Vì vậy tính êm dịu trong chuyển động là một trong những chỉ tiêu quan trọng của xe. Tính năng này phụ thuộc vào khá nhiều yếu tố trong đó hệ thống treo đóng vai trò quyết định. Hệ thống treo của xe con ngày nay thường sử dụng hai kiểu chính: hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập. Hai hệ thống treo này tuy khác nhau về cấu tạo nhưng mục đích chính cũng đều là làm giảm xóc khi xe vận hành trên đường không bằng phẳng, tạo điều kiện cho bánh xe dao động theo phương thẳng đứng, tránh dao động lắc ngang hay lắc dọc đồng thời đảm bảo truyền lực và mômen ổn định. Với hệ giảm chấn quá mềm hệ thống treo sẽ tạo ra nhiều rung động đàn hồi khi làm việc, ngược lại với hệ quá cứng sẽ làm cho xe bị xóc mạnh.

Áp dụng những thành tựu khoa học tiên tiến, các kỹ thuật cơ – điện tử, các nhà thiết kế ô tô đã cho ra đời hệ thống treo với nhiều tính năng vượt trội trong việc giảm độ rung, xóc cho xe và đó chính là hệ thống treo khí nén - điện tử EAS ( Electronic Air Suspension ).

Mô phỏng hệ thống treo khí nén-điện tử EAS​

Thông qua công tắc điều khiển lựa chọn chế độ Comfort hay Sport mà người điều khiển thoải mái lựa chọn, điều chỉnh độ đàn hồi thích hợp với chế độ vận hành của xe. Mang đến sự êm ái một cách tuyệt đối cho người ngồi trên xe khi lựa chọn ở chế độ "Comfort" còn chế độ "Sport" tăng độ ổn định và an toàn khi xe chạy ở tốc độ cao.

Hệ thống treo khí nén-điện tử là gì:​

Hệ thống treo sử dụng nhíp lá, lò xo xoắn… ra đời từ rất sớm nhưng chưa thể đáp ứng đòi hỏi cao về độ êm dịu của xe con, hệ thống treo khí nén cũng không phải là một phát minh mới, nó xuất hiện từ những năm 1950 cùng với hệ thống treo Mac Pherson. Ở hệ thống treo khí nén người ta sử dụng những gối cao su chứa khí nén thay vì dùng lò xo xoắn, nhíp lá hay thanh xoắn. Nhưng ở thời kỳ này ngành công nghệ vật liệu chưa đáp ứng được độ bền cũng như yêu cầu kĩ thuật cho các chi tiết trong hệ thống treo khí nén nên người ta vẫn phải dùng lò xo xoắn, nhíp lá, thanh xoắn làm cơ cấu giảm chấn.

Ngày nay các nhà thiết kế ôtô đã ứng dụng nhiều thành tựu mới của công nghệ vật liệu, kỹ thuật cơ - điện tử để cho ra đời hệ thống treo có tính năng kỹ thuật tiên tiến, đó là hệ thống treo khí nén - điện tử EAS hiện đang dùng cho dòng xe cao cấp như Audi, BMW, Lexus, Mercedes,… Với hệ thống treo này người lái có thể lựa chọn , điều chỉnh độ đàn hồi cho thích hợp với chế độ vận hành của xe trên đường thông qua công tắc điều khiển lựa chọn chế độ Comfort hay Sport. Chế độ "Comfort": tạo sự êm dịu tối đa cho người ngồi trên xe còn chế độ "Sport" tăng độ ổn định và an toàn khi xe chạy ở tốc độ cao.

Nguyên lí hoạt động của hệ thống treo khí nén-điện tử:​

Sơ đồ bố trí của hệ thống:

Các chi tiết trong hệ thống treo: 1: Giảm xóc khí nén tự động điều chỉnh độ giảm chấn; 2: cảm biến gia tốc của xe; 3: ECU (hộp điều khiển điện tử của hệ thống treo); 4: Cảm biến độ cao của xe; 5: Cụm van phân phối và cảm biến áp suất khí nén; 6: Máy nén khí; 7: bình chứa khí nén; 8: dường dẫn khí.

Khi động cơ chưa làm việc, bình chứa khí nén có áp suất thấp cấp khí nén dự trữ đảm bảo chế độ làm việc tối thiểu của hệ thống treo. Khi động cơ làm việc khí nén cung cấp cho khoang khí qua các van điện từ. Trong quá trình chuyển động, khi tải trọng ở các bánh xe thay đổi làm thay đổi chiều cao xe, các van cảm biến phát tín hiệu để ECU điều khiển van điện từ, để tăng hoặc giảm áp suất khoang khí nén, ổn định chiều cao thân xe. Hệ thống tự động điều khiển kiểu ba kênh đảm bảo khả năng quay vòng xe ở tốc độ cao và nâng cao thân xe khi cần thiết.

Hệ thống treo khí nén - điện tử hoạt động dựa trên nguyên lý không khí có tính đàn hồi khi bị nén. Với những ưu điểm và hiệu quả giảm chấn của khí nén, nó có thể hấp thụ những rung động nhỏ do đó tạo tính êm dịu chuyển động tốt hơn so với lò xo kim loại, dễ dàng điều khiển được độ cao sàn xe và độ cứng lò xo giảm chấn.

Khi hoạt động máy nén cung cấp khí tới mỗi xi lanh khí theo các đường dẫn riêng, do đó độ cao của xe sẽ tăng lên tương ứng tại mỗi xi lanh tuỳ theo lượng khí được cấp vào. Ngược lại độ cao của xe giảm xuống khi không khí trong các xi lanh được giải phóng ra ngoài thông qua các van. Ở mỗi xi lanh khí nén có một van điều khiển hoạt động ở theo hai chế độ bật - tắt (on - off) để nạp hoặc xả khí theo lệnh của ECU. Với sự điều khiển của ECU, độ cứng, độ đàn hồi của từng giảm chấn trên các bánh xe tự động thay đổi theo độ nhấp nhô của mặt đường và do đó hoàn toàn có thể khống chế chiều cao ổn định của xe.

Tổ hợp các chế độ của của "giảm chấn, độ cứng lò xo, chiều cao xe" sẽ tạo ra sự êm dịu tối ưu nhất khi xe hoạt động. Ví dụ: Bạn chọn chế độ "Comfort" thì ECU sẽ điều khiển lực giảm chấn là "mềm", độ cứng lò xo là "mềm" và chiều cao xe là "trung bình". Nhưng ở chế độ "Sport" cần cải thiện tính ổn định của xe khi chạy ở vận tốc cao, quay vòng ngoặt… thì lực giảm chấn là "trung bình", độ cứng lò xo "cứng", chiều cao xe "thấp".

Các bộ phận chính của hệ thống treo khí nén-điện tử:​

Giảm xóc khí nén 

Trong mỗi xi lanh, có một giảm chấn có chức năng để thay đổi lực giảm chấn theo 3 chế độ (mềm, trung bình, cứng), có một buồng khí chính và một buồng khí phụ để thay đổi độ cứng lò xo theo 2 chế độ (mềm, cứng). Sở hữu một màng cao su để thay đổi độ cao xe theo 2 chế độ (bình thường, cao) hoặc 3 chế độ (thấp, bình thường, cao). Lượng khí vào buồng chính của 4 xi lanh khí thông qua van điều khiển độ cao. Van này có nhiệm vụ cấp và xả khí nén vào và ra khỏi buồng chính trong 4 xi lanh khí nén (phía trước bên phải và trái, phía sau bên phải và trái). Khí nén trong hệ thống được cung cấp bởi máy nén khí.

Cảm biến độ cao xe 

Với hệ thống cảm biến điều khiển độ cao trước được trang bị vào thân xe, còn phần đầu thanh điều khiển được nối với giá đỡ dưới của giảm chấn. Đối hệ thống treo sau thì các cảm biến lại được gắn vào thân xe còn đầu thanh điều khiển được nối với đòn treo dưới. Liên tục theo dõi khoảng cách giữa các thân xe và đòn treo nên hệ thống sẽ tạo ra tính năng hiệu quả trong việc phát hiện độ cao gầm xe để quyết định sự thay đổi lượng khí trong xi lanh.

Ví dụ: Độ cao bình thường được tự động xác lập khi vận tốc xe đạt 80 km/h. Nếu các cảm biến tốc độ ghi nhận được rằng kim đồng hồ tốc độ đã vượt qua mức 140 km/h thì hệ thống tự động hạ gầm xe xuống 15mm so với tiêu chuẩn.

Cảm biến tốc độ: có chức năng ghi nhận và gửi tín hiệu tốc độ xe đến ECU của hệ thống treo, cảm biến tốc độ mang đến những ưu điểm nổi bật để giúp người điều khiển nắm bắt được tình hình tốc độ khi di chuyển.

ECU của hệ thống treo:

Bộ chấp hành điều khiển hệ thống treo được trang bị ở mỗi đỉnh của mỗi xi lanh khí, có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ tất cả các cảm biến để điều khiển lực của giảm chấn và độ cứng của lò xo, độ cao xe theo điều kiện hoạt động của xe thông qua bộ chấp hành điều khiển hệ thống.

Bên cạnh đó, hệ thống sẽ dẫn động van quay của giảm chấn, van khí của xi lanh khí nén để thay đổi lực giảm chấn và độ cứng của hệ thống treo tạo sự phản ứng chính xác với sự thay đổi liên tục về điều kiện hoạt động của xe

Hoạt động của bộ chấp hành: Bộ chấp hành được dẫn động bằng điện từ để có thể phản ứng chính xác với sự thay đổi liên tục về điều kiện hoạt động của xe. Nam châm điện bao gồm 4 lõi stator để quay nam châm vĩnh cửu nối với cần điều khiển van khí. ECU thay đổi sự phân cực của lõi stator từ cực N thành S hay ngược lại, để lõi ở trạng thái không phân cực. Nam châm vĩnh cửu quay bởi lực hút điện từ do các cuộn stator sinh ra.

Bộ chấp hành được chia làm 2 nhóm: Một nhóm cho phía trước và một nhóm cho phía sau.

Khi cần thay đổi từ vị trí trung bình hay cứng sang mềm, dòng điện từ cực FS- đến cực FS+ của ECU qua bộ chấp hành.

Khi cần thay đổi từ vị trí cứng hay mềm sang trung bình, dòng điện chạy từ cực FCH của ECU đến bộ chấp hành.

Khi cần thay đổi từ vị trí mềm hay trung bình sang cứng, dòng điện từ cực FS+ đến cực FS- của ECU qua bộ chấp hành.

Ưu điểm của hệ thống treo khí nén-điện tử:​

Hệ thống khí nén – điện tử với sự "thông minh" và "linh hoạt" có khả năng điều chỉnh độ cứng của từng xi lanh khí nén, đáp ứng với độ nghiêng khung xe và tốc độ xe khi vào cua, góc cua và góc quay vô lăng của người lái.

Vì vậy, khi xe di chuyển thì độ cứng các ống giảm xóc có thể tự động thay đổi sao cho cơ chế hoạt động của hệ thống treo được thích hợp và hiệu quả nhất đối với từng hành trình.

Tự động thích nghi với tải trọng của xe, tạo sự thay đổi độ cao của gầm xe phù hợp vời điều kiện hành trình. Đặc biệt, hệ thống khí nén – điện tử giảm bớt một phần trọng lượng của xe nhờ các túi khí cao su được thay thế các lò xo xoắn.

Khi khối lượng được giảm bớt đi sẽ tạo khả năng cho lốp xe chịu tải cách tốt nhất, mang đến sự nhẹ nhàng, dễ chịu cho người điều khiển. Khi xe đã được trang bị hệ thống treo khí nén – điện tử thì dù xe có đi ở những địa hình khó khăn, nhấp nhô vẫn không làm hảnh hưởng đến người ngồi trong xe.

Tuy nhiên, đối với bất cứ loại hệ thống treo nào, tác dụng giảm xóc của lốp cũng rất quan trọng. Kiểu dáng lốp và áp xuất lốp luôn có vai trò hỗ trợ tác dụng giảm xóc của bất kỳ loại hệ thống treo độc lập hay phụ thuộc.

https://www.oto-hui.com