Giáo trình hệ thống treo trên ô tô

Phân loại:  Theo bộ phận hướng chia ra: Hình 7.1 Hệ thống treo độc lập và phụ thuộc  Theo phần tử đàn hồi chia ra các loại:  Loại nhíp  Loại lò xo... Làm tay đòn dưới duy chuyển theo

Dầm cầu Nhíp

Hệ thống treo phụ thuộc

Bánh xe Dầm cầu

Trụ lò xo

Hệ thống treo độc lập

SUSPENSION

I Công dụng, phân loại, yêu cầu :

I.1 Công dụng:

Hệ thống treo dùng nối đàn hồi giữa khung hoặc vỏ ôtô với hệ thống chuyển động Nhiệm vụ chủ yếu giảm va đập sinh ra trong khi ôtô chuyển động, làm êm dịu khi đi qua các mặt đường gồ ghề không bằng phẳng

I.2 Phân loại:

 Theo bộ phận hướng chia ra:

Hình 7.1 Hệ thống treo độc lập và phụ thuộc

 Theo phần tử đàn hồi chia ra các loại:

 Loại nhíp  Loại lò xo  Loại thanh xoắn

 Loại cao su  Loại hơi ( khí )

 Có độ võng động fd đủ để không sinh va đập lên các ụ đỡ cao su.

 Có độ dập tắt dao động của vỏ và bánh xe thích hợp

 Có tần số dao động riêng của vỏ thích hợp, tần số dao động này được xác định bằng độ võng tĩnh ft

 Khi quay hoặc khi phanh ôtô không bị nghiêng

 Đảm bảo cho chiều rộng cơ sở và góc đặt các trục đứng của bánh dẫn hướng không đổi

 Đảm bảo sự tương ứng giữa động học các bánh xe và động học của truyền động lái

II Phân tích kết cầu hệ thống treo :

A: With stabilizer

B: Without stabilizer

1: Thanh ổ định (Khi xe

duy chuyển qua một khúc

quanh, thân xe có khuynh

hướng nghiêng ra phía ngoài

Làm tay đòn dưới duy chuyển

theo chiều đối nghịch lại làm

vặn xoắn thanh ổ định)

Hình 7.2 Kết cấu hệ thống treo

Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc là đơn giản về kết cấu, trong khi đó vẫn đảm bảo được yêu cầu êm dịu cần thiết của ôtô nhất là những ôtô có tốc độ lớn Khuyết điểm là tốn nhiều thép và thời gian phục vụ ít Được sử dụng nhiều ở ôtô tải, hành khách và một số ôtô du lịch và một vài loại

Hệ thống treo độc lập có ưu điểm là tăng tính êm dịu của ôtô khi chuyển động ở các điều kiện đường xá khác nhau, nhưng nhược điểm là kết cấu phức tạp Được sử dụng nhiều ở ôtô chuyển động tốc độ lớn

Hệ thống treo gồm 3 phần chính Bộ phận hướng, bộ phận đàn hồi và bộ phận giảm chấn



a

 b

Loại 1 tay đòn

Loại 2 tay đòn bằng nhau

Loại 2 tay đòn không bằng nhau

II.1 Bộ phận hướng :

Hình 7.3 Bộ phận hướng ở hệ thống treo độc lập

Bộ phận hướng dùng xác định động học và tính chất dịch chuyển các bánh xe tương đối với khung hay vỏ ôtô và truyền lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh), lực ngang cũng như các moment phản lực và moment phanh

Ở hệ thống treo phụ thuộc nhíp vừa làm nhiêm vụ bộ phận đàn hồi vừa làm nhiệm vụ bộ phận hướng

Ở hệ thống treo độc lập bộ phận hướng được làm riêng rẽ Yêu cầu phải bảo đảm vị trí của bánh xe khi ôtô chuyển động thì sự dịch chuyển của bánh xe sẽ không làm thay đổi chiều rộng và chiều dài cơ sở ôtô

Lá nhíp chính

Tai nhíp Khung xe

Dầm cầu

Đai ôm Bulong định vị

Nhíp phụ

Nhíp chính

đều có động học đúng của các bánh xe dẫn hướng

Các ôtô du lịch hiện nay, chiều rộng cơ sở cho phép thay đổi từ 4  Imm trên mỗi bánh xe để không làm trượt bánh xe trên mặt tựa ( [b] <= 4 Imm )

II.2 Bộ phận đàn hồi

Bộ phận đàn hồi truyền các lực thẳng đứng và giảm tải khi chuyển động trên đường không bằng phẳng, đảm bảo độ êm dịu Bộ phận đàn hồi có thể là: Nhíp, lò xo, thanh xoắn, cao su, khí, thủy khí, liên hợp …

a Nhíp :

Hình 7.4 Bộ phận nhíp

Sử dụng nhiều ở ôtô tải, hành khách và du lịch với dầm cầu liền Kết cầu gồm nhiều lá nhíp ghép lại Các lá nhíp này được nối với nhau bởi bulong trung tâm Các lá nhíp có thể dịch chuyển tương đối với nhau theo chiều dọc Do đó khi nhíp biến dạng sẽ sinh ra sự ma sát làm giảm các dao động khi ôtô chuyển động

Trong trường hợp tải trọng tác dụng lên cầu có thể thay đổi đột ngột như ở cầu sau của ôtô vận tải người ta bố trí nhíp đôi, gồm nhíp chính và nhíp phụ khi không chở hàng thì nhíp chính sẽ làm việc, khi có tải trọng thêm thì nhíp phụ sẽ làm việc

Nhíp phụ có thể đặt trên hoặc dưới nhíp chính tùy theo vị trí giữa cầu và khung, kích thước của nhíp và biến dạng yêu cầu của nhíp Khi bố trí nhíp dọc thì lá trên cùng của nhíp sẽ phải làm việc năng hơn vì ngoài nhiệm vụ đàn hồi còn truyền lực đậy và phanh

b Lò xo:

Lò xo phụ thuộc nhiều ở ôtô du lịch với hệ thống treo độc lập Lò

xo trụ có ưu điểm là kết cấu

đơn giản, kích thứơc gọn

nhất là khi bố trí giảm chấn

ống nằm lồng trong lò xo

Lò xo trụ chỉ làm nhiệm vụ

đàn hồi mà không làm

nhiệm vụ truyền lực đẩy

hoặc dẫn hướng bánh xe

A: Front suspension

B: Rear suspension

1: Lò xo 2: Bộ giảm chấn 3: Thanh ổ định

4: Khớp nối cầu Hình 7.5 Hệ thống treo bộ phận lò xo

c Loại khí ( hơi ):

Loại khí được sử dụng ở các loại ôtô có trọng lượng được treo thay đổi lớn như ở ôtô tải, ôtô khách, đoàn xe

1: Túi khí

2: Buồng khí phụ

3: Buồng khí chính

4: Màng chắn

I: Máy nén

Hình 7.6 Hệ thống treo bộ phận túi khí

Chất khí Piston ngăn cách Chất lỏng

Piston thanh đẩy

Van tiết lưu một chiều

 Bộ điều khiển vi tính MCM ( Microcomputer Control Module)

 Ba bộ cảm biến chiều cao xe ( hai phía trước, một phía sau)

 Hệ thống phân phối khí

Hoạt động: Cảm biến chiều cao duy trì khoảng cách chuẩn giữa mặt

đường và sàn xe Nếu chiều cao xe quá cao ( qua cảm biến ), MCM điều khiển cho túi khí mở van xả để hạ thấp xe Nếu chiều cao xe thấp hơn qui định, MCM sẽ điều khiển cho máy nén hoạt động

d Thủy khí:

Hình 7.7 Hệ thống treo bộ phận thủy khí

Bộ phận đàn hồi thủy khí có sự kết hợp giữa chất lỏng và khí Áp suất khí được truyền qua chất lỏng sẽ dập tắt dao động Vì thế bộ phận đàn hồi thủy khí sẽ làm luôn cả nhiệm vụ giảm chấn

Do làm kín chất lỏng dễ hơn làm kín chất khí nên bộ phận đàn hồi thủy khí gọn hơn bộ phận đàn hồi khí

II.3 Bộ phận giảm chấn :

Cùng với sự ma sát ở hệ thống treo (gồm có ma sát giữa các lá nhíp và các khớp nối) sẽ sinh ra lực cản dao động của ôtô và chuyển cơ năng của dao động thành nhiệt năng

Bộ giảm chấn có 2 loại thông dụng: loại đòn, loại ống

a Bộ giảm chấn đòn :

 Hành trình nén:

Nén nhẹ: Đòn dọc đi lên, cần lắc đi lên làm cam quay đẩy piston Do

đó dầu ở buồng B theo các đường dầu đến buồng A đồng thời mở van (1) Lò

xo yếu bị nén nên dầu đến buồng A

Nén mạnh: Lúc này lò xo mạnh ở van (1) bị nén và dầu di chuyển

mạnh hơn đến buồng A

 Hành trình trả: Ngược hành trình nén

Hình 7.8 Giảm chấn đòn

b Bộ giảm chấn ống :

Khi piston đi xuống hành trình nén thực hiện, áp lực dầu ở buồng B tăng

Nén nhẹ: Dầu qua lỗ nén lò xo cánh khế mở van nén để dầu đi lên để

bù trừ lượng dầu ở buồng A nhưng vì thể tích buồng A không chứa hết nên dầu ở buồng B một phần về buồng C đẩy van nén nở ra, tùy theo áp lực mà nó mở van nén (lúc này van nén mở nhỏ)

Trả nhẹ: Dầu sẽ qua các lỗ, theo các lỗ để mở van xả Nếu như lượng

dầu buồng B chứa không hết thì tiếp tục vào buồng C nếu như áp suất buồng

B thấp hơn buồng C thì lượng dầu ở buồng C sẽ bổ sung vào buồng B (theo đai ốc rỗng để lò xo chân kiềng mở ra vào buồng B)

Trả mạnh: Các cửa van sẽ mở lớn hơn để bù trừ nhanh hơn lượng dầu

vào buồng B

Nguyên lý làm việc của bộ phận giảm chấn dựa trên nguyên tắc chuyển dịch chất lỏng từ buồng này sang buồng khác qua các van tiết lưu nhỏ Khi chất lỏng đi qua cácvan tiết lưu đó sẽ sinh ra sức cản lớn của dòng chất lỏng Do đó dập tắt được chấn động của ôtô khi chuyển động

Hình 7.9 Giảm chấn ống