nghiên cứu và tìm hiểu hệ thống treo trên ôtô

CÔNG DỤNG: Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi giữa khung hoặc vỏ xe với cầu, các bánh xe của ôtô và thực hiện các chức năng sau: - Khi ôtô chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lạ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ

-

 -LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU VÀ TÌM HIỂU

HỆ THỐNG TREO TRÊN ÔTÔ

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

HUỲNH VIỆT PHƯƠNG LÊ QUANG DUY (MSSV: 1110475) Nghành: Cơ khí giao thông – Khóa 37

Cần Thơ, 5/2015

MỤC LỤC  MỤC LỤC i

DANH MỤC HÌNH iii

LỜI CẢM ƠN vi

LỜI CAM ĐOAN vi

BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC vii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ix

LỜI MỞ ĐẦU x

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 1

I ĐẶT VẤN ĐỀ: 1

II MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU: 2

III Ý NGHĨA ĐỀ TÀI: 2

CHƯƠNG II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

I NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN: 5

II CÔNG DỤNG: 6

III YÊU CẦU KỸ THUẬT: 7

IV CẤU TẠO CHUNG: 8

V PHÂN LOẠI CHUNG: 8

CHƯƠNG III: PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TREO TRÊN ÔTÔ 9

I THEO VẬT LIỆU CHẾ TẠO PHẦN TỬ ĐÀN HỒI: 11

1 Phần tử đàn hồi kim loại: 11

1.1 Nhíp (hay còn gọi là ló xo lá): 11

1.2 Lò xo trụ : 18

1.3 Thanh ổn định: 20

2 Phần tử đàn hồi phi kim loại: 23

2.1 Phần tử đàn hồi loại khí nén: 23

2.2 Phần tử đàn hồi thủy khí: 24

ii

2.3 Bộ phận giảm chấn 26

2.4 Phần tử đàn hồi cao su: 28

II THEO BỘ PHẬN DẪN HƯỚNG: 30

1 Hệ thống treo độc lập: 30

1.1 Tìm hiểu về nguyên lý làm việc: 32

1.2 Ưu điểm của hệ thống treo độc lập: 32

1.3 Bên cạnh những ưu điểm thì có những nhược điểm như sau: 33

1.4 Các yêu cầu và chức năng: 33

1.5 Các loại của hệ thống treo độc lập và cấu tạo của chúng: 34

a) Hệ thống treo xương đòn kép (Double-Wishbone Suspension): 34

b) Hệ thống treo thanh chống MacPherson (MacPherson strut): 38

c) Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo trụ trên đòn dọc: 45

d) Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn chéo: 46

e) Hệ thống treo Đa liên kết: 48

f) Hệ thống treo điều khiển khí nén – điện tử: 56

2 Hệ thống treo phụ thuộc: 64

2.1 Nguyên lý làm việc: 66

2.2 Phân loại và cấu tạo của hệ thống treo phụ thuộc: 67

III DỰA VÀO CÁCH BỐ TRÍ TRÊN KHUNG GẦM: 74

1 Hệ thống treo trước Phụ thuộc – sau Phụ thuộc: 74

2 Hệ thống treo trước Độc lập – sau Phụ thuộc: 75

3 Hệ thống treo trước Độc lập – sau Độc lập: 77

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80

I KẾT LUẬN 80

II KIẾN NGHỊ 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

DANH MỤC HÌNH



Hình 2.1 Hệ 6 bậc tự do chuyển động 3

Hình 2.2 Hệ thống treo xương đòn kép bị hạn chế 5 bậc tự do 4

Hình 2.3 Bố trí hệ thống treo trên ôtô 5

Hình 2.4 Sơ đồ kết cấu cơ bản hệ thống treo trên ôtô 6

Hình 3.1 Các thành phần chính của nhíp lá 11

Hình 3.2 kết cấu nhíp 12

Hình 3.3 Hệ thống treo trước dùng nhíp lá 13

Hình 3.4 Treo sau xe tải dung nhíp phụ 14

Hình 3.5 Hình dạng nhiều lớp của Lò xo lá 15

Hình 3.6 Nhíp đơn 15

Hình 3.7 Nhíp kép 16

Hình 3.8 nhíp chịu tải và không tải 17

Hình 3.9 Khả năng dễ bị rỉ sét 17

Hình 3.10 Các dạng lò xo xoắn ốc thông dụng của lo xo trụ 18

Hình 3.11 Lắp đặt lò xo trên hệ thống treo trước 19

Hình 3.12 Thanh chống lật ngang của Ford Everest 2009 20

Hình 3.13 Bộ phận đàn hồi thanh xoắn 21

Hình 3.14 Các dạng kết cấu của thanh xoắn 22

Hình 3.15 Phần tử đàn hồi khí nén loại bầu 23

Hình 3.16 Phần tử đàn hồi khí nén loại ống 23

Hình 3.17 Phần tử đàn hồi thủy khí loại không có buồng đối áp 25

Hình 3.19 Sơ đồ bố trí giảm chấn ống 26

Hình 3.21 Giảm chấn ống 27

Hình 3.22 Đàn hồi vấu cao su 29

Hình 3.23 Kết cấu cơ bản hệ thống treo độc lập 30

Hình 3.24 Treo độc lập cầu trước xe OPEL KADET C 31

Hình 3.25 Hệ thống treo độc lập hai đòn ngang 32

iv

Hình 3.26 Hệ thống treo độc lập 34

Hình 3.27 Hệ thống treo độc lập xương đòn kép 35

Hình 3.28 Kết cấu hệ thống treo hai đòn ngang 36

Hình 3.29 Hệ thống treo độc lập xương đòn kép (xe BA3 2015 – 2017) 37

Hình 3.30 Kết cấu điển hình của MacPherson strut 38

Hình 2.23 Cách bố trí thanh chống điển hình 39

Hình 3.31 Hệ thống treo trước độc lập MacPherson trên Toyota Vios E 201540 Hình 3.32 Hệ thống treo xương đòn kép và macPherson strut 41

Hình 3.33 Hệ thống treo MacPherson 41

Hình 3.34 Sơ đồ hệ thống treo trước xe 42

Hình 3.35 Hệ treo trước trên Buick LaCrosse CXS 43

Hình 3.36 Hệ thống treo MacPherson strut trước của Honda CR-Z 43

Hình 3.37 Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo trụ trên đòn dọc 45

Hình 3.38 Hệ thống treo độc lập trên đòn chéo 46

Hình 3.39 Hệ thống treo độc lập trên một đòn ngang 47

Hình 3.40 Hệ treo đa liên kết trên phiên bản Mercedes-Benz E-Klasse 2010 48

Hình 3.41 Hệ thống treo đa liên kết trên BMW 1 Series Coupé 49

Hình 3.42 Hệ thống treo Đa liên kết 5-link 50

Hình 3.43 Hệ treo 3, 4 và 5 link 51

Hình 3.44 Hệ treo 5-link đôi cánh tay với cánh tay liên kết nằm ngang 51

Hình 3.45 Tăng không gian Cabin 52

Hình 3.46 Hệ treo đa liên kết được duy trì khi phanh 52

Hình 3.47 5-link cơ chế hệ treo phía bánh sau (nhìn từ trước) 54

Hình 3.48 5-link cơ chế treo phía bánh sau (nhìn từ trên xuống) 54

Hình 3.49 5-link cơ chế hệ thống treo với tay lái giá đỡ và bánh răng cưa 55

Hình 3.50 5-link cơ chế hệ thống treo với tay lái giá đỡ và bánh răng cưa 55

Hình 3.51 Hệ thống treo Tems (Toyota Electronic Modulated Suspension) 56

Hình 3.52 Khả năng thay đổi chế độ của hệ thống treo khí và EMS 58

Hình 3.53 Điều khiển chống “bốc đầu xe” 58

Hình 3.54 Điều khiển chống lắc ngang xe 58

Hình 3.55 Điều khiển chống chúi đầu xe 59

Hình 3.56 Điều khiển khi tôc độ cao 59

Hình 3.57 Điều khiển chống bốc đầu xe 59

Hình 3.58 Sơ đồ bố trí hệ thống treo điều khiển khí nén điện tử 60

Hình 3.59 Các bộ phận chính của ECAS 61

Hình 3.60 Cảm biến điều chỉnh chiều cao 62

Hình 3.61 Bộ điều khiển ECU 63

Hình 3.62 Hệ thống treo phụ thuộc 64

Hình 3.63 Sơ đồ tổng quát hệ thống treo phụ thuộc (a) và độc lập ( b) 65

Hình 3.64 Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp song song có giảm chấn 66

Hình 3.65 Kiểu nhíp song song 68

Hình 3.66 Hệ thống treo sau loại nhíp song song 69

Hình 3.67 Các loại tay nhíp 70

Hình 3.68 Thanh xoắn kết hợp giảm chấn, có thanh ổn định 70

Hình 3.69 hệ thống treo liên kết 4 điểm có thanh giằng 72

Hình 3.70 Hệ thống treo phụ thuộc kiểu đòn kéo có dầm xoắn 73

Hình 3.71 Hệ treo trước và sau của Thaco Frontiner 140 74

Hình 3.72 Hệ treo trước - sau phụ thuộc nhíp lá, giảm chấn thủy lực 2 chiều 75

Hình 3.73 Hệ thống treo trên các Toyota Hilux 76

Hình 3.74 Treo trước đòn kép, lo xo cuộn – treo phụ thuộc liên kết 4 điểm 76

Hình 3.75 Trước MacPherson – sau Thanh xoắn lò xo trụ 77

Hình 3.76 Hệ thống treo đa liên kết trên Ford Focus 78

“Nghiên cứu, tìm hiểu Hệ thống treo trên ôtô”

Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Huỳnh Việt Phương đã hướng dẫn tận

tình, sửa chữa những sai sót, những mặt hạn chế và còn thiếu sót của em trong suốt

thời gian nghiên cứu đề tài tốt nghiệp này

Cảm ơn các bạn đã giúp đỡ và động viên trong quá trình nghiên cứu đề tài

Sau cùng em xin kính chúc quý thầy cô luôn dồi dào sức khỏe và công tác tốt!

Sinh viên thực hiện

Lê Quang Duy

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng đề tài này là do chính tôi thực hiện, các tài liệu, kết quả thu hoạch được đều là trung thực, đề tài không trùng với bất kỳ đề tài nghiên cứu khoa học nào

Cần thơ, Ngày 08 tháng 05 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Lê Quang Duy

Cơ quan công tác: Bộ môn Kỹ thuật Cơ khí, Khoa Công nghệ

Tên sinh viên: LÊ QUANG DUY

Mã số sinh viên: 1110475

Chuyên ngành: Cơ khí giao thông – K37

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, TÌM HIỂU HỆ THỐNG TREO TRÊN ÔTÔ.

NỘI DUNG NHẬN XÉT



1 Tính phù hợp của đề tài với chuyên ngành đào tạo:

2 Về hình thức:

3 Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và tính cấp thiết của đề tài:

4 Độ tin cậy của số liệu và tính hiện đại của luận văn:

5 Nội dung kết quả đạt được:

6 Các nhận xét khác:

7 Kết luận:

Cần thơ, Ngày … tháng … năm 2015 Giáo viên hướng dẫn

ix

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN



Cần thơ, Ngày … Tháng … năm 2015

Giáo viên phản biện

LỜI MỞ ĐẦU

Khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước lên một tầm cao mới, rất nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật, các phát minh sang chế mang đậm chất hiện đại và có tính ứng dụng cao Là một quốc gia có nền kinh tế đang phát triển, nước ta đã và đang có cải cách mới để thúc đẩy kinh tế Việc tiếp nhận, áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến của thế giới được nhà nước quan tâm nhằm cải tạo, đẩy mạnh sự phát triển của các nghành công nghiệp mới, với mục đích đưa nước ta từ một nước công nghiệp kém phát triển thành một nước công nghiệp mới Trong các nghành công nghiệp mới đang được nhà nước chú trọng, đầu tư phát triển thì công nghiệp ôtô là một trong những tiềm năng đang được quan tâm Ngày nay ôtô được sử dụng rộng rãi như một phương tiện đi lại thông dụng cho nên các trang thiết bị, các bộ phận trên ôtô ngày càng hoàn thiện và hiện đại hơn nhằm đảm bảo độ tin cậy, an toàn và tiện dụng cho người sử dụng Hệ thống treo có vai trò rất quan trọng nhằm giảm tải trọng và dao động khi xe lăn bánh, giữ tính êm dịu cho xe Do đó nó là một phần không thể thiếu trong cơ cấu của ôtô Ngày nay, hệ thống treo trên ôtô rất đa dạng

về chủng loại và phong phú về cấu tạo, nó phụ thuộc nhiều vào tiến bộ khoa học kỹ thuật của từng loại ôtô

Với yêu cầu ngày càng cao của công nghệ vận tải về kỹ thuật cũng như về tính thẩm mỹ thì tính tiện nghi của ôtô ngày càng hoàn thiện hơn, đặc biệt là tính êm dịu chuyển động của xe để tạo cho con người cảm giác thoải mái khi ngồi trên xe, các nhà sản xuất hàng đầu thế giới đang đã và đang không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm của mình về kiểu dáng, độ bền và đặc biệt là sự tiện nghi, thân thiện mang lại sự thoải mái, an toàn cho người sử dụng Và một trong những nghiên cứu nhằm đáp ứng những yêu cầu trên đó là nghiên cứu về hệ thống treo

Để hoàn thành được đề tài nghiên cứu và tìm hiểu hệ thống treo trên ôtô, em đã vận dụng một số phương pháp: tổng hợp, phân tích, đánh giá và so sánh Dùng hình ảnh để minh họa các đặc điểm, cũng như tính năng của từng loại hệ thống treo Sử dụng tài liệu từ nhiều nguồn chính thống trong nước và ngoài nước Những kiến thức từ trong ghế nhà trường mang lại cho em khá nhiều thuận lợi trong việc lựa chọn, cũng như sự ủng hộ và tài liệu mà thầy Huỳnh Việt Phương cung cấp, làm nền tảng cho em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp

Luận văn gồm 4 chương:

Chương I: Giới thiệu Chương II: Sơ liệu tài liệu Chương III: Phân loại hệ thống treo trên ôtô Chương IV: Kết luận và kiến nghị

sự thoải mái, an toàn cho người sử dụng Và một trong những nghiên cứu nhằm đáp ứng những yêu cầu trên đó là nghiên cứu về hệ thống treo Với các lý do trên đây

mà em chọn đề tài Nghiên cứu, tìm hiểu về hệ thống treo trên ôtô vì em thấy đề tài

này phù hợp với chuyên nghành em học trong trường, nghành công nghệ ôtô

II MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU:

+ Phân loại, so sánh hệ thống treo

+ Mở rộng khả năng cập nhật và hiểu biết về hệ thông treo cho sinh viên + Làm tài liệu tham khảo cho những sinh viên khóa sau, tạo cái nhìn khái quát về hệ thống treo nhằm giúp cho sinh viên khóa phát triển đề tài sâu hơn

III Ý NGHĨA ĐỀ TÀI:

Đề tài giúp sinh viên năm cuối khi sắp tốt nghiệp có thể củng cố kiến thức, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức ngoài thực tế, xã hội

Đề tài sau khi hoàn thành cũng sẽ là nguồn tư liệu tham khảo cho các bạn học sinh, sinh viên muốn tra cứu tìm hiểu về hệ thống treo

Hoàn thành đề tài đã giúp cho em và các bạn được hiểu sâu hơn về hệ thống treo trên ôtô và những công nghệ mới trên hệ thống treo ngày nay Và hơn thế là giúp cho chúng em làm quen hơn với khả năng nghiên cứu, tổng hợp tài liệu, phân tích, đánh giá và so sánh để có thể phục vụ cho công việc sau này

Đầu tiên chúng ta hãy nhìn vào vấn đề trung tâm, đó là nhìn vào trung tâm bánh

xe Giả sử không có sự hạn chế hoặc kết nối với trung tâm bánh xe, có nghĩa là nó hoàn toàn độc lập với thân xe, thì chuyện gì sẽ xãy ra

Câu trả lời là: các bánh xe trung tâm sẽ có 6 loại chuyển động, chúng ta gọi nó là

6 bậc tự do Xin xem hình 2.1 minh họa bên dưới

Hình 2.1 Hệ 6 bậc tự do chuyển động

Về cơ bản mà nói, chúng ta đang sống trong một không gian 3 chiều, và chúng ta

có thể sử dụng một XYZ phối hợp để xác định bất cứ vị trí gì 6 bậc tự do có thể mô

tả như sau: X – trục hướng; Y – trục hướng; Z – trục hướng; XY – hướng quay; XZ – hướng quay; YZ – hướng quay

Đối với hệ treo của một ôtô – trung tâm bánh xe là được định chính xác; Chúng ta mong muốn nó chỉ có một bậc tự do Tại sao?

Giả sử hệ thống treo có 2 bậc tự do Điều này có nghĩa rằng chiếc xe không thể kiểm soát được vì trung tâm bánh xe sẽ di chuyển theo hai hướng khác nhau Ví dụ, khi bạn đang lái xe qua một ổ gà, chiếc xe không chỉ nẫy lên xuống (đó là chuyện bình thường), nhưng cũng lắc về phía trước và lẫn phía sau

Vì vậy, chúng ta cần kiểm soát mức độ tự do đó Bằng cách nối các thanh “kiểm soát”, không có nghĩa là chúng ta sửa chữa 5 bậc tự do (không cho phép chúng di chuyển) trên tổng số 6 Ở đây, “kiểm soát” có nghĩa là bằng cách sử dụng các thanh, kết nối các trung tâm bánh xe vào khung xe, để làm cho chúng phụ thuộc vào nhau Chúng ta có thể thay đổi, nhưng thay đổi nằm trong một giới hạn cho phép

Nói chung, một cánh tay kiểm soát độc lập có thể hạn chế 1 bậc tự do; do đó, để

có một bậc tự do như mong muốn chúng ta cần tổng cộng 5 cánh tay kiểm soát 5=1) Đây là lý do tại sao hệ thống treo có đặc điểm kỹ thuật một số mẫu xe có dán nhãn là “multi-link” hoặc “5-link” của các nhà sản xuất Lấy hệ thống treo xương đòn kép làm ví dụ, nếu bật 5 cấu trúc đặt các hạn chế và kiểm soát tất cả 5 bậc tự do (bằng cách áp đặt 5 hạn chế khác nhau), kết quả là 1 bậc tự do cho cả hệ thống

(6-Hình 2.2 Hệ thống treo xương đòn kép bị hạn chế 5 bậc tự do

5

I NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN:

- Khả năng cô lập: là khả năng của xe để hấp thụ hoặc cô lập lực xóc lên khoang

hành khách

- Hướng ổn định: là khả năng của các phương tiện để duy trì một hướng ổn định

- Cua: là khả năng chiếc xe có thể đi ổn định trên đoạn đường cong

- Hướng: đường đi của bánh trước và bánh sau

- Khả năng điều hướng: là khả năng ổn định bánh xe về hướng ban đầu

Để xử lý tốt các vấn đề trên cần tối ưu hóa đặc tính động học của hệ thống treo Điều này có nghĩa là khi một chiếc xe chuyển động, tất cả các thành phần trong hoạt động phải làm việc hiệu quả nhất mới có thể vượt qua được các cua, hoặc là dừng lại và khả năng tăng tốc

Các thành phần của hệ thống treo thực hiện 5 chức năng cơ bản:

+ Duy trì xe đúng chiều cao xe

+ Giảm tác dụng của các lực xung kích từ bên ngoài

+ Hỗ trợ trọng lượng xe

+ Giữ cho lốp xe tiếp xúc với mặt đường

+ Điều khiển hướng của xe

Tuy nhiên, để điều này xảy ra, tất cả các thành phần hệ thống treo, cả phía trước

và phía sau phải ở trong tình trạng tốt

Hình 2.3 Bố trí hệ thống treo trên ôtô

II CÔNG DỤNG:

Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi giữa khung hoặc vỏ xe với cầu, các bánh xe

của ôtô và thực hiện các chức năng sau:

- Khi ôtô chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lại các rung động, các dao động và các va đập tác dụng lên xe do mặt đường không bằng phẳng, để bảo vệ hành khách, hành lý và cải thiện tính ổn định

- Xác định động học chuyển động của bánh xe, truyền lực kéo và lực phanh sinh ra do ma sát giữa mặt đường và các bánh xe, lực bên và các moment phản lực tới gầm thân xe

Hình 2.4 Sơ đồ kết cấu cơ bản hệ thống treo trên ôtô

- Hệ thống treo nói chung gồm ba phần chính: Bộ phận đàn hồi, bộ phận hướng, bộ phận giảm chấn Mỗi bộ phận đảm nhiệm và có chức năng riêng biệt

+ Bộ phận đàn hồi: dùng để truyền các lực thẳng đứng và giảm tải trọng khi ôtô chuyển động trên đường bằng phẳng nhằm đảm bảo độ êm dịu cần thiết

+ Bộ phận hướng: dùng để xác định động học và tính chất dịch chuyển tương đối của bánh xe với khung hay vỏ ôtô Bộ phận hướng dùng để truyền các lực dọc, lực ngang cũng như các moment từ bánh xe lên khung hay vỏ ôtô + Bộ phận giảm chấn: cùng với ma sát trong hệ thống treo có nhiệm vụ tạo lực cản, dập tắt các dao động của phần được treo và không được treo, biến

cơ năng thành nhiệt năng tiêu tán ra môi trường xung quanh

7

- Ngoài ba bộ phận chính trên, trong hệ thống treo của các ôtô du lịch còn có thêm bộ phận phụ nữa là bộ phận ổn định ngang Bộ phận này có tác dụng làm giảm độ nghiêng và các dao động góc ngang của thùng xe

- Tính êm dịu của ôtô phụ thuộc kết cấu của xe và trước hết là hệ thống treo, phụ thuộc đặc điểm cường độ kích thích và sau đó là phụ thuộc vào trình độ lái của tài xế Lực kích thích gây dao động có thể do sự không cân bằng của liên hợp máy hoặc do độ nhấp nhô của mặt đường không bằng phẳng Nếu xét trong phạm vi khả năng chế tạo ôtô thì hệ thống treo mang tính chất quyết định đến sự êm dịu chuyển động của ôtô

III YÊU CẦU KỸ THUẬT:

Để hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình thì hệ thống treo trên ôtô phải đảm bảo thỏa mãn một số yêu cầu kỹ thuật cơ bản sau:

Liên kết giữa khung vỏ và bánh xe cần thiết phải là liên kết mềm vì giữa chúng có

sự dịch chuyển tương đối, nhưng mối liên kết đó cũng phải đảm bảo khả năng

truyền lực cho xe Mối quan hệ này thể hiện trong những yêu cầu cụ thể sau:

- Đặc tính đàn hồi của hệ thống treo (đặc trưng bởi độ võng tĩnh ft và độ võng động fđ) phải đảm bảo cho xe có độ êm dịu cần thiết khi chạy trên đường tốt

và không bị va đập liên tục lên các ụ hạn chế khi chạy trên đường xấu không bằng phẳng với tốc độ cho phép, khi xe quay vòng tăng tốc hoặc phanh thì

vỏ xe không bị nghiêng, ngửa hay chúc đầu

- Đặc tính động học quyết định bởi bộ phận dẫn hướng phải đảm bảo cho xe chuyển động ổn định và có tính điều khiển cao, cụ thể là:

+ Đảm bảo cho chiều rộng cơ sở và góc đặt các truc quay đứng của bánh xe dẫn hướng không đổi hoặc thay đổi không đáng kể

+ Không gây ra tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung vỏ xe

+ Đảm bảo sự tương ứng động học của các bánh xe và truyền động lái, để tránh gây ra hiện tượng tự quay vòng hoặc dao động các bánh xe dẫn hướng xung quanh truc tự quay của nó

+ Giảm chấn phải có hệ số dập tắt dao động thích hợp để dập tắt dao động hiệu quả và êm dịu

+ Có khối lượng nhỏ, đặc biệt là phần không được treo, kết cấu đơn giản để

bố trí, làm việc bền vững tin cậy

+ Có khả năng chống rung, chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ xe tốt, nâng cao tiện nghi cho xe

+ Đảm bảo tính điều khiển và tính ổn định chuyển động của xe tốt ngay cả khi ở tốt độ cao

+ Giá thành thấp, độ bền cao

IV CẤU TẠO CHUNG:

Mặc dù có nhiều chi tiết, nhưng cấu tạo chung của hệ thống treo được quy thành hai bộ phận chính sau:

+ Bộ phận hướng: dùng để xác định động học và tính chất dịch chuyển tương đối của bánh xe với khung hay vỏ ôtô Bộ phận hướng dùng để truyền các lực dọc, lực ngang cũng như các moment từ bánh xe lên khung hay vỏ ôtô + Bộ phận đàn hồi: dùng để truyền các lực thẳng đứng và giảm tải trọng động khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng nhằm đảm bảo độ êm dịu cần thiết

V PHÂN LOẠI CHUNG:

Có rất nhiều cách phân loại hệ thống treo trên ôtô Dựa vào những căn cứ khác

nhau có thể phân loại hệ thống treo trên ôtô thành các loại cơ bản sau:

- Phân loại theo vật liệu chế tạo đàn hồi:

+ Phần tử đàn hồi kim loại

+ Phần tử đàn hồi phi kim loại

- Phân loại theo sơ đồ dẫn hướng:

+ Hệ thống treo độc lập

+ Hệ thống treo phụ thuộc

- Cách bố trí trên khung gầm:

+ Trước độc lập – sau phụ thuộc

+ Trước phụ thuộc – sau phụ thuộc

+ Trước độc lập – sau độc lập

- Theo phương pháp dập tắt dao động:

+ Loại giảm chấn thủy lực (loại tác dụng 1 chiều, 2 chiều)

+ Loại ma sát cơ ( ma sát trong bộ phận đàn hồi, trong bộ phận dẫn hướng)

- Theo phương pháp điều khiển:

+ Hệ thống treo bị động (không được điều khiển)

+ Hệ thống treo bị động

9

CHƯƠNG III:

PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TREO TRÊN ÔTÔ

Nhiều người lái xe hiện nay, nhìn vào tổng thể một chiếc xe hầu như không thấy được tầm quan trọng của hệ thống treo để kiểm soát được chiếc ôtô Trong khi đó những người này lại nhìn cụ thể vào động cơ, hệ thống phanh kết hợp với ống xã…

Mà lãng quên đi hệ thống treo

Hệ thống treo là một thành phần quan trọng của các xe hiện đại ngày nay, nó cách

ly rung động, đảm bảo độ tin cậy và an toàn khi vào cua Nó làm điều này bằng cách hấp thụ năng lượng dao động và làm tan nó trong khi xe hoạt động trên mặt đường thô Ngoài ra, hệ thống treo có có thể duy trì được hình dạng bánh xe theo một hướng cố định, đảm bảo khả năng kiểm soát, đồng thời giữ cho lốp xe tiếp xúc với mặt đường một cách tối ưu nhất, phản ứng với trọng lượng của xe khi vào cua

để giảm thiểu khả năng xe bị lật

Có rất nhiều biến thể và các cấu trúc khác nhau của hệ thống treo, trên một chiếc

xe thường có một thiết kế khác nhau ở phần trước và sau Tuy nhiên, bên cạnh hệ thống treo cung cấp những yếu tố đơn giản, thiết kế, chúng cần đảm bảo cân bằng

và ổn định, cũng như độ êm dịu, thoải mái cho hành khách đó là công việc phức tạp

Để khắc phục những hạn chế của hệ thống treo thông thường hiện nay, trong những năm qua, những nghiên cứu và công nghệ mới về hệ thống treo đã và đang

có những bước phát triển đáng kể Ví dụ, thủy tĩnh, thủy khí, thủy khí nén, thủy lực

và tiên tiến hơn là điều khiển bằng điện tử - một sự đổi mới mà trước đó đã được khai thác trên các dòng xe thể thao

Chung quy, hệ thống treo có rất nhiều loại tùy thuộc vào cách bố trí trên xe Một hoặc nhiều cơ cấu treo kết hợp lại với nhau hoặc động độc lập tùy thuộc vào nhà sản xuất và thị hiếu của người sử dụng Một chiếc xe mini, cở nhỏ cho gia đình có hệ thống treo phù hợp với khác Một hạng xe bình dân, có hệ thống treo ổn định hơn,

êm dịu hơn và tốt hơn Một xe hạng sang, hệ thống treo cực kỳ tiên tiến đi kèm theo Từ đó mà giá thành của từng phân khúc nó có sự chênh lệch với nhau nguyên nhân chính cũng là hệ thống treo trên nó

Hiện nay trên thế giới, công nghệ về ôtô đang phát triển rất mạnh, kéo theo sự phát triển của từng hệ thống gắn trên xe và hệ thống treo cũng phát triển theo thời gian Càng ngày hệ thống treo lại phát triển thêm một công nghệ mới, đến hiện nay

ta có thể phân loại hệ thống treo theo các nhóm như sau:

1 Phân loại theo vật liệu chế tạo đàn hồi:

1) Phần tử đàn hồi kim loại

d) Phần tử đàn hồi cao su

2 Phân loại theo sơ đồ dẫn hướng:

1) Hệ thống treo độc lập

- Hệ thống treo hai đòn ngang (sử dụng cho treo trước và sau)

- Hệ thống treo MacPherson (sử dụng cho treo trước và sau)

- Hệ thống treo đòn dọc (chỉ sử dụng cho treo sau)

- Hệ thống treo đòn chéo (chỉ sử dụng cho treo sau)

- Hệ thống treo đa liên kết

- Hệ thống treo khí nén – điện tử

2) Hệ thống treo phụ thuộc

- Kiểu đòn kéo có dầm xoắn

- Kiểu nhíp song song

- Kiểu đòn dẫn – đòn kéo có giằng ngang

- Kiểu bốn thanh liên kết

3 Cách bố trí trên khung gầm:

1) Trước phụ thuộc – sau phụ thuộc

2) Trước độc lập – sau phụ thuộc

3) Trước độc lập – sau độc lập

4 Theo phương pháp dập tắt dao động:

1) Loại giảm chấn thủy lực (loại tác dụng 1 chiều, 2 chiều)

2) Loại ma sát cơ ( ma sát trong bộ phận đàn hồi, trong bộ phận dẫn hướng)

5 Theo phương pháp điều khiển:

1) Hệ thống treo bị động (không được điều khiển)

2) Hệ thống treo bị động

Bắt đầu từ phần I của bài viết này, tôi sẽ bắt đầu cung cấp một số phân tích và hình ảnh minh họa về những loại hệ thống treo trong nghành công nghiệp ôtô hiện nay

11

 Với công dụng để truyền chủ yếu các lực thẳng đứng và để giảm tải trọng động khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng, cũng như để đảm nhiệm bảo độ êm dịu chuyển động cần thiết

 Có nhiệm vụ đưa vùng tần số dao động bất kỳ của nền đường về vùng tần số dao động phù hợp với con người (60 – 85 dao động/phút)

 Tạo ra các đường đặc tính đàn hồi phù hợp với các chế độ hoạt động của xe Phận tử đàn hồi được chia làm hai nhóm chính: kim loại và phi kim loại Mỗi nhóm dựa vào vật liệu chế tạo mà phân loại, đầu tiên ta đi tìm hiểu phần tử đàn hồi

Hình 3.1 Các thành phần chính của nhíp lá

- Các lực tác dụng lên đơn vị diện tích lò xo lá được gọi là lực hay tỷ lệ lò

xo Độ cứng lò xo phụ thuộc vào độ dài lá (lá ngắn hơn, độ cứng cao hơn),

chiều rộng lá ( lá dày hơn, độ cứng cao hơn) Khi liên kết chúng lại với nhau bằng bulông xiết trung tâm hay bó lại bằng quang nhíp một lá, nhíp bị

ép lại còn một số lá khác bị căng ra tạo thành một nhíp có bán kính cong gần đồng nhất Điều này thực chất là đã làm cho các lá nhíp chịu tải ban đầu (được gọi là tạo ra ứng suất dư ban đầu cho các lá nhíp) Nếu số lượng nhíp ít, ta được xe mềm mại hơn, êm dịu hơn nhưng nó lại đi ngược với khả năng chịu tải Đối với nhíp có nhiều lớp, các lớp trượt lên nhau và gây

ra sự ma sát, điểu này có lợi cho hiệu quả giảm xóc, nhưng cũng gây ra tiếng ồn và sự hao mòn, nhưng lại đòi hỏi ma sát này càng nhiều càng tốt

Để đạt được yêu cầu này, các tính năng hiện nay cần có thêm sự kết hợp với lò xo thay vì phun dầu định kỳ vào nhíp Việc này bao gồm những công việc: lắp các nút cao su ở đầu của lá, giảm số lượng lá nhưng phải tăng chiều rộng Ngày nay, nhiều nhà sản xuất lựa chọn nhíp một lá, đây là một lá nhọn, mỏng ở hai đầu và dày ở trung tâm Do đó, tại trung tâm nhíp

sẽ chịu quá ứng suất, điều này nên tránh

- Như (Hình 3.1) chúng ta quan sát, nơi mà chịu tải lớn nhất là ở giữa và hai đầu của nhíp, khi tác dụng tải trọng thẳng đứng lên bộ nhíp cả bộ nhíp sẽ biến dạng Một số các lá nhíp có xu hướng bị căng ra, một số lá nhíp khác

có xu hướng bị ép lại Nhờ sự biến dạng của các nhíp lá cho phép các lá nhíp có thể trượt tương đối với nhau và toàn bộ nhíp biến dạng đàn hồi

Hình 3.2 kết cấu nhíp

1 – Vòng kẹp; 2 – Bulông; 3 – Nhíp lá; 4 – Tai nhíp

- Trên các xe có tải trọng lớn, tác dụng lên cầu thay đổi trong giới hạn lớn và đột ngột, thì để cho xe chạy êm dịu khi không hay non tải và nhíp đủ cứng khi đầy tải, người ta dùng nhíp kép Nhíp kép gồm có: Một nhíp chính và một nhíp phụ Khi xe không và non tải chỉ có một mình nhíp chính làm việc Khi tăng tải đến một giá trị quy định thì nhíp phụ bắt đầu tham gia chịu tải cùng nhíp chính, làm tăng độ cứng của hệ thống treo cho phù hợp với tải (Hình 3.4)

Hình 3.4 Treo sau xe tải dung nhíp phụ

a – Phía trên nhíp chính; b – Phía dưới nhíp chính;

1,12 – Giá treo; 2 – Vòng kẹp; 3,11 – Giá đỡ nhíp phụ; 4 – Quang nhíp; 5,8 – Nhíp chính; 6,9 – Nhíp phụ; 10 – Khung xe; 13 – Tai nhíp

- Nhíp phụ có thể đặc trên hay dưới của nhíp chính, tùy theo vị trí giữa cầu

và khung cũng như kích thước và biến dạng yêu cầu nhíp

Nhíp cũng chia làm nhiều các loại tùy theo cách bố trí trên xe, thông thường nhíp

có hai cách bố trí là nhíp dọc và nhíp ngang trên các phần của một hình elip

- Nhíp dọc: Hoàn toàn elip (Hình 3.5a): cách bố trí này khá là xa xưa, suwr dụng cho các xe ngựa, gắn trên toa xe lửa nhưng bây giờ nó được sử dụng cho các hệ thống treo của xe thương mại taxi Ba phần tư elip (Hình 3.5b): cho ta hệ nhíp nhẹ hơn nhưng độ cứng lớn hơn Cả hai loại trên nó thường được sử dụng trên một số xe cứu hộ, cứu thương do không có sự khác biệt giữa có tải cà không tải Ngày nay công nghệ về ôtô phát triển, những loại nhíp này ít còn thấy xuất hiện Thay thế vào đó là loại nữa bán êlip (Hình 3.5c): là loại thường được sử dụng nhiều nhất hện nay, chủ yếu nó sử dụng cho hệ thống treo phía sau và cho cả hệ thống treo trước đa phần trên xe tải Một loại nhỏ gọn hơn là ¼ elip (Hình 3.5d), chúng ta tìm thấy nó nhiều trên những chiếc xe thể thao nhỏ, nơi mà lò xo ngắn gọn được ưu thích

- Nhíp ngang bán elip (Hình 3.5): ta thường thấy chúng bố trí phía dưới, trên hoặc cả hai Nhíp nằm ngang, song song với chiều trục, hai đầu tựa vào các cánh tay liên kết với khung xe, trung tâm nhíp thường bắt với thùng xe bằng những Bulong U, thiết kế này cho hệ thống treo độc lập phía trước và

15

cả sau Một loại nữa mà chúng ta thường thấy nữa là lò xo lá bán eliop có cần gắn trên (Hình 3.5F) được sử dụng trong một số xe như Jaguar ( một dòng xe nỗi tiếng về thiết kế và sản xuất những kiểu xe sedan và thể thao thanh lịch, kiểu dáng đẹp, chạy nhanh và an toàn nhất trên thế giới có tên gọi khá là thân thuộc Jaguar – Con báo của nước Anh), cho hệ thống treo sau Trục trung tâm của lò xo này nó có thể kéo rất hiệu quả Lò xo nàm song song và gần với khung xe, do đó ta có một hệ thống treo nhỏ gọn và hiệu quả

- Nhíp kép:

Nhíp kép được chế tạo bằng cách ghép hai tấm nhíp có chiều dài khác nhau lại với nhau, trong suốt quá trình hoạt động lò xo nhíp bị nén lại

và hấp thụ dao động của mặt đường, lò xo nhíp có thể bị uốn cong và

bị trượt trong quá trình hoạt động Quan sát Hình 3.7

Hình 3.7 Nhíp kép

1 – Sát xi; 2 – Giá đỡ nhíp bên trái; 3 – Bulong; 4 – Nhíp chính lắp ghép; 5 – Giá đỡ nhíp phụ; 6 – Quang nhíp chính; 7 – lá nhíp chính của nhíp phụ; 8 – Lá nhíp thứ hai của nhíp chính; 9 – Lá nhíp phụ số 5; 10 - Lá nhíp phụ số 6; 11 – Bulong quang nhíp; 12 – Vỏ cầu; 13 – Bán trục; 14 – Đệm vênh; 15 – Tấm đệm nhíp; 16 – Bulong quang nhíp; 17 – Quang nhíp phụ; 18 – Đinh tán; 19 – Giá đỡ nhíp chính bên phải; 20 – Đinh tán; 21 – Tai nhíp; 22 – Bạc chốt nhíp; 23 – Chốt nhíp; 24 – Vú mỡ; 25 – Bulong giữ các nhíp phụ; 26 – Bulong giữ các nhíp chính; 27 – Bạc của bulong quang nhíp; 28 – Vít

Bây giờ, ta xét hai trường hợp của nhíp khi không tải và có tải đối với nhíp bán elip:

Với kiểu (Hình 3.8), phía trước (bên trái) lò xo được gắn trực tiếp vào khung xe nhờ giá đỡ, nhưng phần sau không có mắt cố định vào gì, chỉ dựa vào một khối gối

đỡ cong Khi lò xo lá không tải, các điểm tiếp xúc nằm ở vị trí bên ngoài của gối đỡ, nhưng khi chịu tải rồi, lá nhíp bắt đầu thẳng ra, các tiếp xúc bắt đầu tiến dần về bên trung tâm nhíp, lúc đó lực đàn hồi của nhíp chống lại trọng lượng xe khi tải tăng Nếu muốn tăng khả năng chịu tải cần giảm chiều dài nhíp và tăng độ cứng lò xo

17

Hình 3.8 nhíp chịu tải và không tải

Từ cách nhì tổng thể bên trên ta tìm được những ưu và nhược điểm của nhíp là để thiết kế tối ưu trên từng xe:

Thứ nhất về ưu điểm của nhíp: chịu được tải trọng mà không cần quá lớn hay đắt tiền, điều này rất lý tưởng cho các xe tải và xe lửa.Về k.ết cấu: đơn giản, chắc chắn

và giá thành thấp Do bản thân nhíp đã đủ độ cứng vững để giữ cầu xe ở vị trí chính xác, nên không cần sử dụng các thanh nối Mặt khác, chế tạo và sửa chữa nhíp cũng đơn giản Hiện nay, để tăng tính đàn hồi và độ cứng cho nhíp, người ta có thể cường hóa bề mặt lá nhíp thông qua các biện pháp như là tôi hoặc nhiệt luyện cho bề mặt cứng hơn

Nhưng không may, là chúng có nhược điểm: Trọng lượng lớn, tuổi thọ thấp và có đường đặc tính tuyến tính Ngoài ra, việc bố trí nhíp ở bánh trước khó vì muốn đãm bảo độ võng tĩnh và độ võng động lớn thì phải làm nhíp dài mà càng dài thì càng khó bố trí Do nội ma sát nên nhíp khó hấp thụ những dao động nhỏ từ mặt đường Khả năng sử dụng thời gian dài, các là nhíp dần rỉ sét, lá sẽ không trượt lên nhau một cách dễ dàng Vì vậy, nhíp thường sử dụng cho các xe thương mại lớn, tải nặng

và cần độ bền cao

Hình 3.9 Khả năng dễ bị rỉ sét

Phần tử đàn hồi tiếp theo là Lò xo trụ, nó được làm từ chất liệu gì, sử dụng ở đâu

và hình dạng như thế nào, chúng ta sẽ tìm hiểu trong phần b)

1.2 Lò xo trụ :

Lò xo nó được làm từ các dây thép lò xo đặc biệt, được quấn thành ống như hình 3.10 Khi đặc tải lên lò xo, dây lò xo sẽ bị xoắn và lò xo bị nén Lúc này năng lượng ngoại lực được dự trữ và va đập được giảm bớt Được dùng nhiều ở ôtô du lịch với

cả hệ thống treo độc lập và phụ thuộc

Lò xo trụ được sử dụng rộng rãi trên ôtô con, xe tải hạng nhẹ Đòi hỏi sự êm dịu cao khi chuyển động, so với nhíp, lò xo trụ mang lại cảm giác êm dịu hơn Độ cứng của lò xo trụ được quyết định bởi chất liệu, đường kính và chiều dài của dây kim loại chế tạo là lò xo Đường kính dây thép càng lớn thì độ cứng lò xo càng cao ngược lại chiều dài dây càng lớn thì độ cứng lò xo càng thấp, tính đàn hồi của lò xo càng cao

Lò xo trụ áp dụng đối với hệ thống treo độc lập, đôi khi ta tìm thấy nó đi chung với nhíp, đó có thể là một người kỹ sư nào đó thêm vào Chúng ta ít thấy lò xo trụ đi một mình, nó kết hợp với giảm chấn thủy lực hoăc hệ khác để tạo thành một hệ treo Thực chất, lò xo trụ trong hệ thống treo chỉ làm nhiệm vụ đàn hồi mà không làm nhiệm vụ đẩy hoặc nhiệm vụ hướng bánh xe

Hình 3.10 Các dạng lò xo xoắn ốc thông dụng của lo xo trụ

19

Hình 3.11 Lắp đặt lò xo trên hệ thống treo trước

1 – Êcu bắt đầu giảm chấn; 2 - Ổ bi; 3 – Giá đỡ lò xo trên; 4 - Ụ hạn chế; 5 – Vòng chắn bụi; 6 – Lò xo; 7 – Khóa hãm; 8 – Giá đỡ lò xo dưới; 9 – giảm chấn; 10 – Đũa đẩy; 11 – Vòng đệm lò xo; 12 – Bulông; 13 – Giá đỡ giảm chấn trên; 14 – Khung;

15 – Êcu

So với nhíp lá, phần tử lò xo trụ có những ưu – nhược điểm sau:

- Ưu điểm:

- Kết cấu và chế tạo đơn giản

- Trọng lượng nhỏ hơn nhíp rất nhiều

- Không cần thường xuyên bảo dưỡng như nhíp

- Kích thước gọn, vì thế ít chiếm không gian của buồng xe đây là điều

mà hệ thống treo mong muốn Chính vì điều này, ta có thể bố trí giảm chấn và bộ phận hạn chế hành trình ngay bên trong lò xo

- Nhưng nhược điểm chính của phần tử đàn hồi lò xo trụ là chỉ tiếp nhận được tải trọng thẳng đứng mà không truyền được các lực dọc ngang và dẫn hướng bánh xe nên phải đặt thêm bộ phận hướng riêng, dẫn đến kết cấu phức tạp hơn so với hệ thống treo loại nhíp

Phần tử đàn hồi chủ yếu là loại lò xo trụ làm việc chịu nén với đặc tính tuyến tính

Có thể chế tạo lò xo với bước thay đổi, dạng côn hay parabol để nhận được đặc tính đàn hồi phi tuyến Tuy vậy, do công nghệ chế tạo phức tạp, giá thành cao nên ít được sử dụng Ngày nay, công nghệ đã phát triển lò xo trụ cũng được chế tạo cao cấp hơn, giá thành ngày càng giảm xuống nhờ vào máy móc, lò xo trụ dần trở thành một bộ phận giảm chấn không thể thiếu trong hệ thống treo

Tiếp theo phần c) là một linh kiện trên hệ thống treo, nó chỉ là một thanh kim loại hay còn gọi là thanh ổn định (thanh chống lật ), thế nó cấu tạo như thế nào và hoạt động ra sau:

Hình 3.12 Thanh chống lật ngang của Ford Everest 2009

dụ, khi bạn ôm cua sang trái, thân xe cuộn về bên phải Trong khi cuộn về bên phải,

xe bạn vô tình bị nén về phải và tác dụng của thanh là truyền bớt các lực nén và nhiều hơn về phía bên kia Nếu bạn có chi phí lớn bạn nên đầu tư vào một thanh chống lật có công nghệ cao hơn, nó có bán phổ biến tại các cửa hàng và các thanh này cũng phù hợp với các xe vì hầu như chúng đều gần như nhau về hình dạng, chỉ khác nhau công nghệ sản xuất và giá thành mà thôi

Một dạng phần tử đàn hồi nữa là ở phần d) là thanh xoắn:

1.4 Thanh xoắn (hầu như tìm thấy cho hệ treo trước):

- Thanh xoắn là một thanh bằng thép lò xo, dùng tính đàn hồi xoắn của nó

để cản lại sự xoắn Một đầu thanh xoắn được bắt chặt vào khung hay một dầm nào đó của thân xe, đầu kia được gắn vào một kết cấu chịu tải xoắn như hệ thống treo tay đòn kép (Hình 3.13) Thanh xoắn cũng được dùng làm thanh ổn định

Hình 3.13 Bộ phận đàn hồi thanh xoắn

- Thanh xoắn có thể có tiết diện tròn hay tấm dẹt, lắp đơn hay ghép chùm:

Hình 3.14 Các dạng kết cấu của thanh xoắn

a,b và e – Thanh xoắn tiết diện tròn loại đơn;

d – Thanh xoắn tiết diện tròn ghép chùm;

c – Thanh xoắn dạng tấm dẹt ghép chùm

Hình 3.14 Thanh xoắn tiết diện tròn loại đơn

- Ưu điểm của thanh xoắn: Mức độ hấp thụ năng lượng trên một đơn vị khối lượng lớn hơn so với các phần tử đàn hồi khác, kết cấu đơn giản, khối lượng phần không được treo nhỏ, tải trọng phân bố lên khung tốt hơn

- Nhược điểm: Chế tạo khó khăn, bố trí lên xe nhỏ hơn do thanh xoắn thường có chiều dài lớn hơn Không có khả năng kiểm soát được dao động,

vì vậy phải dùng giảm chấn kèm theo với nó

- Ưu điểm:

+ Có thể tự động điều chỉnh độ cứng của hệ thống treo bằng cách thay đổi áp suất khí

+ Cho phép điều chỉnh vị trí của thùng xe đối với mặt đường

+ Khối lượng nhỏ, làm việc êm dịu

+ Không có ma sát trong phần tử đàn hồi

+ Tuổi thọ cao

- Nhược điểm:

+ Kết cấu phức tạp, đắt tiền

+ Kích thước cồng kềnh

+ Phải dùng bộ phận dẫn hướng và giảm chấn độc lập

- Kết cấu: phần tử đàn hồi có dạng bấu tròn hay dạng ống, vỏ bầu cấu tạo gồm hai lớp sợi cao su, mặt ngoài phủ một lớp cao su bảo vệ, mặt trong lót một lớp cao su làm kín, thành vỏ dày từ 3-5 mm

Áp suất khí nén trong phần tử đàn hồi ứng với tải trọng tĩnh bằng ( 0,5÷0,6 ) MPa

Áp suất này cần thấp hơn áp suất làm việc của hệ thống này cung cấp từ (0,1÷0,2 ) MPa để đảm bảo áp suất dư trong trường hợp ôtô quá tải

Loại ống so với loại bầu tròn có ưu – nhược điểm như sau:

- Ứng với cùng một tải trọng thì loại ống có kích thước và khối lượng nhỏ hơn

- Cho phép nhận được đặc tính đàn hồi yêu cầu bằng cách tạo biên dạng piston thích hợp

- Cho phép độ nghiêng lệch lớn và không yêu cầu lắp đặt chính xác cao, vì

có khả năng tự định tâm theo piston

- Ma sát trong lớn hơn nên độ bền giảm

- Chịu tải lớn và điều kiện làm việc phức tạp hơn

2.2 Phần tử đàn hồi thủy khí:

Khi xe bị xóc do mặt đường gồ ghề, lò xo của hệ thống treo sẽ hấp thụ các chấn động đó Tuy nhiên, lò xo có tác dụng tiếp tục dao động và vì phải sau một thời gian dài thì dao động này mới tắt nên xe chạy không êm Nhiệm vụ của bộ giảm chấn là hấp thụ dao động này Bộ giảm chấn không những cải thiện độ êm của xe mà còn giúp cho lớp xe bám đường tốt hơn và điều khiển xe ổn định hơn Đảm bảo dao động của phần không treo nhỏ nhất, sự tiếp xúc của các bánh xe trên nền đường, nâng cao khả năng bám đường và an toàn trong chuyển động

Được dùng trên các xe có tải trọng lớn hoặc rất lớn

- Ưu điểm: Tương tự phần tử đàn hồi khí nén, ngoài ra còn có ưu điểm như: + Có đặc tính đàn hồi phi tuyến

+ Đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn

+ Yêu cầu độ chính xác chế tạo cao

+ Cần có máy khí nén, bình chứa phụ, hệ thống van tự động điều chỉnh

áp suất, do đó hệ thống treo phức tạp, chế tạo yêu cầu chính xác cao,

dễ bị ảnh hưởng của thời tiết

- Kết cấu: do áp suất làm việc cao nên phần tử đàn hồi thủy khí có kết cấu xilanh kim loại và piston dịch chuyển trong đó Xilanh được nạp đấu vào như thế nào để không khí không trực tiếp xúc với piston Tức là áp suất được truyền giữa piston và khí nén thông qua môi trường trung gian là áp dầu

Hình 3.17 Phần tử đàn hồi thủy khí loại không có buồng đối áp

Khoang chính I với khí trơ có thể bố trí trong xilanh (Hình 3.17a), trong piston (Hình 3.17b) hay trong bầu hình cầu (Hnh 3.17c và Hình 3.17d)

Phần tử đàn hồi thủy khí có buồng đối áp kết cấu như trên Hình 3.18 Buồng đối

áp chứa khí trơ II được bố trí trên cần piston Buồng đối áp cho phép thay đổi đặc tính của phần tử đàn hồi trong giới hạn rộng nhờ đảm bảo một tổ hợp xác định giữa thể tích và áp suất khí trong buồng khí chính và buồng đối áp

Hình 3.18 Phần tử đàn hồi thủy khí có buồng đối áp Các lỗ tiết lưu sử dụng để dập tắt dao động (giảm chấn) có thể bố trí trong piston, trên vách ngăn của khoang chính hay khoang đối áp

Khí nén chỗ tiếp xúc với chất lỏng bị hòa trộn một phần vào nó khi áp suất cao và tách ra khỏi chất lỏng khi áp suất thấp Vì thế, đối với loại hệ thống tro điều chỉnh được, người ta sử dụng phần tử đàn hồi với piston hay ngăn mềm để tránh không cho không khí nén thoát ra cùng với chất lỏng khi điều chỉnh Áp suất ở hai phía vách ngăn xấp xỉ bằng nhau, vì thế tải trọng tác dụng lên nó trong thời gian làm việc không lớn

2.3 Bộ phận giảm chấn

Trên các ôtô hiện nay thường sử dụng giảm chấn ống thủy lực có tác dụng hai chiều (trả và nén) Ở hành trình bánh xe chuyển dịch đến gần khung vỏ (gọi là hành trình nén của giảm chấn), giảm chấn giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung Ở hành trình bánh xe chuyển dịch xa khung vỏ (gọi là hành trình trả của giảm chấn), giảm chấn giảm bớt xung lực va trên nền đường, tạo điều kiện đặt êm bánh xe trên nền đường và giảm bớt pjanr lực truyền ngược từ mạt đường tới thân

xe

Các giản chấn ống hiện đang dùng bao gồm:

- Theo kết cấu có: giảm chấn loại đòn và loại ống

- Theo tỷ số giữa các hệ số cản nén Kn và trả Kt, giảm chấn được chia ra các loại sau: tác dụng một chiều, tác dụng hai chiều đối xứng, tác dụng hai chiều không đối xứng

Hiện nay, phổ biến nhất là loại giảm chấn ống tác dụng hai chiều có đặc tính không đối xứng và có van giảm tải Tỷ số né Kt/Kn = 2÷5 Hệ số cản nén được làm giảm nhỏ hơn với mục đích giảm lực truyền qua giảm chấn lên khung xe khi bánh

xe gặp chướng ngại vật

Hình 3.19 Sơ đồ bố trí giảm chấn ống

1 – Giảm chấn; 2 – Lò xo; 3 – Lốp xe; 4 – Đòn ngang; 5 – Bộ truyền lực Giảm chấn ống được bố trí trên ôtô như Hình 3.19 Do được bố trí như vậy nên lực tác dụng lên piston giảm chấn nhỏ và điều kiện làm mát giảm chấn rất tốt

Giảm chấn ống loại hai ống (Hình 3.20a):

- Trên piston có hai dãy lỗ khoang theo các hình tròn đồng tâm Dãy lỗ ngoài được đậy phía trên bởi đĩa của van thông 1 Dãy lỗ trong được đậy phía dưới bởi van trả 2 Trên piston có lỗ tiết lưu 6 thường xuyên mở

- Trên đái xylanh cũng được làm những dãy lỗ: dãy lỗ ngoài được che phía trên bởi đĩa van nút 3, dãy lỗ trong được che phía dưới bởi van nén 4

- Giữa hai ống của giảm chấn có khe hở tạo nên một buồng chứa phụ, còn gọi là buồng bù, để chứa dầu khi giảm chấn làm việc

Hình 3.21 Giảm chấn ống

a – Giảm chấn ống loại hai ống; b – giảm chấn ống loại một ống

1 – Piston; 2 – Trục; 3 – Đệm kín; 4 – Van; 5 – Khoang dầu xả; 6 – Bulong;

7 – Thân xilanh; 8 – Đệm kín; 9 – Lò xo; 10 – Vỏ; 11 – Khoang dầu; 12 – Đệm kín;

13 – Lò xo; 14 – Đai ốc khóa; 15 – Gioăng làm kín; 16 – Đế lò xo