20 Từ Hình 2.16, ta có thể thấy hệ thống treo giống nhƣ bộ lọc dao động cơ học, làm giảm tác động kích thích (chủ yếu là do độ không phẳng của mặt đƣờng) đến đặc tính dao động của KLĐT và KLKĐT. Nếu mục tiêu thiết kế là êm dịu thì biến đầu ra thƣờng là gia tốc dịch chuyển thẳng đứng của KLĐT, nếu mục tiêu thiết kế là khả năng bám thì biến đầu ra là độ võng của lốp (hay lực động).
Hình 2.17 và Hình 2.18 thể hiện đáp ứng tần số của hệ thống với hệ thống treo thƣờng, với đầu vào là độ nhấp nhô của mặt đƣờng (Zr)và đầu ra lần lƣợt là độ dịch chuyển thẳng đứng của KLĐT (Z) và độ võng của lốp (Zt - Zr) phụ thuộc vào hệ số giảm chấn.
Hình 2.17. Đáp ứng tần số của hệ thống với đầu vào là độ nhấp nhô mặt đƣờng và đầu ra là độ dịch chuyển thẳng đứng của KLĐT
Hình 2.18. Đáp ứng tần số của hệ thống với đầu vào là độ nhấp nhô mặt đƣờng và đầu ra là độ võng của lốp
21
Giải thích đồ thị Hình 2.17 và Hình 2.18:
Đáp ứng tần số trên Hình 2.11 và Hình 2.12 là phép đo định lƣợng của tín hiệu đầu ra của hệ thống (cụ thể ở đây là độ dịch chuyển thẳng đứng của KLĐT và độ võng của lốp) khi đƣợc kích thích bỡi tần số, và nó mô tả động lực học của hệ thống treo. Trong trƣờng hợp này, nó là một đo lƣờng của biên độ của đầu ra là một hàm của tần số so với đầu vào.
Trục tung thể hiện độ khuếch đại biên độ dao động [dB].
Trục hoành là tần số kích thích [Hz].
Những chấm đen trên đồ thị là điểm bất biến, tức là tại những giá trị tần số kích thích này thì đặc tính dao động của hệ thống treo là không đổi, khi ta thay đổi hệ số giảm chấn. Đƣờng màu xanh dƣơng, xanh lá và đỏ trên đồ thị lần lƣợt là đáp ứng tần số của hệ thống với hệ số giảm chấn tăng từ thấp đến trung bình và cao.
Nhận xét và kết luận:
Ngoài những điểm bất biến, khi hệ số giảm chấn thay đổi thì đặc tính đáp ứng tần số của hệ thống treo thay đổi. Trên Hình 2.17 và Hình 2.18 ta thấy, trong mỗi dãi tần số kích thích khác nhau thì sẽ có một hệ số giảm chấn thích hợp. Mà ở hệ thống treo thông thƣờng, có hệ số giảm chấn không đổi trong suốt quá trình vận hành (trên toàn miền tần số) vì thế nó chỉ có thể đáp ứng tốt trong một phạm vi hẹp.
Trên đồ thị có hai đỉnh cộng hƣởng gồm: cộng hƣởng của KLĐT (với tần số riêng riêng phần khoảng 0.7 – 5 Hz) và KLKĐT (với tần số riêng riêng phần khoảng 10 – 14 Hz). Mà ở hệ thống treo thông thƣờng sử dụng giảm chấn có hệ số giảm chấn không đổi nên việc tránh cộng hƣởng xảy ra là rất khó, và khi xảy ra cộng hƣởng thì cả thân xe và cầu xe đều dao động mạnh, gây mất thoải mái và giảm tính điều khiển của xe.
Trên Hình 2.17 và Hình 2.18, rõ ràng ta thấy hai đặc tính này đối lập với nhau. Cụ thể là ở tần số kích thích thấp (< 5 Hz) thì ta nên quan tâm đến cộng hƣởng của KLĐT và ở tần số kích thích cao (10 – 14 Hz) thì ta nên quan tâm đến cộng hƣởng của KLKĐT. Và ở tần số kích thích cao khoảng hơn 10 Hz đến 14 Hz thì khi ta tăng hệ số giảm chấn thì giảm độ võng lốp (tốt theo quan điểm tính điều khiển) nhƣng lại tăng độ dịch chuyển của
22 thân xe (không tốt theo quan điểm êm dịu).
Đó là một số nhận xe cơ bản về sự ảnh hƣởng của hệ số giảm chấn đến đặc tính làm việc của hệ thống treo. Nó sẽ đƣợc trình bày chi tiết hơn cùng với sự ảnh hƣởng của độ cứng phần tử đàn hồi trong Chƣơng 3.
Vì những nhƣợc điểm đó ta có thể thấy, với hệ thống treo thƣờng, thì khả năng đáp ứng cùng lúc cả hai yêu cầu về êm dịu và lực động khá là hạn chế. Trong thực tế thì hệ số giảm chấn sẽ đƣợc chọn ƣu tiên theo trọng số nào tùy thuộc vào mục đích thiết kết xe.
Do đó để thiết kế đƣợc một chiếc xe vừa có thể êm dịu khi chuyển động trên đƣờng tốt, vừa có thể chuyển động ổn định trong điều kiện thể thao (Sport), thì hệ thống treo thƣờng dƣờng nhƣ không đáp ứng đƣợc. Đến thời điểm hiện nay nhiều hãng sản suất ô tô đã phát triển và cho ra đời nhiều phiên bản hệ thống treo có khả năng tự động điều chỉnh đặc tính hoạt động của nó trong suốt quá trình vận hành. Cụ thể là thay đổi hệ số giảm chấn hoặc độ cứng của phần tử đàn hồi sao cho thích hợp trong quá trình hoạt động, nhằm nâng cao khả năng chuyển động êm dịu và ổn định của xe.