Tìm hiểu hệ thống treo xe ô tô ? Xe bạn êm ái nhờ đâu ?

Hệ thống treo là bộ phận có tác dụng giảm giảm chấn chính trên ô tô và giúp công cuộc lái xe êm ái, thoải mái và àn toàn khi lái xe. Là hệ thống giúp cho xe loại bỏ lực tác động thẳng đứng từ bánh xe lên thân xe. Giúp bạn không phải trải nghiệm cảm giác đi xe ngựa trên xe ô tô. Có thể nói sự ra đời của hệ thống treo chính là cách mạng cho ngành công nghiệp xe hơi hiện nay mà các hãng xe không ngừng đầu tư và phát triển.

Lợi ích của hệ thống treo

Khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng, xe thường chịu tải trọng dao động do bề mặt đường mấp mô sinh ra. Những dao động này ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của xe và đặc biệt là gây cảm giác không thoải mái đối với người ngồi trong xe. Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng dao động của ôtô đối với cơ thể con người đều đi tới kết luận là nếu con người phải chịu đựng lâu trong môi trường dao động của ôtô sẽ mắc những bệnh về thần kinh và não.

he thong treo

Vì vậy tính êm dịu trong chuyển động là một trong những chỉ tiêu quan trọng của xe. Tính năng này phụ thuộc vào khá 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 phụ thuộc 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 lắc ngang hay lắc dọc đồng thời đảm bảo truyền lực và mômen ổn định.

Hệ thống treo là minh chứng cho cho sự phát triển không ngừng của công nghệ ô tô qua năm tháng. Những công dụng mà hệ thống treo mang lại

  • Mang được sức nặng của xe trong mọi điều kiện địa hình.
  • Đảm bảo sự tiếp xúc của 4 bánh xe với mặt đường trong hầu hết trường hợp (tăng khả năng kiểm soát).
  • Đảm bảo sự ổn định và sự linh hoạt của xe trong khi chuyển hướng, vào cua, tăng tốc, giảm tốc (tạo cảm giác lái chân thật và độ an toàn).
  • Giảm thiểu tối đa sự tác động của bề mặt địa hình lên phần thân trên của xe nhằm đảm bảo sự thoải mái cho người bên trong khoang lái (giảm xóc).
  • Đảm bảo các điều kiện an toàn tối thiểu trong va chạm.

Tiêu chí cho hệ thống treo xe ô tô

Dưới đây là những tiêu chí cơ bản mà các hãng xe dùng để xác định hệ thống treo phù hợp với từng loại xe.

  • #1 Ưu tiên trải nghiệm của xe : khả năng kiểm soát xe, sự thoải mái, tiếng ồn/độ rung lắc của hệ thống treo, v.v..
  • #2 Dựa trên thiết kế tổng của xe : kết cấu tổng thể của xe, không gian chiếm dụng của hệ thống treo, v.v..
  • #3 Ưu tiên giá thành/chi phí sản xuất.
  • #4 Về trọng lượng xe.

Cấu tạo của hệ thống treo

Dựa theo cấu tạo chung của hệ thống treo đa số xe hiện nay thì hệ thống treo của xe gồm 3 bộ phận chính :

  • Bộ phận đàn hồi là bộ phận quan trọng nhất (thường là các loại như : Nhíp, Lò xo, Thanh xoắn, Khí nén, Cao su), có tác dụng làm giảm tần số dao động của ô tô, đảm bảo độ êm dịu khi xe chuyển động qua những cung đường không bằng phẳng.
  • Bộ phận giảm chấn có nhiệm vụ loại dao động của bánh và thân ô tô, tăng độ bám đường cho bánh, giúp tránh không bị rung lắc mạnh.
  • Bộ phận dẫn hướng (thanh ổn định) có chức năng tiếp nhận, truyền lực và mô-men giữa bánh và khung xe. Cũng căn cứ theo điều này, hệ thống treo thường được chia làm hai loại chính là treo độc lập và treo phụ thuộc. Hai thuật ngữ này ám chỉ khả năng điều chỉnh các bánh xe đối nhau chuyển động độc lập.

he thong treo mo taHệ thống treo của xe được gắn trên cầu trước và cầu sau của xe. Nó là một bộ phận thuộc khung gầm (chassis) của xe bên cạnh các hệ thống khác ví dụ như:

  • Hệ thống khung (frame): có nhiệm vụ đỡ trọng lượng của thân xe. Hệ thống khung này sau đó lại được đỡ bởi hệ thống treo.
  • Hệ thống bánh lái (steering system): có nhiệm vụ chuyển tải thao tác của người lái trên vô- lăng xuống 2 bánh điều hướng phía trước.
  • Hệ thống bánh xe: bao gồm 4 bánh xe. Hệ thống treo cũng chính là liên kết cơ khí nối bánh xe với khung gầm của xe.

Các loại hệ thống treo

Hệ thống treo phụ thuộc

Cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc khá đơn giản, cả hai bánh xe được đỡ bằng một hộp cầu xe hoặc dầm cầu nối liền 2 bánh này lại, các chi tiết hệ thống treo sẽ nối dầm cầu với thân xe.

he thong treo phu phuoc

+ Ưu điểm hệ thống treo phụ thuộc:

  • Cấu tạo hệ thống khá đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ bảo trì bảo dưỡng.
  • Hệ thống treo phụ thuộc có độ cứng vững để chịu được tải nặng thích hợp cho các dòng xe tải hoặc bán tải.
  • Khi xe vào cua thì thân xe cũng ít bị nghiêng giúp người ngồi cảm giác ổn định, chắc chắn hơn.
  • Định vị của các bánh xe ít thay đổi do chuyển động lên xuống của chúng nhờ thế lốp xe ít bị bào mòn.

Về cơ bản hệ thống treo phụ thuộc thích hợp cho các dòng xe tải chở hàng nặng hoặc có thể lắp cho trục bánh sau ở các dòng xe phổ thông, xe con.

– Nhược điểm hệ thống treo phụ thuộc:

  • Phần khối lượng không được treo lớn và hệ thống treo phụ thuộc có đặc thù cứng nhắc không có độ linh hoạt cho mỗi bánh nên độ êm của xe rất kém.
  • Giữa bánh xe phải và trái mỗi khi chuyển động có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau thông qua hệ thống dầm cầu nên chúng dễ bị ảnh hưởng dao động và rung lắc qua lại lẫn nhau.
  • Khi vào đoạn đường cua xe dễ bị trượt bánh nếu đi với tốc độ cao nhất là trong điều kiện mặt đường trơn trượt. Điều này có thể dễ nhận thấy nhất trên các dòng xe bán tải hay có hiện tượng văng đít như Toyota Hilux hay Ford Ranger.

Hệ thống treo độc lập

Cấu tạo hệ thống treo độc lập là mỗi bánh xe được lắp trên một tay đỡ riêng gắn vào thân xe tạo ra sự linh hoạt chủ động cho mỗi bánh. Vì vậy bánh xe bên trái và bên phải chuyển động độc lập với nhau.

+ Ưu điểm hệ thống treo độc lập:

  • Khối lượng không được treo nhỏ nên khả năng bám đường của bánh xe cao, tính êm dịu cũng tốt hơn.
  • Các lò xo không liên quan đến việc định vị bánh xe, vì thế có thể sử dụng các lò xo mềm.
  • Do không có dầm cầu liền nối thân, cố định 2 bánh xe nên có thể bố trí sàn xe và động cơ thấp nhằm hạ thấp trọng tâm, giúp xe vận hành ổn định ở tốc độ cao.

– Nhược điểm hệ thống treo độc lập:

  • Cấu tạo khá phức tạp, việc bảo trì – bảo dưỡng cũng nhiều khó khăn.
  • Khoảng cách và định vị của bánh xe bị thay đổi cùng với chuyển động lên xuống của bánh xe, nên nhiều xe có trang bị thêm thanh ổn định để giảm hiện tượng xoay đứng khi xe quay vòng và tăng độ êm ái cho chiếc xe.

Ngoài ra, dựa theo cấu trúc bộ phận đàn hồi và giảm chấn mà các hệ thống treo độc lập còn có nhiều loại khác nhau như : hệ thống treo kiểu Macpherson, hệ thống treo kiểu khí nén và hệ thống treo kiểu độc lập liên kết…

Hệ thống treo độc lập kiểu MacPherson

Hệ thống treo độc lập kiểu MacPherson được đặt theo trên của Earle S. MacPherson (người phát minh ra hệ thống treo MacPherson). Đây là hệ thống treo được ứng dụng nhiều nhất hiện nay trong các hãng xe. Với mỗi hãng xe thì lại có một kiểu MacPherson cho riêng mình.

+ Ưu điểm của loại chi tiết này là thiết kế đơn giản hơn so với những loại hệ thống treo độc lập khác, tương đối nhẹ và nhỏ gọn (cấu tạo chỉ gồm giảm xóc, lò xo, cánh tay điều chỉnh hướng và đệm cao su giảm chấn), tiết kiệm được diện tích của không gian động cơ (ở xe dẫn động cầu trước), độ ma sát và mài mòn của ống nhún được giảm, do đó không phải bảo trì quá nhiều.

– Nhược điểm “bẩm sinh” của hệ thống MacPherson đến từ góc chụm không ổn định, bánh xe và thân xe vẫn lắc ngang so với mặt đường.

Dưới đây là một số công nghệ được tùy biến trong hệ thống treo MacPherson để phù hợp với từng loại xe của các hãng.

Cầu trước của xe:

MacPherson Strut

Hệ thống treo MacPherson có 2 điểm liên kết với khung (2 đệm cao su giảm chấn). Lò xo hơi hướng vào trong và đặt lệch so với giảm xóc. Ống nhún cũng “đảm nhiệm” luôn nhiệm vụ dẫn hướng cho xe.

MacPherson Strut

Double Wishbone

Double Wishbone

Trailing Arm Suspension

Trailing arm suspension

Transverse Leaf Spring

Transverse leaf springBeam Axle

Beam axle

Cầu sau của xe:

Tương tự như trên cầu trước của xe, cầu sau cũng có thể được trang bị hệ thống treo loại phụ thuộc hoặc loại độc lập. Một số hệ thống treo loại phụ thuộc có thể được trang bị trên cầu sau của xe.

Leaf Spring

Leaf spring

Coil Spring

Coil spring

Beam Axle

Beam axle

4-Bar

4-barNgoài ra, nếu xe được trang bị hệ thống treo loại độc lập ở cầu sau thì chúng ta có 1 chiếc xe với 4 bánh có khả năng giảm xóc độc lập, hoàn toàn không phụ thuộc lẫn nhau. Khả năng này giúp tăng khả năng bám đường qua đó cải thiện cảm giác lái và khả năng kiểm soát của xe. Hơn thế, cầu trước và cầu sau có thể được trang bị cùng 1 công nghệ cho 2 hệ thống treo. Hệ thống treo ở cầu sau sẽ hoạt động trên cùng một nguyên tắc nhưng sẽ đơn giản hơn hệ thống ở cầu trước do không có sự xuất hiện của bánh lái.

Hệ thống treo độc lập kiểu đa liên kết

he thong treo da lien ket

Hệ thống treo đa liên kết được cải tiến từ “đàn anh” đòn chữ A đôi. Sử dụng nhiều thanh đòn xoắn (ít nhất 3 cần bên và một cần dọc) với khớp nối cầu hoặc ống lót cao su ở cuối, luôn trong trạng thái căng, nén và không bị bẻ cong.

Cần được nối ở phần đầu và cuối của trục. Khi bẻ lái, trục sẽ thay đổi hình dạng của hệ thống treo bằng cách xoắn toàn bộ cần treo, nhờ đó xe “ôm cua” hơn, phù hợp cho những lái xe “đam mê” offroad.

he thong treo da lien ketĐiểm mạnh của hệ thống treo kiểu đa liên kết là tăng khả năng điều khiển cũng như cảm giác thoải mái khi lái, tiết kiệm không gian trong khoang động cơ một cách tối đa.

Ngược lại, điểm yếu của nó là có cấu tạo, thiết kế phức tạp nên khó bảo dưỡng, và cũng không áp dụng nhiều trên các xe đại trà.

Hệ thống treo độc lập kiểu khí nén điện tử (EAS)

Đây là hệ thống thông minh, sử dụng những gối cao su chứa khí nén thay vì dùng lò xo xoắn thông thường, hoạt động dựa trên nguyên lý không khí có tính đàn hồi khi bị nén với sự hỗ trợ của cảm biến tốc độ và cảm biến độ cao của xe. Khi xe lên cao bất chợt, lượng khí theo các đường dẫn riêng tại mỗi xi lanh tăng lên tương ứng, ngược lại, khi bánh bị xuống hố sâu, van khí trên xi lanh mở, giải phóng khí ra ngoài.

he thong treo khi nen

Đệm khí cao su có khối lượng không quá lớn, lực tác động lên các bánh theo đó cũng giảm. Khi xe vào cua, hệ thống khí nén sẽ hỏa động sao cho phù hợp với độ nghiêng của khung và tốc độ, qua đó nâng cao sự linh hoạt cũng như độ an toàn cho chủ xe.

Tuy nhiên, giá thành sản xuất của loại thiết bị này vẫn tương đối lớn, chỉ được tích hợp ở dòng xe sang, không phổ biến trên các xe thông dụng.

Ngoài ra đối với bất cứ loại hệ thống treo nào, tác dụng giảm xóc của lốp cũng rất quan trọng. Kiểu dáng lốp và áp xuất lốp luôn có vai trò hỗ trợ tác dụng giảm xóc của bất kỳ loại hệ thống treo nào: phụ thuộc hay độc lập. Đặc biệt với các loại hệ thống treo có bộ phận đàn hồi bằng cao su thì nên trang bị thêm cho mình đệm giảm chấn urethane TTC để giúp nâng cao khả năng êm dịu cũng như sự an toàn khi lái.

Hy vọng những thông tin này sẽ giúp ích cho bạn trong việc tìm hiểu hệ thống treo của xe ô tô.

Think Think Car Việt Nam

Bài liên quan



Trả lời