CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ
1.3. Cấu tạo hệ thống treo
1.3.2 Bộ phận giảm chấn
Nếu như một hệ thống treo chỉ có lị xo thì khi chịu tác động của mặt đường xe sẽ dao động lên xuống một thời gian trước khi bị dập tắt. Khi bị tác động hệ thống treo cần một bộ phận làm triệt tiêu năng lượng được tích trữ trong lị xo một cách nhanh nhất. Giảm chấn là một bộ phận dùng để triệt tiêu năng lượng tích trữ này từ đó ta có thể kiểm sốt được dao động của thân xe.
1.3.2.1 Chức năng giảm chấn:
Trên ô tô giảm chấn được sử dụng với mục đích sau:
+ Giảm và dập tắt các va đập truyền lên khung xe khi bánh xe lăn trên nền đường
không bằng phẳng nhằm bảo vệ các bộ phận đàn hồi và tăng tính tiện nghi cho người sử dụng.
+ Đảm bảo dao động của phần không treo là nhỏ nhất, nhằm làm tốt sự tiếp xúc của
+ Nâng cao các tính chất truyền động của xe như khả năng tăng tốc, khả năng an toàn khi chuyển động.
Để dập tắt các dao động của xe khi chuyển động giảm chấn sẽ biến đổi cơ năng thành nhiệt năng nhờ ma sát giữa chất lỏng và các van tiết lưu.
Trên ô tô hiện nay chủ yếu sử dụng là giảm chấn ống thủy lực có tác dụng hai
chiều ở cấu trúc hai lớp.
1.3.2.2 Cấu tạo giảm chấn.
Giảm chấn (hình 1.13.) có chức năng dập tắtnhững dao động của xe sinh ra
trong suốt quá trình chuyển động của xe. Cấu tạo của giảm chấn gồm những thành phần chính :
Hình 1.17 Cấu tạo giảm chấn. 1.3.2.3 Phân loại giảm chấn. 1.3.2.3 Phân loại giảm chấn.
Tùy theo cấu tạo, nguyên lý hoạt động và môi chất làm việc của giảmchấn ta
có thể phân loại giảm chấn gồm một số loại chính sau:
Xy lanh Piston (1) Van một chiều (2) Dầu giảm chấn Những lỗ tiết lưu (3) • Giảm chấn hai lớp vỏ. • Giảm chấn một lớp vỏ.
• Giảm chấn hơi áp lực loại ống kép.
• Giảm chấn với lị xo hơi.
• Giảm chấn thủy lực.
1- Khoang vỏ trong: 2- Phớt làm kín; 3- Bạc dẫn hướng; 4- Vỏ chắn bụi; A II 5- Cần píton; I 6- Piston; B 7- Van cố định; IV 8- Vỏ ngoài. C Hình 1.18 Giảm chấn hai lớp vỏ.
Giảm chấn loại hai lớp vỏ (hình 1.18).
+ Giảm chấn hai lớp vỏ ra đời vào năm 1938, đây là loại giảm chấn quen
thuộc và được dùng phổ biến cho tới nay.
Trong giảm chấn, piston di chuyển trong xyanh, chia không gian thành hai
buồng A và B ở đuôi của van thủy lực có một cụm van bù. Bao ngồi vỏ trong là
một lớp vỏ ngồi, khơng gian giữa hai lớp vỏ là buồng bù thể tích chất lỏng và liên
hệ với B qua các cụm van một chiều (III, IV).
Buồng C được gọi là buồng chất lỏng, trong C chỉ điền đầy một nửa bên
trong là chất lỏng, không gian cịn lại chứa khơng khí có áp suất bằng áp suất khí
quyển.
Các van(I) và (IV) lần lượt là các van nén mạnh và nén nhẹ, còn các van (II) và (III) lần lượt là các van trả mạnh và trả nhẹ của giảm chấn.
+ Cấu tạo củagiảm chấn hai lớp vỏ (hình 1.14). + Nguyên lý làm việc: 1 54 2 3 7 8 6
Ở hành trình nén bánh xe tiến lại gần khung xe,lúc đó ta có thể tích buồng B giảm nên áp suất tăng, chất lỏng qua van (I) và (IV) đi lên khoang A và sang khoang C ép khơng khí ở buồng bù lại.Trên lắp của giảm chấn trong quá trình làm việc.
Ở hành trình trả lại bánh xe đi xa khung xe, thể tích buồng B tăng do áp suất giảm,chất lỏng qua van (II, III) vào B, khơng khí ở buồng bù giãn ra đẩy chất lỏng nhanh chóng điền đầy vào khoang B.
Trong quá trình làm việc của giảm chấn để tránh bó cứng thì bao giờ cũng
có các lỗ van lưu thơng thường xun.Cấu trúc của nó tùy thuộc vào kết cấu cụ thể.
Van trả,van nén của hai cụm van nằm ở piston và xylanh trong cụm van bù có kết
cấu mở theo hai chế độ, hoặc các lỗ van riêng biệt để tạo lên lực cản giảm chấn
tương ứng khi nén mạnh,nén nhẹ,trả mạnh,trả nhẹ.
Khi chất lỏng chảy qua lỗ van có tiết diện rất nhỏ tạo lên lực ma sát làm
cho giảm chấn nóng lên. Nhiệt sinh ra truyền qua vỏ 8 và truyền vào khơng khí để
cân bằng năng lượng.
+ Ưu điểm: Có độ bền cao, giá thành hạ làm việc tin cậy ở cả hai hành trình, trọng lượng nhẹ.
+ Nhược điểm: Khi làm việc ởtần số cao xảy ra hiện tượng khơng khí lẫn vào chất lỏng làm giảm hiệu quả của giảm chấn.
Giảm chấn loại ống kép (hình 1.15)
Đây là loại giảm chấn được dùng phổ biến trong các xe con. Giảm chấn bao gồm một ống bên trong chứa đầy dầu cùng với một piston chuyển động bên trong và một ống bao bên ngồi. Giữa hai ống hình thành một khơng gian nhỏ để cân bằng lượng dầu do piston tác động từ trong buồng dầu. Trên thân piston và nền của khoang chứa dầu có những van tiết lưu. Bên ngoài là một ống bảo vệ chung ngăn dầu chảy ra ngoài.
1- Van một chiều; 2- Cần piston; 3- Cụm làm kín; 4- Xy lanh;
5- Buồng chứa dầu; 6- Piston;
7- Van một chiều; 8- Khoang chứa khí.
Hình 1.19 Cấu tạo của giảm chấn một lớp vỏ.
Trong giảm chấn một lớp vỏ khơng cịn bù dầu nữa mà thay thế chức
năng của nó là buồng 8 chứa khí nén có P=2/3 KG/cm2 đây là sự khác nhau
giữa giảm chấn một lớp vỏ và hai lớp vỏ.
Khi piston dịch chuyển xuống dưới tạo lên sự chênh áp, dẫn đến mở van 1, chất lỏng chảy lên phía trên của piston. Khi piston đi lên mở van chất
lỏng chảy xuống phía dưới piston, áp suất của piston sẽ thay đổi không lớn
và dao động xung quanh vị trí cân bằng với giá trị áp suất tĩnh nạp ban đầu
nhờ vậy mà tránh được hiện tượng tạo bọt khí, là một hiện tượng khơng an
tồn cho sự làm việc của giảm chấn. Trong quá trình làm việc piston ngăn cách 4 di chuyển để tạo nên sự cân bằng giữa chất lỏng và chất khí đó áp suất không bị hạ xuống dưới giá trị nguy hiểm.
Giảm chấn này có độ nhạy cao kể cả khi piston dịch chuyển rất nhỏ, tránh được hiện tượng cưỡng bức chảy dầu khi nhiệt độ thay đổi sẽ làm cho áp suất thay đổi.
So sánh gữa hai loại giảm chấn :
So với giảm chấn hai lớp vỏ,giảm chấn một lớp vỏ có các ưu điểm sau : 1 2 8 6 7 3 2 5
Ưu điểm :
+ Khi có cùng đường kính ngồi, đường kính của piston có thể làm lớn hơn mà sự biến động tương đối của áp suất chất lỏng sẽ nhỏ hơn.
+ Điều kiện tỏa nhiệt tốt hơn.
+ Giảm chất có piston ngăn cách có thể làm việc ở bất kỳ góc nghiêng bố trí nào.
Nhược điểm của loại giảm chất một lớp vỏ là :
+ Làm việc kém tin cậy,có thể bị bó kẹt trong hành trình nén hoặc trả mạnh. + Có tính cơng nghệ thấp,bao kín khơng tốt.
+ Tuổi thọ của phớt và độ mòn của piston với ống dẫn hướng cao.
Giảm chấn kép với hơi áp lực (hình 1.16).
Hình 1.20 Giảm chấn kép với hơi áp lực.
+ Nguyên lý làm việc:
Loại này là sự kết hợp của hai loại trên về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động. Tuy nhiên loại giảm chấn này có một đặc điểm đó là khi ở trạng thái đứng yên của xe thì khoang dưới của giảm chấn khơng chứa đầy dầu mà 1/3 thể tích của
nó chứa khí nén ở áp suất 6-7 bar. Do kết hợp ưu điểm của hai loại trên nên loại
giảm chấn này có khả năng dập tắt dao động rất tốt. Loại này được dùng thích hợp
Yêu cầu chế tạo loại giảm chấn này rất cao về chính xác, địi hỏi việc kiểm
tra bảo dưỡng thường xuyêngắt gao vì vậy loại này ít được sử dụng rộng rãi.
Giảm chấn Vario (hình 2.13).
Hình 1.21 Giảm chấn Vario.
Giảm chấn Vario (hình 1.21) có kết cấu tương tự như loại giảm chấn hai ống.
Loại giảm chấn Vario có một đặc điểm nổi bật đó là có khả năng thích nghi được với điều kiện đường có rung xóc thay đổi.
Khi xe có tải trọng nhẹ, vị trí của piston nằm ở vùng trên của ống dầu (trên hình vẽ), ở đó được thiết kế những khe nhỏ để tạo điều kiện cho dầu di chuyển xuống vùng dưới một cách dễ dàng hơn vì vậy áp lực lên piston nhỏ từ đó hiệu ứng giảm chấn cũng giảm nhỏ.
Khi xe có tải trọng lớn, vị trí cân bằng của piston sẽ bị đẩy xuống thấp hơn
(hình vẽ), do dưới này khơng có những khe nhỏ lên dầu từ ngăn trên chảy xuống dưới sẽ khó khăn hơn vì vậy dầu sẽ chảy qua van tiết lưu trên pistontừ đó áp lực tác
dụng lên thân piston sẽ lớn làm tăng khả năngdập tắt dao động của giảm chấn, phần
dầu dư do áp lực cao cũng được dẫn qua van dưới đáy để vào khoang bù dầu như
Giảm chấn hơi (hình 1.22).
Hình 1.22 Giảm chấn hơi.
Đây là sự kết hợp về cấu tạo và hoạt động của lị xo khí nén (như đã trình
bày ở trên)và bộ giảm chấn kép với hơi áp lực.
Ở phần dưới của giảm chấn là một bộ giảm chấn kép với hơi áp lực thông
thường, ở phần trên là một ống kín với hơi áp lực điều khiển được tạo ra sự chủ
động trong việc thay đổi khoảng làm việc cũng như hiệu quả tốt nhất cho cả bộ giảm xóc.
Hệ thống này chỉ làm việc khi động cơ đã nổ (có cung cấp khí nén vào lị xo khí), cịn khi máy tắt giảm chấn khơng hoạt động vì vậy cần chú ý khi sử dụng bộ giảm chấn này nếu xe đỗ ở chỗ có gờ cao thì xe dễ bị chạm gầm gây hư hỏng.
Giảm chấn khí – thủy lực (hình 1.23).
Hình 1.23 Giảm chấn khí – thủy lực
Đây là tổng hợp của lò xo đàn hồi có giảm chấn cùng với lị xo khí thủy lực.
của bộ giảm chấn. Phần lị xo khí nằm trong một khối cầu bao bọc bởi 1 màng cao su đặc biệt (màu xanh trong hinh vẽ ). Phần tích trữ khí cùng với khơng gian mặt trên (theo quy ước trên dưới khi giảm chấn thẳng đứng) của piston được nối với nhau bởi một đường ống thủy lực (ống màu xanh). Khi giảm chấn và lò xo bị đè xuống, dầu bị ép chạy theo ống đó (Màu xanh) chạy sang buồng khí nén, khi xe bị nén mạnh, tăng áp suất, làm tăng thêm sức đàn hồi của lị xo khí, lị xo này cùng với
lò xo kim loại tác động trực tiếp lên khung xe, tạo sức đàn hồi tổng hợp thay đổi
được theo tải trọng. Không những thế, trên đường ống dẫn dầu và khí về để ép túi
khí, người ta cịn bố trí thêm van điều khiểnnhằm chủ động thay đổi mức tác động
của dầu và khí nén lên túi khí, đưa đến việc thay đổi độ cứng đàn hồi tổng hợp của
cả hệ thống giảm chấn. Cũng nhờ cơ chế hồi tiếp như vậy mà khoảngcách giữa trục
bánh xe và khung xe gần như được giữ nguyên khi thay đổi tải trọng. Khi xe nặng,
dầu ép mạnh làm túi khí đội lên mạnh hơn. Khi xe nhẹ, áp lực dầu giảm, túi khí
mềm đi, giảm bớt tác động lên khung xe.