CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống treo 1. Nhiệm vụ Hệ thống treo là một hệ thống liên kết giữa bánh xe với khung xe hoặc vỏ xe, liên kết ở đây là liên kết đàn hồi, làm giảm tải trọng động thẳng đứng tác dụng lên thân xe và đảm bảo bánh xe lăn êm trên nền đường. +) Biến đổi tần số dao động của ô tô thành tần số thích hợp với con người ( tương ứng với số nhịp đập của tim hoặc số bước chân tong 1p) - Xe con: 60-85 lần/phút - Xe tải: 85-120 lần/phút +) Dập tắt các dao động truyền từ mặt đường lên thân xe.
+) Truyền các lực dọc, lực ngang, momen từ bánh xe lên thân xe và ngược lại để xe có thể chuyển động đồng thời đảm bảo sự chuyển dịch hợp lý vị trí của bánh xe so với khung xe. Yêu cầu Đối với hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ yêu cầu phải đảm bảo độ êm dịu cho hàng hóa và hành khách khi di chuyển nhưng cũng phải đảm bảo được độ bền, độ cứng vững khi chịu tải trọng lớn. Các yêu cầu chính của hệ thống treo là: - Hệ thống treo phải thỏa mãn yêu cầu êm dịu và đảm bảo độ bền với các điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật của xe (xe chạy trên đường tốt hay xe chạy trên các loại đường khác nhau). - Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích chính của hệ thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe.
- Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ. - Kết cấu đơn giản, có độ tin cậy cao, thuận tiện trong quá trình bảo dưỡng sửa chữa. Phân loại Trên ô tô hiện nay, tuỳ thuộc vào loại xe và công dụng, ngưới ta phân loại hệ thống treo theo các dấu hiệu sau đây: a. Theo khả năng dịch chuyển tương đối giữa 2 bánh xe - Hệ thống treo độc lập: các bánh xe gắn độc lập với khung vỏ, mỗi bánh (cụm bánh) có một hệ thống dẫn hướng, đàn hồi, giảm chấn riêng và không liên kết cứng với các bánh còn lại.
4 - Hệ thống treo phụ thuộc: có dầm cầu cứng liên kết giữa hai bánh xe Hình 1.1 Hệ thống treo 1- Hệ thống treo phụ thuộc 2- Hệ thống treo độc lập b. Phân loại theo bộ phận đàn hồi - Loại nhíp. - Loại cao su. - Loại thanh xoắn.
- Loại điện tử. - Loại thủy khí. - Loại liên hợp.2 Các bộ phận đàn hồi của hệ thống treo c. Theo phương pháp dập tắt dao động - Giảm chấn thủy lực (loại tác dụng một chiều, loại tác dụng 2 chiều).
- Giảm chấn ma sát cơ (ma sát trong bộ phận đàn hồi). Theo phương pháp điều khiển 5 - Hệ thống treo bị động (không được điều khiển). - Hệ thống treo chủ động (hệ thống treo có điều khiển). Các bộ phận chính trên hệ thống treo Các bộ phận cơ bản của hệ thống treo: Hệ thống treo gồm có 3 bộ phận chính là: bộ phận đàn hồi, bộ phận hướng và bộ phận giảm chấn.
Ngoài ra, trong một số hệ thống treo có sử dụng bộ phận ổn định ngang. Bộ phận đàn hồi Chức năng: là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và khung xe, nhằm biến đổi dao động giữa mặt đường và bánh xe thành dao động điều hòa tạo cảm giác êm dịu cho xe. Bộ phận đàn hồi có thể bố trí khác nhau trên xe nhưng nó cho phép bánh xe và khung vỏ xe có thể dịch chuyển tương đối với nhau theo phương thẳng đứng. Các bộ phận đàn hồi thường được sử dụng hiện nay: Nhíp Nhíp được làm từ các lá thép lò xo uốn cong, có độ đàn hồi cao, các lá thép có kích thước chiều dài nhỏ dần từ lá lớn nhất gọi là lá nhíp chính.
Hai đầu của nhíp chính được uốn lại thành hai tai nhíp dùng để nối với khung xe. Giữa bộ nhíp có các lỗ dùng để bắt bulông siết các lá nhíp lại với nhau. Quang nhíp dùng để giữ cho các lá nhíp không bị sô lệch về hai bên, các lá nhíp có thể dịch chuyển tương đối với nhau theo chiều dọc. Khi dịch chuyển tương đối theo chiều dọc, giữa các lá nhíp có lực ma sát, lực ma sát này dùng để dập tắt dao động theo phương thẳng đứng của ô tô.
Khi làm việc, mặt trên của lá nhíp sẽ chịu kéo, còn mặt dưới sẽ chịu nén. Nói chung, nhíp càng dài thì càng mềm. Số lá nhíp càng nhiều thì khả năng chịu tải càng cao, tuy nhiên nhíp sẽ cứng hơn và ảnh hưởng đến độ êm dịu Đặc tính của nhíp lá là: - Bản thân nhíp đã có đủ độ cứng vững để giữ cho cầu xe ở đúng vị trí nên không cần sử dụng các liên kết khác. - Nhíp thực hiện được chức năng tự khống chế dao động thông qua ma sát giữa các lá nhíp.
- Nhíp có đủ độ bền để chịu tải trọng nặng. - Vì có nội ma sát giữa các lá nhíp nên nhíp khó hấp thu được các rung động nhỏ từ mặt đường. Bởi vậy nhíp thường được sử dụng cho các xe cỡ lớn với yêu cầu về độ êm dịu không cao. Lò xo trụ 6 Lò xo trụ được làm bằng thanh thép lò xo đặc biệt.
Khi đặt tải trọng lên một lò xo, toàn bộ thanh thép bị xoắn khi lò xo co lại. Nhờ vậy năng lượng của ngoại lực được tích lại và chấn động được giảm bớt. Đặc tính của lò xo trụ là: - Tỷ lệ hấp thụ năng lượng tính cho một đơn vị khối lượng cao hơn so với loại lò xo lá nhíp. - Có thể chế tạo các lò xo mềm.
- Vì không có ma sát giữa các lá như ở nhíp nên cũng không có khả năng tự dập tắt dao động, vì vậy bắt buộc phải sử dụng thêm bộ phận giảm chấn. - Vì không chịu được lực theo phương nằm ngang nên cần phải có các cơ cấu liên kết để truyền lực. Thanh xoắn Thanh xoắn là một thanh thép lò xo có tính đàn hồi xoắn. Một đầu của thanh xoắn có được gắn cứng với khung xe hoặc các kết cấu khác của thân xe, còn đầu kia được gắn với bộ phận chịu tải trọng.
Thanh xoắn cũng được sử dụng để làm thanh ổn định. Đặc tính của thanh xoắn: - Nhờ tỉ lệ hấp thụ năng lượng trên một đơn vị khối lượng lớn hơn so với các loại lò xo khác nên hệ thống treo có thể nhẹ hơn. - Kết cấu của hệ thống treo đơn giản. - Cũng như lò xo trụ, thanh xoắn không tự hấp thụ được dao động nên phải dung thêm bộ phận giảm chấn.3 Các loại bộ phận đàn hồi 7 1.
Bộ phận đàn hồi nhíp lá ; 2. Bộ phận đàn hồi lò xo trụ ; 3. Bộ phận đàn hồi thanh xoắn 1. Bộ phận dẫn hướng Chức năng: Đảm bảo điều kiện động học giữa khung xe và các bánh xe.
Hơn nữa bộ phận hướng đảm nhận khả năng truyền đầy đủ các lực kéo, lực phanh từ bánh xe lên khung vỏ. Bộ phận dẫn hướng phải thực hiện tốt các chức năng này. Trên mỗi hệ thống treo thì bộ phận dẫn hướng có cấu tạo khác nhau. Quan hệ của bánh xe với khung xe khi thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng được gọi là quan hệ động học.
Khả năng truyền lực ở mỗi vị trí được gọi là quan hệ động lực học của hệ treo. Trong mối quan hệ động học các thông số chính được xem xét là sự dịch chuyển (chuyển vị) của các bánh xe trong không gian ba chiều khi vị trí bánh xe thay đổi theo phương thẳng đứng (Dz).Mối quan hệ động lực học được biểu thị qua khả năng truyền các lực và các mô men khi bánh xe ở các vị trí khác nhau. Bộ phận giảm chấn Trên xe ô tô giảm chấn được sử dụng với mục đích sau: - Dập tắt các các dao động giữa khung xe và bánh xe khi xe di chuyển trên nền đường không bằng phẳng nhằm bảo vệ được bộ phận đàn hồi và tăng tính êm dịu, tiện nghi cho người sử dụng. - Đảm bảo dao động của phần không treo ở mức độ nhỏ nhất, nhằm làm tốt sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đường.
- Nâng cao các tính chất chuyển động của xe như khả năng tăng tốc,khả năng an toàn khi chuyển động. Hiện nay để dập tắt các dao động của xe khi chuyển động người ta dùng giảm chấn thủy lực. Giảm chấn thuỷ lực sẽ biến cơ năng các dao động thành nhiệt năng và sự làm việc của nó là nhờ ma sát giữa các chất lỏng và lỗ tiết lưu. Giảm chấn phải đảm bảo dập tắt nhanh các dao động nếu tần số dao động lớn nhằm mục đích tránh cho thùng xe lắc khi đường mấp mô và phải dập tắt chậm các dao động nếu ôtô chạy trên đường ít mấp mô để cho ôtô chuyển động êm dịu.
Trên ô tô hiện nay chủ yếu sử dụng là giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều ở cấu trúc hai lớp. Giảm chấn hai lớp vỏ Đây là một loại giảm chấn quen thuộc và được dùng phổ biến cho ô tô từ trước đến nay. Cấu tạo giảm chấn hai lớp vỏ: 8 Trong giảm chấn, piston di chuyển trong xy lanh,chia không gian trong thành buồng A và B. Ở đuôi của xy lanh thuỷ lực có một cụm van bù.
Bao ngoài vỏ trong là một lớp vỏ ngoài, không 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 bù chất lỏng, trong C chỉ điền đầy một nửa, không gian còn lại chứa không khí có áp suất khí quyển. Nguyên lý làm việc: Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn hai lớp vỏ có tác dụng hai chiều 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 không khí ở buồng bù lại. Vỏ ngoài của giảm chấn có tác dụng chứa dầu và thoát nhiệt ra môi trường không khí xung quanh.Trên nắp của giảm chấn có phớt che bụi, phớt chắn dầu và các lỗ ngang để bôi trơn cho trục giảm chấn trong quá trình làm việc.
Ở hành trình trả (bánh xe đi xa khung xe).