Hệ thống truyền lực HTTL của ô tô là hệ thống tổng hợp tất cả các cơ cấu nối từ động cơ tới bánh xe chủ động, bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biến đổi mômen truyền.. HTTL
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA VIOS
Thế hệ đầu ( 2003 - 2007 )
Kiểu thiết kế thân xe: sedan 4 chỗ Động cơ: 1.3 và 1.5 lít
Những chiếc xe đầu tiên của Vios ra đời tại Thái Lan dưới bàn tay của các kỹ sư
Philippines Người dân quốc đảo này ưa chuộng phiên bản sử dụng động cơ nhỏ hơn với dung tích 1,3 lít
Phiên bản đầu tiên của Toyota Vios được phát triển dựa trên mẫu xe Toyota Platz, mang đến sự kết hợp giữa truyền thống và cải tiến hiện đại Đặc biệt, từ năm 2006, Vios có nhiều thay đổi nổi bật về ngoại thất như lưới tản nhiệt, đèn pha, đèn hậu được làm mới, cùng với vành đúc mới và nội thất cải tiến, giúp chiếc xe trở nên khác biệt và thu hút hơn trên thị trường.
Thế hệ thứ 2 ( 2007 - 2013 )
Kiểu thiết kế thân xe: sedan 4 chỗ Động cơ: 1.5 lít
Toyota Vios mới chính là phiên bản hiện đại hóa của mẫu Toyota Belta sedan ra mắt từ tháng 11/2005, mang đến thiết kế và công nghệ tiên tiến hơn Toyota Belta, còn được biết đến với các tên gọi khác như Toyota Yaris (ở Mỹ, Nhật và Australia), Toyota Echo (ở Canada) và Toyota Vitz, đã nổi tiếng với sự linh hoạt và tiết kiệm nhiên liệu Trong khi Vios chỉ có phiên bản sedan, thì Belta còn được bổ sung thêm tùy chọn phiên bản hatchback, đáp ứng đa dạng nhu cầu của khách hàng.
Toyota Vios 2007 vẫn duy trì sử dụng động cơ cũ 1.5L I4 1NZ-FE ra mắt từ năm 2003, tích hợp công nghệ VVT-i giúp tối ưu hóa hiệu suất vận hành Động cơ này đạt công suất cực đại 107 mã lực và mô-men xoắn 144 Nm, mang lại khả năng vận hành ổn định và tiết kiệm nhiên liệu Tuy nhiên, điểm nổi bật của mẫu xe này chính là khung gầm hoàn toàn mới, nâng cao cảm giác lái và độ an toàn cho người dùng.
Phiên bản Vios 1.5E mới với hộp số sàn 5 cấp đã được nâng cấp từ phiên bản Vios 2003 1.5G (số sàn 5 cấp), mang đến trải nghiệm lái nâng cao và phù hợp với nhu cầu của người dùng Đồng thời, lần đầu tiên tại thị trường Việt Nam, Toyota giới thiệu phiên bản Vios 1.5G mới với hệ thống tự động 4 cấp, mở ra lựa chọn đa dạng cho khách hàng yêu thích xe sedan phổ thông.
Xe Vios 2007 có kích thước lớn hơn các đời cũ, mang lại không gian rộng rãi hơn cho hành khách Với nhiều cải tiến về trang thiết bị an toàn và tiện nghi, xe trở nên an toàn và hiện đại hơn Ngoại thất nổi bật với lưới tản nhiệt dạng hình chữ V, cụm đèn hậu nhô ra ngoài tạo điểm nhấn, đèn xi-nhan tích hợp trên gương gập điện giúp tăng tính tiện lợi, cùng với vành hợp kim thiết kế mới nâng cao vẻ ngoài thể thao và sang trọng.
Thế hệ thứ 3 ( 2013 - đến nay )
Thế hệ thứ 3 của Toyota Vios chính thức ra mắt toàn cầu tại Thái Lan vào tháng 3/2013 tại Triển lãm Ôtô Bangkok, trước khi chính thức đến thị trường Việt Nam vào năm 2014 Mẫu xe hạng nhỏ này được Toyota tiếp tục làm mới theo phong cách trẻ trung, sắc nét và tích cực hơn, lấy cảm hứng từ dòng Yaris 2012 Thiết kế của Vios mới chú trọng vào không gian rộng rãi và thoải mái cho người dùng, mặc dù có hốc gió và chiều dài, chiều cao được tối ưu hóa Phiên bản mới tại nước ngoài được nâng cấp đáng kể với hệ thống động cơ 2NR-FE hoàn toàn mới, mang lại hiệu suất tốt hơn và cải thiện trải nghiệm lái xe.
Năm 2014, Toyota chính thức giới thiệu thế hệ thứ 3 của Vios tại Việt Nam với các phiên bản đa dạng như Vios 1.5G số tự động, hai phiên bản số sàn Vios 1.5E và Vios Limo, cùng thêm phiên bản Vios 1.3J số sàn để mở rộng lựa chọn cho khách hàng cá nhân Tuy nhiên, tại thời điểm ra mắt, Vios tại Việt Nam vẫn sử dụng thế hệ động cơ cũ, trong khi các thị trường khác đã nâng cấp động cơ đồng bộ; cụ thể, Vios G và Vios E được trang bị động cơ 1.5L DOHC, còn Vios J dùng động cơ VVT-i 1.3 lít, DOHC.
Hai năm sau, Toyota Vios 2016 chính thức ra mắt với phiên bản facelift nhẹ, tập trung vào nâng cấp động cơ Mặc dù thiết kế ngoại thất vẫn giữ nguyên so với phiên bản trước đó, nhưng sự cải tiến về hệ thống động cơ giúp xe vận hành mạnh mẽ và tiết kiệm nhiên liệu hơn Đây là bước tiến quan trọng của Toyota trong việc nâng cao hiệu suất và độ bền của Vios để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng trong phân khúc sedan hạng B.
2016 sử dụng động cơ 2NR-FE mới, vẫn giữ nguyên dung tích 1.5L đối với các phiên bản
G CVT, E CVT và E MT, 4 xi-lanh thẳng hàng, công suất 107 mã lực tại 6.000 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 140 Nm tại 4.200 vòng/phút.
Hình 2: Thế hệ đột phá của Vios
HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE TOYOTA VIOS
Động cơ
Động cơ Toyota Vios sử dụng là động cơ xăng 4 kỳ, gồm 4 xy lanh đặt thẳng hàng theo thứ tự làm việc 1-3-4-2, mang lại hiệu suất vận hành ổn định và tiết kiệm nhiên liệu Xe trang bị động cơ trục cam kép, được dẫn động bằng đai, giúp tối ưu hóa quá trình hoạt động của động cơ và nâng cao độ bền lâu dài Với công nghệ tiên tiến, động cơ trên Toyota Vios đảm bảo khả năng vận hành mạnh mẽ, mượt mà và phù hợp cho các chuyến đi dài, đồng thời nâng cao trải nghiệm sử dụng và tiết kiệm chi phí bảo trì.
- Mô men xoắn tối đa: 144 Nm / 4200 rpm
- Mức tiêu hao nhiên liệu: 5,5L/100 Km (trong điều kiện thử nghiệm)
Hệ thống cung cấp nhiên liệu của xe Toyota Vios sử dụng công nghệ phun xăng điện tử đa điểm (MPI), giúp tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu Xe phù hợp với các loại xăng có chỉ số octan RON 95, 92, 87 và 83, mang lại sự linh hoạt trong việc lựa chọn nhiên liệu phù hợp Bình xăng có dung tích lớn 42 lít, đảm bảo quãng đường di chuyển dài giữa các lần tiếp nhiên liệu.
- Hệ thống làm mát: hệ thống làm mát bằng nước theo phương pháp tuần hoàn cưỡng bức nhờ bơm nước
Hệ thống bôi trơn hoạt động dựa trên nguyên lý hỗn hợp, kết hợp giữa bôi trơn cưỡng bức và vung té, giúp bảo vệ các bộ phận của xe đảm bảo hoạt động tối ưu Các loại dầu bôi trơn được sử dụng phổ biến gồm SAE 5W30, SAE 10W30, và SAE 15W40, phù hợp với từng điều kiện vận hành và yêu cầu kỹ thuật của xe Việc sử dụng dầu bôi trơn chất lượng cao là yếu tố quan trọng để duy trì hiệu suất hoạt động của hệ thống bôi trơn và kéo dài tuổi thọ của các bộ phận máy móc.
Hình 4: Động cơ Toyota Vios (1NZ-FE)
Cấu tạo chung của động cơ đốt trong bao gồm các cơ cấu và hệ thống chính sau:
Trục khuỷu thanh truyền piston đóng vai trò quan trọng trong hệ thống động cơ, giúp tạo nên buồng đốt và tiếp nhận áp lực khí từ quá trình đốt cháy trong xi lanh Nó chuyển đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu, đồng thời thực hiện các quá trình nạp, nén và xả khí một cách hiệu quả.
Cơ cấu phối khí đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển quá trình trao đổi khí của động cơ, đảm bảo khí nạp hoặc hỗn hợp khí được cấp vào xy lanh chính xác theo chu kỳ làm việc Nó còn giúp đẩy khí thải ra ngoài đúng thời điểm, tối ưu hóa hiệu suất và giảm khí thải cho động cơ.
Hình 5: Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền pittông và phối khí
Hệ thống cung cấp nhiên liệu đảm nhận nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu và không khí cần thiết để động cơ hoạt động hiệu quả Đặc biệt đối với động cơ xăng, hệ thống này còn chịu trách nhiệm hòa trộn nhiên liệu với không khí để tạo thành hỗn hợp cháy phù hợp Việc duy trì sự cân bằng chính xác trong quá trình pha trộn này là yếu tố then chốt giúp động cơ hoạt động mạnh mẽ, tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải ô nhiễm.
Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ tạo tia lửa điện đúng thời điểm trong buồng đốt để đốt cháy hỗn hợp khí, từ đó sinh công hiệu quả cho động cơ Việc phát tia lửa chính xác trong chu trình làm việc giúp cải thiện hiệu suất hoạt động và giảm tiêu thụ nhiên liệu Hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong quá trình hoạt động của động cơ đốt trong, đảm bảo quá trình đốt cháy diễn ra liên tục và ổn định.
Hệ thống bôi trơn đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp dầu bôi trơn đến tất cả các bề mặt làm việc của động cơ, giúp giảm ma sát, hạn chế mài mòn, và thoát nhiệt hiệu quả cho các bộ phận hoạt động Đặc biệt, hệ thống này đảm bảo duy trì hiệu suất tối ưu của động cơ và kéo dài tuổi thọ của các chi tiết cơ khí (Hình 6: Hệ thống bôi trơn)
Hình 7: Hệ thống làm mát
- Hệ thống khởi động dùng để khởi động động cơ
Ngoài các cơ cấu và hệ thống chính, động cơ còn tích hợp nhiều hệ thống phụ quan trọng như hệ thống cấp điện và hệ thống điều khiển điện tử, giúp điều chỉnh các chế độ làm việc của động cơ một cách chính xác và hiệu quả.
2.1.2 Nguyên lý hoạt động Ô tô thường bố trí động cơ 4 kỳ, nhiều xy lanh với chiều quay (nhìn vào đầu động cơ) theo chiều quay của kim đồng hồ Kết cấu cơ bản của các xy lanh và quá trình làm việc đều như nhau, nhưng lệch pha làm việc Góc lệch pha làm việc (góc công tác) của các xy lanh phụ thuộc vào số lượng xy lanh và ố trí thứ tự làm việc (thứ tự nổ) của động cơ Góc công tác được bố trí với các nguyên tắc sau:
Để đảm bảo mômen của động cơ phát ra đều trong mỗi chu trình làm việc, góc công tác giữa hai xy lanh liên tiếp phải bằng nhau Động cơ 1NZ-FE có góc công tác là 180°, có nghĩa là sau mỗi 180° góc quay của trục khuỷu, công suất và mômen sẽ được duy trì ổn định, góp phần nâng cao hiệu suất hoạt động của động cơ.
1 xy lanh thực hiện kỳ nổ
- Tải trọng phân bố đều cho các cổ trục, để trục khuỷu các sức bề đều Động cơ 1NZ-
FE có 4 xy lanh thẳng hàng, thứ tự nổ 1-3-4-2
Trục khuỷu cần đảm bảo cân bằng tối ưu để vận hành hiệu quả của động cơ Động cơ 1NZ-FE là loại động cơ 4 kỳ, gồm 4 xy lanh bố trí theo hàng thẳng, với góc công tác 180 độ Trục khuỷu của động cơ này có dạng đối xứng qua ổ trục chính, giúp giảm rung lắc và tăng độ bền tối đa.
Hình 8: Các kỳ làm việc của động cơ
Hình 9: Góc quay trục khuỷu Hình 10: Thứ tự đánh lửa động cơ 1NZ-FE
STT Tên kết cấu, chi tiết Mã phụ tùng Hình ảnh
2 Vít cấy nắp che mặt máy 9012606012
3 Ốc nắp che mặt máy 9017606045
10 Lọc dầu hệ thống VVT-i 156780C010
11 Ốc lỗ lọc dầu hệ thống
12 Phốt lỗ dầu hệ thống
13 Chốt định vị nắp máy 1112221010
14 Vít dài nắp trục cam 9010906080
15 Vít ngắn nắp trục cam 9011908A29
16 Phốt dầu van điều khiển dầu phối khí VVT-i G191732010
17 Van điều khiển dầu phối khí VVT-i 1533021011
19 Cảm biến vị trí trục cam 9091905024
20 Lông đền nhôm lỗ nhớt 9043020004
22 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 8942233030
23 Chốt định vị nắp quy lát 9025008120
25 Chốt định vị tăng cam 9025010030
26 Dẫn dầu bôi trơn xích cam 1351621010
27 Bu lông bắt nắp trục khuỷu 9091002125
28 Phốt dầu đường dẫn dầu 9672224020
29 Ống dẫn que thăm nhớt 1145221030
32 Vít cấy, vít định vị các te nhớt 9012606015
34 Lông đền nhôm ốc xả nhớt 9043012031
36 Phốt chắn dầu trục khuỷu
37 Tấm che phía sau bánh đà 1136121011
38 Cao su chân máy RH 1230521330
41 Ống hồi về lọc gió 122610M010
48 Then buly phía phụ tải 9025403025
53 Căn dọc trục trục khuỷu 117910M020
56 Bulông giữa bánh răng cam xả 9011910873
58 Bánh răng và cụm van biến thiên VVT-i 1305021041
59 Bulông giữ bánh răng cam nạp 9010510445
61 Ray trượt bộ căng xích 135590M010
66 Nắp chặn lò xo xupáp 1374122021
72 Phốt cốt bơm dầu (phía tải phụ) 9008031088
73 Cảm biến vị trí trục khuỷu 9091905045
77 Đầu chuyển cho bộ lọc dầu tinh 9090404004
83 Cánh quạt tản nhiệt két nước 163610M050
87 Phốt làm kín họng nước vào 163250H020
89 Dây cura dẫn động phụ tải 90916T2025
90 Tấm chắn, cách nhiệt cổ xả 1716721110
95 Cảm biến đo lưu lượng khí nạp 222040C020
97 Bộ lọc không khí nạp 177000M030
98 Van kiểm soát hơi xăng 2586021070
106 Ống phân phối nhiên liệu 2380721090
107 Van điều khiển áp suất dầu động cơ 8353028020
Ly hợp
Hệ thống ly hợp của xe Toyota Vios được thiết kế để dễ dàng mở và đóng mà không cần dùng đòn mở riêng, nhờ vào cấu tạo của lò xo trực tiếp tác dụng vào đĩa ép và vỏ xe Mặt đáy của lò xo tỳ trực tiếp vào đĩa ép, trong khi phần giữa liên kết với vỏ, còn mặt đỉnh của lò xo dùng để mở ly hợp khi bạc mở ép lên Để giảm thiểu lực tác động, Toyota Vios trang bị bàn đạp côn có trợ lực dầu thủy lực, giúp người lái thao tác nhẹ nhàng, chính xác và đảm bảo ly hợp được ngắt hết hành trình Hệ thống trợ lực này góp phần nâng cao trải nghiệm vận hành, tăng tính tiện dụng và độ chính xác khi thao tác côn.
Hình 11: Bộ li hợp ma sát khô một đĩa có lò xo ép dạng đĩa
2.Vỏ li hơp 3.Đĩa ép 4.Đĩa bị động 6 Trục li hợp 7.Bánh đà 9.Ổ bi tì
11 Lò xo ép và đòn mở 12.Càng gạt 13 Trục khuỷu 14 Bàn đạp 15.Đòn kéo
Trạng thái li hợp đóng li hợp xảy ra khi bàn đạp li hợp ở vị trí ban đầu, đĩa bị động 4 bị ép giữa bánh đà 7 và đĩa ép 3 nhờ lực của lò xo đĩa 11 Lực này tạo ra mô men ma sát giữa các bộ phận, giúp truyền mô men từ đĩa ép 3 và trục bị động 6 của li hợp sang hộp số.
Trạng thái mở li hợp xảy ra khi tác dụng lực điều khiển lên bàn đạp, khiến bàn đạp dịch chuyển, đầu trong bàn gạt và ổ bi tỳ dịch chuyển sang trái, ép lò xo và kéo đĩa ép dịch chuyển sang phải Quá trình này tách các bề mặt ma sát của đĩa bị động khỏi bánh đà và đĩa ép, làm giảm và triệt tiêu mô men ma sát, mở li hợp và ngắt momen từ trục khuỷu đến hộp số Trong trạng thái này, lực điều khiển cần thắng lực ép của lò xo để dịch chuyển đĩa ép sang phải, đảm bảo quá trình ngắt truyền động diễn ra hiệu quả.
STT Tên kết cấu, chi tiết Mã phụ tùng Hình ảnh
3 Bulông bắt vỏ ly hợp 9011908079
4 Ổ bi cắt ly hợp và phe cài 3123012181
5 Kẹp mayơ vòng bi cắt cắt ly hợp 3123212080
6 Nắp chắn bụi càng cắt ly hợp 3112612051
8 Bulông đỡ càng cắt ly hợp 3123612020
9 Giá đỡ bàn đạp ly hợp 5510752120
10 Lò xo hồi bàn đạp ly hợp 9050714047
12 Công tắt bàn đạp ly hợp 8452042010
13 Ống lót bàn đạp ly hợp 9038710004
14 Ống chặn bàn đạp ly hợp 9038613015
15 Vít giữ bàn đạp ly hợp 9010110081
16 Ốc giữ bàn đạp ly hợp 9017910088
17 Tấm cao su đệm chân bàn đạp ly hợp 3132152010
18 Xy lanh cắt ly (phía hộp số) 314200D150
19 Ống dẫn đầu trợ lực 3148152110
20 Xy lanh chính ly hợp
21 Bộ pittông, lò xo, nắp chắn bụi xy lanh trợ lực côn 0431352020
25 Nắp bình dầu trợ lực 4723028240
27 Vòng đệm bàn đạp ly hợp 9054106036
Hộp số
Trên phiên bản Toyota Vios 1.5E mang hộp số thường C50, là hợp số 2 trục 5 cấp số
Hình 12: Sơ đồ hóa hộp số 5 cấp xe Vios
Trong hộp số hai trục năm cấp, trục 1 đóng vai trò là trục sơ cấp và trục 2 là trục thứ cấp Các bánh răng Z1, Z2, Z3’, Z4’, Z5’, ZL đều được cố định vào trục sơ cấp và trục thứ cấp, đảm bảo truyền động chính xác giữa các trục Các bánh răng Z1’, Z2’, Z3, Z4, Z5 quay tự do so với trục, giúp thay đổi số cấp của hộp số Bộ đồng tốc G1, G2, G3 ăn khớp với các trục bằng then hoa và có thể di động dọc trục để thực hiện quá trình chuyển số mượt mà.
- Về nguyên lý hoạt động, momen truyền từ đầu ra của li hợp lên trục sơ cấp hộp số
Khi vận hành số 1, ta gạt bộ đồng tốc G3 sang phải để đồng bộ với bánh răng Z1’ Lúc này, momen được truyền từ trục sơ cấp qua bánh răng Z1 và Z1’ Sau đó, momen truyền qua bộ đồng tốc G3 rồi đến trục thứ cấp, tiếp tục qua cặp bánh răng truyền lực chính C1C2, từ đó momen được chuyển vào bộ vi sai và truyền ra các bánh xe, đảm bảo hoạt động trơn tru của xe.
STT Tên kết cấu, chi tiết Mã phụ tùng Hình ảnh
1 Phớt dầu vỏ hộp số 9031134042
2 Nắp lỗ bánh răng bị động đồng hồ tốc độ 334030D020
3 Chốt định vị vỏ hộp số 9025008054
4 Bulông ghép hộp số và động cơ 90119T0225
6 Lông đền ốc nhớt hộp số 9043018008
7 Ốc xả/đổ nhớt hộp số 9034118033
9 Ổ bi đũa trục sơ cấp 9036525021
11 Ổ bi kim bánh răng số 3 9036431002
13 Vành đồng tốc bánh răng số 3 3336812210
15 Then hãm đồng tốc số 2 3336652030
16 Lò xo then hãm vành đồng tốc số 2 3339152020
18 Vành đồng tốc bánh răng số 4 3336812210
20 Đệm cách vòng bi bánh răng số 4 9056029001
21 Vòng bi kim bánh răng số
25 Bộ hãm vòng bi phía sau 3315152010
26 Đệm cách vồng bi bánh răng số 5 9056025006
27 Vòng bi đũa kim bánh răng số 5 9036424006
29 Vành đồng tốc bánh răng số 5 3336920040
31 Then hãm đồng tốc số 3 3339452020
33 Lò xo hãm vành đồng tốc số 3 3339112030
35 Bánh răng lồng không số lùi 3340212042
36 Vòng chặn bánh răng lồng không số lùi 3346212010
38 Bulông giữ trục số lùi 9010908097
39 Bánh răng dẫn động đồng hồ tốc độ 3348112040
41 Vòng bi đũa đỡ trục thứ cấp (TC) 9036533005
42 Nắp cao su trục thứ cấp
43 Vòng đệm bánh răng số 1 trục thứ cấp (TC) 3334812010
44 Ổ bi đũa kim bánh răng số
46 Vành đồng tốc bánh răng số 1 3303712040
47 Ống trượt và bánh răng số lùi 3333112070
50 Mayơ bộ đồng tốc số 1 3336112080
51 Vành đồng tốc bánh răng số 2 (TC) 3303812020
52 Vòng chặn bánh răng số 2
53 Vòng đệm bánh răng số 2
54 Ổ bi đũa kim bánh răng số
57 Bạc căn bánh răng số 3
59 Ổ bi bánh đỡ trục thứ cấp 9036325061
61 Ốc chặn bánh răng số 5
62 Càng chuyển bánh răng số
64 Đầu chuyển bánh răng số 1 3323220030
70 Cụm giá bắt tay chuyển số 3324016020
73 Cụm điều khiển chuyển số 3350617081
74 Cần chuyển số trên sàn 335300D051
76 Cáp điều khiển chọn số 338200D140
78 Công tắt đèn số lùi 8421052010
Truyền lực chính có chức năng:
Đảm nhận tỷ số truyền lớn giúp tăng mômen xoắn truyền đến bánh xe, từ đó tối ưu hóa số vòng quay của bánh xe phù hợp với tốc độ xe yêu cầu Điều này giúp cải thiện hiệu suất vận hành và tiết kiệm nhiên liệu, đảm bảo xe di chuyển mượt mà và ổn định trong dải tốc độ đa dạng.
Để đảm bảo hiệu quả truyền lực tối ưu, cần tạo ra chiều quay phù hợp giữa bánh xe và hệ thống truyền động Đối với các xe có bố trí động cơ nằm dọc, hệ thống truyền lực chính thường sử dụng các bộ truyền vuông góc để thay đổi chiều quay trục bị động, giúp cân bằng và tối ưu hóa hiệu suất vận hành của xe.
- Vi sai giữa các bánh xe có nhiệm vụ:
Thực hiện sự sai lệch tốc độ quay các trục bánh xe (cơ chế vi sai) khi chuyển động trên đường vòng hoặc đường gồ ghề giúp dễ dàng điều khiển hướng di chuyển Khi hai bánh xe có tốc độ quay khác nhau, hệ thống này đảm bảo xe vận hành ổn định, giảm thiểu mài mòn lốp xe, nâng cao tuổi thọ của các bộ phận phía ngoài Việc áp dụng cơ chế vi sai trong quá trình vận hành mang lại khả năng cân bằng tốt hơn, đặc biệt trên địa hình khó khăn và khi xe cần thực hiện các chuyển động linh hoạt.
Hạn chế trượt quay ở bánh xe giúp duy trì lực bám tốt hơn và nâng cao hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu Để đạt được điều này, hệ thống truyền lực chính và vi sai được thiết kế phù hợp với cấu trúc của xe, như trên xe Toyota Vios, nơi truyền lực chính một cấp qua bánh răng trụ răng nghiêng và bố trí cùng trong cụm hộp số Cầu trước chủ động của xe du lịch giúp tối ưu hóa khả năng truyền lực, đồng thời giảm thiểu tình trạng trượt quay giữa các bánh xe, đảm bảo năng động và tiết kiệm nhiên liệu hiệu quả hơn.
Hình 13: Sơ đồ bố trí cầu chủ động với động cơ nằm ngang trên ô tô con
Khi xe chạy thẳng trên đường bằng phẳng nền cứng, quãng đường lăn của các bánh xe bên trái và bên phải bằng nhau, dẫn đến lực cản tác động lên các bánh xe cũng như phản lực tại các vị trí ăn khớp của bánh răng hành tinh với bánh răng bán trục hai bên đều ngang bằng.
Các bánh răng hành tinh không quay quanh trục của chúng mà đóng vai trò như chốt khóa liên kết hai bánh răng bán trục thành một khối với vỏ hộp vi sai Nhờ đó, toàn bộ hệ thống quay cùng nhau, giúp hai bánh xe chủ động ở hai bên vận hành đồng bộ với tốc độ giống nhau Điều này đảm bảo hiệu quả truyền động và ổn định cho xe, đặc biệt trong các điều kiện vận hành yêu cầu phân phối lực đều.
Khi xe đi trên đường vòng, các bánh xe có quãng đường lăn khác nhau, dẫn đến phản lực tại điểm ăn khớp của các bánh răng hành tinh bị chênh lệch Điều này khiến các bánh răng hành tinh vừa quay quanh vỏ hộp vi sai theo đường tâm của nửa trục, vừa quay quanh trục của chính nó, tạo ra tốc độ quay khác nhau giữa các bánh răng bán trục hai bên Nhờ đó, các bánh xe quay với tốc độ phù hợp theo bán kính quay vòng của xe, đảm bảo không bị trượt trên mặt đường dù xe quay vòng với bán kính lớn hay nhỏ Cụ thể, bánh xe phía xa tâm quay vòng sẽ quay nhanh hơn, trong khi bánh xe gần tâm quay vòng sẽ quay chậm hơn, giúp xe vận hành mềm mại và ổn định khi vào cua.
2.4.2 Bán trục, cụm bánh xe a) Bán trục
Trục truyền là các đoạn trục liên kết với nhau bằng các khớp các đăng hoặc then hoa trượt, giúp truyền chuyển động giữa các cụm không nằm trong cùng một vỏ Chúng thường chịu góc nghiêng truyền lực lớn và có khả năng dịch chuyển trượt đối với nhau, đảm bảo hoạt động linh hoạt và hiệu quả của hệ thống truyền động.
Trục truyền cần đảm bảo:
- Khả năng quay với tốc độ như nhau giữa phần chủ động và bị động, hạn chế tối đa tải trọng phát sinh trong quá trình truyền lực
- Truyền mômen xoắn với các góc nghiêng truyền lực thường xuyên thay đổi và cho phép thay đổi chiều dài thân trục khi truyền
Khớp các đăng trên xe Toyota Vios là loại khớp Birfield Rzeppa dùng để nối giữa trục truyền và đầu ra hộp số, giúp truyền lực ổn định và linh hoạt khi xe vận hành Bên cạnh đó, còn có khớp các đăng Tripot giữa trục truyền và mayơ bánh xe, có tác dụng giảm thiểu rung lắc và đảm bảo khả năng điều khiển chính xác Việc kiểm tra và bảo trì các khớp các đăng này là yếu tố quan trọng để duy trì hiệu suất vận hành của xe Toyota Vios, đồng thời giúp xe vận hành an toàn trên mọi cung đường.
Hình 15: Khớp các đăng Tripot
Trên các cầu xe, khả năng bố trí các đăng đồng tốc phụ thuộc vào thiết kế chung của toàn bộ hệ thống ô tô Để đảm bảo tuổi thọ của các đăng đồng đều, có thể áp dụng giải pháp bố trí giải tải trọng động, sử dụng các trụ dài tích hợp khớp cao su giúp giảm dao động xoắn, nâng cao hiệu quả và độ bền của các đăng đồng.
Hình 16: Các đăng có bố trí khớp cao su b) Cụm bánh xe
Lốp xe là bộ phận quan trọng thuộc hệ thống chuyển động của ô tô, đóng vai trò là phần cuối cùng của hệ thống truyền lực Bánh xe giúp truyền lực động từ động cơ xuống mặt đường, đảm bảo xe di chuyển mượt mà và ổn định Chức năng của lốp xe bao gồm hỗ trợ khả năng bám đường, giảm thiểu rung lắc và duy trì cân bằng khi xe vận hành Việc chọn lựa và bảo trì lốp xe phù hợp không những nâng cao hiệu suất xe mà còn đảm bảo an toàn tối đa cho người lái và hành khách.
- Biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến của ô tô, nhờ chuyển động của nó mà ô tô có thể thực hiện di chuyển trên đường
- Đỡ toàn bộ tải trọng của ô tô
- Kết hợp với hệ thống treo thực hiện giảm tải trọng va đập lên xe và giúp cho ô tô lăn êm trên nền đường
- Cùng với hệ thống lái đảm nhận khả năng chuyển hướng chuyển động mayơ đầu trục
Các thành phần của vành bánh xe gồm:
- Lòng vành có tác dụng giữ chặt lốp xe trên vành
Mâm vành là bộ phận chịu tải chính của bánh xe, đóng vai trò quan trọng trong việc giữ trọng lượng và độ bền của xe Nó có các bề mặt định vị đồng tâm với trục và mayơ, đảm bảo bánh xe quay phẳng, đồng tâm chính xác Nhờ đó, mâm vành giúp duy trì sự ổn định, an toàn khi vận hành và giữ cho bánh xe luôn được giữ chặt trên mayơ.
Thông số lốp và vành bánh xe của ToyotaVios:
- Lốp 175/65R14 82H dùng với vành 14x5.5JJ hoặc vành 14x5.5J chế tạo bằng thép hoặc hợp kim nhôm
- Lốp 185/60R15 84H dùng với vành 15x5.5J hoặc vành 15x4T chế tạo bằng thép hoặc hợp kim nhôm
STT Tên kết cấu, chi tiết Mã phụ tùng Hình ảnh
4 Đệm chặn bánh răng bán trục 4136122020
Hình 17: Mặt cắt vành bánh xe
6 Đệm chặn bánh răng hành tinh 4135112020
8 Trục bánh răng hành tinh 4134212140
9 Chốt trục bánh răng hành tinh 9025006058
15 Vòng giữ cao su che bụi 9094901146
16 Khớp các đăng kiểu Tripot 4346009R40
19 Vòng chặn đầu bán trục 9052180003
20 Vòng bi mayơ cầu trước 90363T0023
HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS
Hệ thống phanh trên xe Toyota Vios
Hệ thống phanh của xe Toyota Vios được trang bị gồm phanh đĩa thông gió cho bánh trước và phanh đĩa đặc (phiên bản 1.5L) hoặc phanh tang trống (phiên bản 1.3L) cho bánh sau, đảm bảo lực phanh ổn định và chính xác Thiết kế khoa học của hệ thống phanh này mang lại cảm giác yên tâm và tự tin cho người lái ngay cả khi vận hành trên địa hình trơn trượt Đặc biệt, phanh đĩa thông gió giúp giảm nhiệt độ trên bề mặt đĩa phanh, tăng hiệu quả phanh tối ưu, nâng cao an toàn khi lái xe.
3.1.1 Chức năng của hệ thống phanh
Hệ thống phanh giữ vai trò quan trọng trong việc giảm tốc độ của ôtô đến mức an toàn hoặc dừng xe hoàn toàn Nó giúp ôtô duy trì vị trí trên các địa hình dốc dài hoặc giữ xe cố định trong thời gian dừng Với khả năng kiểm soát tốt tốc độ và giữ xe ổn định, hệ thống phanh đảm bảo an toàn khi lái xe ở tốc độ cao hoặc trong các tình huống nguy hiểm Nhờ đó, hệ thống phanh nâng cao năng suất vận chuyển và tăng tính năng động của xe, góp phần vào an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành.
3.1.2 Yêu cầu của hệ thống phanh
Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của ô tô đảm nhận chức năng an toàn chủ động nên nó phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Có hiệu quả phanh cao nhất trong mọi trường hợp mà bánh xe không bị trượt
- Hoạt động êm dịu, không giật để đảm bảo êm dịu khi phanh
Điều khiển nhẹ nhàng giúp giảm nhẹ cường độ lao động của người lái, nhờ vào hệ thống phanh đĩa ở cả bánh trước và bánh sau Bộ trợ lực phanh và xi lanh chính được ghép thành một khối liền mạch, đảm bảo khả năng phanh hiệu quả và dễ vận hành Ty đẩy của bàn đạp phanh trước tác động vào pittông trong xi lanh chính thông qua van phân phối của bộ cường hoá, giúp kết hợp lực của người lái và lực của bộ trợ lực phanh để tạo ra lực phanh tối ưu, giảm thiểu sức mạnh cần thiết từ người lái.
Xe Toyota Vios được trang bị hệ thống chống bó cứng phanh ABS cùng với cơ chế phân bố lực phanh điện tử EBD, giúp giữ cho bánh xe không bị bó cứng và duy trì sự ổn định khi phanh gấp trên đường trơn trượt, nâng cao an toàn cho người lái và hành khách.
Phân tích kết cấu hệ thống phanh trên xe Toyota Vios
3.2.1 Hệ thống phanh chính a) Bàn đạp phanh: Có nhiệm vụ tiếp nhận lực đạp phanh từ người lái thông qua dẫn động phanh truyền đến cơ cấu phanh để thực hiện quá trình phanh b) Bộ trợ lực phanh: Trợ lực phanh sử dụng trên xe Toyota Vios là bầu trợ lực chân không
Có nhiệm vụ giảm nhẹ cường độ lao động của người lái, tăng tính an toàn
Hình 19: Trợ lực phanh chân không
1: Ống nối với cửa bướm ga 2: Thân trước 3: Màng trợ lực
4: Thân sau 5: Lò xo hồi vị 6: Van chân không
7: Bulong M8 8:Phớt thân van 9: Màng chắn bụi
10;13: Lò xo hồi vị 11:Lọc khí 12:Cần đẩy
14: Van điều chỉnh 15: Van không khí 16:Chốt chặn van
A:Buồng áp suất không đổi B:Buồng áp suất thay đổi
E: Lỗ thông với không khí bên ngoài K: lỗ thông giữa A và B nhau qua thanh nối Khoang B thông với khí trời, khoang A thông với cổ hút của động cơ Đồng thời các ngăn đó được thông với nhau qua van chân không, việc đóng mở van chân không được tiến hành nhờ thanh đẩy và lò xo van, thanh nối được nối trực tiếp với tổng phanh
Bầu trợ lực chân không gồm hai khoang A và B được phân cách bởi một màng ngăn, đảm bảo hoạt động chính xác của hệ thống trợ lực phanh Van chân không có vai trò quan trọng trong việc kết nối hai khoang A và B khi nhả phanh, giúp duy trì lực trợ lực tối ưu Khi đạp phanh, van chân không cắt đường thông giữa hai khoang này, từ đó đảm bảo hiệu quả phanh an toàn và ổn định cho xe.
Khi không tác động phanh, van không khí (15) được nối với cần điều khiển van và bị lò xo phản hồi kéo về bên phải, trong khi van điều chỉnh (14) bị lò xo đẩy sang trái tiếp xúc với van không khí, gây chặn không khí ngoài qua lưới lọc khỏi vào buồng áp suất biến đổi Trong trường hợp này, van chân không của thân van tách khỏi van điều chỉnh, tạo ra lối thông giữa các buồng A và B, khiến chân không luôn tồn tại trong buồng áp suất không đổi và buồng áp suất biến đổi tại thời điểm này Điều này làm lò xo màng ngăn đẩy piston sang bên phải, duy trì trạng thái làm việc của hệ thống.
Khi đạp phanh, quá trình bắt đầu bằng việc điều khiển van đẩy van không khí sang bên trái, nhờ vào lò xo điều chỉnh giúp van tiếp xúc với van chân không Quá trình này làm kín lối thông giữa buồng A và B, đồng thời mở lối khí bên ngoài qua lỗ E sau bộ lọc không khí, dẫn đến chênh lệch áp suất làm pitông dịch chuyển sang trái Hành động này kéo theo đĩa phản lực đẩy cần đẩy bộ trợ lực về phía trái, tăng lực phanh Hệ thống dẫn động phanh gồm có xi lanh phanh chính, van điều hòa lực phanh và các đường ống dẫn dầu từ xi lanh chính đến các xi lanh phanh bánh xe giúp truyền lực phanh hiệu quả.
Hình 20: Xy lanh phanh chính
Ban đầu, hai pí-tông đều ở vị trí cuối cùng bên phải, với các lỗ bù dầu và nạp dầu của cả hai piston đều thông với khoang trước và khoang sau của mỗi piston, đảm bảo khả năng bôi trơn hiệu quả và hoạt động trơn tru của hệ thống.
Khi đạp phanh, pittong 4 di chuyển sang trái để che lỗ bù dầu 3, tạo điều kiện cho áp suất dầu trong khoang I tăng dần Áp suất dầu tăng lên cùng lực đẩy từ lò xo 8, giúp pittong 11 dịch chuyển chính xác Quá trình này đảm bảo hệ thống phanh hoạt động hiệu quả, cải thiện độ an toàn và độ tin cậy của phương tiện.
Trong khoang II của hệ thống, van bù dầu 11 đóng lại, khiến áp suất trong khoang tăng cao Dầu được dẫn từ hai cửa ra của xilanh chính đến các xilanh bánh xe, làm các pittong của xilanh bánh xe đẩy má phanh áp sát vào đĩa phanh Áp lực dầu trong hệ thống tăng lên, tạo ra lực phanh mạnh mẽ ở pitong phanh, giúp quá trình phanh diễn ra hiệu quả và an toàn.
Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vị trong cơ cấu phanh đẩy bàn đạp và các pittong trong xilanh chính trở về vị trí ban đầu, giúp dầu trong xi lanh bánh xe hồi về các khoang xilanh chính và kết thúc quá trình phanh Cơ cấu phanh hoạt động bằng cách tiếp nhận áp lực từ bàn đạp qua hệ thống dẫn động, từ đó thực hiện quá trình phanh hiệu quả.
Hệ thống phanh tay của Toyota Vios sử dụng loại phanh tang trống, được bắt vào moay ơ nhờ các êcu bánh xe, giúp đảm bảo độ bền và hoạt động ổn định Guốc phanh được đặt trên mâm phanh nhờ chốt tựa cùng các lò xo hồi vị, chốt và lò xo chống rung, tạo ra khả năng phanh chính xác và ổn định Phía dưới guốc phanh có phanh tựa có thể điều chỉnh chiều dài để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống, giúp duy trì hiệu quả phanh tốt nhất Cáp điều khiển phanh tay luồn qua mâm phanh và móc vào một đầu cần guốc phanh, đảm bảo dễ dàng thao tác và chính xác khi sử dụng.
Hình 21: Hệ thống chống bó cứng phanh
Hiện tượng bó cứng bánh xe khi phanh gấp thường khiến xe trượt trên mặt đường, đặc biệt trên các địa hình trơn trượt, gây khó khăn trong việc kiểm soát xe để tránh chướng ngại vật Hệ thống chống bó cứng phanh ABS trên xe Vios sử dụng cảm biến đặt tại các bánh xe để kiểm soát tốc độ bánh xe bằng máy tính, giúp điều chỉnh lực phanh phù hợp Khi phát hiện bánh xe bị bó cứng, hệ thống sẽ nhấp nhả phanh liên tục trong vòng một giây, ngăn ngừa bánh xe bị khóa cứng, tăng hiệu quả phanh và giữ cho xe ổn định, tạo điều kiện cho người lái dễ dàng đánh lái tránh chướng ngại vật.
3.2.4 Hệ thống phân phối lực phanh điện tử
Hình 22: Phân phối lực phanh điện tử
Trong quá trình vận hành, các điều kiện phanh khác nhau phụ thuộc vào sự phân bổ tải trọng khi chở hàng hóa hoặc khi quay vòng, đòi hỏi hệ thống phanh phải phân phối lực phù hợp để đảm bảo an toàn và hiệu quả Việc điều chỉnh lực phanh chính xác tại các bánh xe giúp tối ưu hóa khả năng kiểm soát và giảm thiểu nguy cơ mất lái hoặc mất phanh trong quá trình sử dụng Do đó, phân phối lực phanh phù hợp theo từng tình huống là yếu tố then chốt để nâng cao hiệu suất phanh và đảm bảo an toàn cho phương tiện.
Nghiên cứu của các nhà sản xuất ô tô cho thấy, khi người lái đạp phanh trong các tình huống khẩn cấp nhưng không đủ lực, hệ thống phanh không hoạt động hiệu quả tối đa Bộ cảm biến áp suất dầu phanh của xe giúp hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA của ô tô VIOS 2014 phân tích tình huống và xác định khi người lái cần dừng xe gấp Hệ thống này tự động gia tăng lực phanh, rút ngắn quãng đường phanh, đảm bảo an toàn tối đa trong các tình huống khẩn cấp.
Nguyên lí làm việc
Hình 24: Sơ đồ hệ thống phanh trên xe Toyota Vios
Hệ thống phanh hoạt động khi người lái xe đạp kéo cảmbàn đạp phanh, truyền lực qua bầu trợ lực đến các piston trong xi lanh chính Quá trình này làm piston chuyển động nén lò xo và dầu trong xi lanh, tạo ra áp suất tăng lên Áp suất đẩy dầu qua các ống dẫn đến các xi lanh bánh xe, gây lực tác động và làm giảm tốc độ quay hoặc dừng hẳn bánh xe theo yêu cầu của người lái.
Khi người lái xe thả chân khỏi bàn đạp phanh, xi lanh phanh sẽ ép các piston đẩy dầu ngược trở lại xi lanh chính, giúp hệ thống phanh nhả ra Quá trình này cho phép xe trở lại vận tốc mong muốn, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong lái xe Hệ thống phanh hoạt động theo cơ chế tự động khi người lái dừng tác động lực vào bàn đạp phanh, nhấn mạnh vai trò của xi lanh phanh trong quá trình kiểm soát tốc độ xe.
Kết cấu chi tiết
STT Tên kết cấu, chi tiết Mã phụ tùng Hình ảnh
3 Cùm kẹp cáp phanh tay 4640252030
5 Đệm lót bàn đạp phanh 3132152010
6 Kẹp chặn chốt cần đẩy 9046816142
8 Lò xo hồi bàn đạp phanh 9050614077
9 Bạc lót bàn đạp phanh 9038613015
10 Giá đỡ bàn đạp phanh 551060D120
11 Xy lanh phanh chính và bình dầu phanh 4720152340
12 Đệm bình chứa xy lanh phanh chính 3141735010
13 Gioăng xylanh phanh chính và trợ lực phanh 9002920059
14 Bầu trợ lực phanh chân không 4461052650
17 Tấm che bụi phanh trước 477810D070
20 Bộ cao su che bụi kẹp phanh 044780D140
22 Tấm che bụi phanh sau 4780352010
25 Giá đỡ má phanh sau 0494852040
26 Bộ cao su che bụi phanh sau 0447952250
29 Bộ chấp hành phanh ABS 4405052441
HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TOYOTA VIOS
Hệ thống treo trên Toyota Vios
Hệ thống treo là thành phần quan trọng giúp xe ô tô duy trì sự ổn định khi di chuyển, đảm bảo an toàn và thoải mái cho người lái và hành khách Nó là hệ thống trung gian linh hoạt, kết nối các cầu xe với thân xe, gồm các chi tiết như khâu khớp, cột trụ (đối với các góc đặt bánh xe như king-pin, caster, camber), đòn ngang, thanh cân bằng và bộ phận hấp thụ rung động Các bộ phận này hoạt động phối hợp để cho phép các chuyển động tương đối giữa bánh xe và thân xe, giúp giảm thiểu rung lắc và duy trì sự cân bằng khi xe vận hành Hệ thống treo thực hiện vai trò quan trọng trong việc duy trì độ bền, điều chỉnh góc đặt bánh xe, giảm thiểu tác động từ mặt đường và nâng cao trải nghiệm lái xe an toàn, thoải mái.
- Hệ thống treo cung cấp sự ổn định cho chiếc xe khi di chuyển với vận tốc cao, quay vòng hay phanh đột ngột.
Cơ cấu giảm chấn đóng vai trò quan trọng trong việc giảm rung động của thân xe do điều kiện mặt đường gây ra Hệ thống này hoạt động bằng cách hấp thụ các rung động từ mặt đường và chuyển đổi chúng thành dạng năng lượng khác, từ đó giảm thiểu cảm giác rung lắc cho người ngồi trên xe Nhờ đó, hành khách được hưởng trải nghiệm lái xe êm ái, thoải mái hơn trong mọi hành trình.
Liên kết mềm nằm giữa bánh xe và thân xe giúp giảm tải trọng thẳng đứng tác dụng lên khung xe, từ đó nâng cao sự ổn định và thoải mái khi vận hành Nhờ tính năng này, bánh xe lăn êm trên đường, giảm thiểu rung lắc và giữ cho xe hoạt động trơn tru hơn Liên kết mềm đóng vai trò quan trọng trong hệ thống treo, tối ưu hóa khả năng hấp thụ xung động, cải thiện hiệu suất an toàn và mang lại trải nghiệm lái mượt mà hơn cho người sử dụng.
Hệ thống truyền lực chuyển đổi năng lượng từ bánh xe lên thân xe và ngược lại, giúp xe di chuyển hiệu quả Đồng thời, đảm bảo sự chuyển dịch chính xác của vị trí bánh xe so với thùng xe, tăng tính ổn định và thuận tiện trong quá trình vận hành.
Hệ thống treo của xe Vios được thiết kế để nhanh chóng dập tắt các dao động của mặt đường tác động lên thân xe, đảm bảo hành trình vận hành mượt mà và ổn định Các bộ phận chính của hệ thống bao gồm bộ phận đàn hồi giúp hấp thụ va đập, bộ phận giảm chấn giảm thiểu rung lắc và bộ phận dẫn hướng giữ cho hệ thống hoạt động chính xác, góp phần nâng cao trải nghiệm người lái và an toàn khi vận hành.
Hình 26: Các bộ phận của hệ thống treo
Bộ phận đàn hồi đóng vai trò quan trọng trong hệ thống treo, giúp giảm tải tác động lên khung xe và mang lại sự mượt mà cho bánh xe khi di chuyển Thiết kế với lò xo là kiểu đàn hồi phổ biến, thường được sử dụng trên xe con nhờ vào ưu điểm đơn giản, đảm bảo khả năng giảm chấn êm ái Tuy nhiên, kiểu lò xo này có nhược điểm là khó bố trí điểm đặt phù hợp trên xe do cấu trúc không quá phức tạp.
Bộ phận giảm chấn có vai trò chính trong việc giảm thiểu dao động của bánh xe và thân xe, giúp xe duy trì sự ổn định và vận hành mượt mà trên mọi cung đường Trên Toyota Vios, hệ thống giảm chấn thủy lực được sử dụng để hấp thụ và kiểm soát các rung động, tận dụng lực ma sát của các lớp dầu trong giảm chấn để giảm chấn hiệu quả Có hai loại giảm chấn thủy lực phổ biến là giảm chấn dạng ống và giảm chấn dạng đòn, đều nhằm nâng cao khả năng kiểm soát và ổn định của xe khi di chuyển.
Bộ phận dẫn hướng có vai trò quan trọng trong việc tiếp nhận và truyền lực cũng như mô-men giữa bánh xe và khung xe, giúp xe di chuyển ổn định, đầm chắc và êm mượt Xe Vios sử dụng cơ cấu tay đòn làm bộ phận dẫn hướng để tăng khả năng kiểm soát và độ bám đường Hệ thống treo của xe gồm có treo trước và treo sau, đảm bảo khả năng vận hành linh hoạt và thoải mái cho người lái và hành khách.
Hệ thống treo trước của xe Toyota Vios sử dụng hệ thống treo độc lập kiểu nến (McPherson) với đòn treo trên có kích thước giảm về bằng 0 Đầu trong của đòn treo dưới được liên kết bằng bản lề với dầm ôtô, trong khi đầu ngoài kết nối với trục khớp nối dẫn hướng qua chặn trên vỏ giảm chấn, và còn một đầu tì vào gối tựa trên vỏ xe Với đặc điểm chỉ gồm một thanh nén, hệ thống treo dưới trên Vios còn được bổ sung thêm một thanh giằng ổn định để tăng cường độ cứng và khả năng chịu lực Ngoài ra, trụ đứng của bánh xe dẫn hướng được thiết kế bằng vỏ giảm chấn có thể quay quanh trục khi xe quay vòng, giúp xe vận hành ổn định trên các cung đường vòng.
Hệ thống treo sau chủ yếu dựa vào các phần tử đàn hồi lò xo trụ, có khả năng chịu lực chủ yếu theo phương thẳng đứng Để đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống treo, ngoài lò xo trụ, cần phải bố trí các phần tử hướng phù hợp nhằm cân bằng lực và nâng cao độ ổn định của xe Sử dụng lò xo trụ trong hệ thống treo sau giúp truyền lực đều, giảm thiểu rung lắc và mang lại trải nghiệm lái êm ái.
Hình 27: Minh họa treo trước và treo sau
4.1.3 Sơ đồ hệ thống treo
Hình 28: Sơ đồ hệ thống treo trước
Hình 29: Sơ đồ hệ thống treo sau
Nguyên lí làm việc
Xe ô tô phải chịu tác động của các lực tác dụng khi vận hành trên đường, gây ra dao động của thân xe theo các hướng khác nhau Những dao động này ảnh hưởng trực tiếp đến người ngồi trên xe, có thể gây ra cảm giác không thoải mái hoặc gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người pasajeros Hiểu rõ về các lực tác động giúp nâng cao chất lượng chuyến đi và thiết kế hệ thống giảm xóc hiệu quả hơn.
Khi xe đi qua các địa hình xấu và ghồ ghề, hệ thống treo phát huy vai trò quan trọng trong việc giảm xóc và cân bằng xe Lò xo giúp làm êm dịu chuyển động của thân xe bằng cách điều chỉnh tần số dao động phù hợp với trạng thái sinh lý của con người, tránh gây buồn nôn cho người lái và hành khách Giảm chấn có tác dụng dập tắt các dao động của thân xe và bánh xe, biến năng lượng dao động thành nhiệt năng qua ma sát trong dầu giảm chấn, giúp giảm thiểu rung lắc Bộ phận dẫn hướng xác định sự dịch chuyển của bánh xe so với khung xe, cho phép bánh xe di chuyển theo phương thẳng đứng và duy trì ổn định, từ đó mang lại cảm giác lái êm ái và ổn định trên mọi địa hình.
Liên kết linh động giữa thân xe và bánh xe là yếu tố then chốt để đảm bảo xe vận hành hiệu quả trên mọi điều kiện đường đi Hệ thống này cho phép các chuyển động tương đối giữa thân xe và bánh xe mà không gây biến dạng cho kết cấu hoặc các chi tiết liên quan Đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về động lực học, liên kết linh hoạt giúp xe duy trì ổn định và an toàn khi di chuyển, đồng thời tối ưu hóa khả năng kiểm soát và hiệu suất vận hành trên đường.
Hệ thống treo trên xe là bộ phận thiết yếu giúp nâng đỡ toàn bộ khối lượng của xe, bao gồm tự trọng và trọng lượng của hành khách Nó giữ cho bánh xe luôn tiếp xúc tốt với mặt đường, giúp xe vận hành an toàn và ổn định Khi xe quay vòng, thân xe có xu hướng xoay quanh trục song song với chiều dài của xe, điều này có thể gây mất cân bằng và làm xe bị lật ngang, đe dọa an toàn của người lái và hành khách Ngoài ra, hệ thống treo còn đóng vai trò duy trì khả năng bám đường, đặc biệt khi xe tăng tốc hoặc phanh đột ngột, giúp tránh trượt và tăng độ an toàn khi lái xe.
Hệ thống treo có vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định của xe khi di chuyển trên đường, hoạt động cùng hệ thống lái và hệ thống phanh Các phuộc giảm chấn và lò xo giảm xóc tích hợp trong hệ thống giúp hấp thụ rung động do mặt đường gây ra, nhanh chóng dập tắt dao động, mang lại cảm giác lái êm ái và thoải mái cho người ngồi trên xe.
Kết cấu chi tiết
STT Tên kết cấu, chi tiết Mã phụ tùng Hình ảnh
6 Cao su thanh cân bằng 488150D081
8 Lò xo giảm xóc trước 481310D330
9 Nút cản lò xo giảm xóc trước 4833152100
10 Cao su che bụi phuộc trước 481570D060
11 Đế trên lò xo trụ trước 4847152030
13 Đai ốc bắt bộ hấp thụ và đập thân đỡ đến phía trước 9017912145
14 Thanh đỡ hệ thống treo trước 486090D050
15 Giá đỡ hệ thống treo trước 486820D030
16 Nắp che bụi bộ đỡ hệ thống treo trước 4868452020
18 Bạc đỡ dầm cầu sau 487250D070
19 Vòng hãm bộ đệm giảm chấn 9020110320
20 Miếng đỡ hệ thống treo sau 487550D100
21 Đệm chặn hệ treo sau 487520D020
22 Cụm đỡ hệ thống treo sau 487500D060
24 Giảm chấn lò xo trụ trên sau 482570D041
26 Giảm chấn lò xo trụ dưới sau 482580D060
HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA VIOS
Hệ thống lái trên Toyota Vios
Hình 30: Hệ thống lái trên xe Toyota Vios
Hệ thống lái có vai trò quan trọng trong việc điều khiển hướng chuyển động của ô tô, giúp thay đổi hoặc duy trì hướng đi theo tác động của người lái Hệ thống này phối hợp cùng các hệ thống điều khiển khác để kiểm soát xe một cách an toàn và chính xác Đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo an toàn giao thông, hệ thống lái giúp xe vận hành ổn định và kiểm soát tốt trong mọi điều kiện đường xá.
Hệ thống lái trên xe Toyota Vios sử dụng hệ thống lái cơ khí kết hợp với tay lái trợ lực điện, mang lại cảm giác lái nhẹ nhàng hơn khi điều khiển xe ở tốc độ thấp Đồng thời, hệ thống này tự động điều chỉnh để trở về mức độ nặng phù hợp khi xe chạy với tốc độ cao, nâng cao trải nghiệm lái xe an toàn và thoải mái.
Hệ thống lái xe Toyota Vios bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái, và trợ lực lái
- Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng, trong đó thanh răng làm luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái
- Dẫn động lái gồm có: vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động các đăng, thanh lái ngang, cam quay và các khớp nối
Hình 31: Sơ đồ bố trí hệ thống lái trên xe Toyota Vios
Hình 32: Cơ cấu lái răng trụ - thanh răng
Nguyên lí làm việc
Hệ thống lái trợ lực điện (EPS) có cấu trúc bố trí như hình 29, thay thế bơm dầu bằng động cơ điện so với các hệ thống lái ô tô truyền thống Hệ thống giữ nguyên cấu trúc lái bánh răng - thanh truyền phổ biến trên ô tô con, đồng thời tích hợp mô tơ điện DC, hộp số truyền, cảm biến góc quay vô lăng, cảm biến tốc độ và bộ xử lý để tối ưu hóa hoạt động Mô tơ điện sử dụng nguồn điện một chiều, được mắc song giảm tốc nhằm nâng cao hiệu quả làm việc Cảm biến xác định góc quay của vô lăng và cảm biến đo mô-men đánh lái của bánh xe dẫn hướng giúp hệ thống vận hành chính xác và an toàn hơn.
Chương trình điều khiển mô tơ DC bao gồm các yếu tố quan trọng như trạng thái kết cấu xe, đặc tính quay vòng của ô tô, và các đặc tính quay vòng động Hệ thống còn xử lý các trạng thái nguy hiểm, mức độ trợ lực, giảm chấn của hệ thống lái, cùng với các chức năng chuẩn đoán và quản lý thông tin chung của xe Dựa trên các thông tin này, hệ thống EPS sẽ gửi tín hiệu điều khiển đến mô tơ để đảm bảo hoạt động tối ưu và an toàn cho xe.
Hệ thống được thiết kế để xử lý rộng rãi nhiều thông tin liên quan đến khả năng quay vòng của ô tô, giúp hoàn thiện chất lượng điều khiển và tăng tính ổn định khi quay vòng Nhờ đó, xe được vận hành an toàn hơn, đồng thời nâng cao hiệu suất và độ chính xác trong quá trình điều khiển Hệ thống còn tối ưu hóa quá trình xử lý dữ liệu, giúp người lái kiểm soát xe tốt hơn và nâng cao trải nghiệm lái xe an toàn, linh hoạt hơn trên mọi cung đường.
Hình 33: Hệ thống lái trợ lực điện EPS
Hình 34: Hệ thống lái trợ lực điện tử ESP
Hình 35: Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điện
Kết cấu chi tiết
STT Tên kết cấu, chi tiết Mã phụ tùng Hình ảnh
2 Công tắt mặt vô lăng 4510748010
4 Ốp trên dưới vô lăng 452870D050B0
6 Cụm trục lái trung gian 452600D110
12 Cao su che bụi cơ cấu lái 4553509100
15 Cần điều khiển đèn, đèn tín hiệu 841400K041
16 Cần điều khiển gạt mưa 846520K071
20 ECU điều khiển trợ lực lái 8965052220
KHUNG VỎ TRÊN XE TOYOTA VIOS
Khung vỏ trên xe Toyota Vios
Thân vỏ (hay khung vỏ) giữ vai trò là nền tảng vững chắc để lắp đặt, cố định và liên kết các bộ phận trên xe ô tô thành một thể thống nhất Ngoài ra, nó còn định hình cấu trúc bên trong và ngoại thất của xe, góp phần tạo dáng vẻ thẩm mỹ Thân vỏ còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ an toàn cho hành khách trong trường hợp xảy ra va chạm.
Xe Toyota Vios sử dụng cấu trúc thân liền (unibody), kết hợp thân xe và khung gầm thành một khối thống nhất giúp tối ưu trọng lượng, nâng cao hiệu suất vận hành và tiết kiệm nhiên liệu Cấu trúc unibody còn giúp xe có trọng tâm thấp hơn, tăng độ ổn định và độ an toàn khi di chuyển Tuy nhiên, đặc điểm này cũng gây khó khăn trong quá trình sửa chữa và khả năng chịu tải của xe không cao.
Khung xe GOA được nghiên cứu và thử nghiệm kỹ lưỡng nhằm tối ưu hóa khả năng hấp thụ các xung lực, giảm thiểu tác động đến hành khách trên xe cũng như khách bộ hành trong trường hợp xảy ra va chạm.
Khung xe GOA vừa được nâng cấp với 4 điểm cải tiến mới nhằm tăng cường mức độ an toàn cho hành khách trong trường hợp va chạm Các cải tiến này không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại do va chạm mà còn nâng cao độ vững chãi và ổn định của xe khi vận hành Nhờ những cải tiến này, xe GOA đảm bảo mang lại trải nghiệm an toàn và tin cậy hơn cho người sử dụng.
- Khu vực hấp thụ xung lực rộng hơn nhờ tối ưu hình dáng khung xe
- Điểm uốn cong của khung được di chuyển về phía trước để hấp thụ xung lực va chạm phía trước cabin
- Cấu trúc khung giúp phân tán lực va chạm tốt hơn
Các kỹ sư đã chế tạo khung sườn xe với cấu trúc hấp thu xung lực, giúp xe chịu được tác động mạnh một cách tối ưu Sử dụng vật liệu nhẹ nhưng có khả năng hấp thụ xung lực tốt cùng các thanh gia cố bố trí khoa học, toàn bộ cấu trúc thân xe Toyota Vios đảm bảo khả năng chịu lực tốt từ mọi phía — trước, sau và bên hông Điều này giúp tối đa hóa hiệu quả an toàn cho bạn và gia đình khi sử dụng xe Chương trình đánh giá xe mới ASEAN (ASEAN NCAP) đã chấm điểm an toàn của Toyota Vios 2014 với 4/5 sao dành cho người lớn, khẳng định độ an toàn vượt trội của mẫu xe này.
Hình 37 trình bày cấu trúc khung hấp thụ xung lực giúp giảm thiểu tác động khi xảy ra va chạm Theo định luật 1 Newton, vật thể đang chuyển động sẽ tiếp tục duy trì cùng hướng và tốc độ cho đến khi bị tác động bởi lực khác Trong trường hợp xảy ra tai nạn khi xe chạy với vận tốc 100 km/h, xe sẽ nhanh chóng giảm tốc, nhưng cơ thể người lái vẫn tiếp tục di chuyển với vận tốc ban đầu cho đến khi va chạm với vô lăng hoặc táp lô, gây ra chấn thương.
Trong các vụ va chạm, nếu người lái xe chịu toàn bộ lực va đập mà không được hỗ trợ bởi dây an toàn và túi khí, hậu quả có thể là các chấn thương nghiêm trọng Chính vì lý do này, các nhà chế tạo ô tô đã thiết kế các vùng bị biến dạng có khả năng hấp thụ xung lực, giúp giảm thiểu tác động và bảo vệ hành khách trong xe khỏi các chấn thương nghiêm trọng phía trước và phía sau.
Vùng hấp thụ xung lực là một phần quan trọng của cấu trúc khung thép nằm ở đầu và đuôi xe, được thiết kế “mềm” hơn các khu vực khác nhằm mục đích bóp méo, uốn cong, giảm thiểu lực tác động để bảo vệ khoang lái trong các vụ tai nạn Các vật liệu sử dụng trong vùng này thường là thép siêu cứng để chống biến dạng, đảm bảo khả năng chịu lực tối ưu và tăng cường an toàn cho người lái và hành khách.
Nguyên lý hấp thụ xung lực giúp xe giảm tốc một cách chậm rãi để hạn chế chấn thương cho hành khách, bằng cách làm biến dạng và “cuộn” lại vùng hấp thụ xung lực khi xảy ra va chạm Các thử nghiệm cho thấy, tăng thời gian va chạm từ 0,2 đến 0,8 giây có thể giảm 75% tổng lực tác động lên cơ thể Ngoài ra, cấu trúc khung xe cùng các thành phần nhựa như quạt gió, ống cao su và cản nhựa bị vỡ khi va chạm cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tiêu tán lực tác động, nâng cao an toàn cho hành khách.
Cấu trúc hấp thụ xung lực
1 Cấu tạo gầm xe con - Nguyễn Khắc Trai - Nhà xuất bản Giao thông Vận tải, Hà Nội
2 Cấu tạo hệ thống truyền lực ô tô con - Nguyễn Khắc Trai - Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1999
3 Kết cấu ô tô - Nguyễn Khắc Trai - Nhà xuất bản Bách khoa, Hà Nội 2010
4 Web: https://vinfastauto.com/vn_vi/he-thong-lai-o-to-va-nhung-dieu-can-biet
5 Web: https://tailieuoto.vn/do-an-khai-thac-he-thong-lai-tren-toyota-vios-co-ban-ve/
6 Web: http://mienphidown.blogspot.com/2015/06/khai-thac-he-thong-lai-tren-xe- toyota.html
7 Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=wuW74JLlVdQ
8 Web: https://giaxetoyotahcm.com/toyota-vios-2014/tien-nghi-an-toan-xe-toyota-vios-2014-b88.php