CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ 1. CÔNG DỤNG - Hệ thống treo là tập hợp tất cả các cơ cấu để nối đàn hồi khung hoặc vỏ ô tô với các cầu hay hệ thống chuyển động. - Hệ thống treo nói chung gồm ba bộ phận chính: Bộ phận đàn hồi, bộ phận dẫn hướng và bộ phận giảm chấn.
Mỗi bộ phận đảm nhận nhiệm vụ và chức năng riêng biệt. + Bộ phận đàn hồi: Dùng để tiếp nhận và truyền các tải trọng thẳng đứng giảm va đập và tải trọng tác động lên khung vỏ và hệ thống chuyển động, đảm bảo độ êm dịu cần thiết cho ô tô khi chuyển động. + Bộ phận dẫn hướng: Dùng để tiếp nhận và truyền lên khung các lực dọc, lực ngang cũng như các mô men phản lực, mô men phanh tác dụng lên xe. Động học của bộ phận dẫn hướng xác định đặc tính dịch chuyển tương đối của bánh xe đối với khung và vỏ.
+ Bộ phận giảm chấn: Cùng với ma sát trong hệ thống treo, có nhiệm vụ tạo lực cản, dập tắt các dao động của phần được treo và không được treo, biến cơ năng thành nhiệt năng tiêu tán ra môi trường xung quanh. Ngoài ba bộ phận chính trên trong hệ thống treo của các ô tô du lịch còn có thêm bộ phận phụ nữa là bộ phận ổn định ngang. Bộ phận này có tác dụng làm giảm độ nghiêng và các dao động góc ngang của thùng xe. YÊU CẦU Hệ thống treo phải đảm bảo được các yêu cầu cơ bản sau: - Đặc tính đàn hồi của hệ thống treo (đặc trưng bởi độ võng tĩnh ft, hành trình động fđ) phải đảm bảo cho xe có độ êm dịu cần thiết khi chạy trên đường tốt và không bị va đập liên tục lên các ụ hạn chế khi chạy trên đường xấu không bằng phẳng với tốc độ cho phép, khi xe quay vòng tăng tốc hoặc phanh thì vỏ xe không bị nghiêng, ngửa hay chúc đầu.
- Đặc tính động học, quyết định bởi bộ phận dẫn hướng phải đảm bảo cho xe chuyển động ổn định và có tính điều khiển cao cụ thể là: https://www.com/groups/congdongsinhvienotohaui/ 4 + Đảm bảo cho chiều rộng cơ sở và góc đặt các trục quay đứng của bánh xe dẫn hướng không đổi hoặc thay đổi không đáng kể. + Đảm bảo sự tương ứng động học giữa các bánh xe và truyền động lái, để tránh gây ra hiện tượng tự quay vòng hoặc dao động các bánh xe dẫn hướng xung quanh trụ quay của nó. - Giảm chấn phải có hệ số dập tắt dao động thích hợp để dập tắt dao động hiệu quả và êm dịu. - Có khối lượng nhỏ, đặc biệt là phần không được treo.
- Kết cấu đơn giản để bố trí, làm việc bền vững tin cậy. PHÂN LOẠI Có nhiều cách phân loại hệ thống treo, tùy theo tiêu chí mà mỗi người đưa ra để phân loại. - Theo vật liệu chế tạo phần tử đàn hồi: + Bằng kim loại (nhíp lá, lò xo, thanh xoắn). + Loại thủy lực.
+ Loại cao su. - Theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng: + Hệ thống treo phụ thuộc. + Hệ thống treo độc lập. - Theo phương pháp dập tắt dao động: + Loại giảm chấn thủy lực (loại tác dụng 1 chiều, 2 chiều).
- Theo phương pháp điều khiển: + Hệ thống treo bị động (không được điều khiển). + Hệ thống treo chủ động Hệ thống treo chủ động.com/groups/congdongsinhvienotohaui/ 5 1. Hệ thống treo độc lập Hệ thống treo độc lập là hệ thống treo được đặc trưng cho dầm cầu cắt (không liền) cho phép các bánh xe dịch chuyển độc lập. Hệ thống treo độc lập khi hai bánh xe trái và phải không có quan hệ trực tiếp với nhau.
Khi dịch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng nằm ngang , bánh xe kia vẫn đứng yên. - Ưu điểm : + Nó cho phép tăng độ võng tĩnh, độ võng động, do đó tăng độ êm dịu chuyển động của xe. + Nó cho phép giảm dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng mô men con quay. + Tăng khả năng bám đường, cho nên tăng được tính ổn định và điều khiển.
- Nhược điểm : + Có kết cấu phức tạp, đắt tiền đặc biệt với cầu chủ động. + Trong quá trình chuyển động, vết bánh xe không cố định do vậy xảy ra tình trạng mòn lốp nhanh. + Khi chịu lực bên (li tâm, đường nghiêng, gió bên) do hai bánh xe không liên kết cứng nên xảy ra hiện tượng trượt bên bánh xe. - Một số hệ thống treo độc lập dùng cho ô tô: + Hệ thống treo trên đòn dọc.
+ Hệ thống treo trên đòn ngang. + Hệ thống treo loại Mc. + Hệ thống treo trên đòn chéo. + Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi thanh xoắn.
Hệ thống treo phụ thuộc Là hệ thống đặc trưng dùng với dầm cầu liền. Bởi vậy, dịch chuyển của các ầ ẫ ề bánh xe trên một cầu phụ thuộc lẫn nhau. Việc truyền lực và mô men từ bánh xe lên khung có thể thực hiện trực tiếp qua các phần tử đàn hồi dạng nhíp hay nhờ các thanh đòn.com/groups/congdongsinhvienotohaui/ 6 - Ưu điểm : + Trong quá trình chuyển động, vết bánh xe được cố định do vậy không xảy ra hiện tượng mòn lốp nhanh như hệ thống treo độc lập. + Khi ô tô quay vòng chỉ có thùng xe nghiêng còn cầu xe vẫn thang bằng do lốp ít mòn.
+ Khi chịu lực bên hai bánh xe liên kết cứng vì vậy hạn chế được hiện tượng trượt bên bánh xe. + Kết cấu đơn giản, rẻ tiền, nhíp vừa làm nhiệm vụ đàn hồi vừa làm nhiệm vụ giảm chấn và dẫn hướng. + Số khớp quay ít và không cần phải bôi trơn khớp quay. - Nhược điểm : + Khi nâng một bên bánh xe lên, vết bánh xe sẽ thay đổi và phát sinh lực ngang làm tính chất bám đường của ô tô bị kém đi và ô tô sẽ bị trượt ngang.
+ Hệ thống treo ở các bánh xe, nhất là các bánh xe chủ động có trọng lượng phần không được treo lớn. + Sự nối cứng bánh xe hai bên nhờ dầm liền làm phát sinh những giao động nguy hiểm ở bánh xe trong giới hạn vận tốc chuyển động. + Nếu hệ thống treo phụ thuộc đặt ở bánh xe dẫn hướng, độ nghiêng của hai bánh sẽ thay đổi khi một bánh xe dịch chuyển thẳng đứng, làm phát sinh mô men do hiệu ứng con quay, ảnh hưởng đến dịch chuyển góc của các cầu và các bánh dẫn hướng quanh trục quay. + Khó bố trí các cụm của ô tô nếu đặt hệ thống treo phụ thuộc ở đằn trước.
- Một số hệ thống treo phụ thuộc đang được dùng phổ biến cho ô tô. + Hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là nhíp lá. + Hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là lò xo trụ. ố ầ ắ + Hệ thống treo sử dụng thanh dầm chịu xoắn.com/groups/congdongsinhvienotohaui/ 7 1.
CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG TREO 1. Cấu tạo chung Cấu tạo bố trí chung của hệ thống treo được thể hiện trên hình 1. Mặc dù có nhiều chi tiết, nhưng cấu tạo chung của hệ thống treo được quy thành 3 bộ phận sau: ❖ Bộ phận dẫn hướng: Dùng để xác định động học và tính chất dịch chuyển tương đối của các bánh xe với khung hay vỏ ô tô. Bộ phận dẫn hướng dùng để truyền các lực dọc, lực ngang cũng như các mô men từ bánh xe lên khung hay vỏ ô tô.
Đối với sơ đồ bố trí hình 1.1 thì bộ phận dẫn hướng bao gồm đòn treo và thanh giằng. ❖ Bộ phận đàn hồi: Dùng để truyền các lực thẳng đứng và giảm tải trọng động khi ô tô chuyển động trên đường không bằng phẳng nhằm đảm bảo độ êm dịu cần thiết.1 bộ phận đàn hồi là các lò xo trụ). ❖ Bộ phận giảm chấn: Cùng với ma sát ở hệ thống treo (gồm ma sát giữa các là nhíp và các khớp nối) sinh ra lực cản để dập tắt dao động của ô tô.1 bộ phận giảm chấn là các giảm chấn ống thủy lực đặt trong lò xo trụ.com/groups/congdongsinhvienotohaui/ 8 Hình 1.1: Hệ thống treo với bộ phận đàn hồi là các lò xo trụ 1. Khái quát chung về dao động và tính êm dịu chuyển động Khi ô tô chuyển động trên đường không bằng phẳng thường chịu những tải trọng dao động do bề mặt đường mấp mô sinh ra.
Những dao động này thường ảnh xấu tới hàng hóa, tuổi thọ của xe và nhất là ảnh hưởng tới hành khách. Số liệu thống kê cho thấy, khi ô tô tải chạy trên đường xấu ghồ ghề, so với ô tô chạy cùng loại trên đường tốt bằng phẳng thì vận tốc trung bình giảm 40% - 50%. Quãng đường chạy giữa hai lỳ đại tu giảm 35% - 40%, suất tiêu hao nhiên liệu tăng 50% - 60%. Ngoài ra nếu con người phải chịu đựng lâu trong tình trạng xe chạy bị rung xóc nhiều dễ sinh mệt mỏi.
các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của dao động ô tô tới cơ thể con người đều đi tới kết luận là nếu con người phải chịu đựng lâu trong môi trường dao động của ô tô sẽ mắc những bệnh về thần kinh và não. Vì ậ tí h ê dị khi h ể độ là ột t hữ hỉ tiê t ủ vậy tính êm dịu khi chuyển động là một trong những chỉ tiêu quan trọng của xe.com/groups/congdongsinhvienotohaui/ 9 Tính êm dịu chuyển động phụ thuộc vào kết cấu của xe và trước hết là hệ thống treo, phụ thuộc và cường độ kích động và cuối cùng là phụ thuộc vào kỹ thuật lái xe. Lực kích thích gây dao động có thể do sự không cân bằng của động cơ và hệ thống truyền lực hoặc do độ mấp mô của bề mặt đường. Để đánh giá tính êm dịu chuyển động của ô tô ta thường dùng một số chỉ tiêu sau đây: 1.
Tần số dao động thích hợp Con người từ nhỏ quen với nhịp điệu bướ c đi. Ở mỗi người do thói quen, vóc dáng khác nhau thì việc thực hiện bước đi khác nhau: có người bước dài nhưng chậm, có người bước đi vừa phải, khoan thai. Vì vậy trong một đơn vị thời gian số bước chân thực hiện ở mỗi người có khác nhau, trung bình cứ 1 phút con người có thể thực hiện được 60 – 85 bước đi. Người ta quan niệm rằng con người khi thực hiện một bước đi tức là thực hiện một dao động như vậy có thể nói rằng con người từ nhỏ đã quen với tần số dao động 60 – 85 lần/phút.
Ô tô có chuyển động êm dịu là khi xe chạy trên mọi địa hình thì dao động phát sinh có tần số nằm trong khoảng 65 – 85 lần/phút.