Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành nghề thuộc lĩnh vực công nghệ, khoa học kỹ thuật ngày nay. Qua đó, đòi hỏi con người chúng ta phải đảm bảo được tốc độ và độ chính xác cực kì cao trong quá trình tìm hiểu, chế tạo, sản xuất các linh kiện hay chi tiết máy dành cho xe ô tô, sao cho chúng đủ khả năng đáp ứng một cách toàn vẹn nhất các yêu cầu sử dụng thiết yếu của con người trong xã hội hiện đại như tính thẩm mỹ, độ bền, sự chắc chắn, hiệu năng làm việc hay công suất cao, có tuổi thọ sử dụng lâu dài,... Điển hình như trong lĩnh vực công nghệ kỹ thuật ô tô, cơ khí ô tô hiện đang là xu thế và trọng tâm của sự phát triển của ngành kỹ thuật trong xã hội hiện đại ngày nay. Vậy để tạo ra một chiếc xe ô tô hoàn chỉnh về thiết kế, mạnh mẽ về công suất thì đòi hỏi rất nhiều thời gian và công sức của cả con người và máy móc hỗ trợ, không những thế còn cần chế tạo rất nhiều các chi tiết máy khác nhau với rất nhiều các chức năng cụ thể riêng biệt kết hợp lại để tạo thành. Đặc biệt, khi đã nhắc đến xe ô tô thì chắc chắn rằng chúng ta không thể nào không nhắc đến một hệ thống đóng vai trò quan trọng của một chiếc xe ô tô, nắm vai trò cho xe chuyển động êm ái, ổn định, trực tiếp ảnh hưởng đến khả năng chuyển động, cân bằng của chiếc xe và góp phần đem đến cảm giác lái thú vị cho người sử dụng, đó chính là hệ thống treo trên ô tô. Một hệ thống treo trên ô tô hoàn chỉnh trên xe ô tô giúp hạn chế các ảnh hưởng cơ học đến khung xe và các chi tiết kim loại, tránh việc xe bị xóc quá nhiều khi di chuyển mà không cần phải giảm bớt tốc độ, từ đó đem lại sự thoải mái cho người sử dụng xe. Nắm rõ được công dụng của hệ thống treo trên ô tô, chính vì vậy ngày nay các hãng sản xuất luôn đặc biệt chú trọng vào phát triển bộ phận này.
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Đặt vấn đề
Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành nghề thuộc lĩnh vực công nghệ, khoa học kỹ thuật ngày nay Qua đó, đòi hỏi con người chúng ta phải đảm bảo được tốc độ và độ chính xác cực kì cao trong quá trình tìm hiểu, chế tạo, sản xuất các linh kiện hay chi tiết máy dành cho xe ô tô, sao cho chúng đủ khả năng đáp ứng một cách toàn vẹn nhất các yêu cầu sử dụng thiết yếu của con người trong xã hội hiện đại như tính thẩm mỹ, độ bền, sự chắc chắn, hiệu năng làm việc hay công suất cao, có tuổi thọ sử dụng lâu dài, Điển hình như trong lĩnh vực công nghệ kỹ thuật ô tô, cơ khí ô tô hiện đang là xu thế và trọng tâm của sự phát triển của ngành kỹ thuật trong xã hội hiện đại ngày nay. Vậy để tạo ra một chiếc xe ô tô hoàn chỉnh về thiết kế, mạnh mẽ về công suất thì đòi hỏi rất nhiều thời gian và công sức của cả con người và máy móc hỗ trợ, không những thế còn cần chế tạo rất nhiều các chi tiết máy khác nhau với rất nhiều các chức năng cụ thể riêng biệt kết hợp lại để tạo thành Đặc biệt, khi đã nhắc đến xe ô tô thì chắc chắn rằng chúng ta không thể nào không nhắc đến một hệ thống đóng vai trò quan trọng của một chiếc xe ô tô, nắm vai trò cho xe chuyển động êm ái, ổn định, trực tiếp ảnh hưởng đến khả năng chuyển động, cân bằng của chiếc xe và góp phần đem đến cảm giác lái thú vị cho người sử dụng, đó chính là hệ thống treo trên ô tô Một hệ thống treo trên ô tô hoàn chỉnh trên xe ô tô giúp hạn chế các ảnh hưởng cơ học đến khung xe và các chi tiết kim loại, tránh việc xe bị xóc quá nhiều khi di chuyển mà không cần phải giảm bớt tốc độ, từ đó đem lại sự thoải mái cho người sử dụng xe Nắm rõ được công dụng của hệ thống treo trên ô tô, chính vì vậy ngày nay các hãng sản xuất luôn đặc biệt chú trọng vào phát triển bộ phận này.
Trong các hệ thống làm việc cơ bản của một chiếc xe ô tô hoàn chỉnh Hệ thống treo là một hệ thống làm việc cực kỳ quan trọng, không thể thay thế và đóng vai trò như một hệ thống làm giảm và dập tắt độ giao động một cách tăng dần khi xe đi qua các cung đường gập ghềnh Từ đó, đảm bảo an toàn giao thông cho cả người lái xe ô tô và những người tham gia giao thông khác trên đường Bởi yếu tố quyết định và tầm ảnh hưởng đặc biệt quan trọng của hệ thống điều khiển tín hiệu trên xe ô tô nên đề tài của báo cáo môn học động lực học ô tô lần này, chúng em quyết định tìm hiểu, nghiên cứu, phân tích, mô phỏng và đưa ra kết luận cụ thể về động lực học hệ thống treo trên xe ô tô.
Mục tiêu đề tài
Mục tiêu của đề tài nhằm giải quyết được vấn đề bao gồm tìm hiểu, nghiên cứu, thể hiện một cách chi tiết và rõ ràng nhất về thành phần cấu tạo, công dụng, phương thức sử dụng và hoạt động của các chi tiết trong động lực học của hệ thống treo trên xe ô tô Ngoài ra phải tiến hành phân tích cũng như đưa ra được tính ứng dụng mà hệ thống treo trên xe ô tô đem lại cho một chiếc xe ô tô nói chung và con người chúng ta trong lĩnh vực công nghệ kỹ thuật ô tô hiện đại nói riêng.
Từ đó, hướng tới kết quả của đề tài lần này là chứng minh được sự đa dụng, sức mạnh và tầm ảnh hưởng quan trọng đặc biệt của hệ thống treo trên xe ô tô Hơn nữa đó là hướng đến mục đích sản xuất, chế tạo và lắp ráp một hệ thống treo hoàn chỉnh trên xe ô tô, đáp ứng các nhu cầu khác nhau của người sử dụng trong tương lai.
Nội dung đề tài
Nội dung của đề tài thực hiện các nhiệm vụ cụ thể bao gồm:
- Tìm hiểu về thành phần cấu tạo chính, phương pháp gia công, chế tạo của các chi tiết trong hệ thống treo trên xe ô tô.
- Trình bày được cách thức, nguyên lý hoạt động qua từng giai đoạn, chu kỳ trong động lực học hệ thống treo ô tô.
- Khảo sát các linh kiện, bộ phận về động lực học trong hệ thống treo ô tô.
- Đưa ra kết luận tổng thể về tầm ảnh hưởng và sự quan trọng của động lực học hệ thống treo trên xe ô tô.
- Viết báo cáo tổng hợp và hoàn thành báo cáo môn học.
Phương pháp nghiên cứu
Đề tài được nghiên cứu dựa trên các phương pháp:
- Tìm kiếm, thu thập, so sánh, phân tích và chọn lọc các thông tin một cách kĩ càng và cụ thể nhất thông qua mạng internet, các giảng viên có chuyên ngành cơ khí và kĩ thuật, các sách báo, tài liệu chuyên ngành lĩnh vực cơ khí có liên quan đến hệ thống treo trên xe ô tô nhằm giải quyết các vấn đề bao gồm thành phần cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách thức chế tạo, gia công, đặc điểm kỹ thuật,…
- Thực hiện nghiên cứu, phân tích cụ thể hệ thống treo trên xe ô tô thông qua các biểu đồ trạng thái làm việc qua từng giai đoạn nhằm đưa ra cái nhìn trực quan nhất.
- Tổng hợp lại toàn bộ dữ liệu trong suốt quá trình nghiên cứu, thông qua các luận điểm, căn cứ đã tìm hiểu và trình bày, từ đó đưa ra kết luận tổng thể nhất về động lực học hệ thống treo trên xe ô tô.
Kết cấu của đồ án môn học
Kết cấu của đồ án môn học có tất cả 03 chương, bao gồm:
- Chương 1: Giới thiệu đề tài.
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết.
- Chương 3: Kết luận và hướng phát triển.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Khái niệm cơ bản
Hệ thống treo là bộ phận quan trọng, trực tiếp ảnh hưởng đến khả năng chuyển động êm ái và cân bằng của chiếc xe, đặc biệt khi xe di chuyển qua những cung đường gồ ghề Ngoài ra, hệ thống treo còn có vai trò truyền lực và mô-men từ bánh xe lên khung hoặc vỏ xe để đảm bảo đúng quy trình hoạt động của bánh xe.
Hệ thống treo là bộ phận giúp hạn chế các ảnh hưởng cơ học đến khung xe và các chi tiết kim loại, tránh việc xe bị xóc quá nhiều khi di chuyển mà không cần phải giảm bớt tốc độ, từ đó đem lại sự thoải mái cho người sử dụng xe Nắm rõ được công dụng của hệ thống treo trên ô tô, chính vì vậy ngày nay các hãng sản xuất luôn đặc biệt chú trọng vào phát triển bộ phận này.
Hình 2.1 Hệ thống treo cơ bản trên xe ô tô
Hệ thống treo xe ô tô thường được đặt phía trên cầu trước và cầu sau của xe. Thực tế, hệ thống treo thuộc bộ phận khung gầm xe, bên cạnh các hệ thống khác như hệ thống khung xe, bánh lái và bánh xe Cùng với sự phát triển của công nghệ, thiết kế hệ thống treo hiện nay rất đa dạng và càng ngày càng tăng tính năng sử dụng.
Tuy nhiên, dù được chế tạo theo thiết kế nào và ứng dụng công nghệ hiện đại ra sao, nhìn chung hệ thống treo trên ô tô vẫn phải đáp ứng được các tính năng sau:
- Chịu được sức nặng của xe ô tô khi di chuyển trên bất cứ điều kiện địa hình nào.
- Bốn bánh xe phải tiếp xúc với mặt đường để đảm bảo khả năng kiểm soát.
- Xe vào cua, chuyển hướng, tăng/giảm tốc độ phải đảm bảo được sự ổn định và linh hoạt.
- Giảm thiểu tác động của địa hình lên thân xe, giúp người ngồi trong xe không cảm thấy khó chịu vì quá xóc.
- Đảm bảo an toàn tối thiểu khi không may xảy ra va chạm.
Phân loại hệ thống treo
Tùy thuộc vào quy chuẩn thiết kế của từng hãng sản xuất cũng như nhu cầu sử dụng khác nhau của khách hàng mà hệ thống treo trên xe ô tô tương đối đa dạng về mặt kết cấu và phân loại, bao gồm các dạng cơ bản như: uHệ thống treo phụ thuộc: Ở hệ thống này, các bánh xe được nối trên 1 dầm cầu liền, các chi tiết hệ thống treo sẽ nối dầm cầu với thân xe Cái tên “phụ thuộc” cũng xuất phát từ đó, vì ở hệ thống này, dao động của hai bánh xe ảnh hưởng và phụ thuộc lẫn nhau.
So với hệ thống treo độc lập thì các chi tiết ở hệ thống treo phụ thuộc ít và đơn giản hơn, độ bền cao, chịu tải tốt và đặc biệt phù hợp với các loại ô tô tải cũng như ô tô con sử dụng kết cấu khung vỏ rời (body-on-frame) Tuy nhiên, do khối lượng phần không được treo lớn nên hệ thống này kém êm dịu và ổn định, xe dễ bị rung động,… Đối với xe con, hệ thống treo phụ thuộc thường được sử dụng ở cầu sau của các mẫu
SUV quen thuộc như Toyota Fortuner,
Ford Explorer,… và những chiếc bán tải sử dụng chung khung gầm như Toyota Hilux,
Chevrolet Colorado hay Ford Ranger, …
Hình 2.2 Minh họa hệ thống treo phụ thuộc uHệ thống treo độc lập: Ở hệ thống này, các bánh xe được gắn với thân xe một cách “độc lập” với nhau Qua đó, hai đầu bánh xe có thể chuyển động riêng lẻ, dịch chuyển tự do mà không gây ảnh hưởng lẫn nhau Nhờvậy, các dao động từ mặt đường lên khung vỏ xe có thể được kiểm soát tốt hơn Các kiểu hệ thống treo độc lập tiêu biểu là hệ thống treo MacPherson, hệ thống treo tay đòn kép (double wishbone), hệ thống treo đa liên kết (multi-link),…
So với hệ thống treo phụ thuộc, phần không được treo nhỏnên khảnăng bám đường của bánh xe cao, tính êm dịu chuyển động cao Do không có dầm cầu liền nối thân xe nên có thể bố trị trọng tâm xe thấp đi, nhưng ngược lại hệ thống treo độc lập có cấu trúc và thành phần phức tạp hơn,…
Hình 2.3 Minh họa hệ thống treo độc lập
Hệ thống treo độc lập được sử dụng rất rộng rãi và phổ biến trên ô tô Những mẫu xe tiêu biểu có thể kể đến như Honda Civic, Honda CR-V, Toyota Camry, Mercedes C- class, Mercedes GLE-class,… uHệ thống treo bán độc lập:
Hệ thống treo này vẫn cho phép hai bánh xe chuyển động tương đối với nhau, tuy nhiên chuyển động của chúng vẫn có ảnh hưởng đến nhau Ngày nay, hệ thống treo này xuất hiện phổ biến nhất dưới dạng thanh xoắn kết hợp với thanh cân bằng Hệ thống này thường được sử dụng ở cầu sau một số mẫu xe như Toyota Corolla Altis, Toyota Vios.
Hình 2.4 Hệ thống treo bán độc lập trang bị trên dòng xe Toyota Vios uHệ thống treo MacPherson:
Thiết kế đơn giản, tương đối nhẹ và nhỏ gọn (cấu tạo chỉ gồm giảm xóc, lò xo, cánh tay điều chỉnh hướng và đệm cao su giảm chấn) Tiết kiệm được diện tích cho các thành phần truyền động khác nên đặc biệt thích hợp với những xe dẫn động cầu trước (FWD) Độ ma sát và mài mòn của bộ phận giảm chấn được giảm, do đó không phải bảo trì quá nhiều.
Hình 2.5 Hệ thống treo MacPherson
Tuy nhiên, độ chụm và góc đặt bánh xe không ổn định, bánh xe và thân xe vẫn lắc ngang so với mặt đường Không thích hợp với những xe yêu cầu cao về trải nghiệm lái. uHệ thống treo thanh chống kép (Double Wishbone – Hai càng chữ A):
Với thiết kế góc đặt bánh xe được ổn định, hạn chế lắc ngang thân xe khi vào cua, qua đó giúp cảm giác lái của xe tốt hơn Tạo sự linh hoạt trong việc sắp xếp các thành phần như lò xo, giảm chấn,…Dễ dàng điều chỉnh động học của hệ thống treo, qua đó tối ưu hóa quá trình vận hành của xe.
Hình 2.6 Hệ thống treo thanh chống kép – Hai càng chữ A
Tuy nhiên, cấu tạo gồm nhiều thành phần và phức tạp hơn so với MacPherson Do đó, giá cũng cao hơn, khâu sửa chữa và bảo trì cũng tốn nhiều thời gian và công sức hơn. uHệ thống treo đa liên kết (Multi Link):
Hệ thống treo đa liên kết là một sự cải tiến của hệ thống treo tay đòn kép Hệ thống này không chỉ sử dụng một thanh điều hướng như trên MacPherson hay hai thanh điều hướng trên tay đòn kép Treo đa liên kết dùng tới ba, bốn thậm chí năm thanh điều hướng khác nhau hoặc kết hợp với càng chữ A Sự đa dạng trong thiết kế và điều chỉnh các liên kết giúp mang đến cảm giác điều khiển và xử lý còn tốt hơn so với kiểu tay đòn kép.
Hình 2.7 Hệ thống treo đa liên kết
Tuy vậy, việc phát triển và thiết kế rất phức tạp Do đó, hệ thống này có giá thành cũng như độ phức tạp trong khâu sửa chữa và bảo dưỡng cũng rất cao.
Hình 2.8 Hệ thống treo đa liên kết trên dòng xe của hãng Audi
Cấu tạo cơ bản của hệ thống treo
Vai trò của bộ phận đàn hồi giúp giảm thiểu sức nặng tác động lên khung xe để bánh xe dao động mượt hơn, tạo sự êm dịu cho xe khi di chuyển Bộ phận đàn hồi của hệ thống treo được thiết kế với các kiểu cơ bản sau:
- Nhíp: Kiểu đàn hồi này thường được sử dụng chủ yếu cho loại xe tải, có ưu điểm chịu sức tải cao nhưng độ êm dịu lại hạn chế.
- Lò xo: Kiểu đàn hồi này thường được trang bị cho loại xe con Ưu điểm của kiểu đàn hồi lò xo là cấu tạo không quá phức tạp, đảm bảo độ êm dịu nhưng lại khó bố trí điểm đặt thích hợp trên xe.
- Thanh xoắn: Trái ngược với kiểu đàn hồi lò xo, kiểu thanh xoắn lại dễ bố trí nhưng lại có kết cấu phức tạp.
Hình 2.10 Hệ thống treo sử dụng bộ phận đàn hồi bằng thanh xoắn
- Khí nén: Loại đàn hồi khí nén vừa đảm bảo được độ êm dịu và sức tải tốt, thường được sử dụng cho các loại xe khách, xe bus Độ cứng của bộ phận đàn hồi phụ
8 thuộc vào áp suất khí nén Do vậy có thể thay đổi độ cứng của bộ phận đàn hồi bằng cách thay đổi áp suất Đây là một ưu điểm nổi bật, cho phép điều chỉnh độ cứng khi điều kiện vận hành thay đổi.
Chức năng của bộ phận giảm chấn chính là giảm thiểu sự dao động của bánh xe và thân xe, giúp bánh xe bám đường tốt hơn từ đó khiến cho xe di chuyển ổn định và mượt mà Bộ phận giảm chấn thường có 2 loại cơ bản:
- Giảm chấn thủy lực: Quy trình hoạt động của giảm chấn thủy lực chính là tận dụng lực ma sát của các lớp dầu để giảm thiểu sự dao động Giảm chấn thủy lực có 2 loại là giảm chấn dạng ống và giảm chấn dạng đòn.
- Giảm chấn ma sát: Tận dụng lực ma sát giữa các lá nhíp để giảm thiểu sự dao động.
Hình 2.11 Các loại giảm chấn thủy lực trong hệ thống treo trên ô tô
Bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo còn có tên gọi khác là thanh ổn định. Đúng như tên gọi, vai trò của bộ phận dẫn hướng vô cùng quan trọng, ảnh hưởng đến chức năng hoạt động của hệ thống treo trên xe ô tô.
Bộ phận dẫn hướng có vai trò tiếp nhận, truyền lực và mô men giữa bánh và khung xe, giúp cho xe di chuyển ổn định, đầm chắc và êm mượt Có 2 kiểu dẫn hướng chính là dùng nhíp (đối với xe tải) và dùng các cơ cấu tay đòn (xe con) Và tương ứng với việc bố trí và sắp xếp các tay đòn mà hãng sản xuất sẽ tạo ra những kiểu hệ thống treo khác nhau như hệ thống treo MacPherson, hệ thống treo tay đòn kép (Double wishbone), hệ thống treo đa liên kết (Multi-link),…
Hình 2.12 Cơ cấu tay đòn trong bộ phận dẫn hướng trên hệ thống treo của ô tô
Động lực học trên hệ thống treo
2.4.1 Hệ thống treo phụ thuộc:
Cách tối thiểu và đơn giản nhất để gắn một cặp bánh xe vào xe là gắn chúng ở hai đầu đối diện của một cầu xe được hiển thị trong hình 2.13.
Hình 2.13 Hệ thống treo phụ thuộc
Cầu xe phải được gắn vào thân sao cho có thể chuyển động lên và xuống theo hướng z, cũng như xoay vòng quanh trục x Vì vậy, không được phép dịch chuyển ngang và dịch chuyển về trước, và cũng không được phép xoay quanh trục z Có nhiều kết hợp các liên kết và lò xo có thể cung cấp các yêu cầu về động học và động lực học. Thiết kế đơn giản nhất là kẹp trục vào giữa hai lò xo lá với hai đầu được buộc hoặc xiềng vào khung xe như thể hiện dưới dạng sơ đồ trong hình 2.14 Một hệ thống treo có kết nối chắc chắn giữa bánh xe bên trái và bên phải được gọi là hệ thống treo phụ thuộc.
Hình 2.14 Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng lá nhíp
Nhíp là một dầm ghép các lá thép mỏng để có độ đàn hồi cao Kích thước các lá thép nhỏ dần từ lá lớn nhất gọi là lá nhíp chính hay lá nhíp gốc, hai đầu lá nhíp được uốn cong thành 2 tai để nối với khung.
Hình 2.15 Nhíp lá dưới dạng tổng quát
Khối lượng được treo M gồm những cụm, những chi tiết mà trọng lượng của chúng tác động lên hệ thống treo như: khung, cabin, động cơ và một số chi tiết gắn liền với chúng Trong hệ dao động tương đương, khối lượng được treo được xem như là một vật thể đồng chất, cứng hoàn toàn, được biểu diễn như một thanh AB có khối lượng M tập trung vào trọng tâm T Các điểm A, B ứng với vị trí cầu trước và cầu sau của xe Khối lượng phân bố lên cầu trước là M1, lên cầu sau là M2.
Hình 2.16 Mô hình hóa trạng thái khối lượng được treo
Khối lượng không được treo m gồm những cụm và chi tiết mà trọng lượng của chúng không tác dụng lên hệ thống treo Chúng ta coi phần không được treo là một vật thể đồng nhất cứng hoàn toàn và có khối lượng m tập trung vào tâm bánh xe.
Hình 2.17 Trạng thái của khối lượng không được treo
Các hệ thống treo phụ thuộc với lò xo lá dọc có nhiều nhược điểm Vấn đề chính nằm ở chỗ các lò xo tự đóng vai trò là bộ định vị Lò xo bị uốn cong do tác dụng của tải, nhưng tính mềm dẻo của chúng chỉ cần theo một hướng Tuy nhiên, bản chất của lò xo lá là xoắn và uốn cong về phương ngang và do đó, uốn cong trong các mặt phẳng khác với mặt phẳng lốp Lò xo lá không thích hợp để tiếp nhận các lực kéo và phanh Các lực này có xu hướng đẩy các lò xo vào một mặt cắt hình chữ S như trong hình 2.18 Sự biến dạng của lò xo lá khi tăng tốc và phanh tạo ra một góc caster âm và tăng sự bất ổn.
Hình 2.18 Trạng thái của nhíp lá khi tăng tốc (a) và khi phanh (b) Để hạn chế sự dịch chuyển theo chiều dịch của nhíp lá trong trường hợp xe tăng tốc và phanh như trên, người ta lắp thêm 1 thanh gọi là thanh chống dịch chuyển như hình 2.19.
Hình 2.19 Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp lá có thanh chống dịch chuyển
Mặc dù thanh chống dịch chuyển có thể kiểm soát hình dạng của lò xo lá trong khi xe tăng tốc hoặc khi phanh , nhưng nó gây ra vấn đề góc xoắn khi cầu xe di chuyển lên và xuống, như trong hình 2.20.
Hình 2.20 Trạng thái của thanh chống dịch chuyển khi cầu xe dịch chuyển lên (a) và xuống (b)
Các bánh trước cần có không gian để lái sang trái và phải Do đó, lò xo lá không thể được gắn gần với các bánh xe, và phải được đặt gần giữa trục Điều đó làm chiều dài và không gian của lò xo lá hẹp lại, do đó khi có một lực ngang tác dộng sẽ làm khối lượng được treo dao động lớn Điều này gây khó chịu cho hành khách trên xe, và làm giảm hiệu quả lái.
Một hệ thống treo phụ thuộc được xem như là khối lượng không được treo, và do đó, khối lượng không được treo tăng lên khi sử dụng hệ thống treo phụ thuộc khối lượng không được treo lớn sẽ ảnh hưởng đến khả năng điều khiển Tuy nhiên nếu làm trục nhẹ đi thì sẽ làm cho nó yếu hơn và làm tăng vấn đề nguy hiểm trên xe: gãy trục.Trục phải đủ mạnh để đảm bảo nó sẽ không bị gãy trong mọi điều kiện tải.
Theo ước tính sơ bộ, 90% khối lượng nhíp lá cũng có thể được tính là khối lượng không được treo, làm cho vấn đề trở nên tồi tệ hơn và do đó ngày nay hệ thống treo phụ thuộc không còn được sử dụng trên các xe du lịch, tuy nhiên nó vẫn còn được sử dụng trên các loại xe tải vì hệ thống treo phụ thuộc này không làm ảnh hưởng nhiều đến tỷ lệ khối lượng được treo và khối lượng không được treo Khi một chiếc xe có bánh sau là bánh chủ động và hệ thống treo phụ thuộc được sử dụng ở cầu sau, hệ thống treo được gọi là hệ thống treo trục dẫn động Một hệ thống treo trục dẫn động là một vỏ có chứa vi sai và hai trục truyền động (bán trục trái và phải) Các trục truyền động được kết nối với các bạc đạn bánh xe Một cầu dẫn động có thể nặng gấp ba đến bốn lần so với cầu không dẫn động. Để giảm khối lượng không được treo và tăng tính linh hoạt theo chiều dọc của hệ thống treo phụ thuộc, người ta trang bị cho chúng lò xo cuộn Một mô hình của hệ thống treo phụ thuộc với lò xo cuộn được thể hiện trong hình 2.21 Cơ cấu treo được làm bằng bốn thanh dọc giữa trục và khung xe.
Hình 2.21 Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng lò xo cuộn
Hệ thống treo phụ thuộc loại thường thấy hiện nay có ưu điểm là kết cấu đơn giản và rẻ tiền: nhíp vừa làm nhiệm vụ đàn hồi, giảm chấn và dẫn hướng Hệ thống treo phụ thuộc dể bảo dưỡng sửa chữa vì kết cấu đơn giản, sử dụng hệ thống treo phụ thuộc lốp cũng ít mòn vì khi quay vòng chỉ có thùng xe nghiêng còn cầu vẫn thăng bằng.
Tuy nhiên hệ thống treo phụ thuộc có một nhược điểm cụ thể, khi nâng 1 bánh xe lên, vệt bánh xe thay đổi ( ΔBB ), phát sinh lực ngang Y làm khả năng bám đường của ô tô giảm và ô tô dễ bị trượt ngang.
Hình 2.22 Tác động đến hệ thống treo phụ thuộc khi nâng một bánh xe lên
2.4.2 Hệ thống treo độc lập:
Hệ thống treo độc lập là hệ thống treo sao cho một bánh xe di chuyển lên xuống mà không ảnh hưởng đến bánh xe đối diện.
Hình 2.23 Hệ thống treo độc lập
Có nhiều hình thức và thiết kế của hệ thống treo độc lập Tuy nhiên, hệ thống treo thanh chống kép và MacPherson là những thiết kế đơn giản và phổ biến nhất trên các dòng xe ô tô hiện nay Ngoài ra, vẫn còn nhiều các cơ chế hệ thống treo độc lập khác tùy theo từng dòng xe hoặc từng nhu cầu sử dụng khác nhau như: hệ thống treo đa liên kết, hệ thống treo trục xoay hoặc tay đòn di động,…
2.4.2.1 Hệ thống treo thanh chống kép (A-arm) – Hai càng chữ A:
Hình 2.24 Hệ thống treo độc lập sử dụng thanh chống kép A-arm
Với một cơ chế lò xo cuộn trong hệ thống treo độc lập sử dụng thanh chống kép: - Lò xo cuộn có thể nằm giữa cánh tay dưới và khung máy (1)
- Lò xo cuộn có thể đặt ở giữa cánh tay trên và khung xe.
(2) - Lò xo cuộn có thể đặt ở giữa cánh tay chữ A trên và dưới
Trong trường hợp (1) và (2), cánh tay dưới hoặc cánh tay trên được làm mạnh hơn và cánh tay kia hoạt động như một cánh tay kết nối.
2.4.2.2 Hệ thống treo MacPherson: Đây là biến thể của hệ thống treo sử dụng thanh chống kép.