Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 Công dụng, phân loại và yêu cầu kỹ thuật của hệ thống treo:

2 Công dụng, phân loại và yêu cầu kỹ thuật của hệ thống treo:

Tải bản đầy đủ - 0trang

+ Bộ phận đàn hồi bằng khí nén: loại bọc bằng cao su – sợi, màng hoặc loại

ống.

+ Bộ phận đàn hồi bằng thủy lực: loại ống.

+ Bộ phận đàn hồi bằng cao su.

- Dựa vào phương pháp dập tắt dao động (giảm chấn) ta chia ra:

+ Giảm chấn thủy lực: có loại tác động một chiều và hai chiều.

+ Giảm chấn ma sát cơ: có thể là ma sát trong bộ phận đàn hồi hoặc trong bộ

phận dẫn hướng.

- Dựa vào phương pháp điều khiển ta có thể chia ra:

+ Hệ thống treo bị động (khơng có điều khiển) – passive suspension.

+ Hệ thống treo chủ động (có điều khiển được) – active suspension.

+ Hệ thống treo bán chủ động (sự kết hợp của hai loại trên) – semi active

suspension.

1.2.3 Giới thiệu một số loại hệ thống treo thông dụng.

a) Hệ thống treo phụ thuộc:



Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống treo phụ thuộc (a) và độc lập (b).

1- Thùng xe



2- Bộ phận đàn hồi.



3- Bộ phận giảm chấn



4- Dầm cầu . 5- Các đòn liên kết



của hệ treo



Trong hệ thống treo phụ thuộc (hình1.1 a) các bánh xe được đặt trên một dầm

cầu liền, bộ phận giảm chấn và bộ phận đàn hồi đặt giữa thùng xe và dầm cầu liền

đó. Do đó sự dịch chuyển của một bánh xe theo phương thẳng đứng sẽ gây lên

chuyển vị nào đó của bánh xe phía bên kia.

Đặc trưng của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe lắp trên một dầm cứng.

Trong trường hợp cầu xe là bị động thì dầm đó là một thanh thép định hình, còn

trong trường hợp là cầu chủ động thì dầm là phần vỏ cầu trong đó có một phần là

hệ thống truyền lực.



Trong hệ thống treo phụ thuộc có các phần tử đàn hồi là nhíp thì nó vừa là phần

tử đàn hồi đồng thời làm luôn bộ phận dẫn hướng.

Vì nhíp làm bộ phận dẫn hướng nên trong hệ thống treo này không cần đến các

thanh giằng để truyền lực dọc hay lực ngang nữa.

2



1



3



4

5



6



Hình 1.2: Hệ thống treo phụ thuộc loại lò xo xoắn ốc.

1-Dầm cầu; 2- Lò xo xoắn ốc; 3- Giảm chấn; 4- Đòn dọc dưới; 5- Đòn dọc trên; 6- Thanh

giằng Panhada.



Đối với hệ thống treo này thì bộ phận đàn hồi là do lò xo xoắn nên 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. Để đảm bảo truyền lực ngang và ổn định

vị trí thùng xe so với cầu, người ta cũng phải dùng thêm “đòn panhada” một đầu

nối với thùng xe.

Nhược điểm:

- Khối lượng phần không được treo lớn, đặc biệt là ở cầu chủ động nên xe chạy

trên đường không bằng phẳng, tải trọng động sinh ra sẽ gây lên va đập mạnh giữa

phần treo và phần không treo làm giảm độ êm dịu của chuyển động.

- Khoảng khơng gian phía dưới sàn xe phải lớn để đảm bảo cho dầm cầu có thể

thay đổi vị trí, do vậy chiều cao trọng tâm cần phải lớn.

- Sự nối cứng bánh xe 2 bên bờ dầm liên kết gây nên hiên tượng xuất hiện chuyển

vị phụ khi xe chuyển động.

Ưu điểm:



- Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định do vậy khơng xảy ra hiện

tượng mòn lốp nhanh như hệ thống treo độc lập.

- Khi chịu lực bên (lực ly tâm, lực gió bên, đường nghiêng) 2 bánh xe liên kết cứng

bởi vậy hạn chế hiện tượng trượt bên bánh xe.

- Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ sửa chữa tháo lắp.

- Giá thành thấp.

b) Hệ thống treo độc lập:

Đặc điểm của hệ thống treo này là:

- Hai bánh xe không lắp trên một dầm cứng mà lắp trên hai loại cầu rời, sự dịch

chuyển của hai bánh xe không phụ thuộc vào nhau (nếu coi như thùng xe đứng

yên).

- Mỗi bánh xe được liên kết bởi cách như vậy sẽ làm cho phần khối lượng không

được treo nhỏ, như vậy mơ men qn tính nhỏ do đó chuyển động của xe êm dịu.

- Hệ thống treo này không cần dầm ngang nên khoảng khơng gian cho nó dịch

chuyển chủ yếu là khoảng không gian 2 bên sườn của xe như vậy có thể hạ thấp

được trọng tâm của xe và sẽ nâng cao được vận tốc của xe.

Dạng treo hai đòn ngang.

Cấu tạo của hệ treo 2 đòn ngang bao gồm 1 đòn ngang trên, 1 đòn ngang

dưới. Mỗi đòn khơng phải chỉ một thanh mà thường có cấu tạo hình tam giác hoặc

hình thang. Cấu tạo như vậy cho phép các đòn ngang làm được chức năng của bộ

phận dẫn hướng.



2



1



3



4

5



6



Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống treo hai đòn ngang.



1-Bánh xe. 2- Giảm chấn. 3- Lò xo. 4-Đòn trên. 5- Đòn dưới. 6- Đòn đứng.



Các đầu trong được liên kết với khung, vỏ bằng khớp trụ. Các đầu ngoài được

liên kết bằng khớp cầu với đòn đứng. Đòn đứng được nối với trục bánh xe. Bộ

phận đàn hồi có thể nối giữa khung với đòn trên hoặc đòn dưới. Giảm chấn cũng

đặt giữa khung với đòn trên hoặc đòn dưới. Hai bên bánh xe nếu dùng hệ thống

treo này và đặt đối xứng qua mặt phẳng dọc giữa xe.

c) Hệ thống treo MacPherson (hình 1.4 ).

Đặc điểm của hệ thống treo MacPherson là giảm thiểu được số điểm lắp với

thân xe so với hệ thống treo thơng thường (từ 4 điểm – 2 thanh đòn hình tam giác

nằm song song với nhau xuống còn 2 điểm của giảm chấn), phần dẫn hướng của hệ

thống chỉ còn 1 thanh dẫn hướng nằm phía dưới (lower control arm). Từ đó cải

thiện được tính năng lắp giáp, giúp hệ thống treo đơn giản, giá thành rẻ, và tiết

kiệm không gian của khoang động cơ đối với xe dẫn động cầu trước. Tuy nhiên hệ

thống treo MacPherson có nhược điểm là tính năng ổn định thân xe chưa được cao.



.

Hình 1.4: Hệ thống treo MacPherson.

d) Hệ thống treo đa liên kết



Hình 1.5: Hệ thống treo đa liên kết trên phiên bản Mercedes-Benz E-Klasse 2010.

Về bản chất, treo đa liên kết thuộc loại độc lập. Cải tiến từ “đàn anh” đòn chữ

A đơi, treo đa liên kết sử dụng ít nhất 3 cần bên và một cần dọc. Những loại cần

này khơng nhất thiết phải dài bằng nhau và có thể xoay theo một góc khác từ

hướng ban đầu.

Mỗi cần đều có một khớp nối cầu hoặc ống lót cao su ở cuối, nhờ đó chúng

ln ở trạng thái căng, nén và không bị bẻ cong.

Cần được nối ở phần đầu và cuối của trục. Khi quay để bẻ lái, trục sẽ thay đổi

hình dạng của hệ thống treo bằng cách xoắn toàn bộ cần treo. Các trục xoay của hệ

thống treo được liên kết sao cho điều này có thể xảy ra.

Bố cục đa liên kết được sử dụng cho cả cầu trước và cầu sau. Tuy nhiên, đối với

treo trước cần bên được thay thế bằng thanh giằng nối khung hoặc hộp cơ cấu lái

với may-ơ.

Hiện nay trong cơng nghiệp khơng có loại treo đa liên kết đơn lẻ nên tất cả các

tên tuổi lớn trong làng sản suất xe hơi đều có thiết kế riêng cho mình. Hãng BMW

sản xuất một số loại hình chữ Z hoặc treo 4 thanh thể thao trong khi hệ thống treo

đa liên kết của hãng Honda lại giống đòn chữ A đôi và thêm một cần điều khiển

thứ 5. Audi 4 được trang bị hệ thống treo trước 4 thanh có kiểu dáng tương tự đòn

chữ A đơi.

Hyundai Genesis sở hữu hệ thống treo trước và sau với 5 thanh thể thao. Hệ

thống treo trước có hai thanh trên, hai thanh dưới và một thanh giằng trong khi hệ



thống treo sau gồm hai thanh trên, một thanh dưới, một thanh kéo và một thanh

điều khiển chân răng.

Ưu và nhược điểm:

Hệ thống treo đa liên kết được coi là hệ thống treo độc lập lý tưởng nhất cho

một chiếc xe thành phẩm bởi nó kết hợp giữa khả năng điều khiển và tiết kiệm

không gian giữ cảm giác thoải mái và khả năng điều khiển. Hơn nữa, hệ thống treo

đa liên kết còn giúp cho xe uốn cong nhiều hơn.

Với hệ thống treo đa liên kết các nhà thiết kế có thể thay đổi một thơng số mà

khơng ảnh hưởng đến tồn bộ hệ thống. Đây chính là điểm khác biệt rõ ràng nhất

so với hệ thống treo đòn chữ A đơi.

Bên cạnh những ưu điểm, nhược điểm của hệ thống treo đa liên kết là giá thành

cao, quá trình thiết kế và sản xuất phức tạp. Trên thực tế, hình dáng của hệ thống

treo cần được kiểm tra bằng phần mềm phân tích thiết kế:



Hình 1.6: Hệ thống treo đa liên kết nhìn từ trên xuống.

Tuy nhiên nhờ những thành tựu về công nghệ giá thành của hệ thống treo đa

liên kết đã được giảm đi đáng kể. Một trong những công ty chuyên sản xuất hệ

thống treo đa liên kết giá thành thấp là Magneti Marelli-nhà cung cấp cho đội F1

của Ferrari.

e) Hệ thống treo khí nén - điện tử



Hình 1.7: Hệ thống treo khí nén điện tử.

Vì tính êm dịu trong chuyển động là một trong những chỉ tiêu quan trọng

của xe. Tính năng này phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó hệ thống treo đóng vai

trò quyết định. Hệ thống treo của xe con ngày nay thường sử dụng hai kiểu chính:

hệ thống treo chủ động và hệ thống treo độc lập. Hai hệ thống treo này tuy khác

nhau về cấu tạo nhưng mục đích chính cũng đều là làm giảm rung xóc khi xe vận

hành trên đường không bằng phẳng, tạo điều kiện cho bánh xe dao động theo

phương thẳng đứng, tránh dao động lác ngang hay lắc dọc đồng thời đảm bảo

truyền lực và mô men ổn định. Với hệ giảm chấn quá mềm hệ thống treo sẽ tạo ra

nhiều dao động đàn hồi khi làm việc, ngược lại với hệ quá cứng sẽ làm cho xe bị

xóc mạnh. Sự dung hòa giữa hai đặc điểm trên chính là ý tưởng để các nhà thiết kế

đưa ra hệ thống treo khí nén – điện tử.

Thế nào là hệ thống treo khí nén - điện tử ?

Hệ thống treo sử dụng nhíp lá, lò xo xoắn…ra đời từ rất sớm nhưng chưa thể

đáp ứng đòi hỏi cao về độ êm dịu của xe con, hệ thống treo khí nén cũng khơng

phải là một phát minh mới, nó xuất hiện từ những năm 1950 cùng với hệ thống treo

Mc person. Ở hệ thống treo khí nén người ta sử dụng các khối cao su chứa khí nén

thay vì dùng lò xo xoắn, nhíp lá hay thanh xoắn. Nhưng ở thời kỳ này công nghệ

vật liệu chưa đáp ứng được độ bền cũng như yêu cầu kỹ thuật cho các chi tiết trong



hệ thống treo khí nén nên người ta vẫn phải dùng lò xo xoắn làm cơ cấu giảm chấn.

Ngày nay các nhà thiết kế ô tô đã ứng dụng nhiều thành tựu công nghệ vật liệu, kỹ

thuật cơ điện tử để cho ra đời hệ thống treo mang tính năng kỹ thuật tiên tiến, đó là

hệ thống treo khí nén – điện tử hiện đang dùng cho các dòng xe cao cấp như audi,

BMW, Lexus…Với hệ thống treo này người lái có thể lựa chọn, điều chỉnh độ đàn

hồi cho thích hợp lựa chọn chế độ Comfort hay Sport. Chế độ “Comfort”: tạo sự

êm dịu tối đa cho người ngồi trên xe còn chế độ “Spost” tăng tính ổn định và an

tồn khi xe chạy ở tốc độ cao.



Hình 1.8 Sơ đồ bố trí hệ thống treo khí nén - điện tử.

1-Giảm xóc khí nén tự động điều chỉnh độ giảm chấn; 2-Cảm biến gia tốc của xe; 3- ECU

(hộp điều khiển tự động của hệ thống treo); 4- Cảm biến độ cao của xe; 5- Cụm van phân phối và

cảm biến áp suất khí nén; 6- Máy nén khí; 7 - Bình chứa khí nén ;8- Đường dẫn khí.



- Nguyên lý hoạt động:

Hệ thống treo khí nén-điện tử hoạt động dựa trên ngun lý khơng khí có

tính đàn hồi bị nén. Với những ưu điểm và hiệu quả giảm chấn của khí nén nó có

thể hấp thụ những rung động nhỏ do đó tạo tính êm dịu chuyển động tốt so với lò



xo kim loại, dễ dàng điều khiển độ cao sàn xe và độ cứng lò xo giảm chấn. Khi

hoạt động máy nén khí cung cấp khí tới mỗi xi lanh theo các đường dẫn riêng, do

đó độ cao của xe phải tăng lên tương ứng tại mỗi xi lanh tùy theo lượng khí được

cấp vào. Ngược lại độ cao của xe giảm xuống khi khơng khí trong xi lanh được

giải phóng ra ngồi qua các van. Ở mỗi xi lanh khí có một van điều khiển hoạt

động theo hai chế độ bật-tắt để nạp hoặc xả khí theo lệnh của ECU. Với sự điều

khiển của ECU, độ cứng, độ đàn hồi của từng giảm chấn trên bánh xe tự động thay

đổi theo độ nhấp nhơ của mặt đường và do đó hồn tồn có thể khống chế chiều

cao ổn định của xe. Tổ hợp các chế độ của giảm chấn, độ cứng lò xo, chiều cao sẽ

tạo sự êm dịu tối ưu nhất khi xe hoạt động.

Các bộ phận chính của hệ thống treo EAS bao gồm:

+ Giảm xóc khí nén.

Trong mỗi xi lanh có một giảm chấn để thay đổi lực giảm chấn theo 3 chế độ

(mềm, trung bình, cứng), một buồng khí chính và một buồng khí phụ để thay đổi

độ cứng lò xo theo 2 chế độ (mềm, cứng). Cũng có một màng để thay đổi độ cao

của xe theo hai chế độ (bình thường, cao) hoặc 3 chế độ (thấp, bình thường, cao).

Lượng khí vào buồng chính của 4 xi lanh khí thơng qua van điều khiển độ cao. Van

này có nhiệm vụ cấp và xả khí nén vào và ra khỏi buồng chính trong 4 xi lanh khí

nén (phía trước bên phải và trái, phía sau bên phải và trái). Khí nén trong hệ thống

được cung cấp bởi máy nén khí.

+ Cảm biến độ cao: Cảm biến điều khiển độ cao trước được gắn vào thân xe còn

đầu thanh điều khiển được nối với giá đỡ dưới của giảm chấn và hệ thống treo sau:

các cảm biến được gắn vào thân xe và đầu thanh điều khiển được nối với đầu treo

dưới. Những cảm biến này liên tục theo dõi khoảng cách giữa thân xe với các đòn

treo để phát hiện độ cao gầm xe do đó quyết định thay đổi lượng khí trong mỗi

xylanh khí.

+ Cảm biến tốc độ: Cảm biến này gắn trong công tơ mét, nó ghi nhận và gửi tín

hiệu tốc độ đến ECU hệ thống treo.

+ ECU hệ thống treo: Có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ tất cả các cảm biến để điều

khiển lực của giảm chấn và độ cứng của lò xo, độ cao xe theo điều kiện hoạt động



của xe thông qua bộ chấp hành điều khiển hệ thống. Bộ chấp hành điều khiển hệ

thống treo được đặt tại mỗi đỉnh của xylanh khí. Nó đồng thời dẫn động van quay

của giảm chấn và van khí của xylanh khí nén để thay đổi lực giảm chấn và độ cứng

hệ thống treo. Bộ chấp hành điều khiển điện tử phản ứng chính xác với sự thay đổi

liên tục về điều kiện hoạt động của xe.

- Ưu điểm của hệ thống treo khí nén-điện tử:

“Thơng minh” và “linh hoạt” đó là những gì có thể nói về hệ thống treo khí

nén điện tử. Khả năng điều khiển độ cứng của từng xy lanh khí cho phép đáp ứng

với độ nghiêng khung xe và tốc độ xe khi vào cua, góc cua và góc quay vơ lăng

của người lái. Như vậy, khi xe chạy, độ cứng của các ống giảm chấn có thể tự động

thay đổi sao cho cơ chế hoạt động của hệ thống treo được thích hợp và hiệu quả

nhất đối với từng hành trình. Ví dụ như: khi phanh thì độ cứng của các bánh trước

sẽ lớn hơn còn khi tăng tốc thì ngược lại.

Hệ thống treo khí nén - điện tử tự động thích nghi với tải trọng của xe, thay

đổi độ cao gầm cho phù hợp với điều kiện hành trình. Ví dụ: độ cao bình thường

được tự động xác lập khi vận tốc xe đạt 80 Km/h. Nếu các cảm biến tốc độ ghi

nhận được rằng kim đồng hồ tốc độ đã vượt qua mức 140 Km/h thì hệ thống tự hạ

gầm xe xuống 15mm so với tiêu chuẩn.

Một lợi thế nữa của hệ thống treo này là các lò xo xoắn được thay thế bằng

các túi khí cao su nên giảm bớt một phần trọng lượng xe. Bớt được khối lượng này

sẽ cho phép các lốp xe chịu tải tốt hơn trên các điều kiện mặt đường khơng bằng

phẳng mà ít ảnh hưởng đến độ cân bằng của xe, vì vậy cảm giác khi lái xe sẽ nhẹ

nhàng và dễ chịu.

Với hệ thống treo khí nén điện tử, những chỗ mấp mô hay ổ gà hầu như

không ảnh hưởng tới người ngồi trong xe.

Tuy vậy đối với bất kỳ hệ thống treo nào tác dụng giảm chấn của lốp cũng rất quan

trọng. Kiểu dáng lốp và áp suất lốp ln có vai trò hỗ trợ tác dụng giảm xóc của tất

cả các loại hệ thống treo.

1.2.4 Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống treo.



Để hoàn thành tốt những nhiệm vụ của mình thì hệ thống treo trên ô tô phải

đảm bảo thỏa mãn một số yêu cầu kỹ thuật cơ bản sau:

Liên kết giữa khung vỏ và bánh xe cần thiết phải là liên kết mềm vì giữa chúng

có sự dịch chuyển tương đối, nhưng mối liên kết đó cũng phải đảm bảo khả năng

truyền lực cho xe. Mối quan hệ này được thể hiện trong những yêu cầu cụ thể sau:

+ Hệ thống treo phải đảm bảo phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ

thuật của xe như chạy trên nền đường tốt hoặc có thể chạy trên nhiều địa

hình khác nhau.

+ Bánh xe phải đảm bảo khả năng dịch chuyển linh hoạt trong một phạm vi

giới hạn.

+ Quan hệ động học bánh xe phải hợp lý đảm bảo yêu cầu của hệ thống treo

làm mềm chuyển dịch theo phương thẳng đứng nhưng không gây ảnh hưởng

đến quan hệ động học và động lực học của bánh xe theo phương dịch

chuyển.

+ Không gây nên những tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung vỏ xe.

+ Hệ thống treo phải có độ bền cao, có độ tin cậy sử dụng lớn, trong điều kiện

sử dụng phù hợp với tính năng kỹ thuật không xảy ra những hư hỏng bất

thường.

+ Đảm bảo giá thành thấp, mức độ phức tạp kết cấu không quá lớn.

+ Có khả năng chống rung, chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ xe tốt,

nâng cao tiện nghi cho xe.

+ Đảm bảo tính điều khiển và tính ổn định chuyển động của xe tốt ngay cả khi

ở tốc độ cao.

1.3. Cấu tạo hệ thống treo.

Hệ thống treo trên các phương tiện vận tải dù là dạng nào thì đều có cấu tạo

chung giống nhau, bao gồm có 3 bộ phận chính dưới đây:

- Bộ phận đàn hồi.

- Bộ phận giảm chấn.

- Bộ phận ổn định và bộ phận dẫn hướng.

1.3.1 Bộ phận đàn hồi.

a) Chức năng của bộ phận đàn hồi.

Có nhiệm vụ đưa vùng tần số dao động bất kì của nền đường về vùng tần số dao

động phù hợp với con người (60 – 85 dao động/phút).



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 Công dụng, phân loại và yêu cầu kỹ thuật của hệ thống treo:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×