CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.2. Hệ thống treo trên ô tô
1.2.4. Các bộ phận chính của hệ thống treo
HTT bao gồm 3 bộ phận chính [1], [3]: đàn hồi, dẫn hướng, giảm chấn.
+ Bộ phận đàn hồi có tác dụng làm êm dịu sự chuyển động của thân xe khi đi trên đường bằng cách biến đổi tần số dao động giữa hai phần của HTT thành tần số dao động thích hợp, phù hợp với con người.
+ Bộ phận dẫn hướng có nhiệm vụ:
- Xác định quan hệ dịch chuyển tương đối của bánh xe so với thùng xe, cho phép dịch chuyển theo phương thẳng đứng và hạn chế các chuyển dịch khác không mong muốn của bánh xe.
- Truyền lực và mô men từ bánh xe lên thùng xe hoặc khung xe.
+ Bộ phận giảm chấn dùng để dập tắt nhanh dao động của thân xe và bánh xe bằng cách chuyển năng lượng dao động (cơ năng) thành dạng nhiệt năng (ma sát) và tỏa ra môi trường không khí. Khả năng dập tắt dao động trong HHT được đảm nhiệm chính
bởi giảm chấn, ngoài ra còn có sự tham gia của các thành phần ma sát khác (ví dụ: ma sát giữa các lá nhíp, giữa bạc và chốt nhíp, ...). Những thành phần ma sát này được khống chế nhằm đảm bảo sự làm việc của HTT.
Ngoài ra trong hệ thống treo còn có các kết cấu khác như: thanh ổn định ngang, vấu giảm va và hạn chế hành trình, ....
a) Bộ phận đàn hồi
Bộ phận đàn hồi có tác dụng làm êm dịu sự chuyển động của thân xe khi đi trên đường bằng cách biến đổi tần số dao động giữa hai phần của HTT thành tần số dao động thích hợp, phù hợp với trạng thái sinh lý của con người.
Bộ phận đàn hồi được chia ra: bằng kim loại, phi kim loại, dạng liên hợp. Trên hình 1.5 thể hiện một số dạng bộ phận đàn hồi của HTT. Phần lớn ô tô hiện nay sử dụng bộ phận đàn hổi bằng kim loại: nhíp lá, thanh xoắn, lò xo xoắn.
Hình 1.5: Sơ đồ cấu trúc của các bộ phận đàn hồi a. Bằng nhíp lá (kim loại)
b. Bằng thanh xoắn (kim loại) c. Bằng lò xo xoắn (kim loại) d. Bằng khí nén (phi kim loại)
b) Bộ phận dẫn hướng
Bộ phận dẫn hướng có nhiệm vụ:
- Xác định quan hệ dịch chuyển tương đối của bánh xe so với thùng xe, cho phép dịch chuyển theo phương thẳng đứng và hạn chế các chuyển dịch khác không mong muốn của bánh xe.
- Truyền lực và mô men từ bánh xe lên thùng xe hoặc khung xe.
Với chức năng đảm bảo chuyển vị tối ưu, đồng thời đảm bảo khả năng tiếp nhận lực dọc, ngang giữa bánh xe và thùng xe, bộ phận dẫn hướng được xem xét như cơ cấu đáp ứng số bậc tự do hợp lý của bánh xe trong HTT. Khi xem xét đánh giá chất lượng của bộ phận dẫn hướng cần quan tâm đến các yêu cầu:
+ Đảm bảo bánh xe dịch chuyển thẳng đứng trong giới hạn hành trình cần thiết của bánh xe mà không gây nên các chuyển vị theo phương khác ảnh hưởng tới sự lăn của bánh xe trên đường: chiều rộng cơ sở, chiều dài cơ sở của xe, ảnh hưởng tới hệ thống lái, góc nghiêng thùng xe nhỏ, hệ thống truyền lực, ....
+ Đảm bảo truyền được các lực dọc, lực ngang và mô men từ bánh xe lên thân xe.
- Trọng lượng kết cấu nhỏ, đáp ứng độ bền làm việc. Bộ phận dẫn hướng rất đa dạng, liên quan tới kết cấu liên kết của các cơ hệ, và thường được xem xét theo phân loại cơ bản của HTT: phụ thuộc, độc lập và các phân loại nhỏ hơn.
c) Bộ phận giảm chấn
Bộ phận giảm chấn dùng để dập tắt nhanh dao động của thân xe và bánh xe bằng cách chuyển năng lượng dao động (cơ năng) thành dạng nhiệt năng (ma sát) và tỏa ra môi trường không khí. Khả năng dập tắt dao động trong HTT được đảm nhiệm chính bởi giảm chấn, ngoài ra còn có sự tham gia của các thành phần ma sát khác (ví dụ: ma sát
giữa các lá nhíp, giữa bạc và chốt nhíp, ...). Những thành phần ma sát này được khống chế nhằm đảm bảo sự làm việc của HTT.
Hình 1.6: Bộ phận giảm chấn
Các loại giảm chấn sử dụng trên xe: giảm chấn đòn, giảm chấn ống. Ngày nay thường dùng là giảm chấn ống. Giảm chấn làm việc với hai hành trình nén và trả. Khi bánh xe đi lại gần thân xe được gọi là hành trình nén, còn ngược lại là hành trình trả.
Giảm chấn có thể: tác dụng một chiều hay hai chiều. Phổ biến gặp ở ô tô là giảm chấn có tác dụng hai chiều: cả ở hành trình trả và hành trình nén. Cấu tạo của giảm chấn liên quan đến khả năng dập tắt dao động và được đặc trưng bằng hệ số cản của giảm chấn (K).
Hệ số cản K được tính theo công thức:
K P
v (1.1)
Trong đó: P là lực cản của giảm chấn, v vận tốc của giảm chấn.
Phân loại giảm chấn ống có tác dụng hai chiều theo hệ số cản như sau:
- Tác dụng hai chiều đối xứng: Kn = Ktr, trong đó Kn và Ktr được ký hiệu tương ứng với hệ số cản của giảm chấn khi nén và khi trả.
- Giảm chấn tác dụng hai chiều không đối xứng: Kn < Ktr, với Ktr = (2 ÷ 5)Kn
(khả năng hấp thụ năng lượng khi trả cao hơn khi nén).
- Giảm chấn tác dụng một chiều đối xứng: Kn ≈ 0, Ktr ≠ 0 (loại này ít dùng).
Theo kết cấu giảm chấn còn phân ra: hai lớp vỏ, một lớp vỏ, có van giảm tải và không van giảm tải.