Tiếp nối phần 1, bài viết sau đây của trung tâm VATC sẽ nói đến phần 2 của chủ đề hệ thống treo khí nén trên xe Volvo. Cụ thể đó là: Cấu tạo các bộ phận và cơ cấu giảm chấn trong hệ thống treo khí nén xe Volvo.
| 1.Giá treo trên | 2. Bộ sấy khí | 3. Ống dẫn khí đến SVB | 4. Ống dẫn khí đến bình chứa khí nén |
| 5. Cửa nạp khí | 6. Van điều khiển | 7. Giá treo dưới | 8. Cảm biến nhiệt độ |
1. Các thành phần của ASU (Air Supply Unit – Bộ cấp khí nén)
Bộ cấp khí nén ASU cung cấp khí nén cho hệ thống treo khí nén, điều khiển bầu hơi và nạp khí vào bình chứa.
ASU bao gồm:
- Máy nén khí (Compressor)
- Van an toàn (Safety valve)
- Bộ sấy khí (Air dryer)
- Van điều khiển (Control valves)
- Van một chiều (Non-return valves)
Máy nén khí
- Loại xi-lanh đơn, dẫn động bằng mô-tơ điện, không cần bôi trơn.
- Để giảm tiếng ồn, máy nén được treo trên giá cao su nhằm hạn chế rung động truyền vào thân xe.
- Có cảm biến nhiệt độ gần ASU để bảo vệ máy nén khỏi quá nhiệt.
- Nhiệt độ tối đa cho phép khi vận hành: 65°C.
- Nhiệt độ thấp nhất để khởi động: -40°C, nhưng hiệu suất bắt đầu giảm từ -30°C.
Bộ sấy khí
- Làm khô khí nén trước khi lưu trữ vào bình chứa.
- Khi máy nén hoạt động hoặc khi khí từ bầu hơi được đưa ngược về bình chứa, bộ sấy khí loại bỏ hơi ẩm.
- Độ ẩm từ bộ sấy khí được xả ra qua van giảm tải trong SVB bằng khí từ bình chứa.
Van an toàn
- Nếu áp suất hệ thống vượt quá 17bar, van an toàn sẽ mở để xả bớt áp suất, bảo vệ hệ thống khỏi quá tải.
2. Hệ thống hút khí (Air Intake)
- Không khí được hút vào ASU từ phía sau vè chắn bùn sau bên trái.
- Trước khi vào ASU, không khí đi qua bộ lọc tích hợp để loại bỏ bụi bẩn và tạp chất, giúp bảo vệ hệ thống treo khí nén.
3. Bình chứa khí nén (Air Tanks)
Trên XC90 (2016-) có hệ thống treo khí nén, xe được trang bị hai bình chứa khí để tích trữ khí nén.
Thông số kỹ thuật:
- Dung tích mỗi bình: 3,25 lít
- Kết nối: Hai bình được nối tiếp nhau
- Áp suất hoạt động:
- Khoảng 3,5 – 14 bar (tùy vào tải trọng, độ cao khung gầm và nhiệt độ hệ thống)
- Áp suất làm việc thông thường: 8 – 10 bar
Chức năng của bình chứa khí:
- Tăng khả năng cấp khí của máy nén, giúp hệ thống phản hồi nhanh hơn.
- Cân bằng áp suất trong hệ thống một cách nhanh chóng.
Lưu ý về nạp và xả khí:
- Khi hệ thống không có áp suất, có thể nạp khí từ bên ngoài qua van nạp khí trên bình chứa bên phải.
- Chỉ sử dụng khí sạch theo tiêu chuẩn ISO 8573-1 khi nạp từ bên ngoài.
- Không sử dụng hệ thống khí nén thông thường trong xưởng để nạp khí.
- Khi tháo bình chứa, cả hai bình phải được xả hết khí.
- Quá trình xả và nạp khí phải thực hiện bằng VIDA.
4. Hệ thống treo khí trước
| 1 | Cao su chặn |
| 2 | Van 1 chiều |
| 3 | Cửa nạp khí |
| 4 | Bầu hơi cao su |
| 5 | Van điều khiển giảm chấn |
| 6 | Bộ giảm sóc |
Cấu tạo & Chức năng:
- Giảm chấn trước được thiết kế dạng cụm hoàn chỉnh, bao gồm bầu hơi khí nén và giảm chấn thủy lực.
- Áp suất trong bầu hơi thay đổi tùy theo mức chiều cao mong muốn và tải trọng xe.
- Khi cần nâng gầm, hệ thống sẽ bơm thêm khí vào bầu hơi.
Thông số kỹ thuật:
- Áp suất hoạt động: 6,7 – 9,3 bar
- Van một chiều (Non-return valve) tại cửa nạp giúp ngăn khí nén thoát hết ra ngoài, duy trì áp suất tối thiểu 3 bar trong bầu hơi.
Điều chỉnh áp suất và cân bằng hệ thống:
- Khi điều kiện bên ngoài thay đổi (nhiệt độ, điều kiện lái xe), khí trong bầu hơi có thể giãn nở.
- Để tránh ảnh hưởng đến chiều cao xe, khí dư sẽ được xả về bình chứa khí hoặc ra ngoài qua van giảm áp.
- Ở chế độ Abandon, mô-đun SUM (Suspension Module) kiểm tra mức độ cân bằng của xe mỗi 3 giờ, tối đa 9 giờ.
Bảo trì & Thay thế:
- Khi thay thế bầu hơi, cần sử dụng VIDA để bổ sung khí nén và nạp khí vào hệ thống đúng cách.
5. Hệ thống treo khí nén phía sau
Cấu tạo và chức năng:
- Bầu hơi khí nén phía sau được tách rời khỏi giảm chấn, không giống như hệ thống treo khí trước.
- Áp suất trong bầu hơi thay đổi tùy theo chiều cao gầm mong muốn và tải trọng xe.
Thông số kỹ thuật:
- Áp suất hoạt động: 5,9 – 13,9 bar
- Các thành phần chính:
- Cửa nạp khí vào bầu hơi.
- Bầu hơi cao su, giúp hấp thụ lực và nâng hạ chiều cao xe.
6. SVB (Solenoid Valve Block) – Khối van điện từ
SVB được trang bị cảm biến áp suất, dùng để đo áp suất trong hệ thống khí nén của bình chứa khí và bầu hơi khí nén. Việc đo áp suất được thực hiện bằng cách kích hoạt các van điều khiển trong ASU (Air Supply Unit) hoặc các van điều khiển khí vào bầu hơi.
SVB được lắp trên khung phụ phía sau để giảm tiếng ồn khi vận hành. Thành phần chính bao gồm cảm biến áp suất, 5 van điều khiển bao gồm 4 van cấp khí và 1 van xả khí.
Các cổng kết nối khí nén trên SVB:
SVB có 6 cổng kết nối khí nén, mỗi cổng được đánh dấu màu sắc riêng biệt để dễ nhận diện:
- Cấp khí cho bầu hơi phía sau bên phải.
- Cấp khí cho bầu hơi phía trước bên trái.
- Cấp khí cho bầu hơi phía sau bên trái.
- Cấp khí cho bầu hơi phía trước bên phải.
- Cổng xả khí ra ngoài để điều chỉnh áp suất hệ thống.
- Kết nối máy nén khí (ASU – Air Supply Unit).
Cảm biến mức (Level Sensor):
Mỗi bánh xe có một cảm biến mức gắn vào hệ thống treo để đo vị trí thẳng đứng của bánh xe so với thân xe. Cảm biến nhận nguồn 5V từ SUM và phát tín hiệu dao động từ 0.5V đến 4.5V khi hệ thống treo di chuyển. Điện áp tín hiệu thay đổi theo hướng ngược nhau giữa cảm biến bên trái và bên phải. SUM sử dụng dữ liệu cảm biến để điều chỉnh lượng khí trong bầu hơi .
Công tắc điều chỉnh hệ thống treo sau:
Công tắc nâng/hạ hệ thống treo sau được đặt ở bên phải khoang hành lý.
Công tắc được kết nối trực tiếp với SUM.
7. SUM (Suspension Module – Bộ điều khiển hệ thống treo)
Nằm ở bên phải khoang hành lý. Tích hợp cảm biến gia tốc để hỗ trợ chức năng Four-C.
Chức năng:
Kiểm tra mức chiều cao xe theo chế độ lái và tốc độ thông qua dữ liệu từ cảm biến mức và điều khiển hệ thống treo khí nén.
Giao tiếp CAN với các ECU khác:
- Chassis CAN:
- VDDM (Vehicle Dynamics Domain Master)
- ECM (Engine Control Module)
- SAS (Steering Angle Sensor)
- Các mô-đun điều khiển khác:
- SRS (Supplemental Restraint System – Hệ thống túi khí)
- ASDM (Active Safety Domain Master – Mô-đun an toàn chủ động)
- IHU (Infotainment Head Unit – Hệ thống thông tin giải trí)
- DIM (Driver Information Module – Màn hình thông tin lái xe)
| 1.Van an toàn | 2. Bộ cấp khí | 3. Van điều khiển 1 | 4. Đầu vào khí | 5. Van xả |
| 6. Bầu hơi khí nén | 7. Cảm biến áp suất | 8. Van điện từ đến bầu hơi | 9. Bộ van điện từ chia khí | 10. Van cấp khí bên ngoài |
| 11. Bình chứa khí nén | 12. Van điểu khiển 2 | 13.Máy nén | 14. Bộ lọc sấy |
Lưu lượng khí:
Khí được tích trữ trong hai bình chứa khí.Luồng khí đến và đi từ SVB được kiểm soát bởi các van điều khiển trong ASU.Máy nén khí thường được sử dụng để bơm khí vào bầu hơi.
Các bầu hơi được điều chỉnh riêng biệt bằng các van riêng trong SVB.
Khí thường được hồi lưu từ bầu hơi vào bình chứa khí, nhưng trong một số trường hợp có thể được xả qua van xả.Van xả cũng được sử dụng để đẩy ẩm ra khỏi bộ sấy khí.
SUM kiểm tra van xả bằng cách bơm khí vào đường dẫn giữa ASU và SVB, sau đó xả. Nếu áp suất sau khi xả thấp hơn trước đó, van xả hoạt động bình thường.
Nạp khí vào bình chứa:
Trong hầu hết các trường hợp, máy nén khí được sử dụng để nạp khí vào bình chứa. Ngoại lệ là khi nạp khí từ bên ngoài tại xưởng dịch vụ. Khi áp suất hệ thống mong muốn được đạt tới, máy nén sẽ tắt (ví dụ, áp suất hệ thống ở mức tải không tải khoảng 9.5 bar).
Khí được tạo ra bởi máy nén sẽ được làm khô bởi bộ sấy khí.
Khi nạp khí vào bình chứa bằng máy nén, cả hai van điều khiển đều được kích hoạt để khí có thể chảy vào bình chứa. Áp suất được đo bằng cảm biến áp suất trong SVB.
Nạp khí vào bầu hơi từ bình chứa bằng máy nén:
Máy nén được sử dụng để nạp hoặc điều chỉnh áp suất khí trong một hoặc nhiều bầu hơi.
- Van điều khiển 1 và các van bầu hơi được kích hoạt để nạp khí vào hai bầu hơi.
Nạp khí vào bầu hơi qua cổng nạp:
Nếu có lỗi hoặc sự cố giữa ASU và bình chứa khí, bầu hơi sẽ được nạp trực tiếp qua cổng nạp bằng khí từ môi trường do máy nén cung cấp.
Xả khí từ bầu hơi:
Máy nén được sử dụng để xả áp suất khí trong bầu hơi.
- Van điều khiển 2, các van bầu hơi và máy nén được kích hoạt để thu hồi khí về bình chứa.
Xả hơi ẩm bộ sấy khí:
Sau khi bình chứa khí được nạp đầy, cả hai van điều khiển và van xả được kích hoạt để xả hơi ẩm ra khỏi bộ sấy khí.
Cân bằng áp suất theo trục:
Nếu xe bị nghiêng sang một bên, SUM sẽ đầu tiên cố gắng cân bằng xe bằng một bầu hơi. Nếu không hiệu quả, SUM sẽ thực hiện cân bằng áp suất.
Trong quá trình cân bằng áp suất, các van bầu hơi trên cùng một trục sẽ được kích hoạt để cân bằng áp suất giữa cặp bầu hơi.
Xả khẩn cấp:
Nếu có vấn đề với máy nén khí và xe cần hạ thấp vì lý do an toàn, van xả sẽ được sử dụng để giảm áp suất khí.
Chế độ xả khẩn cấp sẽ kích hoạt van xả và các van bầu hơi kết nối với các bầu hơi cần được xả khí.
Đo áp suất khí trong bình chứa:
Để đảm bảo áp suất khí trong hệ thống không quá thấp hoặc quá cao do sự giãn nở hoặc rò rỉ khí, áp suất trong bình chứa khí sẽ được đo.
Lần đo áp suất đầu tiên được thực hiện ở chế độ sử dụng Active, sau đó thông thường cứ mỗi giờ sẽ đo một lần. Nếu chênh lệch giữa lần đo đầu tiên và áp suất dự kiến quá lớn, tần suất đo áp suất sẽ được tăng lên.
| 1.Cảm biến độ cao | 2.Cảm biến gia tốc thân xe | 3. Giảm chấn trước |
| 4.Giảm chấn sau | 5. Hộp điều khiển |
8. Four-C (Hệ thống khung gầm điều khiển liên tục), tùy chọn
Tổng quan:
Four-C được tích hợp với hệ thống treo khí nén. Nhìn chung, Four-C trên XC90 (16-) hoạt động tương tự như các phiên bản trước. Four-C sử dụng cùng một mô-đun điều khiển với hệ thống treo khí nén SUM.
SUM điều chỉnh giảm chấn chủ động bằng cách sử dụng van điều khiển điện từ. Van điều khiển tác động lên lực cản dòng chảy của giảm chấn. Cường độ dòng điện thấp tạo ra lực giảm chấn nhỏ, trong khi cường độ dòng điện cao tạo ra lực giảm chấn lớn.
Van điều khiển của giảm chấn có lò xo hồi vị và sẽ trở về vị trí ban đầu nếu không có dòng điện chạy qua. Nhờ lò xo hồi vị, giảm chấn chủ động sẽ hoạt động như một giảm chấn thụ động thông thường nếu van điều khiển không hoạt động.
SUM có thể chẩn đoán tình trạng của van điều khiển giảm chấn. Ở chế độ lái Dynamic, đặc tính của giảm chấn được điều chỉnh để mang lại cảm giác chắc chắn, thể thao hơn, trong khi các chế độ lái khác ưu tiên sự êm ái.
Các thành phần:
Giảm chấn
Giảm chấn được bơm đầy cả dầu và khí. Khí có tác dụng chống tạo bọt. Giảm chấn có thiết kế 3 ống thay vì thiết kế 2 ống thông thường. Ống bổ sung tạo ra đường dẫn dầu bên cạnh piston ở phía áp suất cao, giúp dòng chảy của dầu luôn theo cùng một hướng qua van điều khiển.
SUM
Four-C dùng chung SUM với hệ thống lò xo khí nén.
Cảm biến gia tốc phía sau được đặt trong SUM.
SUM điều chỉnh van điều khiển của giảm chấn dựa trên:
- Chế độ lái đã chọn.
- Tốc độ xe.
- Tải trọng.
Tùy theo điều kiện, SUM điều chỉnh van điều khiển để tạo ra lực giảm chấn khác nhau theo một mô hình được xác định trước.
Giảm chấn và lò xo
Giảm chấn trước là một cụm hoàn chỉnh với lò xo khí nén trước, trong khi giảm chấn sau tách biệt với lò xo khí nén.
Van điều khiển
SUM điều chỉnh giảm chấn chủ động bằng các van điều khiển điện từ.
Các van điều khiển tác động lên lực cản dòng chảy của dầu trong giảm chấn. Dòng điện thấp tạo ra lực giảm chấn nhỏ, trong khi dòng điện cao tạo ra lực giảm chấn lớn hơn.
Cảm biến gia tốc
Ba cảm biến gia tốc đo tốc độ dao động thẳng đứng của thân xe.Hai cảm biến phía trước được đặt ở mép trước của hốc bánh xe, phía sau đèn pha. Cảm biến phía sau nằm trong SUM.
Các cảm biến gia tốc được cấp nguồn 5V từ mô-đun treo SUM. Tín hiệu đầu ra của mỗi cảm biến khi xe đứng yên vào khoảng 2V.
Khi có chuyển động gia tốc theo phương thẳng đứng, tín hiệu sẽ dao động quanh 2V, gia tốc càng lớn, biên độ dao động càng lớn.
Thông tin về gia tốc thân xe, kết hợp với tín hiệu từ các cảm biến độ cao ở bánh xe, được SUM sử dụng để tính toán lực giảm chấn cho từng giảm chấn.
Cảm biến độ cao
Một cảm biến độ cao được đặt trong hệ thống treo của mỗi bánh xe. Cảm biến này đo vị trí thẳng đứng của bánh xe so với thân xe.
Thông tin về vị trí và chuyển động của bánh xe, kết hợp với tín hiệu từ các cảm biến gia tốc trên thân xe, được SUM sử dụng để tính toán lực giảm chấn cho từng giảm chấn.
9. Mô tả tín hiệu
Tín hiệu đầu vào
| Kết nối trực tiếp | Thông qua kết nối CAN |
| • 8/198 Cảm biến áp suất trong SVB dùng để đo áp suất khí trong hệ thống. • 8/192 Cảm biến nhiệt độ trong ASU đo nhiệt độ xung quanh ASU. • 7/87, 88 Cảm biến gia tốc. Đo chuyển động thẳng đứng của thân xe. Chỉ áp dụng cho Four-C. • 7/118, 119, 120, 121 Cảm biến độ cao. Đo mức khung gầm so với thân xe. • 3/342 Yêu cầu hạ hoặc nâng hệ thống treo sau. |
• 4/184 ASDM gửi yêu cầu tăng độ cứng giảm chấn để chuẩn bị cho va chạm. • 5/1 DIM gửi thông tin nhiệt độ bên ngoài. • 4/176 SRS gửi thông tin về tốc độ quay và độ lắc ngang. • 4/247 SAS gửi thông tin về góc lái. • 4/196 SBSM lựa chọn chế độ lái. • 4/56 CEM gửi thông tin về trạng thái cửa, cốp sau, nắp ca-pô, v.v. • 4/46 ECM gửi thông tin về mô-men xoắn động cơ. • 4/163 VDDM gửi tín hiệu tốc độ. |
Tín hiệu đầu ra
| Kết nối trực tiếp | Thông qua kết nối CAN |
| • 8/20,21 Giảm chấn trước, điều chỉnh sức cản dòng chảy của giảm chấn. • 8/22,23 Giảm chấn sau, điều chỉnh sức cản dòng chảy của giảm chấn. • 8/198 SVB Kích hoạt van xả và van cho bầu hơi. • 8/192 ASU Kích hoạt van điều khiển và khởi động máy nén khí. |
• 4/56 CEM SUM báo cáo chiều cao khung gầm cho CEM để phục vụ chức năng PAM và điều chỉnh độ cao đèn pha. • 5/1 DIM nhận thông báo nếu có lỗi xảy ra trong SUM. |
