Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi giữa khung hoặc vỏ xe với các cầu, các bánh xe của ôtô và thực hiện các chức năng sau:
+ Khi ô tô 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 mô men phản lực tới gầm và thân xe.
+ Dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do ảnh hưởng của mặt đường không bằng phẳng.
Khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng sẽ chịu những dao động do mặt đường mấp nô sinh ra. Những dao động này ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của xe, hàng hóa và đặc biệt là ảnh hưởng tới hành khách. Theo số liệu thống kê cho thấy, khi ôtô chạy trên đường gồ ghề, so với ôtô cùng loại chạy trên đường tốt bằng phẳng thì tốc độ trung bình giảm 40 – 50%, quãng đường chay giữa hai chu kỳ đại tu giảm 35 – 40%, suất tiêu hao nhiên liệu tăng 50 – 70%, do vậy năng suất vận chuyển giảm 30 – 40%, giá thành vận chuyển tăng 50 – 70%. Ngoài ra, nếu con người phải chịu đựng lâu trong tình trạng xe chạy bị rung xóc nhiều dễ sinh ra mêt mỏi. Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của dao động ôtô tới cơ thể người đều đi tới kết luận là con người nếu phải chịu đựng lâu trong môi trường dao động của ôtô sẽ mắc phải những bệnh về thần kinh và não. Vì vậy, tính êm dịu chuyển động là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng xe. Tính êm dịu của ôtô phụ thuộc vào kết cấu của xe và trước hết là hệ thống treo, phụ thuộc vào đặc điểm và cường độ kích thích, và sau đó là phụ thuộc vào trình độ của lái xe. 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 chỉ xét trong phạm vi khả năng chế tạo ôtô thì hệ thống treo mang tính chất quyết định đến độ êm dịu chuyển động của ôtô.
II. Các Bộ Phận Cơ Bản
1- Phần tử dẫn hướng:
Bộ phận dẫn hướng xác định động học chuyển động bánh xe, và truyền các lực kéo, lực phanh, lực bên và các mô men phản lực của chúng lên khung hoặc vỏ xe. Nó có thể có những chi tiết khác nhau tùy thuộc hệ thống treo độc lập hay phụ thuộc, phần tử đàn hồi là nhíp, lò xo hay thanh xoắn.
a) Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi là nhíp: Hệ thống treo phần tử đàn hồi là nhíp có thể được bố trí ở cầu bị động hoặc ở cầu chủ động.
Hệ thống treo phụ thuộc phần tử đàn hồi là nhíp
Trong cả hai trường hợp trên, nhíp vừa là phần tử đàn hồi vừa là phần tử dẫn hướng. Với chức năng là bộ phận dẫn hướng, nhíp có thể truyền được lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh) và lực ngang từ bánh xe qua cầu lên khung xe. Ngoài ra, nhíp cũng có thể truyền mô men kéo và mô men phanh từ bánh xe lên khung. Trong quá trình biến dạng, chiều dài của nhíp thay đổi nên tai nhíp bắt lên khung hay dầm xe, một đầu cố định một đầu di động. Đối với nhíp sau thường đầu cố định ở phía trước còn đầu di động ở phía sau để phù hợp với khả năng chịu lực đẩy và lực kéo tác dụng từ bánh xe lên nửa trước có đầu cố định. Đối với nhíp trước đầu cố định ở phía trướ hay phía sau còn phụ thuộc vào vị trí đặt cơ cấu lái để phối hợp đúng động học giữa hệ thống treo và hệ thống lái.
b) Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi lò xo trụ: Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi lò xo trụ cũng xó thể được bố trí ở cầu bị động hoặc ở cầ chủ động. Vì lò xo trụ chỉ có khả năng chịu lực kéo theo phương thẳng đứng nên ngoài lò xo trụ phải bố trí các phần tử của bộ phận dẫn hướng.
Hệ thống treo phụ thuộc phần tử đàn hồi lò xo trụ
Đối với hệ thống treo này, người ta thường bố trí các thanh giằng và thanh ổn định vào bộ phận dẫn hướng.
Hệ thống treo phụ thuộc phần tử đàn hồi lò xo trụ sử dụng đòn chịu lực dọc và lưc bên
c) Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo trụ, đòn treo dọc: Hệ thống treo đòn dọc có nghĩa là các thanh liên kết của phần tử dẫn hướng giữa bánh xe và khung là các đòn dọc. Các đòn dọc thường được bố trí song song sát hai bên bánh xe.Số lượng đòn dọc có thể là hai hoặc bốn và có thể bố trí cả ở hệ thống treo phụ thuộc hoặc hệ thống treo độc lập. Nếu đòn dọc là những thanh nhỏ chỉ có khả năng chịu kéo hoặc nén thì trong bộ phận dẫn hướng phải có them một đòn ngang. Do lò xo có hình trụ rỗng nên người ta tận dụng không gian bên trong lò xo để bố trí giảm chấn. Do những đặc điểm trên đây mà hệ thống treo đòn dọc có kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng phần không được treo nhỏ.
d) Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, hai đòn ngang: Hệ thống treo độc lập với hai đòn ngang có cấu tạo như sau: Một đòn ngang phía trên và một đòn ngang phía dưới. Mỗi một đò ngang không phải chỉ là một thanh mà thường có cấu tạo dạng khung hình tam giác hoặc hình thang. Cấu tạo như vậy cho phép các đòn ngang làm được chức năng của bộ phận dẫn hướng. Đầu trong của mỗi đòn ngang được liên kết bản lề với khung hoặc dầm ô tô. Đầu còn lại được liên kết với đòn ngang đứng bởi các khớp cầu. Bánh xe được cố định với đòn đứng. Nếu là bánh xe dẫn hướng thì bánh xe cùng đòn đứng có thể quay quanh một trụ để quay bánh xe khi quay vòng. Phần tử đàn hồi lò xo trụ bố trí kết hợp với giảm chấn ống thủy lực có đầu trên liên kết với gối tựa trên khun hoặc vỏ ô tô, đầu dưới liên kết bản lề hoặc cầu với đòn treo dưới. Một thanh ổn định hai đầu liên kết với hai giá bánh xe và được giữ trên khung hoặc dầm bằng hai khớp bản lề. Thanh ổn định có tác dụng hạn chế biến dạng quá mức của một bên bánh xe nhằm giữ cho thân ô tô được ổn định.
Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, hai đòn ngang
e) Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo loại Macpherson: Nếu kích thước dòn treo của hệ thống treo độc lập hai đòn ngang giảm về bằng 0 thì ta có kết cấu mới được gọi là hệ thống treo Macpherson. Cấu tạo hệ thống treo Macpherson bao gồm một đòn treo dưới. Đầu trong của đòn treo được liên kết bản lề với khung hoặc dầm ô tô, đầu ngoài liên kết với thanh xoay đứng đồng thời là vỏ của giảm chấn ống thủy lực. Đầu trên của giảm chấn ống thủy lực liên kết với gối tựa trên khung hoặc vỏ xe. Phần tử đàn hồi là lò xo được đặt một đầu tì vào tấm chặn trên vỏ giảm chấn còn một đầu tì vào gối tựa trên khung hoặc vỏ ô tô. Trụ bánh xe được lắp cố định với trụ xoay đứng.
Hệ thống treo Macpherson
g) Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn chéo: Đây là loại hệ thống treo độc lập được thiết kế với tăng độ cứng vững để tăng khả năng chịu lực ngang đồng thời giảm thiểu sự thay đổi của góc đặt bánh xe xảy ra do bánh xe dao động trong phương thẳng đứng. Do kết cấu đơn giản và chiếm ít không gian nên thường được sử dụng trên hệ thống treo sau của ô tô du lịch.
h) Hệ thống treo độc lập phần tử đàn hòi thanh xoắn: Hệ thống treo với phần tử đàn hồi thanh xoắn có ưu điểm là kết cấu , kích thước và trọng lượng của phần tử đàn hồi nhỏ, không gian chiếm chỗ ít, bố trí thuận tiện. Vì vậy loại hệ thống treo này thường trên cả ô tô du lịch và ô tô tải. Đối với hệ thống treo độc lập hai đòn ngang thì thanh xoắn được bố trí dọc theo thân xe. Một đầu thanh xoắn được ngàm cố định trên khung hoặc dầm, đầu còn lại liên kết cố định bằng then hoa với đầu trong của đòn treo trên hoặc đòn treo dưới. Như vậy khi chịu tải trọng, thông qua các đòn chéo thanh xoắn sẽ chịu một mô men xoắn và biến dạng góc.
2- Phần tử đàn hồi.
Bộ phận đàn hồi nhận và truyền lên khung xe các lực thẳng đứng của đường, làm giảm tải trọng động khi xe chuyển động trên đường nhấp nhô, đảm bao tính năng êm dịu của ôtô. Bộ phận đàn hồi gồm một hay nhiều phần tử đàn hồi, được chia ra thành phần tử đàn hồi bằng kim loại(nhíp, lò xo trụ, thanh xoắn), phần tử đàn hồi phi kim loại (vấu cao su, đệm khí, thủy khí)…
3) Phần tử giảm chấn.
Giảm chấn được dụng trên xe với mục đích: Giảm và dập tắt nhanh các va đập truyền lên khung xe khi bánh xe lăn trên đường không bằng phẳng, nhờ vậy mà bảo vệ được bộ phận đàn hồi và tăng tính tiện nghi cho người sử dụng. Đảm bảo dao động của phần không được treo ở mức độ nhỏ nhất, nhằm làm tốt sự tiếp xúc của bánh xe trên nền đường, nâng cao tính chất chuyển động như: Khả năng thay đổi tốc độ, khả năng ổn định của các lực và mô men tác dụng, khả năng điều khiển chuyển động. Bản chất quá trình làm việc của giảm chấn là quá trình tiêu hao động năng (biến động năng thành nhiệt năng ). Quá trình này xảy ran gay cả với nhíp lá, khớp trượt, khớp quay của các ổ kim loại, ổ cao su. Nhưng quá trình tiêu hao động năng đòi hỏi phải nhanh và có thể khống chế được quá trình đó nên giảm chấn đặt trên các bánh xe sẽ thực hiện chủ yếu chức năng này Hiện nay thường dung 2 loại giảm chấn:
+ Giảm chấn thủy lực 1 lớp vỏ có buồng khí nén.
+ Giảm chấn thủy lực 2 chiều.
Nguyên lý hoạt động của các loại giảm chấn:
a) Giảm chấn thủy lực 1 lớp vỏ có buồng khí nén
Giảm chấn thủy lực 1 lớp vỏ có buồng khí nén
Vỏ của giảm chấn tiếp xúc trực tiếp với không khí tạo điều kiện thoát nhiệt tốt. Buồng khí nén được ngăn cách bởi pit tông tự do nên tránh được hiện tượng xâm thực ảnh hưởng tới chất lượng làm việc của giảm chấn, giảm được tiếng ồn. Hành trình nén(bánh xe tiến gần khung xe) Trong hành trình nén, cần pit tông 9 dịch chuyển đi lên phía trên. Do sự thay đổi thể tích buồng phí trên van pit tông bị nén lại, áp suất tăng đồng thời đẩy dầu qua van 1 chiều, van 1 đóng. Lực cản sinh ra khi dòng chất lỏng tiết lưu qua lỗ van. Khí nén cao áp tạo ra sức ép lớn nên chất lỏng chảy qua van tiết lưu nhanh chóng và êm dịu tạo nên sức cản ổn định của giảm chấn. Hành trình trả ( bánh xe rời khung xe ). Ngược với hành trình nén, cần pit tông dịch chuyển xuống phía dưới đẩy dầu từ buồng phía dưới lên buồng trên thông qua van 1. Đồng thời do cần pit tông ra khỏi xy lanh nên thể tích nó chiếm chỗ sẽ bị thiếu hụt dầu, để bù lại thì pit tông tự do dịch chuyển xuống phía dưới.
b) Giảm chấn thủy lực 2 lớp vỏ.
Thể tích dầu ở buồng bù tiếp xúc trực tiếp với không khí hoặc khí nén có thể gây ra hiện tượng xâm thực khi giảm chấn làm việc làm giảm hiệu quả của giảm chấn, khả năng thoát nhiệt kém.Loại giảm chấn này có kết cấu phức tạp.
+ Hành trình nén: Cần pit tông mang theo van dịch chuyển xuống phía dưới đi sâu vào lòng xy lanh. Thể tích của khoang B giảm, dầu bị nén với áp suất tăng đẩy van 2 cho phép dầu thông từ khoang B lên khoang A. Do cần pit tông chiếm 1 phần thể tích trong xy lanh nên 1 lượng thể tích dầu tương đương sẽ được chuyển vào buồng bù C thông qua van IV. Lực cản giảm chấn sinh ra khi dòng chất lỏng tiết lưu qua các van.
+ Hành trình trả: Ngược với hành trình nén, cần pit tông mang theo các van đi lên trên ra khỏi xy lanh, thể tích khoang A giảm, áp suất tăng ép dầu chảy qua khoang B thông qua van I. Đồng thời do cần pit tông ra khỏi xy lanh nên thể tích nó chiếm chỗ sẽ bị thiếu hụt dầu, lượng dầu này sẽ được bù bằng dầu từ khoang C sang khoang B thông qua van III. Sức cản sinh ra khi các dòng chất lỏng tiết lưu qua các van.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét