nghiên cứu hệ thống treo khí nén trên ô tô.

Cùng với sự phát triển của thế giới thị trường ô tô Việt Nam cũng đang phát triển rất mạnh, một yêu cầu đặt ra đó là làm thế nào để khai thác hiệu quả nhất một chiếc ô tô. Trong đó hệ thống treo là một phần rất quan trọng. Một vấn đề đặt ra là làm thế nào chúng ta có thể hiểu rõ bản chất, đặc điểm cấu tạo và sự vận hành của hệ thống treo trên ô tô. Do đó, em tiến hành chọn đề tài về nghiên cứu hệ thống treo khí nén trên ô tô.

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3

1.Tính cấp thiết của đề tài ……….3

2.Tình hình nghiên cứu 4

3.Mục đích nghiên cứu ……… 4

4.Nhiệm vụ nghiên cứu ……….4

5.Phương pháp nghiên cứu ……….5

6.Dự kiến kết quả nghiên cứu ………5

7.Kết cấu của LVTN ……… 5

Chương 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ … … 5

1.Công dụng yêu cầu của hệ thống treo ……….5

2.Phân loại hệ thống treo……… 8

3.Cấu tạo, nguyên lý cơ bản các bộ phận trong hệ thống treo……… 9

3.1Bộ phận đàn hồi……… 9

3.1.1Nhíp lá ……… 9

3.1.2Lò xo trụ ……… 11

3.1.3Thanh xoắn ……… 13

3.1.4Phần tử đàn hồi loại khí nén………14

3.1.5Phần tử đàn hồi thuỷ khí ……….16

3.2Bộ phận dẫn hướng……… 18

3.3Bộ phận giảm chấn ……… 22

3.4Thanh ổn định ngang ……… 26

3.5Các bộ phận khác ……….26

4.Các loại hệ thống treo thông dụng ……… 27

4.1Hệ thống treo độc lập ……… 27

4.2Hệ thống treo phụ thuộc ……….29

5Hệ thống treo khí nén ……… 31

5.1Hệ thống treo khí nén đơn ……… 33

5.2Hệ thống treo khí nén kép ……… 33

5.3Hệ thống treo khí nén 3 trục……… 34

6Hệ thống treo tích cực ……… 35

6.1Hệ thống treo bán tích cực ……… 35

6.2Hệ thống treo tích cực ……….36

Chương 2: HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN TRÊN Ô TÔ FREIGHTLINER ……40

1.Giới thiệu xe đầu kéo FREIGHTLINE ………40

1.1Thông số kỹ thuật xe đầu kéo Freightliner ………40

1.2Hệ thống phanh trên xe đầu kéo Freightliner ……… 44

1.3Hệ thống treo trên xe đầu kéo Freightliner ……… 49

1.3.1Hệ thống treo trước ……… 49

1.3.2Hệ thống treo sau ……… 51

1.4Hệ thống lái trên xe đầu kéo Freightliner ……….52

1.4.1Trợ lực lái ……… 53

1.4.2Dẫn động lái ……… 54

1.4.3Cơ cấu lái trên xe đầu kéo Freightliner ………54

2.Hệ thống treo khí nén trên xe đầu kéo FREIGHTLINER ……… 57

2.1Hệ thống treo trước ……….57

2.2Hệ thống treo sau trên xe đầu kéo Freightliner ……….61

2.2.1Giới thiệu chung về hệ thống treo khí nén trên xe đầu kéo Freightliner ……… 61

2.2.2Cấu tạo và nguyên lý làm việc của từng bộ thận trong hệ thống treo khí nén………65

2.2.3Nguyên lý hoạt động của hệ thống treo khí nén trên xe đầu kéo Freightliner ……….77

Chương 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN ……… 86

1.Phương án thiết kế ……….86

2.Chế tạo các chi tiết trong hệ thống treo khí nén và khung gá hệ thống ……86

2.1Túi khí ……… …86

2.2Giảm chấn ………87

2.3Máy nén khí, bình chứa khí ……… 88

2.4Van điều khiển khí nén, đồng hồ dây dẫn hơi ……… 89

2.5Cụm mâm xe, lốp xe ………90

Các chi tiết tự chế tạo ……….91

2.6Khung chassi ……… 91

2.7Thanh nhíp chính 92

2.8Bát bắt chassy và túi khí ……….93

2.9Bát bắt chassy với thanh nhíp chính 93

2.10Các thanh giằng chassy ……… 94

2.11Bảng lắp van điều khiển, đồng hồ đo áp suất cho toàn bộ hệ thống … 94

2.12Chế tạo khung gá cho cả hệ thống treo ……….95

2.13Chế tạo kết cấu tạo tải trọng tự động cho hệ thống ……… 96

3Lắp ráp thử nghiệm toàn bộ hệ thống ……… 96

KẾT LUẬN……… 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO ……… 98

LỜI NÓI ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cùng với sự phát triển của thế giới thị trường ô tô Việt Nam cũng đang phát triển rất mạnh, một yêu cầu đặt ra đó là làm thế nào để khai thác hiệu quả nhất một chiếc ô

tô Trong đó hệ thống treo là một phần rất quan trọng Một vấn đề đặt ra là làm thế nào

chúng ta có thể hiểu rõ bản chất, đặc điểm cấu tạo và sự vận hành của hệ thống treotrên ô tô Do đó, em tiến hành chọn đề tài về nghiên cứu hệ thống treo khí nén trên ô tô.

Sau quá trình nghiên cứu về lĩnh vực này em sẽ cố gắng đạt được 4 mục đích như sau:

 Hiểu rõ hơn về xe đầu kéo FREIGHTLINER

 Sẽ tự đi sâu tìm tòi, lĩnh hội kiến thức dành cho riêng mình về hệ thống treo khínén trên ô tô và những phần liên quan khác

 Trong bài luận văn của mình em còn xây dựng mô hình thực tế về hệ thống treokhí nén trên ô tô và đây chính là điều kiện giúp các bạn sinh viên khoá sau lấy làm môhình nghiên cứu học tập

 Cuối cùng,việc hoàn thành luận văn tốt nghiệp sẽ giúp cho em có thêm tinh thầntrách nhiệm, lòng say mê học hỏi, tìm tòi, sáng tạo và đặc biệt là tình yêu nghề

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

 Tìm hiểu tổng quan về hệ thống treo thông thường trên ô tô

 Nghiên cứu tổng quan về hệ thống treo khí nén

 Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các bộ phận liên quan trong hệ thốngtreo khí nén

 Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của cả hệ thống

 Bảo dưỡng, sửa chữa đơn giản về những hư hỏng thường gặp trong hệ thống

 Xây dựng được các bản vẽ về các bộ phận có liên quan trong hệ thống

5 Phương pháp nghiên cứu

Em sẽ nghiên cứu trên cơ sở:

 Tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn, cùng các thầy giáo khác trong khoa

 Tìm hiểu tài liệu trên mạng

 Nghiên cứu tài liệu trong các giáo trình kỹ thuật

 Và đặc biệt em sẽ cố gắng tìm xe thực tế (xe đầu kéo FREIGHTLINER) để xem

kĩ và thăm dò ý kiến của kỹ thuật viên trong garage, tài xế, chủ xe

6 Dự kiến kết quả nghiên cứu

 Đạt được mục đích nghiên cứu trong thời gian yêu cầu

 Tạo được tài liệu học tập, mô hình nghiên cứu cho các bạn sinh viên khoá sau

 Bản thuyết minh đề tài

 Bản vẽ (5 bản A0)

7 Kết cấu của LVTN

Luận văn tốt nghiệp bao gồm 3 chương

Chương 1: Khái quát chung về hệ thống treo trên ô tô

Chương 2: Hệ thống treo khí nén trên ô tô đầu kéo FREIGHTLINER

Chương 3: Thiết kế mô hình hệ thống treo khí nén trên ô tô

Chương 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ

1 Công dụng yêu cầu của hệ thống treo

Trên ôtô, hệ thống treo và cụm bánh xe được gọi là phần chuyển động của ôtô.Chức năng cơ bản của phần chuyển động là tạo điều kiện thực hiện “chuyển động bánh

xe” của ôtô đảm bảo các bánh xe lăn và thân xe chuyển động tịnh tiến, thực hiện nhiệm

vụ vận tải của ôtô Chuyển động bánh xe đòi hỏi các tương hổ giữa bánh xe và thân xephải có khả năng truyền lực và mômen theo các quan hệ nhất định Trong chức năngcủa phần chuyển động nếu bị mất một phần hoặc thay đổi khả năng truyền lực vàmômen có thể làm phá hỏng chức năng của phần chuyển động

Sự chuyển động của ôtô trên đường phụ thuộc nhiều vào khả năng lăn êm bánh

xe trên nền và hạn chế tối đa các rung động truyền từ bánh xe lên thân xe Do vậy giữabánh xe và khung vỏ cần thiết có sự liên kết mềm Hệ thống treo là tập hợp tất cảnhững chi tiết tạo nên liên kết đàn hồi giữa bánh xe và thân vỏ hoặc khung xe nhằmthỏa mãn các chức năng chính sau đây:

Đảm bảo yêu cầu về độ êm dịu trong chuyển động, tạo điều kiện nâng cao đượctính an toàn cho hàng hóa trên xe, đó là tập hợp các điều kiện nhằm đảm bảo duy trìsức khoẻ và giảm thiểu những mệt mỏi vật lý và tâm sinh lý của con người Các daođộng cơ học của ôtô trong quá trình chuyển động bao gồm: biên độ, tần số, giatốc, các yếu tố này có thể ảnh hưởng tới sự an toàn của hàng hóa và trạng thái làmviệc của con người trên ôtô

Đảm bảo yêu cầu về khả năng tiếp nhận các thành phần lực và mômen tác dụnggiữa bánh xe và đường nhằm tăng tối đa sự an toàn trong chuyển động, giảm thiểu sựphá hỏng nền đường của ôtô, trong đó một chỉ tiêu quan trọng là độ bám đường củabánh xe

Hệ thống treo nói chung, gồm có ba bộ phận chính là: bộ phận đàn hồi, bộ phậndẫn hướng và bộ phận giảm chấn Mỗi bộ phận đảm nhận một chức năng và nhiệm vụriêng biệt

 Bộ phận đàn hồi: dùng để tiếp nhận và truyền các tải trọng thẳng đứng, làmgiảm va đập, giảm tải trọng động tác dụng lên khung vỏ và hệ thống chuyển động, đảmbảo độ êm dịu cần thiết cho ô tô máy kéo khi chuyển động

 Bộ phận dẫn hướng: dùng để tiếp nhận và truyền lên khung các lực dọc, ngangcũng như các mômen phản lực và mômen phanh tác dụng lên bánh xe Động học của

bộ phận dẫn hướng xác định đặc tính dịch chuyển tương đối của bánh xe đối với khungvỏ

 Bộ phận giảm chấn: có nhiệm vụ tạo lực cản, dập tắt các dao động của phầnđược treo và không được treo, biến cơ năng của dao động thành nhiệt năng tiêu tán ramôi trường xung quanh

Ngoài ba bộ phận chính trên, trong hệ thống treo của các ô tô du lịch, ô tô khách

và một số ô tô vận tải, còn có thêm một bộ phận phụ nữa là bộ phận ổn định ngang Bộphận này có nhiệm vụ giảm độ nghiêng và các dao động lắc ngang của thùng xe

Hệ thống treo phải đảm bảo được các yêu cầu cơ bản sau đây

 Đặc tính đàn hồi của hệ thống treo (đặc trưng bởi độ võng tĩnh ft và hành trìnhđộng 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, ngửahay chúc đầu

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

o Đảm bảo cho chiều rộng cơ sở và góc đặt các trụ quay đứng của bánh xe dẫnhướng không đổi hoặc thay đổi không đáng kể

o Đảm bảo sự tương ứng động học giữa các bánh xe và truyền động lái, đểtránh gây ra hiện tượng tự quay vòng hoặc dao động các bánh xe dẫn hướng xungquanh trụ quay của nó

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

 Có khối lượng nhỏ, đặc biệt là các phần không được treo

 Kết cấu đơn giản, dễ bố trí Làm việc bền vững, tin cậy

 Không gây nên tải trọng lớn tại các mối kiên kết với khung hoặc vỏ.

 Có độ bền cao, giá thành thấp và mức độ phức tạp kết cấu không lớn

 Có độ tin cậy lớn, trong điều kiện sử dụng phù hợp với tính năng kỹ thuật,không gặp hư hỏng bất thường

Đối với ôtô buýt còn được chú ý thêm các yêu cầu:

 Có khả năng chống rung, ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ tốt

 Tính điều khiển và ổn định chuyển động cao ở mọi tốc độ

Hệ thống treo của ôtô luôn được hoàn thiện, các yêu cầu được thoả mãn ở các mức độcao, bởi vậy tính đa dạng của chúng cũng rất lớn

2 Phân loại hệ thống treo

 Theo dạng bộ phận dẫn hướng, hệ thống treo được chia làm các loại

o Phụ thuộc

o Độc lập

 Theo loại phần tử đàn hồi, gồm có:

o Loại kim loại, gồm: nhíp lá, lò xo xoắn, thanh xoắn

o Loại cao su: chịu nén hoặc chịu xoắn

o Loại khí nén và thuỷ khí

 Theo phương pháp dập tắt dao động, chia ra:

o Loại giảm chấn thuỷ lực: tác dụng một chiều và hai chiều

o Loại giảm chấn bằng ma sát cơ: gồm ma sát trong bộ phận đàn hồi và trong

bộ phận dẫn hướng

 Theo sự thay đổi đặc tính điều chỉnh, có

o Hệ thống treo không tự điều chỉnh

o Hệ thống treo tự động điều chỉnh (bán tích cực, tích cực)

3 Cấu tạo, nguyên lý cơ bản các bộ phận trong hệ thống treo

Tháo rời bộ nhíp lá này, nhận thấy bán kính cong của chúng có quy luật phổ biến:các lá dài có bán kính cong lớn hơn các lá ngắn (hình 1-1) Khi liên kết chúng lại vớinhau bằng bulông xiết trung tâm, hay bó lại bằng quang nhíp một số lá nhíp bị ép lạicòn một số lá khác bị căng ra để tạo thành một bộ nhíp có bán kính cong gần đồngnhất Điều này thực chất là đã làm cho các lá nhíp chịu tải ban đầu (được gọi là tạo ứngsuất dư ban đầu cho các lá nhíp), cho phép giảm được ứng suất lớn nhất tác dụng lên

các lá nhíp riêng rẽ và thu nhỏ kích thước bộ nhíp trên ôtô Như vậy tính chất chịu tải

và độ bền của lá nhíp được tối ưu theo xu hướng chịu tải của ôtô

Hình 1.1- Kết cấu bộ nhíp

1- Bulông trung tâm; 2- Vòng kẹp

Một số bộ nhíp trên ôtô tải nhỏ có một số lá phía dưới có bán kính cong lớn hơncác lá trên Kết cấu như vậy thực chất là tạo cho bộ nhíp hai phân khúc làm việc Khichịu tải nhỏ chỉ có một số lá trên chịu tải (giống như bộ nhíp chính) Khi bộ nhíp chính

có bán kính cong bằng với các lá nhíp dưới thì toàn thể hai phần cùng chịu tải và độcứng tăng lên Như thế có thể coi các lá nhíp phía dưới có bán kính cong lớn hơn là bộnhíp phụ cho các lá nhíp trên có bán kính cong nhỏ hơn

Trên các xe có tải trọng 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 tadùng nhíp kép gồm: một nhíp chính và một nhíp phụ Khi xe không và non tải chỉ cómột mình nhíp chính làm việc Khi tải tăng đến một giá trị quy định thì nhíp phụ bắtđầu tham gia chịu tải cùng nhíp chính, làm tăng độ cứng của hệ thống treo cho phù hợpvới tải

Nhíp phụ có thể đặt trên (hình 1-2a) hay dưới (hình 1-2b) nhíp chính, tuỳ theo vị trígiữa cầu và khung cũng như kích thước và biến dạng yêu cầu của nhíp

Khi nhíp phụ đặt dưới thì độ cứng của hệ thống treo thay đổi êm dịu hơn, vì nhíp phụtham gia từ từ vào quá trình chịu tải, không đột ngột như khi đặt trên nhíp chính

Hình 1.2 - Các phương án bố trí nhíp phụ

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

1- Nhíp chính; 2- Nhíp phụ

Nhíp là loại phần tử đàn hồi được dùng phổ biến nhất, nó có các ưu - nhược điểm

 Kết cấu và chế tạo đơn giản

 Sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng

 Có thể đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng và một phần nhiệm vụcủa bộ phận giảm chấn

 Trọng lượng lớn, tốn nhiều kim loại hơn tất cả các cơ cấu đàn hồi khác, do thếnăng biến dạng đàn hồi riêng (của một đơn vị thể tích) nhỏ (nhỏ hơn của thanh xoắn 4lần khi có cùng một giá trị ứng suất: σ = τ) Theo thống kê, trọng lượng của nhíp cộng) Theo thống kê, trọng lượng của nhíp cộnggiảm chấn thường chiếm từ (5,5 ÷ 8,0)% trọng lượng bản thân của ôtô

 Thời hạn phục vụ ngắn: do ma sát giữa các lá nhíp lớn và trạng thái ứng suấtphức tạp (Nhíp vừa chịu các tải trọng thẳng đứng vừa chịu mômen cũng như các lựcdọc và ngang khác) Khi chạy trên đường tốt tuổi thọ của nhíp đạt khoảng (10 ÷ 15)vạn Km Trên đường xấu nhiều ổ gà, tuổi thọ của nhíp giảm từ (10 ÷ 50) lần

3.1.2 Lò xo trụ

Lò xo trụ là loại được dùng nhiều ở ô tô du lịch với cả hệ thống treo độc lập vàphụ thuộc So với nhíp lá, phần tử đàn hồi dạng lò xo trụ có những ưu - nhược điểmsau

Ưu điểm:

o Kết cấu và chế tạo đơn giản

Phần tử đàn hồi lò xo chủ yếu là loại lò xo trụ làm việc chịu nén với đặc tính tuyếntính Có thể chế tạo lò xo với bước thay đổi, dạng côn hay parabol để nhận được đặctính đàn hồi phi tuyến Tuy vậy, do công nghệ chế tạo phức tạp, giá thành cao nên ítdùng.

Có ba phương án lắp đặt lò xo lên ô tô là:

a- Không có bản lề b- Bản lề một đầu c- Bản lề hai đầu

Hình 1.3- Các sơ đồ lắp đặt lò xo trong hệ thống treoKhi lắp không bản lề, lò xo sẽ bị cong khi biến dạng làm xuất hiện các lực bên và

mô men uốn tác dụng lên lò xo, khi lắp bản lề một đầu thì mô men uốn sẽ triệt tiêu, khilắp bản lề hai đầu thì cả mô men uốn và lực bên đều bằng không

Vì thế trong hai trường hợp đầu, lò xo phải lắp đặt thế nào để ở trạng thái cân bằngtĩnh mômen uốn và lực bên đều bằng không Khi lò xo bị biến dạng max, lực bên và

mô men uốn sẽ làm tăng ứng suất lên khoảng 20% so với khi lò xo chỉ chịu lực nénmax

Lò xo được định tâm trong các gối đỡ bằng bề mặt trong Giữa lò xo và bộ phậnđịnh tâm cần có khe hở khoảng (0,02÷0,025) đường kính định tâm để bù cho sai số dochế tạo không chính xác.

Để tránh tăng ma sát giữa các vòng lò xo và vành định tâm, chiều cao của nó cầnphải lấy bằng 1÷1,5 đường kính sợi dây lò xo và các vòng lò xo không được chạmnhau ở tải trọng bất kỳ

3.1.3 Thanh xoắn

Thanh xoắn được dùng ở một số ô tô du lịch và tải nhỏ Nó có những ưu - nhượcđiểm sau:

 Kết cấu đơn giản, khối lượng phần không được treo nhỏ

 Tải trọng phân bố lên khung tốt hơn (khi thanh xoắn bố trí dọc) vì mômen củacác lực thẳng đứng tác dụng lên khung không nằm trong vùng chịu tải, nơi lắp các đòndẫn hướng mà ở đầu kia của thanh xoắn

 Chế tạo khó khăn hơn

 Bố trí lên xe khó hơn do thanh xoắn thường có chiều dài lớn

 Đặc điểm kết cấu: thanh xoắn có thể có tiết diện tròn (hình1-4a,b) hay tấm (hình1-4c), lắp đơn (hình 1-4e) hay ghép chùm (hình 1-4d) Phổ biến nhất là loại tròn vì chếtạo đơn giản, có khả năng tăng độ bóng bề mặt để tăng độ bền Loại tấm chế tạo cũngđơn giản và cho phép giảm độ cứng tuy khối lượng có tăng lên Thanh xoắn ghép chùmthường sử dụng khi kết cấu bị hạn chế về chiều dài Thanh xoắn được lắp nối lênkhung và với bánh xe (qua các đòn dẫn hướng) bằng các đầu then hoa Then hoathường có dạng tam giác với góc giữa các mặt then bằng 90O

Hình1.4 - Các dạng kết cấu của thanh xoắn

3.1.4 Phần tử đàn hồi loại khí nén

Phần tử đàn hồi khí nén được dùng ở một số ô tô du lịch cao cấp hoặc trên các xe

có trọng lượng phần được treo thay đổi lớn như các ô tô khách và tải cỡ lớn Nó cónhững ưu - nhược điểm sau:

 Bằng cách thay đổi áp suất khí, có thể tự động điều chỉnh độ cứng của hệ thốngtreo sao cho độ võng và tần số dao động riêng của phần được treo là không đổi với cáctải trọng tĩnh khác nhau (đặc tính phi tuyến)

 Cho phép điều chỉnh vị trí của thùng xe đối với mặt đường Đối với hệ thốngtreo độc lập còn có thể điều chỉnh khoảng sáng gầm xe

 Khối lượng nhỏ, làm việc êm dịu

 Không có ma sát trong phần tử đàn hồi

 Tuổi thọ cao

 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 thể có dạng bầu tròn (hình 5) hay dạng ống (hình 6) Vỏ bầu cấu tạo gồm hai lớp sợi cao su (ni lông hay capron), mặt ngoài phủ một lớpcao su bảo vệ, mặt trong lót một lớp cao su làm kín Thành vỏ dày từ 3÷5 mm Loạibầu có thể có từ 1 đến 3 khoang phân cách bởi các đai xiết bằng thép Vành bầu có cáclõi thép tăng bền và được kẹp chặt đến các mặt bích hay piston bằng các vòng kẹp

1-a) b)Hình 1.5-Cấu tạo của túi khí đàn hồi

Phần tử đàn hồi khí nén loại bầu Phần tử đàn hồi khí nén loại ống

1-Vỏ bầu;2- Đai xiếc;3- Vòng kẹp;

4- Lõi thép tăng bền

1- Piston; 2- Ống lót; 3- Bulong; Bích kẹp ; 5-Ụ cao su; 6-Vỏ bọc; 7-Bích kẹp ; 8-Đầu nối; 9-Nắp bầu

4-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 cung cấp từ (0,1÷0,2) MPa đểđảm bảo áp suất dư trong trường hợp ô tô quá tải

Loại ống so với loại bầu tròn có ưu - nhược điểm:

 Ứng với cùng một tải trọng thì nó có kích thước và khối lượng nhỏ hơn

 Cho phép nhận được đặc tính đàn hồi yêu cầu bằng cách tạo biên dạng pistonthích hợp

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

3.1.5 Phần tử đàn hồi thuỷ khí

Phần tử đàn hồi thuỷ khí được sử dụng trên các xe có tải trọng lớn hoặc rất lớn.Ngoài các ưu điểm tương tự như phần tử đàn hồi khí nén, phần tử đàn hồi thuỷ khí còn

có các ưu - nhược điểm:

 Có đặc tính đàn hồi phi tuyến

 Đồng thời làm được nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn

 Kích thước nhỏ gọn hơn vì áp suất làm việc cao hơn (đến 20 MPa)

và khí nén thông qua môi trường trung gian là lớp dầu Dầu đồng thời có tác dụng giảmchấn khi tiết lưu qua các lỗ và van bố trí kết hợp trong kết cấu

Phần tử đàn hồi thuỷ khí có thể phân ra các loại: có khối lượng khí không đổi haythay đổi Có hay không có buồng đối áp Không điều chỉnh hay điều chỉnh được

Phần tử đàn hồi thuỷ khí không có buồng đối áp là loại có kết cấu đơn giản nhất (hình1.6 )

Hình 1.6 - Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại không có buồng đối áp.

Khoang chính I với khí trơ có thể bố trí trong xylanh (hình 1.6a), trong cần piston(hình 1.6b) hay trong bầu hình cầu (hình 1.6c và 1.6d)

Phần tử đàn hồi thuỷ khí có buồng đối áp Buồng đối áp chứa khí trơ II được bố trítrên cần piston Buồng đối áp cho phép thay đổi đặc tính của phần tử đàn hồi trong giớihạn rộng nhờ đảm bảo một tổ hợp xác định giữa thể tích và áp suất khí trong buồng khíchính và buồng đối áp

Hình1.7- Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại 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 hoà trộn một phần vào nó khi áp suất cao vàtách ra khỏi chất lỏng khi áp suất thấp Vì thế đối với loại hệ thống treo điều chỉnhđược, người ta sử dụng phần tử đàn hồi với piston hay vách ngăn mềm để tránh khôngcho khí nén thoát ra cùng với chất lỏng khi điều chỉnh Áp suất ở hai phía vách ngănxấp xỉ bằng nhau, vì thế tải trọng tác dụng lên nó trong thời gian làm việc không lớn.

Ở hệ thống treo phụ thuộc nếu phần tử đàn hồi là nhíp lá thì nhíp sẽ đảm nhận luôn vaitrò của bộ phận hướng (hình 1-9g) Nếu phần tử đàn hồi không thực hiện được chứcnăng của bộ phận hướng thì người ta dùng các cơ cấu đòn 4 thanh hay chữ V (hình 1-9e)

Do các bánh xe được nối với nhau bởi dầm cầu liền, nên khi một trong các bánh xedịch chuyển thẳng đứng sẽ làm cho mặt phẳng quay của các bánh xe thay đổi, nghiêng

đi một góc λ, đồng thời vết bánh xe cũng thay đổi một lượng ΔB khá lớn (hình 1-10).B khá lớn (hình 1-10)

Hình 1.8- Sơ đồ bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc

Sự thay đổi góc nghiêng của mặt phẳng quay bánh xe sẽ làm xuất hiện các mômencon quay Các mômen con quay này sẽ làm cho cầu bị xoay đi và các bánh xe dẫnhướng dao động xung quanh trụ quay đứng Đặc biệt ở tốc độ lớn, các bánh xe dẫnhướng dao động mạnh có thể làm xe mất tính điều khiển Sự thay đổi vết bánh xe ΔB khá lớn (hình 1-10).B,gây trượt ngang bánh xe làm mòn lốp và giảm tính ổn định

Trong hệ thống treo độc lập, bộ phận đàn hồi và bộ phận hướng được làm riêng rẽ

Bộ phận đàn hồi thường là các lò xo trụ hay thanh xoắn, còn bộ phận hướng là cácthanh đòn được làm theo một số sơ đồ như trên hình 1-11 dưới đây

Hình 1.9- Hiện tượng dao động bánh xe dẫn hướng

a-Bánh xe lên mấp mô; b- Mômen con quay; c- Dao động bánh xe dẫn hướng

Hình 1.10- Sơ đồ bộ phận hướng hệ thống treo độc lập

I- Loại 1 đòn; II- Loại hai đòn chiều dài bằng nhau; III và IV- Loại 2 đòn chiều dài

khác nhau;

Đối với loại một đòn (hình 1.10a), khi bánh xe dao động các hiện tượng xảy ratương tự như ở hệ thống treo phụ thuộc tức là ΔB khá lớn (hình 1-10).B và λ lớn Vì thế nó thường sử dụng ởcầu sau không dẫn hướng mà không sử dụng ở cầu trước dẫn hướng Muốn giảm ΔB khá lớn (hình 1-10).B

và λ phải tăng chiều dài đòn dẫn đến khó bố trí

Loại hai đòn chiều dài bằng nhau (hình 1.10b), loại trừ được hoàn toàn sự thay đổigóc nghiêng của mặt phẳng quay bánh xe Tuy vậy sự thay đổi chiều rộng vết ΔB khá lớn (hình 1-10).B vẫnkhá lớn, gây mòn lốp và giảm tính ổn định ngang của xe

Loại hai đòn chiều dài khác nhau (hình 1.10c và 1.10d) là loại được sử dụng phổbiến nhất Lúc này tuy góc nghiêng mặt phẳng quay vẫn thay đổi nhưng với giá trị nhỏkhoảng 5O÷6O, nên mômen con quay sinh ra không thắng được mômen ma sát trong hệthống để làm dao động các bánh xe dẫn hướng Lượng thay đổi chiều rộng cơ sở ΔB khá lớn (hình 1-10).Bcũng nhỏ hơn, có thể được bù lại bởi sự đàn hồi của lốp nên không gây ra hiện tượngtrượt lốp trên mặt đường.

Thường thường tỷ số giữa chiều dài các đòn

Hình 1.11- Hệ thống treo độc lập có bộphận hướng loại đòn - ống

1,10-lốp xe;2,6- nối với khung xilanh thuỷ lực;4,8- nối với gầm xe;5- lò

xe;3,7-xo;

Sơ đồ hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại nến như trên hình 1.12 Kết cấunày đảm bảo cho góc đặt trụ đứng và bởi vậy góc đặt bánh xe không thay đổi khi bánh

xe dịch chuyển Do đó loại trừ khả năng xuất hiện mômen con quay gây ra dao độngbánh xe quanh trụ quay

Các giảm 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 hệ số cản trả Kt, giảm chấn được chia racác loại: tác dụng một chiều, tác dụng hai chiều đối xứng, tác dụng hai chiều không đốixứng.

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

Giảm chấn ống được bố trí trên ô tô như trên hình 1-14 Do được bố trí như vậynên lực tác dụng lên piston giảm chấn nhỏ và điều kiện làm mát giảm chấn rất tốt

 Trên piston có hai dãy lỗ khoan theo các vòng tròn đồng tâm Dãy lỗ ngoài đượcđậy phía trên bởi đĩa của van thông 1 Dãy lỗ trong được đậy phía dưới bởi van trả 2.Trên piston có một lỗ tiết lưu 6 thường xuyên mở.

 Trên đáy xylanh cũng được làm các dãy lỗ: dãy lỗ ngoài được che phía trên bởiđĩa của van hút 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 làbuồng bù, để chứa dầu khi giảm chấn làm việc

Nguyên lý làm việc

 Nén nhẹ: piston dịch chuyển xuống dưới với tốc độ nhỏ Dầu được ép từ khoangdưới, qua các lỗ tiết lưu 6 và van thông 1 đi lên khoang trên Do thể tích piston giảiphóng ở khoang trên nhỏ hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển xuống dưới (do ởkhoang trên có thêm cần piston) Nên một phần dầu phải chảy qua khe tiết lưu 5 trênvan 4, đi sang buồng bù của giảm chấn

kín;4-lò xo

 Trả nhẹ: piston dịch chuyển lên trên với tốc độ nhỏ Dầu được ép từ khoangtrên, qua các lỗ tiết lưu 6 đi xuống khoang dưới Do thể tích piston giải phóng ởkhoang dưới lớn hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển lên trên (do ở khoang trên

có thêm cần piston) Nên dầu từ khoang trên chảy xuống không đủ bù cho thể tíchpiston giải phóng ở khoang dưới Lúc này giữa khoang dưới và buồng bù có độ chênh

áp Vì thế dầu từ buồng bù chảy qua van hút 3 vào khoang dưới piston để bù cho lượngdầu còn thiếu

 Trả mạnh: piston dịch chuyển lên trên với tốc độ lớn Áp suất trong khoang trênpiston tăng cao ép lò xo mở van trả 2 ra cho dầu đi qua dãy lỗ trong xuống khoangdưới Nhờ thế sức cản giảm chấn giảm đột ngột, hạn chế bớt lực tác dụng lên cần giảmchấn

So với giảm chấn loại hai ống có cùng đường kính ngoài, thì giảm chấn loại mộtống (hình 1.15b) có khối lượng nhỏ hơn (20%÷40%), số lượng chi tiết ít hơn (15÷22 sovới 45÷55), đặc tính ổn định hơn Vì thế giảm chấn loại này ngày càng được sử dụngrộng rãi

Giảm chấn loại một ống (hình 1-15b) có buồng bù 1 chứa đầy Nitơ với áp suất 2÷3MPa, ngăn cách với khoang chứa dầu bởi piston tùy động 2 có các vòng làm kín Ởmột số kết cấu khác có thể dùng màng ngăn thay cho piston Trên piston, ngoài các lỗhay khe tiết lưu còn có cả van nén và van trả

Nguyên lý làm việc của giảm chấn một ống tương tự như giảm chấn hai ống, chỉkhác là khi giảm chấn làm việc không có chất lỏng chảy sang buồng bù mà thể tíchbuồng bù chứa khí, sẽ thay đổi tương ứng để bù cho sự chênh lệch thể tích giữa khoangtrên và dưới piston

3.4 Thanh ổn định ngang

Thanh ổn định ngang có tác dụng làm giảm góc nghiêng ngang thân xe, tức là làmtăng tính chất chuyển động ổn định của ôtô Trong ôtô, thanh ổn định ngang thườngthấy trên cả hai đầu của ôtô buýt, cầu trước (đôi khi cả trên cầu sau) của ôtô tải.

Cấu tạo chung thanh ổn định có dạng chữ U, làm việc giống như một thanh xoắn đànhồi Có hai dạng bố trí:

 Các đầu chữ U nối với bánh xe (dầm cầu), còn thân thanh ổn định nối với thân

3.5 Các bộ phận khác

Ngoài các bộ phận kể trên, hệ thống treo của ôtô còn có các bộ phận khác:

 Vấu cao su tăng cứng: thường đặt trên nhíp lá và tỳ vào phần biến dạng của nhíp

lá, kết cấu này làm giảm chiều dài biến dạng của nhíp lá khi tăng tải Vấu cao su vừatăng cứng vừa hạn chế hành trình làm việc của bánh xe (được gọi là vấu hạn chế hành

trình) Các vấu hạn chế hành trình trên thường được kết hợp với chức năng tăng cứngcho bộ phận đàn hồi Các vấu hạn chế hành trình này có khi được đặt trong vỏ củagiảm chấn.

 Các gối đỡ cao su: làm chức năng liên kết mềm Nó có mặt ở hầu hết các mốighép với khung vỏ Ngoài chức năng liên kết, nó còn có tác dụng chống rung truyền từbánh xe lên, giảm tiếng ồn cho khoang người ngồi

4 Các loại hệ thống treo thông dụng

Trên hình 1.15 là cơ cấu treo độc lập với cơ cấu dẫn hướng loại hai đòn, gồm có: lò

xo xoắn ốc 1 là phần tử đàn hồi của cơ cấu treo, tựa lên tay đòn dưới 2 Tay đòn 2 nốiliền với trục 4 nhờ khớp bản lề 3, trục 4 nối liền với dầm ngang Đầu dầm ngang dùnglàm điểm tựa của lò xo Giữa lò xo và dầm cầu đặt một đệm cao su có gờ Bộ giảm xóckiểu ống lồng 5 lắp vào phía trong lò xo Đầu trên của cán piston bộ giảm xóc được bắtchặt vào giá đỡ, qua các gối cao su Cùng với trục của các tay đòn trên, giá đỡ được bắtchặt vào dầm ngang Phía dưới, ở vấu của bộ giảm xóc là bản lề cao su, trục của bản lềđược hai bulông xiết chặt vào ống lót lò xo Các tay đòn trên và dưới của cơ cấu treonối liền với nhau bằng trụ 11, ngõng quay 10 bắt chặt vào trụ 11 nhờ chốt Trụ 11 nốivới tay đòn trên và tay đòn dưới bằng những thanh ống lót có ren Khi bánh trước củaôtô vấp phải vật cản thì tay đòn dưới nâng lên và ép lò xo mang tải của phần khốilượng ôtô đè lên bánh xe đó Cơ cấu treo độc lập có bộ cân bằng ngang Khi vỏ xe bịnghiêng, làm tăng tải trọng lên một phía của cơ cấu treo thì trụ của bộ cân bằng chống

lại lực xoắn nhằm giữ cho vỏ xe ở tư thế cân bằng Bộ cân bằng ngang 6 lắp trên trụ 8,bắt chặt vào gối cao su 7 và 9 ở bên phải và trái của tay đòn treo dưới.

Hình 1.15- Cơ cấu treo độc lập

loại hai đòn

1-Lò xo; 2-Tay đòn dưới; 3-Bản lề; 4-Trục; 5-Giảm xóc; 6-Cân bằng ngang; 7,9- Đệm cao su; 8- Trụ của bộ cân bằng; 10- Ngõng quay; 11- Trục của cơ cấu treo

phía trước

Các đầu trong của tay đòn trên được nối với vỏ xe Phía dưới của các lò xo hình trụtựa vào tay đòn lắp dưới, còn phía trên đi vào các ống lót bằng thép dập, có đệm cao sucách biệt Lò xo này giữ vai trò của bộ phận đàn hồi

Bộ phận giảm chấn là giảm xóc kiểu ống lồng đặt trong lò xo có phần trên bắt chặtvào vỏ xe nhờ cán có ren ở mút, phần dưới của bộ giảm xóc bắt chặt vào tay đòn lắcnhờ lỗ trên thân bộ giảm xóc, lỗ này có trục xuyên qua

Ưu - nhược điểm của hệ thống treo độc lập

 Cho phép tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo, nhờ đó tăng được độ êmdịu chuyển động

 Không gian gầm xe ít bị chiếm chỗ do vậy có khả năng giảm chiều cao trọngtâm ôtô, điều này rất cần thiết với các loại ôtô con

 Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng mômencon quay

 Tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều khiển và ổn địnhcủa xe.

 Hạn chế khả năng truyền lực bên giữa hai bánh xe

 Phức tạp và đắt tiền khi sử dụng ở các cầu chủ động Vì thế các ôtô du lịch hiệnđại thường dùng hệ thống treo phụ thuộc ở cầu sau Hệ thống treo độc lập ở các cầuchủ động chỉ sử dụng trên các ôtô có tính cơ động cao

4.2 Hệ thống treo phụ thuộc

Đặc trưng cấu tạo của hệ thống treo phụ thuộc là dầm cầu liền liên kết cứng giữahai bánh xe Bởi vậy, dịch chuyển của các bánh xe trên một cầu phụ thuộc lẫn nhau.Việc truyền lực và mômen từ bánh xe lên khung có thể thực hiện trực tiếp qua các phần

tử đàn hồi dạng nhíp hay nhờ các thanh đòn Trên cầu bị động, dầm cầu cứng thườnglàm bằng thép định hình liên kết dịch chuyển của hai bánh xe Trên cầu chủ động, dầmcầu vừa liên kết giữa hai bánh xe vừa chứa bên trong toàn bộ cụm truyền lực cầu xe

Sự liên kết cầu xe với thân xe thông qua dầm cầu và hệ thống treo Trong quá trìnhchuyển động, nếu một bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng sẽ xảy ra cácchuyển vị phụ theo các trục tọa độ ảnh hưởng tới các chuyển vị của bánh xe bên kia vàdẫn tới giảm khả năng lăn phẳng của các bánh xe

Trên hình 1.16 là hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá Cấu tạo hệ thống treo phụthuộc sử dụng nhíp lá bao gồm: dầm cầu, nhíp lá, giảm chấn, thanh ổn định Trong hệthống treo này có dầm cầu liền nối giữa hai bánh xe Hai đầu nhíp lá nối với khung xethông qua khớp quay và quang treo, tạo điều kiện cho sự biến dạng của nhíp lá ở cáctải trọng khác nhau Phần giữa nhíp lá gắn với cầu xe Nhíp lá vừa tạo khả năng nốimềm với thân xe vừa có khả năng cố định vị trí của cầu với thân xe Như vậy, nhíp lávừa là bộ phận đàn hồi và vừa là bộ phận dẫn hướng

8 7 6

9 10

5

Hình 1.16- Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá

1- Nhíp lá; 2- Vòng kẹp; 3- Chốt nhíp; 4- Quang treo; 5- Giá đỡ;

6- Giảm chấn; 7- Ụ tỳ; 8- Khung xe; 9- Quang nhíp; 10- Dầm cầu

Dầm cầu 10 được nối với nhíp nhờ các quang nhíp Nhíp lá 1 bao gồm các lá nhípghép lại, lá nhíp chính được cuốn tròn ở hai đầu tạo nên các ổ quay khớp trụ Đầu trướccủa nhíp lá cố định trên khung xe và có thể quay tương đối nhờ các ổ cao su, đồng thời

có thể truyền lực dọc từ bánh xe lên khung và ngược lại Đầu sau là khớp trụ di độngtheo kết cấu quang treo 4 Quang treo bố trí giữa khung xe và đầu sau của bộ nhíp Cáclực bên có thể truyền từ khung xe qua khớp trụ, nhíp lá, quang nhíp, dầm cầu tới bánh

xe Giảm chấn 6 bắt giữa dầm cầu và khung xe được đặt nghiêng theo chiều dọc thân

xe Hệ thống treo không sử dụng thanh ổn định ngang

Ưu, nhược điểm của hệ thống treo phụ thuộc

 Kết cấu đơn giản, giá thành rẻ trong khi vẫn đảm bảo được các yêu cầu cầnthiết, nhất là đối với những xe có tốc độ chuyển động không lớn

 Khi tổng ngoại lực theo phương ngang tác dụng lên ôtô lớn hơn tổng khả năngbám bên của cả hai bánh xe, sẽ xảy ra hiện tượng trượt ngang Nếu dầm cầu liền, khichịu lực bên (ly tâm, đường nghiêng, gió bên) hai bánh xe được liên kết cứng sẽ hạnchế được hiện tượng trượt bên bánh xe

 Dễ thâo lắp vă sửa chữa, giâ thănh thấp.

 Khối lượng phần không được treo lớn, đặc biệt trín cầu chủ động Khi xe đi trínđường không bằng phẳng, tải trọng động sinh ra sẽ gđy nín va đập mạnh giữa phầnkhông treo vă phần treo (thùng xe), lăm giảm độ ím dịu chuyển động của ôtô Mặtkhâc, bânh xe va đập mạnh trín nền đường lăm xấu sự tiếp xúc bânh xe với đường

 Khoảng không gian phía dưới gầm xe phải lớn, đủ đảm bảo cho dầm cầu thayđổi vị trí, do vậy: hoặc chiều cao trọng tđm phải lớn, hoặc phải giảm bớt thể tíchkhoang chứa hăng của xe

Với câc ưu, nhược điểm trín, hệ thống treo phụ thuộc được dùng nhiều cho ôtô tải vẵtô buýt

5 Hệ thống treo khí nĩn

Hệ thống treo khí nĩn, thuỷ lực – khí nĩn được sử dụng như một khả năng hoănthiện kết cấu ôtô Tuy vậy với câc loại ôtô khâc nhau: ôtô con, ôtô tải, ôtô buýt cũngđược ứng dụng với những mức độ khâc nhau Phổ biến nhất trong câc kết cấu lă âpdụng cho ôtô buýt tiín tiến Với hệ thống treo năy cho phĩp giữ chiều cao thđn xe ổnđịnh so với mặt đường với câc chế độ tải trọng khâc nhau

Hệ thống treo khí nĩn dùng trín ôtô được hình thănh trín cơ sở khả năng điềuchỉnh độ cứng của buồng đăn hồi khí nĩn (ballon) theo chuyển dịch của thđn xe Sơ đồnguyín lý kết cấu của một hệ thống đơn giản được trình băy trín hình 1.17

Sự hình thănh bộ tự động điều chỉnh âp suất theo nguyín lý van trượt cơ khí Câcballon khí nĩn 2 được bố trí nằm giữa thđn xe 3 vă bânh xe 1 thông qua giâ đỡ bânh xe

4 Trín thđn xe bố trí bộ van trượt cơ khí 5 Van trượt gắn liền với bộ chia khí nĩn(block) Khí nĩn được cung cấp từ hệ thống cung cấp khí nĩn tới block vă cấp khí nĩnvăo câc ballon

Khi tải trọng tăng lín, câc ballon khí nĩn bị ĩp lại, dẫn tới thay đổi khoảng câchgiữa thđn xe vă bânh xe Van trượt cơ khí thông qua đòn nối dịch chuyển vị trí câc con

trượt chia khí trong block Khí nén từ hệ thống cung cấp đi tới các ballon và cấp thêmkhí nén Hiện tượng cấp thêm khí nén kéo dài cho tới khi chiều cao thân xe với bánh xetrở về vị trí ban đầu.

Khi giảm tải trọng hiện tượng này xảy ra tương tự, và quá trình van trượt tạo nên

sự thoát bớt khí nén ra khỏi ballon

Bộ tự động điều chỉnh áp suất nhờ hệ thống điện tử (hình 1.17b) bao gồm: cảmbiến xác định vị trí thân xe và bánh xe 6, bộ vi xử lý 7, block khí nén 8 Nguyên lý hoạtđộng cũng gần giống với bộ điều chỉnh bằng van trượt cơ khí Cảm biến điện tử 6 đóngvai trò xác định vị trí của thân xe và bánh xe (hay giá đỡ bánh xe) bằng tín hiệu điện(thông số đầu vào) Tín hiệu được chuyển về bộ vi xử lý 7 Các chương trình trong bộ

vi xử lý làm việc và thiết lập yêu cầu điều chỉnh bằng tín hiệu điện (thông số đầu ra).Các tín hiệu đầu ra được chuyển tới các van điện từ trong block chia khí nén, tiến hànhđiều chỉnh lượng cấp khí nén cho tới lúc hệ thống trở lại vị trí ban đầu

Hình 1.17- Sơ đồ nguyên lý kếtcấu của hệ thống treo khí nén

1- Bánh xe; 2- Ballon khí; Thân xe; 4- Giá đỡ; 5- Van trượt cơ khí; 6- Cảm biến vị trí; 7- Bộ vi xử lý; 8- Bộ chia khí nén; 9- Bình chứa khí nén

Hệ thống treo khí nén kép sử dụng trên các xe có hai cầu sau, tải trọng lớn, xe đầu kéo.

5.3 Hệ thống treo khí nén 3 trục

Hình 1.20-Hệ thống treo khí nén ba cầu sau

Hệ thống treo sử dụng trên xe co 3 cầu sau, tải trọng lớn và rất lơn, trên đầu kéohay các xe vận chuyển siêu trường siêu trọng

Ta có thể sử dụng phương pháp bố trí nay để lắp trên các xe có 4 cầu sau hoặcnhiều hơn, các xe có tải trọng cực lớn.Sự kết hợp giưa hệ thông treo khí nén với hệthống treo khác

Hệ thống treo kết hợp khí nén và nhíp

a) b)

Hình 1.21- Hệ thống treo kết hợp giưa khí nén và nhípHình 1.21a túi hơi được đặt trên nhíp và lệch qua một bên , hình 1.21b túi hơi đượcđặt trên nhíp và chính giữa

6 Hệ thống treo tích cực

Các bộ phận đàn hồi truyền thống: nhíp lá, lò xo xoắn ốc, thanh xoắn, giảm chấnthuỷ lực có đặc tính tuyến tính và được coi là hệ thống đàn hồi “thụ động” Xuất phát

từ các yêu cầu hoàn thiện hệ thống treo ngày nay đã và đang hình thành các loại hệthống treo có chất lượng cao hơn

6.1 Hệ thống treo bán tích cực

Hệ thống treo bán tích cực là hệ thống có khả năng dập tắt nhanh dao động thẳngđứng trong khoảng làm việc rộng, được tạo nên bởi sự điều khiển thông qua núm chọnhay nhờ điều khiển điện tử

Trên hình 1.22 là sơ đồ hệ thống treo có giảm chấn làm việc theo vị trí núm điềukhiển của ôtô Porsche 959 Tính chất điều chỉnh của dao động khi xe hoạt động đượcchọn theo các chế độ đường định trước theo ý đồ sử dụng của lái xe, có thể là: thànhphố, xa lộ, liên tỉnh; đường ngắn, đường trường, đường đua Ba chương trình hoạt độngđược thiết lập sẵn phụ thuộc vào trạng thái làm việc của giảm chấn thông qua númchọn trên bảng điều khiển của xe Lực cản của giảm chấn có thể tăng hay giảm tuỳthuộc vào sự tăng hay giảm của tốc độ dịch chuyển piston giảm chấn thông qua việcthay đổi các lỗ van tiết lưu để thay đổi dòng chảy chất lỏng bên trong

Hình 1.22- Sơ đồ hệ thống treo bán tích cực xe Porsche 959

1- Đồng hồ tốc độ; 2- Núm chọn; 3- Bộ điều khiển điện tử;

4- Giảm chấn; 5- Block van điều khiển; 6- Cảm biến mặt đường;

Trên xe còn sử dụng ba chế độ điều chỉnh khoảng sáng gầm xe chọn sẵn bằng númchọn, bộ điều khiển điện tử 3 duy trì các khoảng làm việc trong vùng được thiết lập(hình 1.22b) Mục đích của hệ thống thiết lập và điều chỉnh chiều cao thân xe nhằmđảm bảo khả năng hoạt động ở tốc độ cao, duy trì ổn định góc nghiêng ngang bánh xe,tối ưu hệ số cản không khí, áp lực không khí tác dụng lên đầu xe

Hệ thống là bán tích cực vì không thực hiện hoàn thiện các chế độ tự động:

 Không có cảm biến xác định lực trong giảm chấn

 Không có khả năng tự chuyển sang chế độ làm việc khác, khi tốc độ dịchchuyển của các piston giảm chấn vượt quá giá trị cho phép

 Không điều chỉnh chế độ làm việc theo các thông tin của trạng thái làm việc tứcthời

xe theo yêu cầu Các hệ thống treo tích cực cơ bản hiện đang sử dụng trên ôtô đượctrình bày trên hình 1.23

Hệ thống đòi hỏi nhiều năng lượng nhất là kết cấu theo hệ thống Lotus (hình1.23a) Phần chính của thiết bị là bốn môđun thuỷ lực, bình tích năng bổ trợ, các phầnchính này luôn liên hệ với từng cảm biến tải trọng sinh ra giữa bánh xe và thân xe.Cảm biến tải trọng cung cấp thông tin cho mạch điều khiển và đưa tải trọng đặt lênbánh xe về giá trị tĩnh

Nếu như một bánh xe vượt qua mô cao nằm trên mặt đường, tải trọng của bánh xetăng lên và bánh xe có xu bị hướng nâng cao lên gần thân xe Trên hệ thống treo tíchcực khả năng tăng tải trọng cho bánh xe sẽ bị giảm bớt Van tự động điều chỉnh trongmôđun sẽ tháo bớt chất lỏng ra khỏi xylanh nhờ đó bánh xe có khả năng đảm bảo ở giátrị tải trọng tĩnh tức thời Điều này có nghĩa là môđun đàn hồi của bánh xe không tácđộng thêm tải trọng do ảnh hưởng của sự không bằng phẳng của mặt đường Như vậy

có thể nói chỉ có bánh xe bị nâng cao để vượt qua mấp mô mà thân xe không bị gâynên tác động xấu Để thân xe không bị dịch chuyển khi vượt qua chướng ngại tiếp theocần thiết đưa thêm một mạch điều khiển phụ thuộc vào chiều cao hành trình bánh xe đểgiữ cho thân xe ở vị trí thiết kế Việc này đề ra yêu cầu cho hệ thống treo tích cực phải

có khả năng khắc phục chiều cao mấp mô bất kỳ theo thiết kế, với thời gian vô cùngngắn (vài miligiây) Thực hiện được điều đó cần tiêu hao công suất chừng 10kW đểnâng cao tính tiện nghi của ôtô con Với ôtô tải nhỏ và ôtô buýt năng lượng tiêu thụcho tự động điều chỉnh còn cao hơn rất nhiều

Hệ thống treo như thế có yêu cầu rất cao về quan hệ động học của thân xe với bánh

xe so với hệ thống treo thụ động truyền thống Thân xe cần phải được giữ ổn địnhtrong khoảng làm việc rộng của bánh xe và bánh xe cần phải lăn theo hình dạng hìnhhọc của mặt đường Bởi vậy hành trình dịch chuyển của bánh xe đòi hỏi lớn hơn nhiều

so với hệ thống treo thụ động Việc này còn liên quan tới sự thay đổi rất lớn của độchụm bánh xe xuất hiện ở hành trình nén và trả, đặc biệt là khi chuyển động thẳng

Hình 1.23- Sơ đồ nguyên lý các loại hệ thống treo tích cực

a- Hệ thống lutus; b- Hệ thống Wiliams; c- Hệ thống điều chỉnh với môđun đàn hồi thuỷ lực có điều chỉnh áp suất thuỷ lực bổ trợ và lò xo đàn hồi xoắn ốc; d- Hệ thống Horvat; 1- Thân xe; 2- Cảm biến lực; 3- Cảm biến hành trình; 4- Bình tích năng; 5- Bơm cấp; 6- Van điều khiển; 7- Xylanh dẫn hướng; 8- Cảm biến gia tốc; 9- Van tiết lưu; 10- Van tỷ lệ; 11- Nguồn cấp khí; 12- Van phân phối khí; 13- Van điều hoà; 14- Bình chứa dầu; 15- Piston van giảm chấn; 16- Lò xo xoắn ốc; 17- Môđun đàn hồi bổ sung

Trên hình 1.23c là hệ thống tương tự hệ thống đàn hồi thuỷ khí nhưng chỉ điềuchỉnh chuyển dịch thân xe xuất hiện khi vượt mấp mô liên tục

Hệ thống sử dụng ballon khí làm bộ phận đàn hồi, vì không đòi hỏi nhiều nănglượng, được thể hiện trên hình 1.23d Trên hệ thống đàn hồi thuỷ khí cần phải có bìnhtích năng phụ để chứa chất lỏng có áp suất dư thừa, đảm bảo sự chuyển dịch theo yêucầu của thân xe Lượng dầu này cũng nhận được từ bình tích năng chính với áp suấtlớn nhất Sự khác nhau về áp lực giữa hai bình được thực hiện nhờ van tiết lưu

Trên hệ thống đàn hồi bằng khí nén Khí nén được cung cấp vào môđun lấy từ bìnhchứa trung tâm (đảm bảo cả về thể tích và áp suất) Trong ballon khí nén, lượng khí tuylớn nhưng áp suất thấp hơn bình chứa trung tâm, do vậy ở bình chứa trung tâm cần thểtích nhỏ và áp suất cao hơn, để có khả năng cấp khí vào các ballon tương ứng So vớiloại sử dụng môđun thuỷ - khí thì tổn thất năng lượng nhỏ hơn nhiều Ngoài ưu điểmtiêu thụ ít năng lượng, hệ thống này lại sử dụng hệ thống treo Mc.Pherson và còn cóthể san đều tải trọng theo lực bên nếu bố trí hợp lý ballon khí nén và giảm chấn (vị tríballon khí nén có thể nằm chéo hay giảm chấn nằm xiên đối xứng)

Chương 2: HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN TRÊN Ô TÔ FREIGHTLINER

1 Giới thiệu xe đầu kéo FREIGHTLINE

1.1 Thông số kỹ thuật xe đầu kéo Freightliner

Hình 2.1-Một vài hình ảnh về xe đầu kéo Freighliner