hệ thống treo là một phần không thể thiếu trên ô tô, hệ thống treo đóng vai trò quan trọng trong việc giữ cho ô tô ổn định và chuyển động êm dịu. Bài nghiên cứu về nguyên lí hoạt động cấu tạo và phân loại các hệ thống treo cổ điển và hiện nay
Công dụng yêu cầu hệ thống treo: Hệ thống treo hiểu hệ thống liên kết mềm bánh xe khung xe vỏ xe Mối liên kết treo xe mối liên kết đàn hồi có chức sau đây: - Đỡ thân xe lên cầu xe, cho phép bánh xe chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng với vỏ xe khung xe Hạn chế chuyển động không mong muốn khác bánh xe như: chuyển động lắc ngang hay lắc dọc bánh xe - Những phận hệ thống treo làm nhiệm vụ hấp thụ dập tắt dao động, va đạp từ mặt đường truyền lên đảm bảo tính êm dịu chuyển động xe - Hệ thống treo cịn có nhiệm vụ truyền lực momen bánh xe khung xe: Bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng xe, phản lực từ mặt đường), lực dọc (lực kéo lực phanh,lực đẩy), lực ngang (lực ly tâm, lực gió bên phản lực ngang,…),momen chủ động momen phanh - Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính kỹ thuật xe (xe chạy đường tốt hay loại đường khác nhau) - Bánh xe dịch chuyển giới hạn định - Quan hệ động học bánh xe phải hộp lý thỏa mãn mục đích hệ thống treo làm mềm theo phương thẳng đứng không phá hỏng quan hệ động học động lực học chuyển động bánh xe - Không gây lên tải trọng lớn liên kết với khung vỏ - Có độ tin cậy lớn, độ bền cao không gặp hư hỏng bất thường Trên hệ thống treo, liên kết bánh xe khung vỏ cần thiết phải mềm phải đủ khả để truyền lực, quan hệ thể yêu cầu sau đây: - Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính kỹ thuật xe (xe chạy đường tốt hay xe chạy loại đường khác nhau,hay đường đồi núi, xe du lịch hay chở hang, chở vật liệu,…) - Bánh xe chuyển dịch giới hạn định - Quan hệ động học bánh xe phải hợp lý thỏa mãn mục đích hệ thống treo làm mềm theo phương thẳng đứng không phá hỏng quan hệ động học động lực học chuyển động bánh xe - Không gây nên tải trọng lớn mối liên kết với khung vỏ - Có độ tin cậy lớn, độ bền cao không gặp hư hỏng bất thường - Giá thành thấp độ phức tạp hệ thống treo khơng q lớn - Có khả chống rung chống ồn truyền từ bánh xe lên khung,vỏ xe tốt - Đảm bảo tính ổn định tính điều khiển chuyển động tơ tốc độ cao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng Phân loại hệ thống treo Có nhiều cách phân loại hệ thống treo ô tô Dựa vào khác ta phân loại hệ thống treo ô tô thành loại sau: Dựa vào phận dẫn hướng ta chia thành: - Hệ thống treo phụ thuộc với cầu liền (loại riêng loại thăng bằng) - Loại độc lập( đòn,hai đòn, ) Dựa theo loại phận đàn hồi, ta chia ra: - Bộ phận đàn hồi kim loại: nhíp lá, lị xo, xoắn - Bộ phận đàn hồi khí nén: loại bọc cao su – sợi,màng loại ống - Bộ phận đàn hồi thủy lực: loại ống - Bộ phận đàn hồi cao su Dựa vào phương pháp dập tắt dao động(giảm chấn), ta chia ra: - Giảm chấn thủy lực: có loại tác động chiều hai chiều - Giảm chấn ma sát cơ: ma sát phận đàn hồi phận dẫn hướng Dựa vào phương pháp điều khiển, ta chia ra: - Hệ thống treo bị động (khơng có điều khiển) – passive suspension - Hệ thống treo chủ động (có điều khiển được) – active suspension - Hệ thống treo bán chủ động (sự kết hợp hai loại trên) – semi active suspension Khi phân loại thực tế người ta chủ yếu dựa vào sơ đồ phận dẫn hướng chia nhóm hệ thống treo độc lập hệt hống treo phụ thuộc: Hệ thống treo phụ thuộc Trong hệ thống treo phụ thuộc,các bánh xe đặt dầm cầu liền, phận giảm chấn phận đàn hồi đặt thùng xe dầm cầu liền Do dịch chuyển bánh xe theo phương thẳng đứng gây lên chuyển vị cho bánh xe phía bên Đặc trưng hệ thống treo phụ thuộc bánh xe lắp dầm cứng Trong trường hợp cầu xe bị động dầm thép định hình, cịn trường hợp cầu chủ động dầm phần vỏ cầu có phần hệ thống truyền lực Trong hệ thống treo phụ thuộc có phần tử đàn hồi nhíp vừa phần tử đàn hồi đồng thời làm ln phận dẫn hướng Vì nhíp làm phận dẫn hướng nên hệ thống treo không cần đến thành giằng để truyền lực dọc hay lực ngang Đối với hệ thống treo lò xo xoắn phận đàn hồi lị xo xoắn nên phải dùng thêm hai đòn dọc hai đòn dọc Đòn dọc nối với cầu, đòn dọc nối với khớp trụ Để đảm bảo truyền lực ngang ổn định vị trí thùng xe so với cầu, người ta phải dùng thêm “đòn panda” đầu nối với thùng xe Ưu điểm: - Trong trình chuyển động vết bánh xe cố định, không gây tượng mòn lốp nhanh hệ thống treo độc lập - Khi chịu lực bên (lực ly tâm, lực gió bên, đường nghiêng), bánh xe liên kết cứng hạn chế tượng trượt bên bánh xe - Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ sửa chữa tháo lắp - Giá thành thấp Nhược điểm: - Khối lượng phần không treo lớn, đặc biệt cầu chủ động nên xe chạy đường không phẳng, tải trọng động sinh gây lên va đập mạnh phần treo phần không treo làm giảm độ êm dịu chuyển động - Khoảng khơng gian phía sàn xe phải lớn để đảm bảo dầm cầu thay đổi vị trí , chiều cao trọng tâm phải lớn - Sự nối cứng bánh xe bên bờ dầm liên kết gây nên tượng xuất chuyển vị phụ xe chuyển động Hệ thống treo độc lập: Đặc điểm hệ thống treo là: - Hai bánh xe không lắp dầm cứng mà lắp hai loại cầu rời, dịch chuyển cảu hai bánh xe không phụ thuộc vào (nếu coi thùng xe đứng yên) - Mỗi bánh xe liên kết cách làm cho phần khối lượng khơng treo nhỏ, momen qn tính nhỏ chuyển động xe có tính êm dịu, bị dao động động nhỏ - Hệ thống treo không cần dầm ngang nên không gian dịch chuyển chủ yếu khoảng không gian bên sườn xe hạ thấp trọng tâm xe nâng cao vận tốc xe Trong hệ thống treo độc lập phân chia loại sau: a) Dạng treo đòn ngang Cấu tạo hệ treo đòn ngang bao gồm đòn ngang trên, địn ngang Mỗi địn khơng phải mà thường có cấu tạo hình tam giác (chữ A) hình thang Cấu tạo cho phép đòn ngang làm chức phận hướng, kết cấu chắn đảm bảo truyền lực tốt Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ treo đòn ngang Các đầu liên kết với khung, vỏ khớp trụ Các đầu liên kết khớp cầu với địn đứng để xoay Địn đứng có ổ bi lắp với trục bánh xe Bộ phận đàn hồi nối khung với đòn đòn Giảm chấn đặt khung với đòn đòn lồng lò xo trụ cho gọn Hai bên bánh xe dùng hệ treo đặt đối xứng qua mặt phẳng dọc xe b) Dạng treo Mc.Pherson Hệ treo biến thể hệ treo đòn ngang, đòn ngang chữ A phía thay lị xo ống nhún lồng Chính nhờ cấu trúc mà ta có khoảng khơng gian phía xe rộng để bố trí hệ thống truyền lực khoang hành lý Giảm chấn đặt theo phương thẳng đứng làm nhiệm vụ trụ xoay đứng Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo hệ treo Mc.Pherson Nếu ta so sánh với hệ treo địn ngang hệ treo Mc.Pherson kết cấu chi tiết hơn, khơng chiếm nhiều khoảng khơng giảm nhẹ trọng lượng kết cấu Nhưng nhược điểm chủ yếu hệ treo Mc.Pherson giảm chấn vừa phải làm chức giảm chấn lại vừa làm nhiệm vụ trụ đứng cấu lái nên trục giảm chấn chịu tải lớn nên giảm chấn cần phải có độ cứng vững độ bền cao kết cấu giảm chấn phải có thay đổi cần thiết cần thêm địn dẫn hướng Hình 1.3 Mối quan hệ động học hệ treo Mc.Pherson Trong hệ thống treo nói chung, hệ treo cầu dẫn hướng nói riêng góc đặt bánh xe có ý nghĩa vơ quan trọng Chúng phải đảm bảo cho việc điều khiển nhẹ nhàng, xác, khơng gây lực cản lớn làm mịn lốp q nhanh Trong q trình chuyển động bánh xe luôn dao động theo phương thẳng đứng, dao động kéo theo thay đổi góc nghiêng ngang bánh xe, trụ xoay dẫn hướng khoảng cách hai vết bánh xe hình 1.18a, góc nghiêng dọc trụ xoay đứng hình 1.18-b độ chụm trước bánh xe hình 1.18-c Các quan hệ thơng số phụ thuộc vào chuyển vị bánh xe theo phương thẳng đứng gặp kích thích từ mặt đường phanh, cua, gia tốc mối quan hệ động học hệ treo c) Hệ treo đòn dọc 1- Khung vỏ; 2- Lò xo; 3Giảm chấn; 4- Bánh xe; 5Địn dọc; 6- Khớp quay Hình 1.4 Hệ treo hai đòn dọc Hệ treo hai đòn dọc hệ treo độc lập mà bên có địn dọc Các địn dọc thường bố trí song song sát hai bên bánh xe Một đầu đòn dọc gắn cố định với moayơ bánh xe, đầu lại liên kết lề với khung dầm ơtơ Lị xo giảm chấn đặt