CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN ÔTÔ
2.4. Cấu tạo, kết cấu các bộ phận chính của hệ thống treo trên Toyota
2014
2.4.1 Bộ phận dẫn hướng
Toyota Vios dùng bộ phận dẫn hướng là các cơ cấu tay đòn được bố trí và thiết kế theo kiểu MacPherson có cấu tạo đơn giản dễ dàng sửa chữa, độ bền cao.
- Cấu tạo chung thanh ổn định có dạng chữ U, làm việc giống như một thanh xoắn đàn hồi. Các đầu chữ U nối với bánh xe (dầm cầu), còn thân thanh ổn định nối với thân xe nhờ các ổ đỡ bằng cao su
Hình 2.4: Thanh cân bằng
- 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 lóp 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 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.
2.4.2 Bộ phận đàn hồi
2.4.2.1 Lò xo
Lò xo ta dùng ở đây là loại lò xo trụ.
Lò xo trụ được làm từ dây thép lò xo đặc biệt, quấn thành hình ống. Khi đặt tải lên lò xo, dây lò xo sẽ bị xoắn do nó bị nén. Lúc này, năng lượng ngoại lực được dự trữ và va đập bị giảm bớt.
Hình 2.5: Lò xo trụ
a, Ưu điểm:
- Dùng ở xe du lịch có hệ thống treo độc lập, lò xo trụ có nhiệm vụ là bộ phận đàn hồi. Lò xo trụ được chế tạo từ thép có tiết diện vuông hoặc tròn;
- Nếu cùng độ cứng và độ bền với nhíp thì lò xo trụ có khối lượng nhỏ hơn nhíp và tuổi thọ cao hơn nhíp;
- Khi làm việc ở giữa các vòng lò xo không có ma sát như nhíp; - Kết cấu rất gọn gàng nhất là khi được bố trí lồng vào giảm chấn; - Không phảu bảo dưỡng và chăm sóc như nhíp.
b, Nhược điểm:
- Khi làm việc các lò xo không có nội ma sát như nhíp nên thường phải bố trí thêm giảm chấn kèm theo để dập tắt dao động. Do lò xo chỉ làm nhiệm vụ đàn hồi còn bộ phận dẫn hướng và giảm chấn do các bộ phận khác đảm nhận nên hệ thống treo với lò xo trụ có kết cấu phức tạp hơn về kết cấu sử
dụng, do đó còn phải làm thêm hệ thống đòn dẫn hướng để dẫn hướng cho bánh xe và truyền lực kéo hay lực phanh.
2.4.2.2 Thanh xoắn
Hình 2.6: số dạng thanh xoắn
a, b và e. Thanh xoắn tiết diện tròn loại đơn; d. Thanh xoắn tiết diện tròn ghép chum; c. Thanh xoắn dạng tấm dẹt ghép chùm.
Hình 2.7: Moomen tác động lên thanh xoắn
Nó là một thanh bằng thép lò xo, dùng tính đàn hồi xoắn của nó cản lại “sự lắc” của xe. Một đầu thanh xoắn được cố định vào khung, đầu kia gắn vào kết cấu chịu tải xoắn.
a, Ưu điểm:
- Trọng lượng nhỏ;
- Chiếm ít không gian, ít phải chăm sóc; - Đơn giản, gọn, dễ chế tạo;
- Có thể bố trí để điều chỉnh chiều cao thân xe;
- Mức độ hấp thụ năng lượng lớn so với phần tử đàn hồi khác nên hệ thống treo có thể làm nhẹ hơn, bố trí đơn giản hơn;
- Trên xe con bộ phận đàn hồi thanh xoắn được sử dụng phổ biến chỉ sau lò xo xoắn ốc.
b, Nhược điểm:
Không có khả năng kiểm soát được dao động vì vậy cần có giảm chấn kèm theo.
2.4.3 Bộ phận giảm chấn
Bộ phận giảm chấn được sử dụng trên xe là giảm chấn loại ống dơn.
2.4.3.1 Cấu tạo
Nó được nạp khí nitơ áp suất cao (20 – 30 kgf/cm2) Đặc tính:
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.
Hình 2.8: Cấu tạo giảm chấn đơn
2.4.3.2.Nguyên lý hoạt động
a, Qúa trình nén:
Trong hành trình nén, cần pittông chuyển động xuống làm cho áp suất trong buồng dưới cao hơn áp suất trong buồng trên. Vì vậy chất lỏng trong buồng dưới bị ép lên buồng trên qua van pittông. Lúc này lực giảm chấn được sinh ra do sức cản dòng chảy của van.
Khí cao áp tạo ra một sức ép rất lớn lên chất lỏng trong buồng dưới và buộc nó phải chảy nhanh và êm lên buồng trên trong hành trình nén. Điều này đảm bảo duy trì ổn định lực giảm chấn.
b, Qúa trình giãn:
Trong hành trình giãn, cần pittông chuyển động lên làm cho áp suất trong buồng trên cao hơn áp suất trong buồng dưới. Vì vậy chất lỏng trong buồng trên bị ép xuống buồng dưới qua van pittông, và sức cản dòng chảy của van có tác dụng như lực giảm chấn.
Vì cần pittông chuyển động lên, một phần cần dịch chuyển ra khỏi xi lanh nên nó để lại một khoảng trống. Để bù cho khoảng hụt này, pittông tự do được đẩy lên (nhờ có khí cao áp ở dưới nó) một khoảng tương đương với phần hụt thể tích.
Hình 2.10: Quá trình giãn của giảm chấn
Ưu điểm
- Nhờ cấu tạo nhỏ gọn mà giảm xóc đơn luôn được ưu tiên sử dụng trong các loại xe thiên về tốc độ. Đối với xe máy điện, giảm xóc đơn sẽ giúp xe đi nhanh hơn, mượt mà, êm ái, đặc biệt là khi phanh, cua.
- Khả năng hấp thụ lực tốt, tản nhiệt hiệu quả, dễ dàng lắp đặt cho nhiều loại xe.
- Không gây nên tình trạng có bong bóng trong giảm xóc khi đang hoạt động.
- Lực giảm xóc ổn định, được tạo ra liên tục.
- Cấu tạo của giảm xóc đơn cho phép không giới hạn trong góc cài đặt - Khi nhiệt độ tăng, dầu giải phóng nhiệt dễ hơn.
Nhược điểm
- Giảm xóc đơn thường được lắp đặt ở bánh trước của xe, thiết kế riêng cho một người ngồi. Do đó, nó thường chụy được áp lực thấp hơn so với các loại khác.
- Xi lanh mỏng, dễ hư hỏng, áp suất khí cao.
- Chỉ làm việc tốt ở những đoạn đường trơn tru, ở đoạn đường gồ ghề thường làm cảm giác khó lái
* Vấu cao su
Trên xe con các vấu cao su thường được đặt kết hợp trong vỏ của giảm chấn. Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình của bánh xe nhằm hạn chế hành trình làm việc của bánh xe. Vấu cao su hấp thụ dao động nhờ sinh ra nội ma sát khi nó bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực.
Ưu điểm
- Đường đặc tính của cao su là phi tuyến tính nên dễ thích hợp với đường đặc tính mà ta mong muốn.
Nhược điểm
- Xuất hiện dưới dạng thừa, dưới tác dụng của tải trọng kém 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