CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 1. Công dụng, yêu cầu của hệ thống treo 1. Công dụng Hệ thống treo ở đây được hiểu là hệ thống liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi có chức năng chính sau đây: Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động “êm dịu”, hạn chế tới mức có thể chấp nhận được những chuyển động không muốn có khác của bánh xe (như lắc ngang, lắc dọc).
Truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng, phản lực) lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh, lực đẩy hoặc lực kéo với khung, vỏ) lực bên (lực li tâm, lực gió bên, phản lực bên ). Yêu cầu Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết phải mềm nhưng cũng phải đủ khả năng để truyền lực. Quan hệ này được thể hiện ở các yêu cầu chính sau đây: + Hệ thống treo phải phù hợp với 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). + Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định.
+ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thỏa 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. + Có độ tin cậy lớn, không gặp hư hỏng bất thường. Đối với xe con chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu sau: - Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo không quá lớn.
- Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ tốt. - Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyển động của ô tô ở tốc độ cao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng. SVTH: Nguyễn Tuấn Anh 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRỊNH XUÂN CẢNG 1. Các bộ phận chính của hệ thống treo 1.
Bộ phận đàn hồi Chức năng: là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thùng xe, nhằm biến đổi tần số dao động cho phù hợp với cơ thể con người (60-80 lần/ph). Bộ phận đàn hồi có thể bố trí khác nhau trên xe nhưng nó cho phép bánh xe có thể dịch chuyển theo phương thẳng đứng. Các bộ phận đàn hồi thường được sử dụng: Hình 1. Bộ phận đàn hồi 1.
Bộ phận đàn hồi nhíp lá. Bộ phận đàn hồi lò xo trụ. Bộ phận đàn hồi thanh xoắn. Nhíp Nhíp được làm từ các lá thép mỏng, 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 sê 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 ôtô.
Khi làm việc, mặt trên của lá nhíp sẽ chịu kéo, còn mặt dưới sẽ chịu uốn. SVTH: Nguyễn Tuấn Anh 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRỊNH XUÂN CẢNG Lò xo Lò xo chỉ có chức năng là một cơ cấu đàn hồi khi bộ phận chịu lực theo phương thẳng đứng. Còn các chức năng khác của hệ thống treo sẽ do bộ phận khác đảm nhiệm. Lò xo chủ yếu được sử dụng trong hệ thống treo độc lập, nó có thể đặt ở đoạn trên hay đoạn dưới của bộ phận dẫn hướng.
Thanh xoắn Thanh xoắn giống như lò xo xoắn loại này cũng chỉ có chức năng đàn hồi khi chịu lực tác dụng theo phương thẳng đứng còn lại chức năng khác do bộ phận khác của hệ thống treo đảm nhận. Thanh xoắn Thanh xoắn được chế tạo từ thanh thép dài, có tiết diện tròn, đàn hồi theo chiều xoắn vặn. Một đầu của thanh xoắn được gắn cứng vào khung xe, đầu còn lại gắn vào một tay đòn. Hiện nay bộ phận đàn hồi được làm có xu hướng “mềm mại” hơn nhằm tạo điều kiện cho bánh xe lăn “êm” trên mặt đường.
Hiện nay người ta dùng các bộ phận đàn hồi có khả năng thay đổi độ cứng trong một giới hạn rộng. Khi xe chạy ít tải, độ cứng cần thiết có giá trị nhỏ, khi tăng tải thì độ cứng cần phải có giá trị lớn. Chính vì vậy mà cần phải có thêm các bộ phận đàn hồi phụ như : Nhíp phụ,vấu tỳ bằng cao su biến dạng, đặc biệt là các bộ phận đàn hồi có khả năng thay đổi tự động độ cứng theo tải trọng kết hợp với các bộ phận thay đổi chiều cao trọng tâm của xe. Bộ phận dẫn hướng Cho phép các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng ở mỗi vị trí của nó so với khung vỏ, bánh xe phải đảm nhận khả năng truyền lực đầy đủ.
Bộ phận dẫn hướng phải thực hiện SVTH: Nguyễn Tuấn Anh 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRỊNH XUÂN CẢNG tốt 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 (z).Mối quan hệ động lực học được biểu thị qua khả năng truyền các lực và các mômen khi bánh xe ở các vị trí khác nhau. Bộ phận giảm chấn Đây là bộ phận hấp thụ năng lượng dao động cơ học giữa bánh xe và thân xe. Bộ phận giảm chấn có ảnh hưởng tới biên độ dao động. Trên các xe hiện đại chỉ dùng loại giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều trả và nén.
Trong hành trình trả (bánh xe đi xa khung và vỏ) giảm chấn có nhiệm vụ giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung. Trên xe ôtô giảm chấn được sử dụng với mục đích sau: - Giảm và dập tắt các va đập truyền lên khung khi bánh xe lăn trên nền đường không bằng phẳng nhằm bảo vệ được bộ phận đàn hồi và tăng tính tiện nghi cho người sử dụng. - Đảm bảo dao động của phần khung 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.
Thanh ổn định Trên xe con thanh ổn định hầu như đều có. Trong trường hợp xe chạy trên nền đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dưới tác dụng của lực li tâm phản lực thẳng đứng của 2 bánh xe trên một cầu thay đổi sẽ làm cho tăng độ nghiêng thùng xe và làm giảm khả năng truyền lực dọc, lực bền của bánh xe với mặt đường. Thanh ổn định có tác dụng khi xuất hiện sự chênh lệch phản lực thẳng đứng đặt lên bánh xe nhằm san bớt tải trọng từ bên cầu chịu tải nhiều sang bên cầu chịu tải ít hơn. SVTH: Nguyễn Tuấn Anh 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRỊNH XUÂN CẢNG Hình 1.
Thanh ổn định Cấu tạo chung của nó có dạng chữ U. Các đầu chữ U nối với bánh xe còn thân nối với vỏ nhờ các ổ đỡ cao su. Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình Trên xe con các vấu cao su thường được đặt kết hợp trong vỏ của giảm chấn. Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình của bánh xe nhằm hạn chế hành trình làm việc của bánh xe.
Các cơ cấu điều chỉnh hoặc xác định góc bố trí bánh xe Hệ thống treo đảm nhận mối liên kết giữa bánh xe và thùng vỏ, do vậy trên hệ thống treo có thêm các cơ cấu điều chỉnh hoặc xác định góc bố trí bánh xe. Các cơ cấu này rất đa dạng nên ở mỗi loại xe lại có cách bố tríkhác nhau, các loại khác nhau. Các thông số tương đương Phần được treo: Là bộ phận chủ yếu của ôtô bao gồm: khung, thùng, hệ thống động cơ và các chi tiết bộ phận khác gắn trên thùng xe hoặc khung xe. Toàn bộ khối lượng của các bộ phận này được đỡ trên hệ thống treo.
Phần khung được treo gồm có: Cầu , dầm cầu, hệ thống chuyển động (cụm bánh xe ), cơ cấu dẫn động. Các bộ phận này đặt dưới hệ thống treo. Có một số chi tiết và bộ phận vừa được lắp lên phần được treo vừa được lắp lên phần khung được treo như: nhíp, lò xo, giảm chấn, trục các đăng. Do đó một phần khối lượng của chúng được xem như thuộc phần được treo và nửa kia thuộc phần không được treo.
SVTH: Nguyễn Tuấn Anh 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRỊNH XUÂN CẢNG 1. Hệ thống treo phụ thuộc Đặc trưng của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe lắp trên một dầm cầu cứng. Trong trường hợp cầu xe là bị động thì dầm đó là một thanh thép định hình, còn trường hợp là cầu chủ động thì dầm là phần vỏ cầu trong đó có một phần của hệ thống truyền lực. Đối với hệ treo này thì bộ phận đàn hồi có thể là nhíp lá hoặc lò xo xoắn ốc, bộ phận dập tắt dao động là giảm chấn.
Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp Nếu bộ phận đàn hồi là nhíp lá thì nhíp đóng vai trò là bộ phận dẫn hướng, có thể dùng thêm giảm chấn hoặc không. Treo phụ thuộc loại lò xo xoắn ốc 1.Lò xo xoắn ốc 3. Thanh giằng Panhada SVTH: Nguyễn Tuấn Anh 9 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRỊNH XUÂN CẢNG Nếu như bộ phận đàn hồi là lò3 xo xoắn phải dùng thêm hai đòn dọc dưới và một hoặc hai đòn dọc trên. Đòn dọc dưới được nối với cầu, đòn dọc trên được nối với khớp trụ (hình ).
Để đảm bảo truyền được lực ngang và ổn định vị trí thùng xe so với cầu người ta cũng phải dùng thêm “đòn Panhada”, một đầu nối với cầu còn đầu kia nối với thùng xe. 4 này có thể đặt trên đòn dọc hoặc đặt ngay trên cầu.
