Chức năng.
- Có nhiệm vụ đưa tần số giao động phù hợp với người sử dụng 60-85 giao động/phút.
- Nối mềm bánh xe và thùng xe, giảm nhẹ tải trọng động tác động từ bánh xe lên khung xe trên các địa hình khác nhau.
- Có đường đặc tính đàn hồi phù hợp với các chế độ hoạt động của xe.
Kết cấu.
Bộ phận đàn hồi gồm một hay nhiều phần tử đàn hồi, được chia ra thanh phần tử đàn hồi bằng kim loại (nhíp, lò xo trụ, thanh xoắn), phần tử đàn hồi phi kim loại (vấu cao su, đệm khí, thủy khí) … Khi xe chạy ít tải độ cứng cần thiết có giá trị nhỏ, còn khi tăng tải cần thì phải có độ cứng lớn. Do vậy có thể có thêm các bộ phận đàn hồi phụ như: nhíp phụ, vấu tỳ bằng cao su biến dạng, …
a, Nhíp lá
- Nhíp được làm từ các lấ thép cong, sắp xếp lại với nhau theo thứ tự từ ngắn tới dài, cụm lá này được kẹp chặt lại với nhau ở giữa bằng bu lông định tâm hay đính tán. Để giữ các lá nhíp không bị trượt ra khỏi vị trí người ta dùng kẹp ở một điểm để kẹp chúng lại với nhau.
Hình 10. kết cấu bộ nhíp.
1-Vòng kẹp 2-Bulông trung tâm 3-Lá Nhíp 4-Tai nhíp
Tháo rời bộ lá nhíp này, nhận thấy bán kính cong của chúng có quy luật phổ biến: các lá dài có bán kkhinh cong lớn hơn các lá ngắn.
Nhíp phụ có thể đặt trên hay dưới nhíp chính, tùy theo vị trí giữa cầu và khung cũng như kích thước và biến dạng yêu cầu của nhíp. Khi nhíp phụ đặt dưới thì độ cứng của hệ thống treo thay đổi êm dịu hơn, vì nhíp phụ tham gia từ từ vào quá trình chịu tải, không đột ngột như khi đặt trên nhíp chính.
- Ưu điểm:
+ Kết cấu và chế tạo đơn giản. + Sữa chữa bảo dưỡng dễ dàng.
+ Có thể đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng và một phần nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn.
- Nhược điểm:
+ Trọng lượng lớn, tốn nhiều kim loại hơn tất cả các cơ cấu đàn hồi khác, do thế năng biến dạng đàn hồi riêng. Theo thống kê, trọng lượng của nhíp cộng giảm chấn thường chiếm từ (5,5 -8,0%) trọng lượng của bản thân ô tô.
+ Thời hạn phục vụ ngắn: do ma sát giữa các lá nhíp lớn và trạng thái ứng suất phức tạp.
Hình 11. Các phương án bố trí nhíp.
a- Phía trên nhíp chính b- Phía dưới nhíp chính
1,12 – Giá treo 2 – Vòng kẹp 3,11 – Giá đỡ nhíp phụ 4 – Quang nhíp 5,8 – Nhíp chính 6,9 – Nhíp phụ 10 – Khung xe 13 – Tai nhíp
b, Lò xo trụ
- Lò xo được làm từ dây thep lò xo đặc biệt, được quấn thành ống. Khi đặt taie lên lò xo, dây lò xo sẽ bị xoắn do lò xo bị nén. Lúc này năng lượng năng lượng ngoại lực được dự trữ, và va đập được giảm bớt.
- So với nhíp lá, phần tử đàn hồi dạng lò xo trụ có những ưu điểm sau: + Kết cấu và chế tạo đơn giản.
+ Trọng lượng nhỏ.
+ Kích thước gọn, nhất là khi bố trí giảm chấn và bộ phận hạn chế hành trình ngay bên trong lò xo.
- Nhược điểm:
+ Chỉ tiếp nhận được tải trọng thẳng đứng mà không truyền được các lực dọc ngang và dẫn hướng bánh xe nên phải đặt thêm bộ phân hướng riêng.
+ Phần tử đàn hồi lò xo chủ yếu là loại lò xo trụ làm việc chịu nén với đặc tính tuyến tính. Có thể chế tạo lò xo với bước thay đổi, dạng côn hay parabol để nhận được đặc tính đàn hồi phi tuyến. Tuy vậy, do công nghệ chế tạo phức tạp, giá thanh cao nên ít dùng.
+ Ít có khả năng tự dập tắt giao động. + Không có khả năng dẫn hướng.
Hình 12. Các dạng lò xo thông dụng.
- Có ba phương án lắp đặt lò xo trên ô tô là: + Lắp không bản lề.
+ Lắp bản lề một đầu. + Lắp bản lề hai đầu.
Hình 13. Các sơ đồ lắp đặt lò xo trong hệ thống treo.
a-Không có bản lề b-Bản lề một đầu c-Bản lề hai đầu 1 và 4 – Thanh đòn 2 và 5 – Lò xo 3 và 6 – Bản lề
c, Thanh xoắn
- Thanh xoắn là một thanh bằng thép lò xo, dùng tính đàn hồi xoắn của nó để cản lại sự xoắn. Một đầu thanh xoắn được bắt chặt vào khung hay một dầm đó của thân xe, đầu kia được gắn vào một kết cấu chịu tải xoắn.
- Ưu điểm:
+ Kết cấu đơn giản, chiếm ít không gian. + Khối lượng phần không được treo nhỏ. + Tải trọng phân bố lên khun tốt hơn. + Ít phỉa chăm sóc, bảo dưỡng.
+ Có thể bố trí điều chỉnh độ cao thân xe, - Nhược điểm:
+ Chế tạo khó khăn.
+ Bố trí lên xe nhỏ hơn do thanh xoắn thường có chiều dài lớn hơn.
Thanh xoắn có thể có tiết diện tròn hay tấm dẹt, lắp đơn hay lắp ghép chùm.
Hình 14. Các dạng kết cáu cảu thanh xoắn.
a,b và e – Thanh xoắn tiết diện tròn loại đơn. c – Thanh xoắn dạng tấm dẹt ghép chùm. d – Thanh xoắn tiết diện tròn ghép chùm.
d, Phần tử đàn hồi loại khí nén
- Phần tử đàn hồi loại khí nén có dạng bầu tròn hay dạng ống, vỏ bầu cấu tạo gồm hai lớp sợi cao su, mặt ngoài phủ một lớp cao su bảo vệ, mặt trong lót một lớp cao su làm kín, thành vỏ dày từ 3-5 cm.
Hình 15. Phần tử đàn hồi khí nén loại bầu.
1-Vỏ bầu 2-Đai xiết 3-Vòng kẹp 4-Lõi thép tăng bền 5-Nắp 6-Bu-lông
Hình 16. Phần tử đàn hồi khí nén loại ống.
1-Piston 2-Ống lót 3-Bu-lông 4,7-Bích kẹp 5-Ụ cao su 6-Vỏ bọc 8-Đầu nối 9-Nắp
- Ưu điểm:
+ Có thể tự động điều chỉnh độ cứng của hệ thống treo bằng cách thay đổi áp suất khí.
+ Cho phép điều chỉnh vị trí của thùng xe đối với mặt đường. + Khối lượng nhỏ, làm việc êm dịu.
+ Không có ma sát trong phần tử đàn hồi. + Tuổi thọ cao.
- Nhược điểm:
+ Kết cấu phức tạp, đắt tiền. + Kích thước cồng kềnh.
+ Hệ thống điều khiển phức tạp.
+ Phải dùng bộ phận dẫn hướng và giảm chấn độc lập.
e, Phần tử đàn hồi thủy khí
- Là sự kết hợp của cơ cấu điều khiển thủy lực và cơ cấu chấp hành là khí nén. - Kết luận: Do áp suất làm việc cao nên phần tử đàn hồi thủy khí có kết cấu kiểu
xi-lanh kim loại và piston dịch chuyển trong đó. Xi-lanh được nạp dầu như thế nào để không khí không trực tiếp xúc với pittong. Tức là áp suất được truyền giữa piston và khí nén thông qua môi trường trung gian là lớp dầu, đồng thời có tác dụng giảm chấn khi tiết lưu qua các lỗ và van bố trí kết hợp trong kết cấu. - Ưu điểm: Tương tự phần đàn hổi khí nén, ngoài ra còn có ưu điểm như:
+ Có đặc tính dàn hồi phi tuyến.
+ Đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn. + Kích thước nhỏ gọn hơn.
- Nhược điểm:
+ Kết cấu phức tạp, đắt tiền.
+ Yêu cầu độ chính xác chế tạo cao. + Nhiều đệm làm kín.
f, Phần tử đàn hồi cao su
- Vấu cao su hấp thụ giao động nhờ sinh ra nội ma sát khi nó bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực. Chúng vừa đảm nhận chức năng tăng độ cứng vừa làm nhiệm vụ hạn chế hành trình của hệ thống treo.
- Ưu điểm:
+ Trong lượng bộ phận làm bằng cao su nhỏ và đường đặc tính của cao su là phi tuyến nên dễ thích hợp với đường đặc tính mà ta mong muốn.
- Nhược điểm:
+ Suất hiện biến dạng thừa dưới tác dụng của tải trọng kéo dài, nhất là tải trọng thay đổi.
+ Thay đổi tính chất đàn hồi khi nhiệt độ thay đổi, đặc biệt là độ cứng của cao su sẽ tăng lên khi làm việc ở nhiệt độ thấp.
+ Cần thiết phải đặt giảm chấn và bộ phận dẫn hướng.
Ưu nhược điểm của cao su phụ thược vào công nghệ chế tạo và chất lượng cao su.