NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO TRÊN XE NISSAN FRONTIER 2016 Với sự phát triển nhanh và mạnh của thị trường ô tô Việt Nam, một yêu cầu. đặt ra đó là làm thế nào để khai thác hiệu quả nhất một chiếc ô tô. Đặc biệt là hệ thống treo trên xe. Một vấn đề đặt ra là làm thể nào chúng ta có thể hiểu rõ bản chất, đặc điểm cấu tạo và sự vận hành của chúng. Do đó em tiến hành chọn để tải về “Nghiên Cứu Hệ Thống Treo Trên Xe Nissan Frontier 2016”
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO TRÊN XE
NISSAN FRONTIER 2016
Vĩnh Long – Năm 2023
Trang 2KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO TRÊN XE
NISSAN FRONTIER 2016
Vĩnh Long – Năm 2023
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, trước tiên em xin chân thànhcảm ơn đến các thầy, cô đã tận tình giúp đỡ, chỉ dạy cho em những kiến thức chuyênngành về ô tô, giúp em có được những kiến thức nền tảng để hoàn thành đề tài nàycũng như là hành trang để em bước vào con đường học tập và làm việc
Với đề tài Nghiên cứu hệ thống treo trên xe Nissan Frontier2016 sẽ giúp
cho chúng em hiểu rõ được kết cấu và nguyên lý của các bộ phận, cụm chi tiết,những hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục những hư hỏng Từ đó,chúng em có thể nâng cao được trình độ hiểu biết về chuyên ngành, hiểu biết thêmnhiều về những kiến thức về hệ thống hỗ trợ này
Được sự hướng dẫn của thầy, các thầy giáo trong bộ môn, sự góp ý của cácbạn và sự cố gắng của bản thân trong thời gian cho phép em đã hoàn thành bài tiểuluận một cách tốt nhất Do thời gian có hạn, kiến thức còn hạn chế nên đề tài khôngthể tránh khỏi những sai sót, mong được các thầy cô và các bạn góp ý để bài tiểuluận được tốt hơn
Em xin chân thành cảm ơn!
Vĩnh Long, ngày tháng năm 2023
Sinh viên thực hiện
Trang 4NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Ý thức thực hiện:
Nội dung thực hiện:
Hình thức trình bày:
Tổng hợp kết quả:
Tổ chức báo cáo trước hội đồng
Tổ chức chấm điểm thuyết minh
Vĩnh Long, ngày tháng năm 202…
Cán bộ hướng dẫn
Trang 5NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN
Ý thức thực hiện:
Nội dung thực hiện:
Hình thức trình bày:
Tổng hợp kết quả:
Tổ chức báo cáo trước hội đồng
Tổ chức chấm điểm thuyết minh
Vĩnh Long, ngày tháng năm 202….
Cán bộ chấm phản biện
Trang 6MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH vii
DANH MỤC BẢNG x
MỞ ĐẦU 1
1 Lý do chọn đề tài 1
2 Mục đích nghiên cứu 1
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1
4 Phương pháp nghiên cứu 1
5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ 2
1.1 Công dụng của hệ thống treo trên ô tô 2
1.2 Yêu cầu của hệ thống treo trên ô tô 2
1.3 Phân loại hệ thống treo trên ô tô 3
1.3.1 Hệ thống treo độc lập 3
1.3.1.1 Kiểu thanh giằng MacPherson 3
1.3.1.2 Kiểu hình thang với chạc kép 5
1.3.1.3 Kiểu đa liên kết 5
1.3.2 Hệ thống treo phụ thuộc 6
1.3.2.1 Kiểu đoàn kéo có dầm xoắn 6
1.3.2.2 Kiểu nhíp song song 7
1.3.2.3 Kiểu đoàn dẫn/đòn kéo có thanh giằng ngang 8
1.3.2.4 Kiểu 4 thanh liên kết 8
1.4 Các phần tư cơ bản trong hệ thống treo 9
1.4.1 Phần tử đàn hồi 9
1.4.1.1 Các lò xo kim loại 9
1.4.1.2 Các lò xo phi kim loại 13
1.4.2 Phần tử giảm chấn 14
1.4.2.1 Kiểu ống đơn 14
1.4.2.2 Kiểu ống kép 15
Trang 71.4.3 Phần tử dẫn hướng 18
1.4.4 Thanh ổn định 18
1.4.5 Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình 19
1.5 Góc đặc bánh xe 20
1.5.1 Góc camber 21
1.5.2 Góc caster và khoảng caster 24
1.5.4 Độ chụm 29
CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG TREO TRÊN XE NISSAN FRONTIER 2016 32
2.1 Giới thiệu chung về xe Nissan Frontier 2016 32
2.2 Giới thiệu hệ thống 33
2.3 Cấu tạo hệ thống treo 34
2.3.1 Hệ thống treo trước trên xe Nissan Frontier 2016 35
2.3.1.1 Sơ đồ hệ thống treo trước trên xe Nissan Frontier 2016 35
2.3.1.2 Cụm giảm chấn và lò xo 37
2.3.1.3 Rotuyn thanh ổn định 40
2.3.1.4 Cụm moayơ 40
2.3.1.5 Đòn treo dưới 41
2.3.1.6 Đòn treo trên 42
2.3.1.7 Thanh ổn định 42
2.3.1.8 Bệ đở thanh ổn định 44
2.3.2 Hệ thống treo sau trên xe Nissan Frontier 2016 44
2.3.2.1 Sơ đồ hệ thống treo sau trên xe Nissan Frontier 2016 44
2.3.2.2 Quang treo 46
2.3.2.3 Giảm chấn 46
2.3.2.4 Lá nhíp (bộ phận đàn hồi) 48
2.3.2.5 Chốt treo 50
CHƯƠNG 3: CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG TREO TRÊN XE NISSAN FRONTIER 2016 51
3.1 Hệ thống treo trước 51
3.1.1 Các nguyên nhân hư hỏng 51
3.1.2 Kiểm tra bảo dưỡng hệ thống treo trước 51
3.1.2.1 Kiểm tra độ hở của ổ bi bánh xe 52
Trang 83.1.2.2 Kiểm tra độ rơ của các rotuyn 54
3.1.2.3 Kiểm tra các chốt định vị được lắp vào các đầu trục dẫn động 55
3.1.2.4 Kiểm tra bộ giảm xóc có bị rò rỉ dầu hay bất thường khác 56
3.1.2.5 Kiểm tra khớp trục truyền động 59
3.1.2.6 Kiểm tra thanh ổn định 61
3.1.2.7 Kiểm tra đòn treo trên 62
3.1.2.8 Kiểm tra đòn treo dưới 63
3.1.3 Góc đặt bánh xe 64
3.1.3.1 Góc camber 65
3.1.3.2 Góc caster 65
3.1.3.3 Độ chụm 65
3.2 Hệ thống treo sau 66
3.2.1 Thông số kỹ thuật chung 66
3.2.2 Kiểm tra bảo dưỡng hệ thống treo sau 66
3.2.2.1 Kiểm tra giảm chấn 67
3.2.2.2 Kiểm tra lá nhíp 67
3.2.2.3 Bảo dưỡng hệ thống treo sau 69
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71
1 Kết luận 71
2 Kiến nghị 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO 72
Trang 9DANH MỤC HÌNH Ả
Hình 1.1: Hệ thống treo Macperson 4
Hình 1.2: Phương pháp đặt lệch lò xo 4
Hình 1.3: Hệ thống treo hình thang với chạc kép 5
Hình 1.4: Hệ thống treo đa liên kết 5
Hình 1.5: Hệ thống treo kiểu đoàn kéo có dầm xoắn 7
Hình 1.6: Hệ thống treo kiểu nhíp song song 7
Hình 1.7: Hệ thống treo kiểu đoàn dẫn/đòn kéo có thanh giằng ngang 8
Hình 1.8: Hệ thống treo kiểu 4 thanh liên kết 8
Hình 1.9: Các lá nhíp 10
Hình 1.10: Nhíp phụ 11
Hình 1.11: Các loại lò xo 11
Hình 1.12: Thanh xoắn 13
Hình 1.13: Lò xo cao su 13
Hình 1.14: Đệm không khí 14
Hình 1.15: Cấu tạo của giảm chấn kiểu ống đơn 15
Hình 1.16: Cấu tạo giảm chấn kiểu ống kép 16
Hình 1.17: Quá trình ép (nén) 17
Hình 1.18: Quá trình bật lại (giãn nở) 18
Hình 1.19: Công dụng của thanh ổn định 19
Hình 1.20: Các vấu cao su 19
Hình 1.21: Các góc đặt bánh xe 21
Hình 1.22: Góc camber âm 22
Hình 1.23 Góc camber bằng không và camber dương 23
Hình 1.24: Góc camber và xe quay vòng 24
Hình 1.25: Góc caster 25
Hình 1.26: Góc caster và khoảng caster 26
Hình 1.27: Các dạng hình học của góc caster 27
Hình 1.28 Góc kingpin 27
Hình 1.29: Giảm lực đánh lái 28
Hình 1.30: Giảm phản hồi và kéo lệch sang một bên 29
Trang 10Hình 1.31: Độ chụm 30
Hình 1.32: Bán kính quay vòng 31Y Hình 2.1: Nissan Frontier 2016 32
Hình 2.2: Hệ thống treo trước trên xe nissan frontier 2016 33
Hình 2.3: Hệ thống treo sau trên xe nissan frontier 2016 34
Hình 2.4: Các chi tiết hệ thống treo trước của xe Nisssan Frontier 2016 36
Hình 2.5: Bộ phận đàn hồi 37
Hình 2.6: Bộ phận giảm chấn 38
Hình 2.7: Lò xo đàn hồi 39
Hình 2.8: Sự dao động của lò xo 39
Hình 2.9: Rotuyn thanh ổn định 40
Hình 2.10: Cụm moay ơ bánh xe 41
Hình 2.11: Đòn treo dưới của xe Nissan Frontier 2016 41
Hình 2.12: Đòn treo trên của xe Nissan Frontier 2016 42
Hình 2.13: Thanh ổn định của xe Nissan Frontier 2016 42
Hình 2.14: Bệ đở thanh ổn định của xe Nissan Frontier 2016 44
Hình 2.15: Hệ thống treo sau của xe Nissan Frontier 2016 44
Hình 2.16: đặc điểm của hệ thống treo nhíp 45
Hình 2.17: Quang treo của xe Nissan Frontier 2016 46
Hình 2.18: Giảm chấn của xe Nissan Frontier 2016 46
Hình 2.19: Quá trình ép (nén) 47
Hình 2.20: Quá trình bật lại (giãn nở) 48
Hình 2.21: Hệ thống treo nhíp của xe Nissan Frontier 2016 49
Hình 2.22: Tấm đệm giảm thanh của nhíp 49
Hình 2.23: Chốt treo của xe Nissan Frontier 2016 5 Hình 3.1: Lắc bánh xe kiểm tra khớp rotuyn 51
Hình 3.2: Kiểm tra độ rơ ổ bi moayơ bánh xe 52
Hình 3.3: Dụng cụ tháo rotuyn 52
Hình 3.4: Tháo khớp bằng dụng cụ sst 53
Hình 3.5: Tách khớp rotuyn bằng dụng cụ sst 53
Hình 3.6: Đai ốc dưới 53
Trang 11Hình 3.7: Dụng cụ sst j-44372 đo lục kéo 54
Hình 3.8: Khớp rotuyn rò rỉ dầu 54
Hình 3.9: Chốt và rảnh khớp rotuyn 55
Hình 3.10: Vị trí kiểm tra khớp rotuyn 55
Hình 3.11: Chốt định vị và lực siết 55
Hình 3.12: Bộ giảm chấn bị rò rỉ dầu 56
Hình 3.13: Dụng cụ sst nén lò xo đàn hồi 56
Hình 3.14: Ba đai ốc phía trên bộ giảm chấn 56
Hình 3.15: Đai ốc phía dưới bộ giảm chấn 57
Hình 3.16: Nới đai ốc khóa bộ giảm chấn 57
Hình 3.17: Nén lò xo đàn hồi bằng dụng cụ sst 57
Hình 3.18: tháo đai ốc khóa bộ giảm chấn 58
Hình 3.19: Trục truyền động rò rỉ dầu 59
Hình 3.20: Tháo vòng chặn 59
Hình 3.21: Tháo vòng hảm 60
Hình 3.22: Tháo trục trục truyền động 60
Hình 3.23: khóa cao su chụp bụi 61
Hình 3.24: Tháo bệ đở và ống lót thanh ổn định 61
Hình 3.25: Dụng cụ sst j-24319-01 62
Hình 3.26: Tháo đai ốc trên 62
Hình 3.27: tách khớp rotuyn và đòn treo 62
Hình 3.28: Tháo bu long đai ốc đòn treo trên 63
Hình 3.29: Tháo lu lông đòn treo dưới 63
Hình 3.30: Tháo bulông đòn treo dưới 64
Hình 3.31: Thiết lặp thông số cân góc đặt bánh xe 65
Hình 3.32: Lắc bánh xe 66
Hình 3.33: Tháo giảm chấn 67
Hình 3.34: Tháo bulông chữ U 68
Hình 3.35: Tháo quang treo 68
Hình 3.36: Tháo quang đặt 68
Hình 3.37: Bơm mỡ các chốt treo 69
Hình 3.38: Chiều cao xe 70
Trang 12DANH MỤC BẢN
Bảng 3.1: Các nguyên nhân và hiện tượng hư hỏng 51
Bảng 3.2: Bảng thông số kiểm tra khớp rotuyn 55
Bảng 3.3: thông sô chiều dài tự do của lò xo đàn hồi 58
Bảng 3.4: Thống số kỹ thuật góc camber 65
Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật góc caster 65
Bảng 3.6: Thống số kỹ thuật dộ chụm 65
Bảng 3.7: Thông số kỹ thuật hệ thống treo sau 66
Bảng 3.8: Bảng thống số chiều cao và thông số lốp xe 70
Trang 13về “Nghiên Cứu Hệ Thống Treo Trên Xe Nissan Frontier 2016”
2 Mục đích nghiên cứu
Với yêu cầu nội dung của đề tài, mục tiêu cần đạt được sau khi hoàn thành đềtài như sau:
Giới thiệu tổng quan về hệ thống treo
Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo trên xe NissanFrontier 2016
Tìm hiểu hiện tượng, nguyên nhân và cách chẩn đoán xử lý hư hỏng cho hệthống treo trên xe Nissan Frontier 2016
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống treo trên xe Nissan Frontier 2016
Phạm vi nghiên cứu:
Cấu tạo của hệ thống treo trên xe Nissan Frontier 2016
Nguyên lý hoạt động của hệ thống treo trên xe Nissan Frontier 2016
Sửa chữa, bảo dưỡng của hệ thống treo trên xe Nissan Frontier 2016
4 Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình thực hiện đề tài em sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau: Nghiên cứu tài liệu, giáo trình kĩ thuật, sách vở
Nghiên cứu, tìm kiếm thông tin trên mạng Internet
Tổng hợp và chọn lọc để sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy
5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Giúp sinh viên làm quen với các kết cấu mới của hệ thống treo, qua đó thấyđược tầm quan trọng của hệ thống treo và nhận biết được các yêu cầu, công dụng,cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo
Có thể sử dụng làm nguồn tài liệu giúp ích cho các bạn thế hệ sau
Trang 14CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ1.1 Công dụng của hệ thống treo trên ô tô
Hệ thống treo được hiểu ở đây là hệ thống liên kết mềm giữa bánh xe vàkhung xe hoặc vỏ xe Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi có chức năngchính sau đây:
Tạo điều kiện thực hiện cho bánh xe chuyển động tương đối theo phươngthẳng đứng với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động êm dịu, hạn chế tới mức
có thể chấp nhận được những chuyển động không muốn có khác của bánh xe nhưlắc ngang, lắc dọc
Truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng, lực dọc và lực bên.Xác định động học chuyển động của bánh xe, truyền lực kéo và lực phát sinh
ra do ma sát giữa mặt đường và các bánh xe, lực bên và các mômen phản lực đếngầm và thân xe
Dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do mặt đường khôngbằng phẳng
Khi ô tô chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lại các rung động, cácdao động và các va đập trên xe để bảo vệ hành khách, hành lý và cải thiện tính ổnđịnh
1.2 Yêu cầu của hệ thống treo trên ô tô
Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa khung xe và khung vỏ cần thiết phải mềnnhưng cũng phải đủ khả năng truyền lực, quan hệ này phải được thực hiện ở các yêucầu chính sau đây:
Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sự dụng theo tính năng kỹ thuật của
xe (xe chạy trên các loại đường khác nhau)
Bánh xe có thể dịch chuyển trong một thời hạn nhất định
Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thỏa mãn mục đích chính của hệthống treo là làm mền theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệđộng học và động lực học chuyển động của bánh xe
Không gây nên tải trọng lớn các mối liên kết với khung, vỏ
Có độ tin cậy lớn, độ bền cao và không gặp hư hỏng bất thường
Đối với xe con (minibus) chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu sau:
Trang 153Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo không quá lớn.
Có khả năng chống rung và chống ồn từ bánh xe lên khung, vỏ xe tốt
Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyển động của ô tô ở tốc độ cao, ô
tô điều khiển nhẹ nhàng
1.3 Phân loại hệ thống treo trên ô tô
1.3.1 Hệ thống treo độc lập
Ưu điểm của hệ thống treo độc lập:
Độ linh hoạt: Mỗi bánh xe độc lập vận động, giúp xe ô tô thích nghi tốt hơnvới các điều kiện đường bị hỏng, địa hình không đồng đều và cải thiện độ êm ái khilái
Tăng sự ổn định: Hệ thống này cung cấp sự ổn định tốt hơn khi xe quay trongcác góc cua và giúp giảm nguy cơ lật
Cải thiện hiệu suất lái xe: Hệ thống treo độc lập giúp tăng sự kiểm soát và sựlinh hoạt khi lái xe, cung cấp trải nghiệm lái xe tốt hơn
Nhược điểm của hệ thống treo độc lập:
Phức tạp hơn trong thiết kế và chế tạo: Hệ thống treo độc lập thường yêu cầunhiều linh kiện và bộ phận riêng biệt cho mỗi bánh xe, điều này có thể làm tăng độphức tạp trong thiết kế và quá trình sản xuất của xe
Chi phí cao hơn: Do đòi hỏi nhiều bộ phận và công nghệ tiên tiến hơn, hệ thốngtreo độc lập thường có chi phí sản xuất và bảo trì cao hơn so với hệ thống treo cố định
1.3.1.1 Kiểu thanh giằng MacPherson
Đây là hệ thống treo độc lập được sử dụng rộng rãi nhất cho hệ thống treotrước của các xe cỡ nhỏ và vừa Kiểu này cũng được sử dụng cho hệ thống treo saucủa các xe động cơ đặt trước bà cầu trước chủ động
Đặc tính:
Cấu tạo của hệ thống treo này khá đơn giản
Vì có ít chi tiết, nhẹ nên giảm được phần khối lượng không được treo
Nhờ có khoảng chiếm chỗ của hệ thống treo nhỏ nên khoảng sử dụng trongkhoang động cơ tăng lên
Nhờ có khoảng cách lớn giữa các điểm đỡ của hệ thống treo nên ít gặp phiềnphức về căn chỉnh góc đặt bánh trước do lắp ghép không đúng hoặc do sai sót trong
Trang 16chế tạo các chi tiết Vì vậy, ngoại trừ độ chụm (của hai bánh xe trước) việc điềuchỉnh góc đặt bánh xe thường là không cần thiết.
Hình 1.1: Hệ thống treo Macperson
Trong hệ thống treo kiểu thanh giằng MacPherson, bộ giảm chấn có tác dụngnhư một bộ phận của hệ liên kết treo, chịu tải trọng thẳng đứng Tuy vậy, vì các bộgiảm chấn phải chịu tải trọng từ các bánh xe nên chúng hơi bị uốn
Điều này làm phát sinh ứng lực ngang (A và B trên hình minh hoạ), tạo ra sát giữa cần đẩy pittông và dẫn hướng cũng như giữa pittông và ống lót xylanh, làm phát sinh tiếng ồn và ảnh hưởng đến độ êm chạy xe
ma-Những hiện tượng này có thể được giảm thiểu bằng cách đặt lệch các lò-xokhỏi đường tâm của thanh giằng hoặc bộ giảm chấn, sao cho các phản lực a và bxuất hiện theo chiều ngược lại các lực A và B
Trang 17Hình 1.2: Phương pháp đặt lệch lò xo
1.3.1.2 Kiểu hình thang với chạc kép
Kiểu này được sử dụng rộng rãi cho hệ thống treo trước của các xe tải cỡ nhỏ
và cho hệ thống treo trước và sau của các xe du lịch
Đặc tính:
Trong các kiểu treo này, các bánh xe được liên kết với thân xe thông qua cácđòn treo dưới và trên Dạng hình học của hệ thống treo có thể được thiết kế tuỳ theochiều dài của các đòn treo trên và dưới cũng như góc nghiêng của chúng
Hình 1.3: Hệ thống treo hình thang với chạc kép
1.3.1.3 Kiểu đa liên kết
Hệ thống treo đa liên kết là một sự cải tiến của hệ thống treo tay đòn kép Hệthống này không chỉ sử dụng một thanh điều hướng như trên MacPherson hay hai
Trang 18thanh điều hướng trên tay đòn kép Treo đa liên kết dùng tới ba, bốn thậm chí nămthanh điều hướng khác nhau hoặc kết hợp với càng chữ A.
Hình 1.4: Hệ thống treo đa liên kết
1.3.2 Hệ thống treo phụ thuộc
Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc:
Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định, do vậy độ mòn lốp xe ít.Khi chịu lực bên (ly tâm, đường ngang, gió bên) hai bánh xe liên kết cứng làmhạn chế hiện tượng trượt bên của bánh xe
Công nghệ chế tạo đơn giản; Số lượng các chi tiết ít; Dễ tháo lắp, sửa chữa vàbảo dưỡng; Giá thành thấp
Với những ưu điểm trên, hệ thống treo phụ thuộc thường được dùng chủ yếu ởôtô tải, Buýt, dùng cho cầu sau của ôtô con Đối với những ôtô có tính việt dã cao,với tốc độ không lớn lắm thường dùng hệ thống treo phụ thuộc cho cả hai cầu trước
và cầu sau
Nhược điểm của hệ thống treo phụ thuộc:
Khối lượng phần không được treo (phần liên kết bánh xe) là rất lớn, đặc biệt ởtrên cầu chủ động Khi ôtô di chuyển trên những con đường không bằng phẳng, tảitrọng sinh ra sẽ gây nên va đập mạnh giữa phần không được treo với phần đượctreo, sẽ làm giảm độ êm dịu trong khi chuyển động Mặt khác bánh xe va đập mạnhtrên nền đường làm xấu đi sự tiếp xúc các bánh xe với mặt đường
Trang 197Khoảng không gian phía dưới sàn ôtô phải lớn, để đủ bảo đảm cho dầm cầuthay đổi vị trí, cho nên chiều cao trọng tâm của ôtô sẽ lớn và sẽ làm giảm đi thể tíchchứa hàng hóa sau ôtô.
Sự nối cứng giữa hai bánh xe nhờ vào dầm cầu liền gây nên các trạng thái điểnhình về động học, nếu bố trí hệ thống treo này cho cầu trước dẫn hướng, sẽ làm xấu
đi tính ổn định trong khi chuyển động trên đường không bằng phẳng
1.3.2.1 Kiểu đoàn kéo có dầm xoắn
Kiểu này được sử dụng chủ yếu cho hệ thống treo sau của các xe có động cơđặt phía trước và dẫn động bằng bánh trước (FF) Kết cấu của nó bao gồm một đòntreo và một thanh ổn định được hàn với dầm chịu xoắn (một số kiểu xe không cóthanh ổn định)
Nhờ có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ nên có thể giảm được khối lượng khôngđược treo, tăng độ êm cho xe Ngoài ra nó còn cho phép tăng khoảng không giancủa khoang hành lý
Khi có hiện tượng xoay đứng do chạy vào đường vòng hoặc trên đường mấp
mô, thanh ổn định sẽ bị xoắn cùng với dầm trục Nhờ thế hiện tượng xoay đứngđược giảm xuống, giúp cho xe chạy ổn định hơn
Khi kích xe lên, không được đặt kích hoặc các bộ phận tương tự vàophần dầm xoắn
Hình 1.5: Hệ thống treo kiểu đoàn kéo có dầm xoắn
Trang 201.3.2.2 Kiểu nhíp song song
Hình 1.6: Hệ thống treo kiểu nhíp song song
Kiểu nhíp này được dùng cho hệ thống treo trước của các xe tải và xe buýtv.v… và cho hệ thống treo sau của các xe thương mại
Đặc tính:
Cấu tạo đơn giản nhưng khá vững chắc
Khó sử dụng các lò xo rất mềm nên xe chạy không thật êm
1.3.2.3 Kiểu đoàn dẫn/đòn kéo có thanh giằng ngang
Kiểu này được sử dụng cho hệ thống treo trước và sau của các xe LandCruiser, xe tải,
Đặc tính:
Xe chạy êm, độ cứng vững cao
Trang 21Hình 1.7: Hệ thống treo kiểu đoàn dẫn/đòn kéo có thanh giằng ngang
1.3.2.4 Kiểu 4 thanh liên kết
Kiểu này được sử dụng cho hệ thống treo sau Kiểu này giúp cho xe chạy êmnhất trong các kiểu hệ thống treo phụ thuộc
Hình 1.8: Hệ thống treo kiểu 4 thanh liên kết
1.4 Các phần tư cơ bản trong hệ thống treo
Ta đã biết hệ thống treo có các công dụng như ở trên để đảm bảo các công dụng
đó đó thì thông thường hệ thống treo bao gồm 3 bộ chính:
Bộ phận đàn hồi
Bộ phận giảm chấn
Bộ phận dẫn hướng
Trang 22Nói chung, nhíp càng dài thì càng mềm Số lá nhíp càng nhiều thì nhíp càngchịu tải trọng lớn hơn, mặt khác, nhíp sẽ cứng hơn và ảnh hưởng đến độ êm.
Độ uốn cong của lá nhíp được gọi là “độ võng” Vì lá nhíp càng ngắn thì độvõng càng lớn nên lá nhíp dưới cong hơn lá nhíp trên nó
Khi xiết chặt bulông ở giữa, các lá nhíp hơi duỗi thẳng ra (như minh hoạ bêntrái đây), làm cho các đầu lá nhíp ép lên nhau rất chặt
Độ cong tổng thể của nhíp được gọi là “độ vồng” Tuy nhiên, ma sát giữa các
lá nhíp cũng làm giảm độ êm, vì nó làm giảm tính uốn của nhíp
Trang 23Vì vậy, nhíp thường được sử dụng cho các xe thương mại.
Khi nhíp nẩy lên, độ võng giữ cho các lá nhíp khít với nhau, ngăn không chođất, cát lọt vào giữa các lá nhíp và gây mài mòn
Biện pháp giảm ma sát giữa các lá nhíp
Đặt các miếng đệm chống ồn vào giữa các lá nhíp, ở phần đầu lá, để chúng dễtrượt lên nhau
Mỗi lá nhíp cũng được làm vát hai đầu để chúng tạo ra một áp suất thích hợpkhi tiếp xúc với nhau
Trang 24Nhíp phụ
Các xe tải và xe khác chịu tải trọng thay đổi mạnh cần dùng thêm nhíp phụ.Nhíp phụ được lắp trên nhíp chính Với tải trọng nhỏ thì chỉ nhíp chính làm việc,nhưng khi tải trọng vượt quá một trị số nào đó thì cả hai nhíp chính và phụ đều làmviệc
Hình 1.10: Nhíp phụ
b Lò xo trụ
Hình 1.11: Các loại lò xo
Trang 2513Các lò xo được làm bằng thanh thép lò xo đặc biệt Khi đặt tải trọng lên một lò
xo, toàn bộ thanh thép bị xoắn khi lò xo co lại Nhờ vậy năng lượng của ngoại lựcđược tích lại, và chấn động được giảm bớt
Nếu lò xo trụ được làm từ một thanh thép có đường kính đồng đều thì toàn bộ
lò xo sẽ co lại đồng đều, tỷ lệ với tải trọng Nghĩa là, nếu sử dụng lò xo mềm thì nókhông chịu được tải trọng nặng, còn nếu sử dụng lò xo cứng thì xe chạy không êmvới tải trọng nhỏ
Tuy nhiên, nếu sử dụng một thanh thép có đường kính thay đổi đều, như minhhoạ bên trái đây, thì hai đầu của lò xo sẽ có độ cứng thấp hơn phần giữa Nhờ thế,khi có tải trọng nhỏ thì hai đầu lò xo sẽ co lại và hấp thu chuyển động Mặt khác,phần giữa của lò xo lại đủ cứng để chịu được tải trọng nặng
Các lò xo có bước không đều, lò xo hình nón cũng có tác dụng như vậy
c Thanh xoắn
Lò xo thanh xoắn (gọi tắt là thanh xoắn) là một thanh thép lò xo có tính đànhồi xoắn Một đầu của thanh xoắn được gắn cứng với khung hoặc các kết cấu kháccủa thân xe, còn đầu kia được gắn với bộ phận chịu tải trọng xoắn
Thanh xoắn cũng được sử dụng để làm thanh ổn định
Đặc tính:
Nhờ tỷ lệ hấp thu năng lượng trên một đơn vị khối lượng lớn hơn so với cácloại lò xo khác nên hệ thống treo có thể nhẹ hơn
Kết cấu của hệ thống treo đơn giản
Cũng như lò xo cuộn, thanh xoắn không tự khống chế dao động, vì vậy phải
sử dụng thêm bộ giảm chấn
Trang 26Chúng không phát tiếng ồn khi làm việc
Chúng không thích hợp để dùng cho tải trọng nặng
Vì vậy các lò xo cao su chủ yếu sử dụng làm các lò xo phụ hoặc các bạc lót,đệm, cơ cấu chặn và các bộ phận hỗ trợ khác cho các chi tiết của hệ thống treo
Trang 2715Chiều cao của xe có thể giữ không đổi ngay cả khi tải trọng thay đổi, bằngcách điều chỉnh áp suất không khí.
Tuy nhiên, hệ thống treo dùng lò xo không khí cần phải có trang bị điều chỉnh
áp suất không khí và máy nén khí nên hệ thống treo sẽ phức tạp
Hiện nay, hệ thống treo khí điều biến-điện tử, cũng được sử dụng trong một sốkiểu xe
Hình 1.14: Đệm không khí
1.4.2 Phần tử giảm chấn
Khi xe bị xóc do mặt đường gồ ghề, các lò xo của hệ thống treo sẽ hấp thu cácchấn động đó Tuy nhiên, vì lò xo có đặc tính tiếp tục dao động, và vì phải sau mộtthời gian dài thì dao động này mới tắt nên xe chạy không êm
Nhiệm vụ của bộ giảm chấn là hấp thu dao động này Bộ giảm chấn khôngnhững cải thiện độ chạy êm của xe mà còn giúp cho lốp xe bám đường tốt hơn vàđiều khiển xe ổn định hơn
1.4.2.1 Kiểu ống đơn
Lấy một kiểu đại diện là kiểu bộ giảm chấn DuCarbon, nó được nạp khí nitơ
áp suất cao (20 – 30 kgf/cm2)
Trong xy lanh, buồng nạp khí và buồng chất lỏng được ngăn cách bằng một
“pittông tự do” (nó có thể chuyển động lên xuống tự do)
Trang 28Hình 1.15: Cấu tạo của giảm chấn kiểu ống đơn
Đặc tính của bộ giảm chấn kiểu DuCarbon
Toả nhiệt tốt vì ống đơn tiếp xúc trực tiếp với không khí
Một đầu ống được nạp khí áp suất cao, và hoàn toàn cách ly với chất lỏng nhờ
có pittông tự do Kết cấu này đảm bảo trong quá trình vận hành sẽ không xuất hiện
lỗ xâm thực và bọt khí, nhờ vậy mà có thể làm việc ổn định
Giảm tiếng ồn rất nhiều
1.4.2.2 Kiểu ống kép
a Cấu tạo
Bên trong vỏ (ống ngoài) có một xy-lanh (ống nén), và trong xy-lanh có mộtpittông chuyển động lên xuống Đầu dưới của cần pittông có một van để tạo ra lựccản khi bộ giảm chấn giãn ra Đáy xy-lanh có van đáy để tạo ra lực cản khi bộ giảmchấn bị nén lại
Bên trong xy-lanh được nạp chất lỏng hấp thu chấn động, nhưng buồng chứachỉ được nạp đầy đến 2/3 thể tích, phần còn lại thì nạp không khí với áp suất khíquyển hoặc nạp khí áp suất thấp Buồng chứa là nơi chứa chất lỏng đi vào và đi ra
Trang 2917khỏi xy lanh Trong kiểu buồng khí áp suất thấp, khí được nạp với áp suất thấp (3 –
6 kgf/cm2)
Làm như thế để chống phát sinh tiếng ồn do hiện tượng tạo bọt và xâm thực,thưỡng xảy ra trong các bộ giảm chấn chỉ sử dụng chất lỏng Giảm thiểu hiện tượngxâm thực và tạo bọt còn giúp tạo ra lực cản ổn định, nhờ thế mà tăng độ êm và vậnhành ổn định của xe Trong một số bộ giảm chấn kiểu nạp khí áp suất thấp, người takhông sử dụng van đáy, và lực hoãn xung được tạo ra nhờ van pittông trong cả haihành trình nén và giãn
Hình 1.16: Cấu tạo giảm chấn kiểu ống kép
b Nguyên lý hoạt động
Quá trình ép (nén)
Tốc độ chuyển động của cần pittông cao
Khi pittông chuyển động xuống, áp suất trong buồng A (dưới pittông) sẽ tăngcao Dầu sẽ đẩy mở van một chiều (của van pittông) và chảy vào buồng B mà không
bị sức cản nào đáng kể (không phát sinh lực giảm chấn)
Đồng thời, một lượng dầu tương đương với thể tích choán chỗ của cần pittông(khi nó đi vào trong xy lanh) sẽ bị ép qua van lá của van đáy và chảy vào buồngchứa Đây là lúc mà lực giảm chấn được sức cản dòng chảy tạo ra
Tốc độ chuyển động của cần pittông thấp
Trang 30Nếu tốc độ của cần pittông rất thấp thì van một chiều của van pittông và van lácủa van đáy sẽ không mở vì áp suất trong buồng A nhỏ.
Tuy nhiên, vì có các lỗ nhỏ trong van pittông và van đáy nên dầu vẫn chảy vàobuồng B và buồng chứa, vì vậy chỉ tạo ra một lực cản nhỏ
Hình 1.17: Quá trình ép (nén) Quá trình bật lại (giãn nở)
Tốc độ chuyển động của cần pittông cao
Khi pittông chuyển động lên, áp suất trong buồng B (trên pittông) sẽ tăng cao.Dầu sẽ đẩy mở van lá (của van pittông) và chảy vào buồng A
Vào lúc này, sức cản dòng chảy đóng vai trò lực giảm chấn
Vì cần pittông chuyển động lên, một phần cần thoát ra khỏi xy-lanh nên thểtích choán chỗ của nó giảm xuống
Để bù vào khoảng hụt này dầu từ buồng chứa sẽ chảy qua van một chiều vàvào buồng A mà không bị sức cản đáng kể
Tốc độ chuyển động của cần pittông thấp
Trang 3119Khi cán pittông chuyển động với tốc độ thấp, cả van lá và van một chiều đềuvẫn đóng vì áp suất trong buồng B ở trên pittông thấp Vì vậy, dầu trong buồng Bchảy qua các lỗ nhỏ trong van pittông vào buồng A.
Dầu trong buồng chứa cũng chảy qua lỗ nhỏ trong van đáy vào buồng A, vìvậy chỉ tạo ra một lực cản nhỏ
Hình 1.18: Quá trình bật lại (giãn nở) 1.4.3 Phần tử dẫn hướng
Bộ phận dẫn hướng có nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang và các mômen
từ bánh xe lên khung hoặc thân xe Nó có thể có những chi tiết khác nhau tùy thuộc
hệ thống treo phụ thuộc hay độc lập, phần tử đàn hồi là nhịp lò xo hay thanh xoắn.Quan hệ của bánh xe với khung xe khi thay đổi vị trí theo phương thẳng đứngđược gọi là quan hệ động học Khả năng truyền lực ở mỗi vị trí được gọi là quan hệđộng lực học của hệ treo
1.4.4 Thanh ổn định
Khi xe quay vòng, nó nghiêng ra ngoài do lực ly tâm Thanh ổn định điềukhiển việc này bằng lực xoắn của lò xo, và giữ cho lốp bám xuống mặt đường Nó
Trang 32cũng hoạt động nếu các lốp xe ở một bên chạy qua những bề mặt có độ cao khácnhau.
Khi xe bị nghiêng và lốp xe bị chìm xuống một phía, thanh ổn định bị xoắn lại
và có tác dụng như một lò xo, nó nâng lốp xe (thân xe) ở phía bị chìm lên phía trên.Trong trường hợp các lốp xe bị chìm cả hai bên bằng nhau, thì thanh ổn địnhkhông hoạt động như chức năng của lò xo vì nó không bị xoắn
Hình 1.19: Công dụng của thanh ổn định 1.4.5 Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình
Trên xe con các vấu cao su thương được đặt kết hợp trong với vỏ giảm chấn Vấu cao sao vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình của piston nhằm hạn chế hành trình làm việc của bánh xe
Vấu cao su có những ưu điểm sau:
Có thể được làm dưới mọi hình dang khác nhau
Không có tiếng ồn khi làm việc, không phải bôi trơn
Trang 33Hình 1.20: Các vấu cao su 1.5 Góc đặc bánh xe
Xe phải có các tính năng vận hành ổn định trên đường thẳng, chạy theo đườngvòng và khả năng phục hồi để chạy trên đường thẳng, khả năng làm mềm các chấnđộng truyền từ bánh xe đến hệ thống treo
Vì vậy, bánh xe được lắp đặt với những góc độ nhất định so với mặt đất và vớinhững hệ thống treo riêng Những góc này được gọi chung là góc đặt bánh xe.Góc đặt bánh xe có 5 yếu tố sau đây:
- Camber là góc giữa trục thẳng đứng của bánh xe dẫn hướng với trục thẳng đứngcủa xe khi nhìn từ phía trước hoặc sau
- Caster là số đo của góc giữa trụ thẳng đứng của bánh xe và trụ lái
- Góc nghiêng của trụ xoay đứng (góc kingpin) là đường thẳng nối khớp cầu trên vàkhớp cầu dưới, và tâm quay của bánh xe trước khi quay vô lăng
- Độ chụm của bánh xe (Góc chụm, Độ chụm, Độ choãi) là hiệu số khoảng cáchgiữa hai má lốp đo từ phía sau và khoảng cách giữa hai má lốp đo từ phía trước trêncùng một trục xe, điều chỉnh Toe là căn chỉnh thẳng theo hướng tịnh tiến của haibánh xe trên cùng một trục
- Bán kính quay vòng (Góc bánh xe, góc quay vòng) là góc quay của một trong cácbánh trước khi quay vô lăng
Nếu một trong những yếu tố này không thích hợp thì có thể xuất hiện các vấn
đề sau đây:
Khó lái
Lái không ổn định
Trang 34Trả lái trên đường vòng kém
Tuổi thọ của lốp xe giảm
Góc Kingpin có chức năng giảm lực đánh lái: bánh xe quay sang phải hoặc
sang trái, với tâm quay là trục xoay đứng còn bán kính quay là khoảng lệch, nên độlệch càng lớn thì mô-men cản quay càng lớn (do sức cản quay của lốp xe), vì vậylực lái cũng tăng lên còn độ lệch giảm do góc kingpin sẽ làm giảm lực đánh lái;Giảm lực phản hồi: Nếu khoảng lệch quá lớn, lực dẫn động (lực đẩy xe) hoặc lựchãm sẽ tạo ra mô-men quay quanh trục xoay đứng lớn, tỷ lệ thuận với khoảng lệch
Ngoài ra, góc kingpin còn tăng độ ổn định khi đi trên đường thẳng: Góc nghiêng
của trục lái giúp cho bánh xe tự động quay trở về vị trí chạy đường thẳng, sau khi đãchạy vòng.
Hình 1.21: Các góc đặt bánh xe
Trang 35“Camber dương” Ngược lại, khi bánh xe nghiêng vào trong thì gọi là “Camberâm”.
Trong các kiểu xe trước đây, các bánh xe thường có Camber dương để tăng độbền của trục trước, và để cho lốp xe tiếp xúc thẳng góc với mặt đường nhằm ngănngừa hiện tượng mòn không đều vì phần tâm đường thường cao hơn phần rìađường
Trong các kiểu xe hiện đại, hệ thống treo và trục có độ bền cao hơn trước đây,
và mặt đường lại bằng phẳng nên bánh xe không cần nghiêng dương nhiều nhưtrước nữa Vì vậy góc camber được giảm xuống gần đến “không” (một số xe có góccamber bằng không) Trên thực tế, bánh xe có Camber âm đang được áp dụng phổbiến ở các xe du lịch để tăng tính năng chạy đường vòng của xe
a Camber âm
Khi tải trọng thẳng đứng tác dụng lên một bánh xe nghiêng thì sẽ sinh ra mộtlực theo phương nằm ngang Lực này được gọi là “lực đẩy ngang”, Nó tác độngtheo chiều vào trong khi bánh xe có Camber âm, và theo chiều ra ngoài xe khi bánh
xe có camber dương
Trang 36Hình 1.22: Góc camber âm
Khi xe chạy trên đường vòng, vì xe có xu hướng nghiêng ra phía ngoài, nêncamber của lốp xe trở nên dương hơn, và “lực đẩy ngang” về phía trong xe cũnggiảm xuống, lực quay vòng cũng bị giảm xuống
Góc camber âm của bánh xe giữ cho bánh xe không bị nghiêng dương khichạy vào đường vòng và duy trì lực quay vòng thích hợp
b Camber bằng không và camber dương
Camber bằng không
Lý do chính để chấp nhận camber bằng không là nó giúp cho lốp xe mòn đều.Nếu bánh xe có Camber dương hoặc âm thì góc nghiêng của bánh xe so với mặtđường sẽ làm cho bán kính quay vòng của phần phía trong và phía ngoài khác nhau,
và lốp xe sẽ mòn không đều Camber bằng không giúp ngăn ngừa hiện tượng này.Camber dương
Camber dương có các tác dụng sau đây:
Nhờ thế, mômen tác dụng lên trục bánh xe và cam lái giảm xuống
Ngăn ngừa tuột bánh xe ra khỏi trục
Trang 3725Tải trọng F tác dụng lên bánh xe có thể phân chia thành hai thành phần F1 vàF2.
Hình 1.23 Góc camber bằng không và camber dương
F2 là lực theo chiều trục và có xu hướng đẩy bánh xe vào phía trong, giữ chobánh xe không bị trượt ra khỏi trục
Ngăn ngừa phát sinh Camber âm ngoài ý muốn do tải trọng
Giữ cho phía trên của bánh xe không bị nghiêng về phía trong do sự biếndạng của các bộ phận của hệ thống treo và bạc lót, gây ra bởi trọng lượng hàng
Trang 38Hình 1.24: Góc camber và xe quay vòng
1.5.2 Góc caster và khoảng caster
Góc Caster là góc nghiêng về phía trước hoặc phía sau của trục xoay đứng.Góc caster được xác định bằng góc nghiêng giữa trục xoay đứng và đường thẳngđứng, nhìn từ cạnh xe
Khi trục xoay đứng nghiêng về phía sau thì được gọi là “góc caster dương”,còn trục nghiêng về phía trước thì được gọi là “góc caster âm”
Khoảng cách từ giao điểm giữa đường tâm trục xoay đứng và mặt đường đếntâm điểm tiếp xúc giữa lốp xe với mặt đường được gọi là “khoảng caster” của trụcquay đứng
Góc caster có ảnh hưởng đến độ ổn định khi xe chạy trên đường thẳng, cònkhoảng caster thì ảnh hưởng đến tính năng hồi vị bánh xe sau khi chạy xe trên đườngvòng
Độ ổn định trên đường thẳng nhờ có góc caster
Khi trục xoay đứng quay để xe chạy vào đường vòng, nếu các bánh xe có góccaster thì lốp sẽ bị nghiêng đi so với mặt đường và tạo ra mômen “kích”, có xuhướng nâng thân xe lên
Trang 3927Mômen kích này đóng vai trò như một lực hồi vị bánh xe, có xu hướng đưathân xe trở về vị trí nằm ngang và duy trì độ ổn định trên đường thẳng của xe.
Hồi vị bánh xe nhờ có khoảng caster
Tuy nhiên, với một góc caster không đổi vẫn có thể thay đổi khoảng casterbằng cách đặt lệch trục xoay đứng lên phía trước hoặc lùi về phía sau tâm bánh xe
Trang 40Hình 1.26: Góc caster và khoảng caster
Dạng hình học Nachlauf cho phép tăng khoảng caster bằng cách đặt lệch trụcxoay đứng dịch lên phía trước tâm bánh xe
Dạng hình học Vorlauf cho phép giảm khoảng caster bằng cách đặt lệch trụcxoay đứng lùi về phía sau tâm bánh xe
Trên thực tế, các dạng hình học Nachlauf và Vorlauf được áp dụng để đặtkhoảng caster phù hợp với đặc tính của xe
