Hệ thống treo nissan frontier 2016

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”

TRƯỜNG 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 XENISSAN FRONTIER 2016

Vĩnh Long – Năm 2023

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO TRÊN XENISSAN FRONTIER 2016

Vĩnh Long – Năm 2023

LỜI CẢM ƠN

Để thực hiện và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, trước tiên em xin chân thành cảm ơn đến các thầy, cô đã tận tình giúp đỡ, chỉ dạy cho em những kiến thức chuyên ngành về ô tô, giúp em có được những kiến thức nền tảng để hoàn thành đề tài này cũng 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 thêm nhiều 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 các bạn và sự cố gắng của bản thân trong thời gian cho phép em đã hoàn thành bài tiểu luận một cách tốt nhất Do thời gian có hạn, kiến thức còn hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi những sai sót, mong được các thầy cô và các bạn góp ý để bài tiểu luận được tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Vĩnh Long, ngày tháng năm 2023

Sinh viên thực hiện

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN  Tổ chức báo cáo trước hội đồng

 Tổ chức chấm điểm thuyết minh

Vĩnh Long, ngày tháng năm 202…

Cán bộ hướng dẫn

 Tổ chức báo cáo trước hội đồng

 Tổ chức chấm điểm thuyết minh

Vĩnh Long, ngày tháng năm 202….

Cán bộ chấm phản biện

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

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

2.3.2 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

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

3.1.2.2 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

3.2.1 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

DANH 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 1.15: 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 1.31: Độ chụm 30

Hình 1.32: Bán kính quay vòng 31YHình 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 2.11: 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

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 3.28: 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

DANH 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

MỞ ĐẦU1 Lý do chọn đề tài

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”

2 Mục đích nghiên cứu

Với yêu cầu nội dung của đề tài, mục tiêu cần đạt được sau khi hoàn thành đề tài 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 Nissan Frontier 2016

Tìm hiểu hiện tượng, nguyên nhân và cách chẩn đoán xử lý hư hỏng cho hệ thống 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 thấy được 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

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ 1.1 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 và khung xe hoặc vỏ xe Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi có chức năng chính sau đây:

Tạo điều kiện thực hiện cho bánh xe chuyển động tương đối theo phương thẳng 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 như lắc 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 đến gầm và thân xe.

Dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do mặt đường không bằng phẳng.

Khi ô tô chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lại các rung động, các dao động và các va đập trên xe để bảo vệ hành khách, hành lý và cải thiện tính ổn định.

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 mền nhưng cũng phải đủ khả năng truyền lực, quan hệ này phải được thực hiện ở các yêu cầu 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 hệ thống treo là làm mền theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động 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:

Giá 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 tô1.3.1 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 hơn với các điều kiện đường bị hỏng, địa hình không đồng đều và cải thiện độ êm ái khi lái.

Tăng sự ổn định: Hệ thống này cung cấp sự ổn định tốt hơn khi xe quay trong các 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 sự linh 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 cầu nhiều linh kiện và bộ phận riêng biệt cho mỗi bánh xe, điều này có thể làm tăng độ phức 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 thống treo 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 treo trước của các xe cỡ nhỏ và vừa Kiểu này cũng được sử dụng cho hệ thống treo sau của 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 trong khoang động cơ tăng lên.

Nhờ có khoảng cách lớn giữa các điểm đỡ của hệ thống treo nên ít gặp phiền phức về căn chỉnh góc đặt bánh trước do lắp ghép không đúng hoặc do sai sót trong

chế tạo các chi tiết Vì vậy, ngoại trừ độ chụm (của hai bánh xe trước) việc điều chỉnh 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 dụng như một bộ phận của hệ liên kết treo, chịu tải trọng thẳng đứng Tuy vậy, vì các bộ giảm 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 ma-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.

Những hiện tượng này có thể được giảm thiểu bằng cách đặt lệch các lò-xo khỏi đường tâm của thanh giằng hoặc bộ giảm chấn, sao cho các phản lực a và b xuất hiện theo chiều ngược lại các lực A và B.

Hình 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 các đòn treo dưới và trên Dạng hình học của hệ thống treo có thể được thiết kế tuỳ theo chiều 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 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.

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 làm hạn 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 và bảo dưỡng; Giá thành thấp.

Với những ưu điểm trên, hệ thống treo phụ thuộc thường được dùng chủ yếu ở ôtô 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 ở trên cầu chủ động Khi ôtô di chuyển trên những con đường không bằng phẳng, tải trọng sinh ra sẽ gây nên va đập mạnh giữa phần không được treo với phần được treo, sẽ làm giảm độ êm dịu trong khi chuyển động Mặt khác bánh xe va đập mạnh trên nền đường làm xấu đi sự tiếp xúc các bánh xe với mặt đường.

Khoảng không gian phía dưới sàn ôtô phải lớn, để đủ bảo đảm cho dầm cầu thay đổi vị trí, cho nên chiều cao trọng tâm của ôtô sẽ lớn và sẽ làm giảm đi thể tích chứa hàng hóa sau ôtô.

Sự nối cứng giữa hai bánh xe nhờ vào dầm cầu liền gây nên các trạng thái điển hình 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 cơ đặt phía trước và dẫn động bằng bánh trước (FF) Kết cấu của nó bao gồm một đòn treo và một thanh ổn định được hàn với dầm chịu xoắn (một số kiểu xe không có thanh ổn định).

Nhờ có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ nên có thể giảm được khối lượng không được treo, tăng độ êm cho xe Ngoài ra nó còn cho phép tăng khoảng không gian của 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 đứng được giảm xuống, giúp cho xe chạy ổn định hơn.

Khi kích xe lên, không được đặt kích hoặc các bộ phận tương tự vào phần dầm xoắn.

Hình 1.5: Hệ thống treo kiểu đoàn kéo có dầm xoắn

1.3.2.2 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 buýt v.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 Land Cruiser, xe tải,

Đặc tính:

Xe chạy êm, độ cứng vững cao.

Hình 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 êm nhất 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.

1.4.1 Phần tử đàn hồi1.4.1.1 Các lò xo kim loạia Nhíp

Nhíp được làm bằng một số băng thép lò xo uốn cong, được gọi là “lá”, xếp chồng lên nhau theo thứ tự từ ngắn nhất đến dài nhất Tập lá lò-xo này được ép với nhau bằng một bulông hoặc tán rivê ở giữa, và để cho các lá không bị xô lệch, chúng được kẹp giữ ở một số vị trí Hai đầu lá dài nhất (lá chính) được uốn cong thành vòng để lắp ghép với khung xe hoặc các kết cấu khác.

Nói chung, nhíp càng dài thì càng mềm Số lá nhíp càng nhiều thì nhíp càng chịu tải trọng lớn hơn, mặt khác, nhíp sẽ cứng hơn và ảnh hưởng đến độ êm.

Vì có ma sát giữa các lá nhíp nên nhíp khó hấp thu các rung động nhỏ từ mặt đường Bởi vậy nhíp thường được sử dụng cho các xe cỡ lớn, vận chuyển tải trọng nặng, nên cần chú trọng đến độ bền hơn.

Độ uốn cong của lá nhíp được gọi là “độ võng” Vì lá nhíp càng ngắn thì độ võng 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 bên trái 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.

Hình 1.9: Các lá nhíp

Mục đích của độ võng

Khi nhíp bị uốn, độ võng làm cho các lá nhíp cọ vào nhau, và ma sát xuất hiện giữa các lá nhíp sẽ nhanh chóng làm tắt dao động của nhíp Ma sát này được gọi là ma sát giữa các lá, và đó là một trong những đặc tính quan trọng nhất của nhíp Tuy nhiên, ma sát này cũng làm giảm độ chạy êm của xe, vì rằng nó làm cho nhíp kém tính uốn.

Vì 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 cho đất, 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 dễ trượt lên nhau.

Mỗi lá nhíp cũng được làm vát hai đầu để chúng tạo ra một áp suất thích hợp khi tiếp xúc với nhau.

Nhíp 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 làm việc

Hình 1.10: Nhíp phụ

b Lò xo trụ

Hình 1.11: Các loại lò xo

Các 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 lực được tích lại, và chấn động được giảm bớt.

Đặc tính:

Tỷ lệ hấp thu năng lượng tính cho một đơn vị khối lượng cao hơn so với loại lò xo lá (nhíp).

Có thể chế tạo các lò xo mềm.

Vì không có ma sát giữa các lá như ở nhíp nên cũng không có khả năng tự khống chế dao động, vì vậy phải sử dụng thêm bộ giảm chấn.

Vì không chịu được lực theo phương nằm ngang nên cần phải có các cơ cấu liên kết để đỡ trục bánh xe (đòn treo, thanh giằng ngang )

Lò xo phi tuyến tính

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 nó không chịu được tải trọng nặng, còn nếu sử dụng lò xo cứng thì xe chạy không êm với tải trọng nhỏ.

Tuy nhiên, nếu sử dụng một thanh thép có đường kính thay đổi đều, như minh hoạ 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 đàn hồi xoắn Một đầu của thanh xoắn được gắn cứng với khung hoặc các kết cấu khác của 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 các loại 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.

Chúng 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.

Hình 1.13: Lò xo cao su

b Đệm không khí

Lò xo không khí sử dụng đặc tính đàn hồi của không khí khi bị nén Đặc tính:

Những lò xo này rất mềm khi xe chưa có tải, nhưng hệ số lò xo có thể tăng lên khi tăng tải nhờ tăng áp suất trong xy lanh Đặc tính này giúp cho xe chạy êm cả khi tải nhẹ cũng như khi đầy tải.

Chiều cao của xe có thể giữ không đổi ngay cả khi tải trọng thay đổi, bằng cách 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 số kiểu 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 các chấn động đó Tuy nhiên, vì lò xo có đặc tính tiếp tục dao động, và vì phải sau một thời 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 không những cải thiện độ chạy êm của xe mà còn giúp cho lốp xe bám đường tốt hơn và điều 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).

Hình 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 képa Cấu tạo

Bên trong vỏ (ống ngoài) có một xy-lanh (ống nén), và trong xy-lanh có một pittông chuyển động lên xuống Đầu dưới của cần pittông có một van để tạo ra lực cản khi bộ giảm chấn giãn ra Đáy xy-lanh có van đáy để tạo ra lực cản khi bộ giảm chấn bị nén lại.

Bên trong xy-lanh được nạp chất lỏng hấp thu chấn động, nhưng buồng chứa chỉ được nạp đầy đến 2/3 thể tích, phần còn lại thì nạp không khí với áp suất khí quyển hoặc nạp khí áp suất thấp Buồng chứa là nơi chứa chất lỏng đi vào và đi ra

khỏi 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 tượng xâm thực và tạo bọt còn giúp tạo ra lực cản ổn định, nhờ thế mà tăng độ êm và vận hành ổn định của xe Trong một số bộ giảm chấn kiểu nạp khí áp suất thấp, người ta không sử dụng van đáy, và lực hoãn xung được tạo ra nhờ van pittông trong cả hai hành trình nén và giãn.

Hình 1.16: Cấu tạo giảm chấn kiểu ống képb 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 tăng cao 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 buồng chứa Đây là lúc mà lực giảm chấn được sức cản dòng chảy tạo ra.

Tốc độ chuyển động của cần pittông thấp

Nếu tốc độ của cần pittông rất thấp thì van một chiều của van pittông và van lá của 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 vào buồng 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 thể tích choán chỗ của nó giảm xuống.

Để bù vào khoảng hụt này dầu từ buồng chứa sẽ chảy qua van một chiều và vào buồng A mà không bị sức cản đáng kể.

Tốc độ chuyển động của cần pittông thấp

Khi cán pittông chuyển động với tốc độ thấp, cả van lá và van một chiều đều vẫn đóng vì áp suất trong buồng B ở trên pittông thấp Vì vậy, dầu trong buồng B chảy 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, vì vậy 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 đứng được gọi là quan hệ động học Khả năng truyền lực ở mỗi vị trí được gọi là quan hệ động 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 điều khiển việc này bằng lực xoắn của lò xo, và giữ cho lốp bám xuống mặt đường Nó

cũng hoạt động nếu các lốp xe ở một bên chạy qua những bề mặt có độ cao khác nhau.

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 định không hoạt động như chức năng của lò xo vì nó không bị xoắn.

Hình 1.19: Công dụng của thanh ổn định1.4.5 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

Hình 1.20: Các vấu cao su1.5 Góc đặc bánh xe

Xe phải có các tính năng vận hành ổn định trên đường thẳng, chạy theo đường vòng và khả năng phục hồi để chạy trên đường thẳng, khả năng làm mềm các chấn động 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 với những 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 đứng của 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 và khớp 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 cách giữa hai má lốp đo từ phía sau và khoảng cách giữa hai má lốp đo từ phía trước trên cùng một trục xe, điều chỉnh Toe là căn chỉnh thẳng theo hướng tịnh tiến của hai bánh xe trên cùng một trục.

- Bán kính quay vòng (Góc bánh xe, góc quay vòng) là góc quay của một trong các bánh 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

Trả 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 độ lệch càng lớn thì mô-men cản quay càng lớn (do sức cản quay của lốp xe), vì vậy lực 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 lực hãm 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 đã chạy vòng.

Hình 1.21: Các góc đặt bánh xe

1.5.1 Góc camber

Hình 1.23: Góc camber

Các bánh xe trước được lắp với phía trên nghiêng vào trong hoặc ra ngoài Góc này được gọi là “góc camber”, và được xác định bằng góc nghiêng so với phương thẳng đứng Khi phần trên của bánh xe nghiêng ra phía ngoài thì gọi là “Camber dương” Ngược lại, khi bánh xe nghiêng vào trong thì gọi là “Camber âm”.

Trong các kiểu xe trước đây, các bánh xe thường có Camber dương để tăng độ bền của trục trước, và để cho lốp xe tiếp xúc thẳng góc với mặt đường nhằm ngăn ngừa hiện tượng mòn không đều vì phần tâm đường thường cao hơn phần rìa đường.

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 như trước nữa Vì vậy góc camber được giảm xuống gần đến “không” (một số xe có góc camber bằng không) Trên thực tế, bánh xe có Camber âm đang được áp dụng phổ biến 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 một lực theo phương nằm ngang Lực này được gọi là “lực đẩy ngang”, Nó tác động theo chiều vào trong khi bánh xe có Camber âm, và theo chiều ra ngoài xe khi bánh xe có camber dương.

Hình 1.22: Góc camber âm

Khi xe chạy trên đường vòng, vì xe có xu hướng nghiêng ra phía ngoài, nên camber của lốp xe trở nên dương hơn, và “lực đẩy ngang” về phía trong xe cũng giảm xuống, lực quay vòng cũng bị giảm xuống.

Góc camber âm của bánh xe giữ cho bánh xe không bị nghiêng dương khi chạy 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 mặt đường 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.

Khi có Camber dương, tải trọng F’ này chuyển thành lực F tác dụng theo hướng cam lái.

Nhờ thế, mômen tác dụng lên trục bánh xe và cam lái giảm xuống Ngăn ngừa tuột bánh xe ra khỏi trục

Tải trọng F tác dụng lên bánh xe có thể phân chia thành hai thành phần F1 và F2.

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 cho bánh 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 biến dạng của các bộ phận của hệ thống treo và bạc lót, gây ra bởi trọng lượng hàng và hành khách.

Giảm lực lái điều này sẽ được giải thích chi tiết trong phần góc kingpin.

c Camber và xe quay vòng

Khi xe chạy vào đường vòng, lực đẩy ngang ở các lốp xe phía ngoài sẽ có tác dụng làm giảm lực quay vòng Lực ly tâm làm cho xe nghiêng đi vì tác động của các lò xo của hệ thống treo, làm thay đổi góc camber.

Hình 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 thẳng đứng, 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 đến tâm điểm tiếp xúc giữa lốp xe với mặt đường được gọi là “khoảng caster” của trục quay đứng.

Góc caster có ảnh hưởng đến độ ổn định khi xe chạy trên đường thẳng, còn khoảng caster thì ảnh hưởng đến tính năng hồi vị bánh xe sau khi chạy xe trên đường vòng.

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 góc caster thì lốp sẽ bị nghiêng đi so với mặt đường và tạo ra mômen “kích”, có xu hướng nâng thân xe lên

Mômen kích này đóng vai trò như một lực hồi vị bánh xe, có xu hướng đưa thân 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

Hình 1.25: Góc caster

Nếu bánh xe có góc caster thì giao điểm giữa đường tâm trục xoay đứng với mặt đường sẽ nằm phía trước tâm điển tiếp xúc giữa lốp xe với mặt đường Vì lốp xe được kéo về phía trước nên lực kéo này sẽ lấn át các lực có xu hướng làm cho bánh xe mất ổn định, giữ cho bánh xe chạy ổn định theo đường thẳng.

Khi bánh xe được chuyển hướng sang một bên (do lái hoặc do trở ngại khi chạy trên đường thẳng) thì sẽ phát sinh các lực bên F2 và F’2 Những lực bên này có tác dụng làm quay trục xoay đứng (nhờ có khoảng caster) và có xu hướng hồi vị bánh xe về vị trí ban đầu của nó (lực hồi vị) Vào lúc này, với cùng một lực bên như nhau, nếu khoảng caster lớn, lực hồi vị bánh xe cũng lớn Vì vậy, khoảng caster càng lớn thì độ ổn định trên đường thẳng và lực hồi vị càng lớn.

Tuy nhiên, với một góc caster không đổi vẫn có thể thay đổi khoảng caster bằng cách đặt lệch trục xoay đứng lên phía trước hoặc lùi về phía sau tâm bánh xe.

Hình 1.26: Góc caster và khoảng caster

Dạng hình học Nachlauf cho phép tăng khoảng caster bằng cách đặt lệch trục xoay đứng dịch lên phía trước tâm bánh xe.

Dạng hình học Vorlauf cho phép giảm khoảng caster bằng cách đặt lệch trục xoay đứng lùi về phía sau tâm bánh xe.

Trên thực tế, các dạng hình học Nachlauf và Vorlauf được áp dụng để đặt khoảng caster phù hợp với đặc tính của xe.