại khi đại tu hộp số phụ - đó là khuyến cáo của nhà sản xuất. Vị trí lắp đặt II.3.4.7 Ly hợp điện từ (Electronic Magnetic Clutch). Nếu ly hợp từ được cấp điện, ly hợp nhiều đĩa được ăn khớp cho nên moment quay được truyền tới bánh xe phía trước. Phụ thuộc vào số truyền làm việc của ly hợp từ, lượng moment quay truyền tới phía trước bị thay đổi. Mass cảm biến sau Tín hiệu cảm biến sau Tín hiệu cảm biến trước Nguồn cung cấp cảm biến trước Nguồn cung cấp cảm biến sau 4 TCCM EMC Mass cảm biến trước Cuộn dây EMC II.3.4.8 Motor sang số và cảm biến vị trí motor Motor chuyển số là motor điện một chiều và được điều khiển bởi TCCM. Chức năng của nó là để thay đổi thành chế độ 4LOW để được tỷ số truyền cao hơn. Nếu motor chuyển số được đại tu, thì tín hiệu vị trí motor sẽ bị thay đổi và không thể dùng lại. Vì thế motor chuyển số không nên đại tu. Giá trị điện trở cuộn dây : 0.78 ± 0.078 Ω. Chú ý: Motor chuyển số của TOD không thể thay thế bằng motor chuyển số của EST. Vị trí 2 Vị trí 1 Vị trí 4 Vị trí 3 Tín hiệu đầu ra thay đổi phụ thuộc vào vị trí motor sang số. Có 9 mã vị trí được nhận biết bởi TCCM. Vị trí motor Vị trí 1 Vị trí 2 Vị trí 3 Vị trí 4 Chú ý Bên trái OFF OFF OFF ON ON : 0.8V hoặc nhỏ hơn OFF : 4.5V hoặc lớn hơn Bên trái cao OFF ON OFF ON Cao ON ON OFF ON Bên phải cao ON ON ON ON Khu vực 1 OFF OFF OFF OFF Trung gian OFF ON ON OFF Khu vực 2 ON ON ON OFF Thấp ON OFF ON OFF Bên phải ON OFF ON ON Motor sang số và biểu đồ MPS Quay theo chiều kim đồng hồ (HiàLo): Đầu 1,2 là B+ (12V), đầu 16,17 là mass. Quay theo ngược chiều kim đồng hồ (LoàHi): Đầu 1,2 là mass, đầu 16,17 là B+ (12V). II.3.5 Các chế độ của TOD (Auto/Low). II.3.5.1 Chế độ Auto. Trong chế độ Auto, hệ thống TOD điều khiển cơ cấu ly hợp bằng cách nhận biết tốc độ quay của trục các đăng trước và sau. Nếu sự khác nhau giữa tốc độ xoay của trục các đăng trước và sau vượt ra khỏi giá trị quy định thì ly hợp điện từ được kích hoạt và moment động cơ được truyền đến bánh xe trước. Lúc này, tỉ số truyền trở thành 1:1 bởi vì trục ra được nối với trục vào không qua cần dẫn mà qua bánh răng mặt trời. [Sự truyền động bánh xe sau] [Sự truyền động tất cả các bánh xe] II.3.5.2 Chế độ Low. Trong chế độ Low, hệ thống truyền động trở thành kiểu truyền 4 bánh chủ động ở tốc độ thấp. Truyền moment quay cực đại của động cơ tới các bánh xe trước, ly hợp nhiều đĩa ở ly hợp từ điện sẽ “đóng” và motor sang số được kích hoạt về phía vị trí ‘LOW’. Qua cơ cấu cam, trục đầu ra được kết nối tới cần dẫn của bộ bánh răng hành tinh. Lúc này, tỉ số truyền sẽ thay đổi từ 1:1 tới 2.48:1. Sự thay đổi từ chế độ ‘Auto’ sang chế độ ‘Low’. Khi chọn chế độ ‘Low’ từ chế độ ‘Auto’, xe nên được dừng lại. à Tốc độ quay của cảm biến tốc độ phía trước và cảm biến tốc độ phía sau nên là 87 v/p hoặc thấp hơn. Với hộp số tự động: di chuyển cần sang số tới vị trí “N” trong thời gian 2 giây hoặc nhiều hơn và chọn công tắc chọn chế độ về vị trí “Low”. Với hộp số tay: ấn bàn đạp ly hợp xuống và chọn công tắc chọn chế độ về vị trí ‘Low’. Nếu điều kiện ở trên là không được thỏa mãn, khi thay đổi từ chế độ ‘Auto’ tới chế độ ‘Low’ sẽ bị ngăn cản và bóng đèn trên bảng đồng hồ sẽ nhấp nháy. Nếu sự thay đổi từ chế độ ‘Auto’ tới chế độ ‘Low’ là được thực hiện thành công, sự nhấp nháy của bóng đèn ‘Low’ sẽ được ngưng và đèn sẽ được bật sáng liên tục. II.3.6 Dòng công suất. Dòng công suất của hệ thống TOD giống với dòng công suất của EST, ngoại trừ ly hợp nhiều đĩa thay thế cho khóa càng cua và khóa mặt bích. Lực dẫn động từ hộp số đến trục đầu vào hộp số phụ. Trong chế độ AUTO, trục đầu vào được nối trực tiếp với trục đầu ra phía sau để được tỉ số truyền 1:1. Moment quay trục đầu ra phía sau là được phân phối tới trục phía trước qua ly hợp nhiều đĩa. Trong chế độ “Low”, bánh răng hành tinh là được kết nối để làm nên tỉ số truyền 2.48:1. II.3.6.1 Dòng công suất ở chế độ Auto. Khi tài xế chọn chế độ AUTO, TODCM sử dụng thông tin từ tín hiệu cảm biến tốc độ phía trước, tín hiệu cảm biến tốc độ phía sau và tín hiệu từ cảm biến vị trí chân ga (APS) để phân phối moment quay tới trục phía trước. Ở chế độ AUTO, bộ bánh răng hành tinh không được gài khớp. Trục đầu vào được kết nối trực tiếp với trục đầu ra phía sau, kết quả chúng có cùng tốc độ với nhau. [Cam và viên bi] Tùy theo tổng giá trị của dòng điện đến ly hợp từ từ TODCM, sẽ có các giá trị moment khác nhau qua ly hợp nhiều đĩa được truyền tới trục phía trước. Có một cái cam với 3 viên bi giữa ly hợp điện từ và đĩa ly hợp, các viên bi được đặt ở giữa của rãnh cam và rãnh cam giữ các viên bi trừ khi xuất hiện moment quay trên bề mặt tiếp xúc các viên bi. Nếu bề mặt tiếp xúc được thay đổi bởi lực dẫn động, các viên bi lăn ra khỏi vị trí của chúng. Hình dạng của rãnh cam được vót nhọn tới rìa. 3 cái rãnh cam có độ sâu lớn nhất ở phần giữa, độ sâu nhỏ ở phần rìa. Đó là lý do tại sao các viên bi lăn về phía rìa tương ứng với lực điện từ từ cuộn dây của ly hợp điện từ. Bi càng di chuyển về phía rìa lực dẫn động tới trục phía trước càng lớn do sức ép của ly hợp nhiều đĩa. II.3.6.2 Dòng công suất ở chế độ LOW. Ở chế độ LOW, bánh răng hành tinh được gài khớp. Lực ngõ vào được phân phối tới trục đầu ra qua bánh răng hành tinh để làm nên tỉ số truyền là 2,48:1. Trong chế độ này sẽ nhận được nhiều moment kéo hơn. Chế độ LOW, TODCM điều khiển motor sang số và cam sang số. Khi cam sang số quay nó sẽ tác động đến càng cua, khi đó càng cua và bộ đồng tốc cùng di chuyển. Tùy theo vị trí của bộ đồng tốc, bánh răng hành tinh có thể bị gài hay không. Phân phối moment phụ thuộc vào điều kiện lái Stt Mục Điều kiện Phân phối moment Quyết định bởi 1 Khởi hành nhanh Khi xe khởi hành đột ngột để có đủ công suất dẫn động. 50:50 Cảm biến vị trí bướm gaTốc độ xeDIFF 2 Chạy bình thường Khi chạy xe trên đường thẳng, tính ổn định và tiêu hao nhiên liệu tốt nhất. 0:100 ∼ 30:70 ↑ 3 Tăng tốc Khi xe cần nhiều công suất để bắt kịp xe khác và lái ổn định. 30:70 ∼ 50:50 ↑ 4 Quay vòng bình thường Khi xe quay vòng với tính năng lái ổn định. 20:80 ∼ 30:70 ↑ 5 Chạy và quay vòng trên đường trơn Khi xe chạy hay quay vòng trên đường trơn để trượt bánh xe là nhỏ nhất và ổn định. 30:70 ∼ 40:60 ↑ 6 Điều khiển đậu xe Khi xe quay vòng và khởi hành trong điều kiện xe đang ngừng 5:95 ∼ 20:80 ↑ 7 Điều khiển phanh xe Khi xe ngừng để phanh ổn định và giảm quảng đường phanh. 0:100 ∼ 10:90 Tốc độ xeDIFF 8 Điều khiển ABS Khi ABS được vận hành để phanh ổn định. 30:70 Tín hiệu ABS hoạt độngDIFF 9 Đường gồ gề, dốc Để đủ công suất dẫn động 50:50 Tín hiệu LOWTốc độ xe 10 Chế độ an toàn 1. Chế độ AUTO 0:100 2. Chế độ LOW 50:50 ※ DIFF :Tốc độ quay khác nhau giữa trục các đăng trước và sau. II.3.7 Cách bố trí hệ thống tín hiệu Kết nối thông tin CAN Hi-Low ABS Rơ le “N” Công tắc TR TCCM Cảm biến vị trí bướm ga Điều khiển moment Số vòng quay động cơ Nhiệt độ nước làm mát Chỉ TOD Tín hiệu 4L Tín hiệu “N” ABS hoạt động Tín hiệu 4L Tín hiệu “N” Công tắc 4L TCM Vị trí 1 Vị trí 2 MPS Vị trí 3 Vị trí 4 Công tắc Auto/Low Tín hiệu “N” hộp số A/T Công tắc khóa ly hợp Cảm biến tốc độ trước Cảm biến tốc độ sau Tín hiệu ABS Tín hiệu 4L tới TCM Motor sang số Ly hợp điện từ Đèn Low Đèn 4WD K-LINE TCCM Micro processer RAM ROM Đầu vào Đầu ra II.3.8 Tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra của hệ thống TOD. Công tắc phanh Rơle số trung gian (EST/TOD) Trong trường hợp xe có hộp số tự động, có một rơle số trung gian A/T để nhận biết trạng thái thay đổi từ “chế độ Auto” tới “chế độ Low” (TOD) hoặc từ chế độ “4H” tới “4L” (EST). Dựa vào đặc điểm của TCCM, tính hiệu “N” (điện áp bình 12 vôn) từ công tắc han chế không có thể chuyển mạch trực tiếp được. Đó là lý do tại sao mà rơle số trung gian được lắp đặt. Trong trường hợp hộp số điều khiển bằng tay, công tắc khóa ly hợp được lắp thay cho rơle số trung gian A/T để ngăn sự gài “4LOW” trong khi lái xe. N Công tắc hạn chế Rơ le số trung gian TCM TCCM N TCM TCCM II.3.9 Điều kiện hoạt động của đèn báo. Tên các bộ phận Điều kiện Đồng hồ báo Miêu tả 4Low W/Lamp TPS Hở hoặc ngắn mạch OFF OFF 1. Đèn cảnh báo nhấp nháy hoặc ON 2. Sang số AUTO và 4LOW có thể thực hiện được Motor sang số Hở mạch OFF Nhấp nháy 1. Đèn cảnh báo nhấp nháy sau 1s từ khi lỗi xuất hiện. 2. Hỏng tại chế độ AUTO -giữ chế độ AUTO -đèn 4Low nhấp nháy nếu 4L được chọn 3. Hỏng tại chế độ 4Low -giữ chế độ 4L -đèn 4Low nhấp nháy nếu Auto được chọn 4. Thậm chí lỗi đã được sửa chữa thì vẫn còn có sự ngăn cản sang số Nếu IG bật ON lần nữa thì hệ thống hoạt động bình thường. Cảm biến vị trí motor (1),(2),(3),(4),(5) Hở mạch OFF Nhấp nháy 1. Đèn cảnh báo nhấp nháy sau 1s từ khi lỗi xuất hiện. 2. Hỏng tại chế độ AUTO -giữ chế độ AUTO -đèn 4Low nhấp nháy nếu 4L được chọn. 3. Hỏng tại chế độ 4Low -giữ chế độ 4L -đèn 4Low nhấp nháy nếu Auto được chọn 4. Thậm chí lỗi đã được sửa chữa thì vẫn còn có sự ngăn cản sang số Nếu IG bật ON lần nữa thì hệ thống hoạt động bình thường. Ngắn mạch Cảm biến tốc độ trước Hở mạch OFF OFF 1. Đèn cảnh báo nhấp nháy sau 0.5s từ khi lỗi xuất hiện. 2. Hỏng tại chế độ AUTO -giữ chế độ AUTO -đèn 4Low nhấp nháy nếu 4L được chọn. 3. Hỏng tại chế độ 4Low -giữ chế độ 4L -đèn 4Low nhấp nháy nếu Auto được chọn 4. Thậm chí lỗi đã được sửa chữa thì vẫn còn có sự ngăn cản sang số Nếu IG bật ON lần nữa thì hệ thống hoạt động bình thường. Cảm biến tốc độ sau Hở mạch OFF OFF Ly hợp điện từ Hở mạch OFF Nhấp nháy 1. Đèn cảnh báo nhấp nháy sau 0.8s từ khi lỗi xuất hiện. 2. Hỏng tại chế độ AUTO -giữ chế độ AUTO -đèn 4Low nhấp nháy nếu 4L được chọn. 3. Hỏng tại chế độ 4Low -giữ chế độ 4L -đèn 4Low nhấp nháy nếu Auto được chọn 4. Thậm chí lỗi đã được sửa chữa thì vẫn còn có sự ngăn cản sang số Nếu IG bật ON lần nữa thì hệ thống hoạt động bình thường. Ngắn mạch OFF Nhấp nháy II.3.10 Bảng 1 số mã lỗi. Mã lỗi Nội dung Mã lỗi Nội dung P1725 Lỗi module điều khiển TOD P1737 Motor sang số bị hở/ngắn mạch P1728 EMC-Hở/chạm dương P1739 Mã lỗi chung về vị trí P1729 EMC- Chạm mass P1740 Vị trí 1- chạm mas P1730 Cảm biến tốc độ trước- đầu vào thấp(V) P1741 Vị trí 2- chạm mas P1731 Cảm biến tốc độ trước- đầu vào cao(V) P1742 Vị trí 3- chạm mas P1732 Cảm biến tốc độ sau- đầu vào thấp(V) P1743 Vị trí 4- chạm mas P1733 Cảm biến tốc độ sau- đầu vào cao(V) II.3.11 Sơ đồ dây. III. Hệ THỐNG 4WD HYUNDAI – SANTA FE D-VGT. III.1 Giới thiệu Santa-Fe D-VGT. Điều khiển xe trong tất cả các tình huống lái xe đã trở thành một chỉ số quan trọng cho xe có tất cả các bánh chủ động (AWD). Một xe AWD vận hành tốt trên đường và an toàn trong tất cả các tình huống lái xe. Để thỏa mãn các yêu cầu này, hệ thống 4WD của Santa-Fe D-VGT cung cấp moment quay truyền qua các bộ phận và sự kích hoạt một cách cực kỳ nhanh chóng và tự động ngưng kích hoạt. Hiệu suất cao nhất và tính an toàn đạt được trong tất cả các tình huống điều khiển, bằng sự trình bày bên dưới: Tăng lực kéo Truyền moment kéo lên tới 1200Nm. Kích hoạt một cách nhanh chóng nhờ tốc độ của vi sai. Tăng cường động lực học Kích hoạt và ngưng kích hoạt một cách nhanh chóng Động lực học được cải tiến trong lúc tăng tốc và giảm tốc Điều khiển moment quay truyền qua các bộ phận Tăng tính an toàn Sự kết hợp với hệ thống thắng (như ABS) và hệ thống an toàn (như ESP). Đòi hỏi hệ thống có thể được ngưng hoạt động nhỏ hơn 60ms Tăng sự tương thích hệ thống xe ·Cảm biến vị trí bướm ga ·Cảm biến tốc độ bánh xe ·Cảm biến góc lái ·Tín hiệu phanh 4WD ECU Moment phân phối bởi ly hợp ma sát ướt Phán đoán trình trạng dẫn động Lựa chọn phân phối moment tối ưu 4WD hoạt động Tương thích với ABS, ESP và TCS Thông tin được truyền trực tiếp với hệ thống CAN III.2 Nguyên lý làm việc. ·Điều khiển tốc độ không thay đổi: trạng thái 2WD. ·Phân phối moment quay thay đổi tùy theo trạng thái điều khiển bởi ECU III.3 Santa Fe VGT. III.3.1 Kết cấu hệ thống. Coupling Hộp số phụ ECU Cầu sau III.3.2 Khớp Coupling III.3.2.1 Cấu tạo. Cấu trúc couping. III.3.2.2 Nguyên lý làm việc. Ly hợp sơ cấp Đĩa ly hợp Vỏ ly hợp Phần ứng Lực nén ly hợp Moment quay thứ cấp của đế cam Moment quay từ trục các đăng Nam châm Field Cuộn dây Bộ khuyếch đại lực Lực tác động Moment quay ở đế cam bi Cam tác động Đế cam Không lực tác động Có lực tác động Ly hợp ma sát ướt Đĩa ly hợp Cam tác động Vỏ ly hợp Moment quay tới vi sai phía sau Lực ép ly hợp III.4 Tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra. Vị trí bướm ga Góc lái Tốc độ bánh xe Tốc độ trục các đăng III.5 Chẩn đoán. Trong khi ECU hoạt động, nó theo dõi định kỳ những tín hiệu vào và ra, nếu một lỗi nào được phát hiện thì bóng đèn chuẩn đoán sẽ sáng lên và nháy với tốc độ “ ON” 0.25 giây và “OFF” 0.25 giây. Mã lỗi sẽ được lưu trong bộ nhớ ECU. Lỗi đầu tiên được phát hiện được lưu trong bộ nhớ “không thể xóa” của ECU. Lỗi sẽ giữ nguyên trong bộ nhớ cho đến khi ECU chỉ thị để xóa lỗi bằng máy chuẩn đoán. Lỗi sẽ không bị xóa ngay cả khi ECU bị mất nguồn. Bảng một số mã lỗi : Mã lỗi Mô tả Mã lỗi Mô tả P1728 Hở/ Ngắn mạch nguồn P1752 Hư hỏng cảm biến tốc độ sau bên trái P1729 Ngắn mạch P1753 Hư hỏng cảm biến tốc độ sau bên phải P1750 Hư hỏng cảm biến tốc độ trước bên trái P1764 Hư hỏng về đường truyền CAN ECU-ITM P1751 Hư hỏng cảm biến tốc độ trước bên phải P1765 Hư hỏng về đường truyền CAN TPS-ITM III.6 Sơ đồ dây. IV. HỆ THỐNG 4WD HUYNDAI – SANTA FE WGT IV.1 Giới thiệu Santa Fe WGT Đây là hệ thống 4WD thường xuyên đạt được hiệu quả dẫn động an toàn trên những đường xấu nhờ bộ vi sai kép (DDU), nó phân phối lực dẫn động tới bánh xe trước và bánh sau với tỉ số là 60%-40% xét về điều kiện dẫn động xe tốt nhất trong điều kiện đường xá bình thường. Trong những loại đường trơn trượt như tuyết hoặc ẩm ướt, nếu tốc độ quay của bánh trước và bánh sau khác nhau thì lực dẫn động được phân phối tối ưu nhất đến bánh trước và bánh sau bởi khớp nối dầu có độ nhớt cao. Nó có hiệu suất dẫn động cao. Nó thuận lợi nhiều hơn cho người lái bởi vì không cần phải lựa chọn hoặc thay đổi 4WD như hệ thống 4WD gián đoạn. IV.2 Tổng quan hệ thống Hệ thống 4WD thường xuyên Phân phối moment 60% : 40% (bánh trước : bánh sau) bởi bộ vi sai kép. Thiết kế gọn - Vỏ khớp thủy lực được thiết kế tích hợp với bánh răng nghiêng dẫn động. - Bộ vi sai kép: Vi sai giữa và vi sai trước được thiết kế là một bộ tích hợp (đặt trong hộp số phụ). Dầu bôi trơn riêng biệt : - SAE 80W/90, API GL-loại 5 - Thể tích: 0.8 lít Không có các cảm biến IV.3 Kết cấu hệ thống. Đến trục các đăng sau Bánh xe trước bên trái Bánh xe trước bên phải Vi sai trung tâm Vi sai trước Khớp thủy lực Hộp số phụ transfer driven gear Mô hình cắt: IV.4 Các bộ phận chính của hệ thống. IV.4.1 Bộ vi sai kép IV.4.1.1 Cấu tạo Bộ vi sai kép bao gồm cụm vi sai trước và vi sai trung tâm. Vi sai trước là kiểu có 4 bánh răng hành tinh. Còn vi sai trung tâm thì có đến 8 bánh răng hành tinh. Lực của động cơ từ hộp số được truyền đến cụm vi sai trung tâm qua bánh răng dẫn động vi sai trung tâm. Hộp bên trái cùng với hộp bên phải của vi sai trung tâm được lắp lên bánh răng vành chậu vi sai giữa bằng các bu lông. Các bộ phận trong bộ vi sai kép IV.4.1.2 Chức năng của vi sai kép - Phân phối công suất tới bánh trước/sau - Phân phối công suất tới bánh xe trước bên trái/bên phải Chức năng bộ vi sai kép IV.4.1.3 Nguyên tắc hoạt động Bộ vi sai kép sẽ phân phối công suất đến trục bánh xe trước trái / phải và trục bánh xe sau theo sơ đồ sau: Cần dẫn Bánh răng bao Bánh răng mặt trời Trục trái Trục phải Cần dẫn trái → Bánh răng mặt trời trái → Bánh xe trước bên trái Bánh răng bao → Bánh răng mặt trời phải → Bánh xe trước bên phải Cần dẫn phải→ Bánh xe sau Bộ bánh răng hành tinh trái (đơn) thực hiện việc truyền chuyển động đến bánh xe trước trái và bộ bánh răng hành tinh phải. Dòng công suất sẽ đi như sau: Cần dẫn Bánh răng bao Trục trái Bánh răng mặt trời trái Bánh răng dẫn động Cần dẫn trái Bánh răng hành tinh (đơn) Bánh răng mặt trời trái Bánh răng bao Trục trước bên trái Bánh răng hành tinh phải Bộ bánh răng hành tinh phải (đôi) thực hiện việc truyền chuyển động đến trục bánh xe sau và bánh xe trước bên phải. Dòng công suất sẽ đi như sau: Cần dẫn Trục phải Bánh răng bao Bánh răng mặt trời Bánh răng hành tinh trái Bánh răng bao Bánh răng hành tinh phải (đôi) Bánh răng mặt trời phải Cần dẫn phải Trục trước phải Trục sau Bánh răng dẫn động Cần dẫn trái IV.4.2 Bộ khớp thủy lực (viscous coupling unit). Khớp thủy lực là một dạng ly hợp thủy lực truyền moment bằng sức cản do độ nhớt của dầu. Nó sử dụng sức cản do độ nhớt này để điều khiển hoạt động của vi sai trung tâm. Từ cần dẫn phải (tốc độ sau) Khớp thủy lực Từ cần dẫn trái (tốc độ trước) Nối với tấm ép trong (trục ngoài) và cần dẫn phải Tới bánh xe sau Nối với tấm ép ngoài (trục trong) và cần dẫn phải IV.4.2.1 Cấu tạo Chốt trục Tấm ép trong Vòng đệm Tấm ép ngoài Trục trong Trục ngoài IV.4.2.2 Các thành phần của bộ khớp thủy lực . Đĩa trong và đĩa ngoài làm bằng thép, được lắp xen kẽ nhau. Đĩa ngoài có các răng dọc theo chu vi ngoài để ăn khớp với then hoa trong của vỏ. Đĩa trong có các răng dọc theo chu vi trong để ăn khớp với then hoa của trục trong, có thể trượt sang phải, trái dọc theo trục trong. Các rãnh được xẻ trên đĩa trong và ngoài để tăng sức cản dầu. Vỏ khớp thủy lực được gắn chặt, bên trong chứa các đĩa mỏng được xếp xen kẻ nhau và đi đến đầu nối với cầu sau .Vỏ khớp thủy lực này được đóng kín để ngăn sự rò rỉ và giữ áp suất khi khớp thủy lực khóa lại. Bộ khớp thủy lực được đổ đầy 90% dung dịch silicone và 10% không khí. Dung dịch này sền sệt giống như dầu đặc. Vòng đệm được đặt ở giữa đĩa trong và đĩa ngoài để đảm bảo khe hở cần thiết. Lắp tấm ép trong Lắp tấm ép ngoài Các tấm ép trong và ngoài Khớp thủy lực đã được tháo rời IV.4.2.3 Nguyên lý làm việc. Sức cản dầu (N.m) Sự sai lệch tốc độ (v/p) Moment được truyền do độ nhớt của dầu silicon. Khi các đĩa quay cùng tốc độ, không có sức cản do độ nhớt sinh ra bởi dầu silicon. Khi các đĩa bắt đầu quay ở tốc độ khác nhau, các phần tử silicon bị kéo tách khỏi nhau và sinh ra sức cản lớn, nó gây ra lực cản tác dụng lên đĩa quay nhanh hơn ngược với chiều quay của đĩa, lực cản cũng tác dụng lên đĩa quay chậm theo cùng chiều với chiều quay của đĩa. Vì vậy những lực cản này có xu hướng khử sự chênh lệch tốc độ giữa hai đĩa Sức cản độ nhớt do sự chênh lệch tốc độ góc giữa đĩa ngoài và đĩa trong tăng hay giảm tỷ lệ thuận với mức độ chênh lệch vận tốc. Khi xe chuyển động thẳng thì những bánh xe ở cầu sau sẽ không được truyền công suất từ cầu trước. Điều này có nghĩa là: cầu trước và cầu sau chuyển động với vận tốc như nhau. Khi xe quay vòng, các bánh chủ động phía sau cần phải quay nhanh hơn thì khớp thủy lực khóa lại, khi đó hộp phân phối sẽ truyền công suất tới cầu trước cho tới khi bánh chủ động ở cầu sau chuyển động bình thường thì khớp thủy lực sẽ mở ra. Khi bánh chủ động bị quay trơn, lúc này các cặp đĩa mỏng sẽ quay với vận tốc khác nhau. Điều này tạo ra ma sát giữa các tấm đĩa và sinh ra nhiệt, nhiệt độ sinh ra khoảng 110oC. Nhiệt độ tăng lên làm cho chất lỏng chứa trong bộ khớp thủy lực giản nở ra, kết quả là tạo ra áp suất để đóng các tấm kim loại lúc này khớp thủy lực khóa lại. Khi đó lực kéo được dồn lên cầu trước để kéo xe chuyển động. Khi bánh xe sau không còn bị quay trơn thì chất lỏng trong bộ khớp thủy lực nguội đi, nhiệt độ và áp suất bên trong giảm xuống®các đĩa ma sát tách ra®khớp thủy lực không khóa®các cầu quay với tốc độ như nhau. IV.4.2.4 Biểu đồ dòng công suất. Bánh răng mặt trời phải Bánh xe trước bên phải Cần dẫn phải Công suất vào Bánh răng dẫn động Cần dẫn trái Bánh răng mặt trời trái Bánh xe trước bên trái Bánh răng bao Bánh răng vít Bánh răng côn Vi sai sau Công suất ra Bánh xe phía sau Khớp thủy lực Đĩa trong Đĩa ngoài IV.4.2.5 Dòng công suất tổng quát A: Bánh xe trước bên trái Bánh răng dẫn động → Cần dẫn trái → Bánh răng mặt trời trái → Bánh xe trước trái B: Bánh xe trước bên phải Bánh răng dẫn động→ Cần dẫn trái → Bánh răng bao→ Bánh răng mặt trời phải → Bánh xe trước phải C: Bánh xe sau Bánh răng dẫn động→ Cần dẫn trái → Bánh răng bao→ Cần dẫn phải → Bánh răng vít → Bánh răng côn → Trục các-đăng → Vi sai sau → Bánh xe sau IV.4.5 Phân chia moment Dưới đây là hình vẽ tách rời các vi sai trước và vi sai trung tâm ( chỉ mang tính tham khảo). Vi sai trước. Cần dẫn Bánh răng hành tinh (Z=19) Bánh răng bao (Z=70) Bánh răng mặt trời (Z=30) Bánh răng dẫn động Vi sai trung tâm Bánh răng bao (Z=70) Bánh răng hành tinh phía ngoài (Z=15) Bánh răng hành tinh phía trong (Z=15) Bánh răng mặt trời (Z=30) Cần dẫn Chia moment quay phía trước/sau 60:40 Nếu moment quay đầu vào từ hộp số được cung cấp ở số ‘1’, moment quay dành cho bên trái và bên phải sẽ là ‘3/10’ nhờ có tỉ số truyền giữa bánh răng bao và cả hai bánh răng mặt trời. Vì thế tổng moment tới phía trước là ‘6/10’. (3/10+3/10) không kể đến moment quay mất mát trong bộ vi sai kép, moment quay dành cho phía sau là ‘4/10’. Bánh răng mặt trời trái (Z=30) Bánh răng mặt trời phải (Z=30) (Z=30) Bánh răng bao (Z=70) Tới trục bên trái Tới trục bên phải Đầu vào T1 Đầu ra T3 Bánh răng dẫn Bánh răng dẫn động Cảm biến vị trí bướm ga ¨Moment quay đầu vào qua cần dẫn T1 ¨Moment quay đầu ra tới bánh răng hành tinh phải qua bánh răng bao T2 ¨Moment quay đầu ra tới bánh xe trước bên trái qua bánh răng mặt trời trái T3 Đầu ra T2 Số răng bánh răng bao Z2 = 70 Số răng bánh răng mặt trời Z3 = 30 T2 / T3 = Z2 / Z3 T3 = Z3 / (Z2+Z3) = 30/100 = 3/10 T2 = Z2 / (Z2+Z3) = 70/100 = 7/10 Ta thấy : 30% moment đầu vào được truyền cho bánh xe trước bên trái. : 70% moment đầu vào được truyền cho bánh răng hành tinh phải. phải> Đầu ra T4 Đầu ra T5 Đầu vào ¨Moment đầu vào qua bánh răng bao T2: 7/10 ¨Moment quay đầu ra tới vi sai phía sau qua cần dẫn phải T4 ¨Moment đầu ra tới bánh xe trước bên phải qua bánh răng mặt trời T5 Số răng bánh răng bao Z2 = 70 Số răng bánh răng mặt trời Z5 = 30 T5 = T2×Z5 / Z2 = 7/10 × 30/70 = 3/10 T4 = T2 - T5 = 7/10 - 3/10 = 4/10 Ta thấy : 30% moment đầu vào được truyền tới bánh xe trước bên phải : 40% moment đầu vào được truyền tới vi sai phía sau V. THÁO – KIỂM TRA – LẮP EST Tháo EST * Chuẩn bị một bộ EST với các dụng cụ thích hợp. Trước khi đại tu, tháo cẩn thận cuộn dây EMC từ giắc nối. Sau khi tháo ghim, điều chỉnh chốt hãm của ghim. Tháo cụm motor sang số. Sau khi tháo cụm motor sang số. 3. Tháo cảm biến tốc độ xe 4. Tháo đai ốc hãm. 5. Tháo mặt bích và phốt dầu. 6. Tháo cảm biến tốc độ sau. 7. Tháo các bu-lông vỏ ngoài. 8. Tháo đai ốc cuộn EMC. Kiểm tra ống lót cao su và sự giãn nở của vỏ bọc. 9. Tháo phốt dầu. Sau khi Tháo phốt dầu 10. Tháo bánh răng báo tốc độ. 11. Tháo bánh răng tín hiệu. 12. Tháo phần trên của vỏ. 13. Tháo cuộn dây ECM và vỏ cuộn dây. Cuộn dây EMC và vỏ ngoài. Vỏ EMC (phía đáy) Cuộn dây. EMC. 14. Tháo lò xo hồi vị chế độ 4H. Kiểm tra chức năng của bộ khóa bằng cách ấn khóa trục moayơ. Kiểm tra sự bào mòn trên bề mặt. 16. Tháo bộ phận khóa và càng cua cùng với nhau. Bộ phận khóa và càng cua. 17. Kiểm tra càng cua 4H và độ mòn của má càng cua. Sau khi tháo bộ khóa càng cua. 18. Tháo dây xích và đĩa xích cùng với nhau. 19. Tháo nam châm trước khi tháo bơm từ trục ra. 20. Xoay trục ra để xoay bánh răng bơm bên trong và tháo cụm bơm và trục cùng với nhau. 21. Tháo miếng đệm. 22. Trục của bơm nhiên liệu. Cụm bơm là một món không cần bảo dưỡng và nên thay thế bằng cụm mới khi đại tu hoặc hư hỏng. 23. Kiểm tra phía đầu trục đầu ra. Kiểm tra các răng chốt trục, sự trầy xước, rạn nứt. Kiểm tra độ mòn ổ đỡ trục, hoặc sự bạc màu. Sau đó tháo trục đầu ra. 24. Tháo trục thẳng. 25. Tháo cam sang số. 26. Tháo càng cua. Kiểm tra càng cua. Kiểm tra độ mòn của gờ hoặc sự bạc màu. 27. Tháo moayơ giảm tốc. Kiểm tra độ mòn của các răng moayơ giảm tốc, chốt hãm, sự trầy xước, rạn nứt. Cái phe (vòng chặn). 28. Mở vòng chặn và lấy cụm bánh răng hành tinh ra ngoài từ vỏ. Sau khi tháo. Bộ bánh răng hành tinh. 29. Tháo vòng chặn. 30. Tháo ổ bi. 31. Tháo cụm bánh răng đầu vào từ giá đỡ. 32. Tháo cụm bánh răng đầu vào bằng cách ép. Cụm trục vào. Cụm cam sang số. 33. Tháo rời cụm cam sang số. Cụm khóa 4H. 34. Tháo cụm khóa 4H bằng cách tháo vòng chặn giữa vỏ và moayơ khóa . Cụm khóa 4H sau khi tháo rời Lắp EST 1. Lắp bánh răng mặt trời vào bánh răng đầu vào, và lắp vòng bạc đạn mới. Sau khi lắp 2. Lắp cụm đầu vào vào cụm cần dẫn và sau đó lắp cái phe. 3. Lắp cam sang số. 4. Đặt moayơ giảm tốc và càng cua cùng với nhau vào giá đỡ. Sau khi lắp vào. 5. Trượt cái bơm lên trên trục và canh thẳng hàng chốt dẫn động trên rãnh trong cái bơm. 6. Cho trục đầu ra vào trong trục vào và moayơ giảm tốc. 7. Đặt nam châm vào. 8. Lắp miếng đệm lên trục trên cái bơm. Vị trí của miếng đệm. 9. Đặt dây xích và đĩa xích vào trục. Sau khi đặt vào. 10. Vị trí mắc xích màu xanh phải được quay lên phía trên. 11. Đặt bộ khóa và càng cua 4H lên trên đĩa xích, canh thẳng hàng các răng trên mặt bích khóa với các răng trên đĩa xích. Sau khi lắp xong. 12. Đặt vỏ cuộn dây vào trục. 13. Lắp lò xo hồi vị càng cua. 14. Đưa cuộn dây vào vỏ hộp. 15. Lắp các đai ốc. 16. Lắp các bu-lông bắt vỏ. 17. Lắp lại cảm biến tốc độ. 18. Gắn cái ghim vào giắc nối. 19. Bôi keo vào bề mặt vỏ hộp, chổ gắn với motor sang số. 20. Lắp motor sang số. 21. Cố định dây dẫn với giắc nối. Sau khi lắp ráp xong. MỤC LỤC