CHƢƠNG 4 : HỆ THỐNG TREO VÀ DI ĐỘNG
4.1 Hệ thống treo
4.1.2 Cấu tạo hệ thống treo của xe Lan Cruiser
Bộ treo trƣớc
Hệ thống treo trước của xe Lan Cruiser là hệ thống treo độc lập. Trên hệ thống treo độc lập, dầm cầu được chế tạo rời, giữa chúng liên hệ với nhau bằng các khớp nối, bộ phận đàn hồi là lò xo trụ, bộ giảm chấn là giảm chấn ống.
Ƣu điểm của hệ thống treo độc lập
- Khối lượng phần không được treo là nhỏ, đặc tính bám đường của bánh xe là tốt, vì vậy sẽ êm dịu trong khi di chuyển và có tính ổn định tốt.
- Các lò xo trong hệ thống treo độc lập chỉ làm nhiệm vụ đỡ thân ôtô mà khơng có tác dụng định vị các bánh xe (Đó là chức năng của các thanh liên kết), điều có có nghĩa là có thể dùng các lị xo mềm hơn.
- Do khơng có sự nối cứng giữa các bánh xe phía trái và phía phải nên có thể hạ thấp sàn ơtơ và vị trí lắp động cơ, do đó có thể hạ thấp được trọng tâm của ôtô.
- Kết cấu của hệ thống treo phức tạp hơn
- Khoảng cách bánh xe và các vị trí đặt bánh xe thay đổi cùng với sự dịch chuyển lên xuống của các bánh xe.
- Nhiều kiểu ôtô được trang bị thanh ổn định để giảm sự lắc ngang khi ôtô chuyển động quay vịng, cải thiện được tính ổn định và các tính năng khác.
Hệ thống treo độc lập cũng được chia làm nhiều loại khác nhau tuỳ thuộc vào đặc điểm kết cấu, vị trí lắp ráp và nguyên lý hoạt động của chúng, mà có các loại:
- Kiểu thanh giằng McPherson. - Kiểu hình thang với chạc kép. - Kiểu chạc xiên.
Hệ thống treo trước của xe Toyota Lan Cruiser là loại thanh giằng McPherson
Hình 4.3 Hệ thống treo loại McPherson
Đây là hệ thống treo độc lập sử dụng rộng rãi nhất ở hệ thống treo trước của các xe du lịch nhỏ và trung bình.
Ƣu điểm của hệ thống treo loại này là:
+ Cấu tạo tương đối đơn giản, ít chi tiết nên nó nhẹ, vì vậy có thể giảm được khối lượng không được treo.
+ Do hệ thống treo chiếm ít khơng gian, nên có thể tăng khơng gian sử dụng của khoang động cơ.
+ Do khoảng cách giữa các điểm đỡ hệ thống treo là khá lớn, nên có sự thay đổi nhỏ của góc đặt bánh xe trước do lỗi lắp hay lỗi chế tạo chi tiết. Vì vậy, trừ độ chụm, bình thường khơng cần thiết điều chỉnh các góc đặt bánh xe.
Bộ treo sau
Hệ thống treo sau của xe Lan Cruiser là hệ thống treo phụ thuộc. Ở hệ thống treo phụ thuộc, dầm cầu được chế tạo liền do vậy dao động của hai bánh xe phụ thuộc vào nhau. Hệ thống treo phụ thuộc có các đặc điểm:
* Ƣu điểm:
- Trong quá trình chuyển động, vết bánh xe được cố định do đó khơng xảy ra mịn lốp nhanh như ở hệ thống treo độc lập.
- Khi chịu lực bên (Lực ly tâm, đường nghiêng, gió bên…) hai bánh xe liên kết cứng bởi vậy hạn chế được hiện tượng thân xe bị nghiêng, trượt bánh xe.
- Cấu tạo đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ tháo lắp, sửa chữa và bảo dưỡng. - Có độ cứng vững để chịu được tải nặng.
* Nhƣợc điểm:
- Vì khối lượng khơng được treo (các bánh xe và các cầu xe…) lớn, nên khi xe chạy trên đường không bằng phẳng tải trọng động sinh ra sẽ gây va đập mạnh giữa phần treo và phần không treo do đó tính êm dịu chuyển động kém. Mặt khác bánh xe va đập mạnh trên nền đường làm xấu sự tiếp xúc giữa bánh xe với đường.
- Vì sự chuyển động của các bánh xe bên trái và bên phải ảnh hưởng lẫn nhau nên sự rung động và sự dao động dễ xảy ra hơn.
Hình 4.4 Hệ thống treo sau kiểu địn kéo có thanh giằng ngang
Bộ treo sau của xe LANCRUISER là kiểu địn kéo có thanh giằng ngang. Cả hai bánh xe đều được nối cứng với hộp cầu sau. Hộp cầu sau được bắt vào khung xe qua hai bộ lò xo xoắn, các thanh giằng cầu trên, dưới, dọc, ngang, hai giảm xóc thuỷ lực và thanh cân bằng. Bộ treo kiểu này đảm bảo khoẻ, có độ êm dịu cần thiết cho xe kiểu lữ hành việt dã.
Cầu sau được nối với khung xe bằng bốn thanh giằng dọc và hai thanh giằng ngang. Các thanh giằng đều có một đầu nối vào dầm cầu sau, còn đầu kia được nối vào khung xe, các đầu nối đều có ống lót cao su chịu xoắn. Bộ thanh giằng làm nhiệm vụ của cơ cấu dẫn hướng. Phần tử đàn hồi là lò xo trụ, thiết bị giảm chấn của bộ treo sau là giảm chấn loại ống đơn.
Kết cấu các chi tiết trong hệ thống treo
Bộ phận đàn hồi
a) Lò xo (spring)
Lò xo thường dùng là lị xo trụ, ngồi ra cịn có các loại như: lị xo xoắn, lị xo phi kim loại (vấu cao su, đệm khí). Lị xo trụ được làm từ thép dây lị xo đặc
biệt. Lị xo trụ có ưu điểm là kết cấu đơn giản, kích thước gọn gàng, nhất là khi giảm chấn ống nằm lồng trong lò xo.
Hình 4.5 Lị xo trụ trong hệ thống treo
b) Thanh xoắn
Hình 4.6 Thanh xoắn trong hệ thống treo
Thanh xoắn là một thanh bằng thép lị 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 nào
đó của thân xe, đầu kia được gắn vào một kết cấu chịu xoắn. Thanh xoắn cũng được dùng làm thanh ổn định.
Ƣu điểm: Thanh xoắn có trọng lượng nhỏ, chiếm ít khơng gian, ít phải
chăm sóc nhất là có thể bố trí để điều chỉnh chiều cao thân xe. Bộ phận giảm chấn
Khi xe chịu va đập từ mặt đường, các lò xo nén và giãn để hấp thu những va đập đó. Tuy nhiên, vì lị xo có đặc điểm dao động liên tục và nó chỉ tắt hẳn sau một khoảng thời gian dài, nên tính êm dịu sẽ kém đi. Do đó, cơng dụng chính của hệ thống giảm chấn là dập tắt dao động, ngoài ra hệ thống giảm chấn còn giúp bánh xe bám đường tốt hơn và cải thiện tính ổn định lái.
Giảm chấn của xe Lan Cruiser là loại giảm chấn ống đơn, bên trong có chứa một dung dịch đặc biệt gọi là dầu giảm chấn. Ở kiểu giảm chấn này, lực cản sinh ra bởi sự cản dịng dầu khi nó bị nén qua các lỗ nhỏ bởi sự di chuyển của piston.
a) Cấu tạo
Đây là loại giảm chấn DuCarbon, nó được nạp khí Nitơ áp suất cao (20-30 kgf/cm2. Cấu tạo cơ bản gồm: một xylanh hình trụ chứa đầy dầu, bên trong có một piston chuyển động lên xuống. Khi piston chuyển động lên xuống dầu chảy qua một lỗ nhỏ trong piston, kết quả là sự dao động của lò xo được giới hạn.
b) Nguyên tắc hoạt động
*) Quá trình nén (ép)
Trong quá trình nén, cần piston 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 piston. Lúc này lực giảm chấn được sinh ra do sức cản dịng chảy của van. Khí cao áp tạo ra một sức ép rất lớn lên chất lỏng trong buồng đốt 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.
Hình 4.13 Quá trình nén (ép)và quá trình bật lại (giãn nở)
*) Quá trình bật lại (giãn nở)
Trong hành trình giãn, cần piston chuyển động lên làm cho áp suất trong buồng đốt trên cao hơn áp suất trong buồng dưới. Vì vậy chất lỏng trong buồng trên bị ép xuống buồng dưới qua van piston, và sức cản dịng chảy của van có tác dụng như lực giảm chấn.
Vì cần piston chuyển động lên, một phần cần dịch chuyển ra khỏi xylanh nên thể tích chốn chỗ trong chất lỏng của nó giảm xuống. Để bù cho khoảng hụt
này, piston tự do được đẩy lên (nhờ có khí áp cao ở dưới nó) một khoảng tương đương với phần hụt thể tích. Bộ giảm chấn DuCarbon có cấu tạo kiểu ống đơn, ống này khơng cho phép bị biến dạng, vì biến dạng sẽ làm cho piston và piston tự do không chuyển động tự do được. Bộ giảm chấn được trang bị một vỏ bảo vệ để ngăn đá bắn vào, khi lắp ráp bộ giảm chấn phải đặt cho vỏ bảo vệ hướng về phía trước của xe.