MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO MAZDACX5 2018 BẰNG PHẦN MỀM CARSIM

1
MỤC LỤC
MỤC LỤC ......................................................................................................... 1
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................ 4
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 7
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO ...................................... 9
1.1 Công dụng của hệ thống treo. ..................................................................... 9
1.2 Phân loại hệ thống treo................................................................................ 9
1.2.1 Phân loại theo dạng bộ phận dẫn hướng[1] ............................................... 9
1.2.2 Theo loại phần tử đàn hồi....................................................................... 10
1.2.3 Theo phương pháp dập tắt dao động ...................................................... 11
1.3 Yêu cầu đối với hệ thống treo[6] ................................................................ 11
1.4 Cấu tạo và các bộ phận chính trên hệ thống treo[2] ................................... 11
1.4.1 Bộ phận đàn hồi ..................................................................................... 12
1.4.1.1 Hệ thống treo loại lá nhíp .................................................................... 13
1.4.1.2 Lị xo ................................................................................................... 15
1.4.1.3 Loại thanh xoắn ................................................................................... 16
1.4.1.4 Phần tử đàn hồi loại khí nén................................................................ 17
1.4.1.5 Phần tử đàn hồi thuỷ khí ..................................................................... 18
1.4.2 Bộ phận dẫn hướng ................................................................................ 20
1.4.3 Bộ phận giảm chấn ................................................................................. 22
1.4.3.1 Nguyên tắc hoạt động.......................................................................... 22
1.4.3.2 Phân loại giảm chấn ............................................................................ 23
1.5 Nghiên cứu 1 số loại hệ thống treo phổ biến hiện tại ............................... 26
1.5.1 Hệ thống treo phụ thuộc[1] ...................................................................... 26


2
1.5.2 Hệ thống treo độc lập[8] .......................................................................... 28
GIỚI THIỆU VỀ XE MAZDA CX-5 2018 .............................. 31
2.1 Giới thiệu và thông số kỹ thuật ô tô Mazda CX- 2018[4] .......................... 31

2.2 Động cơ trên ô tô Mazda CX5 .................................................................. 31
2.3 Hệ thống truyền lực ................................................................................... 32
2.3.1 Hệ thống lái ............................................................................................ 33
2.3.2 Hệ thống phanh ...................................................................................... 34
2.4 Hệ thống điều hòa ..................................................................................... 34
2.5 Hệ thống treo trên Mazda CX5 2018 ........................................................ 35
2.5.1 Hệ thống treo trước của Mazda CX-5 2018 ........................................... 35
2.5.1.1 Kết cấu................................................................................................. 35
2.5.1.2 Bộ phận dẫn hướng ............................................................................. 36
2.5.1.3 Bộ phận đàn hồi .................................................................................. 38
2.5.1.4 Bộ phận giảm chấn .............................................................................. 39
2.5.2 Cơ cấu treo sau ....................................................................................... 41
2.5.2.1 Bộ phận đàn hồi .................................................................................. 41
2.5.2.2 Bộ phận giảm chấn treo sau ................................................................ 42
2.5.2.3 Bộ phận dẫn hướng ............................................................................. 45
MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO MAZDA-CX5 2018 BẰNG
PHẦN MỀM CARSIM ................................................................................... 47
3.1 Giới thiệu phần mềm Carsim[7] ................................................................. 47
3.2 Hệ thống treo trên phần mềm Carsim ....................................................... 50
3.2.1 Các mơ hình của phần tử đàn hồi dùng trong Carsim.[5] ....................... 50
3.2.2 Hệ thống treo độc lập ............................................................................. 51
3.2.3 Hệ thống treo phụ thuộc: ........................................................................ 59


3
3.3 Mô phỏng hệ thống treo độc lập Mazda CX5 trên phần mềm Carsim ..... 66
3.3.1 Nhập dữ liệu vào phần mềm .................................................................. 66
3.3.2 Xuất dữ liệu phần mềm .......................................................................... 74
3.3.3 Kết luận .................................................................................................. 76
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 79


4
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống treo .............................................................. 12
Hình 1.2 Hệ thống treo loại là nhíp ................................................................. 13
Hình 1.3 Kết cấu nhíp chính ........................................................................... 13
Hình 1.4 Kết cấu nhíp phụ .............................................................................. 14
Hình 1.5 Lị xo thường .................................................................................... 15
Hình 1.6 Lị so cải tiến .................................................................................... 16
Hình 1.7 Kết cấu thanh xoắn ........................................................................... 16
Hình 1.8 Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại khơng có buồng đối áp ..................... 19
Hình 1.10: Sơ đồ bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc ...................... 21
Hình 1.11 Nguyên lý hoạt động của giảm chấn. ............................................. 22
Hình 1.12 Giảm chấn kiểu ống đơn ................................................................ 23
Hình 1.13 Cấu tạo giảm chấn kiểu ống kép .................................................... 25
Hình 1.14 Hệ thống treo phụ thuộc ................................................................. 26
Hình 1.15 Hệ thống treo độc lập ..................................................................... 28
Hình 2.1 Động cơ Mazda CX5 2018 .............................................................. 32
Hình 2.2: Thước lái hệ thống lái xe Mazda CX5-2018 .................................. 33
Hình 2.3: Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh trên xe Mazda CX5-2018 ............ 34
Hình 2.4 Hệ thống treo trước của Mazda-CX5 2018 ...................................... 35
Hình 2.5 Càng chữ A hệ thống treo trước xe ơ tơ Mazda CX-5 2018 ............ 37
Hình 2.6: Mặt cắt giảm chấn và lò xo hệ thống treo trước trên xe ơ tơ .......... 37
Hình 2.7: Thanh cân bằng trước trên xe ô tô Mazda CX-5 2018 ................... 38
Hình 2.8: Giảm chấn của hệ thống treo trước ................................................. 39
Hình 2.9: Quá trình nén ................................................................................... 40

5
Hình 2.10: Quá trình giãn................................................................................ 40
Hình 2.11: Bộ phận đàn hồi hệ thống treo sau xe ô tô Mazda CX-5 2018 ..... 42
Hình 2.13 Quá trình nén của giảm chấn.......................................................... 44
Hình 2.14 Quá trình giãn của giảm chấn ........................................................ 45
Hình 2.15: Các thanh địn hệ thống treo sau xe ơ tơ Mazda CX-5 2018 ........ 46
Hình 3.1 Màn hình giao diện Carsim .............................................................. 47
Hình 3.2 Bộ giải mơ hình tốn học ................................................................. 48
Hình 3.1: Đường đặc tính đàn hồi có tải và khơng tải .................................... 50
Hình 3.2: Đường đặc tính đàn hồi có tính đến ảnh hưởng lốp xe ................... 51
Hình 3.3: Lựa chọn hệ thống treo ................................................................... 52
Hình 3.4: Màn hình thiết lập động học hệ thống treo độc lập ........................ 52
Hình 3.5: Suspension: Independent Compliance, Spring, and Dampers ........ 54
Hình 3.6 : Internal + external springs ............................................................. 55
Hình 3.7: External springs only ...................................................................... 55
Hình 3.8 : Màn hình thiết lập hệ thống treo đơn giản ..................................... 57
Hình 3.9: Màn hình thiét lập động học hệ thống treo phụ thuộc .................... 59
Hình 4.10: Lựa chọn đặc tính dao động .......................................................... 60
Hình 3.10: Màn hình thiết lập thơng số hệ thống treo phụ thuộc ................... 61
Hình 3.11: Màn hình thiết lập hệ thống treo đơn giản .................................... 63
Hình 3.12 Chọn loại xe ................................................................................... 67
Hình 3.13: Giao diện của phần mềm thay đổi model xe................................. 67
Hình 3.14: Giao diện thơng số xe Mazda CX5 2018 ...................................... 68
Hình 3.15: Thơng số cơ bản của xe................................................................. 69
Hình 3.16 Màn hình cài đặt hệ thống treo....................................................... 70


6
Hình 3.17: Thơng số hệ thống treo ................................................................. 70
Hình 3.18: Giao diện tùy chỉnh hệ thống treo ................................................. 71

Hình 3.19 Giao diện cài đặt điều kiện thử nghiệm ......................................... 72
Hình 3.20 Dạng địa hình sóng sin .................................................................. 73
Dạng 3.21 Dạng địa hình mơ đất lớn .............................................................. 73
Hình 3.23: Các đồ thị hiển thị ......................................................................... 74
Hình 3.24 Xuất video và đồ thị ....................................................................... 74
Hình 3.25: Video mơ phỏng xe chạy vớ mơ đất lớn ....................................... 75
Hình 3.26: Các đồ thị mơ phỏng 1 .................................................................. 75
Hình 3.27: Video mơ phỏng xe chạy trên đường sin ...................................... 76
Hình 3.28: Các đồ thị trong thí nghiệm 2 ....................................................... 76


7
MỞ ĐẦU
Hiện nay ô tô là ngành đang được chú trọng và đẩy mạnh phát triển trong
nước ta và trên toàn thế giới, là ngành chiếm tỉ trọng cao trong vận tải hành
khách và hàng hóa.
Khi xe di chuyển lưu thơng trong giao thơng, có nhiều yếu tố tác động
như: tải trọng, vận tốc, lực cản khí, điều kiện mặt đường… những yếu tố này
thay đổi thường xuyên và gây ảnh hưởng khơng nhỏ tới q trình chuyển động
của xe. Chúng làm q trình chuyển động của xe khơng ổn định, gây ức phiền
hà cho người dùng, ảnh hưởng tuổi thọ xe… và đặc biệt là gây mất an toàn và
của cải cho người sở hữu.
Với yêu cầu ngày càng cao của công nghệ về kỹ thuật cũng như về tính
thẩm mỹ thì tính tiện nghi của ơ tơ ngày càng phải hoàn thiện hơn, đặc biệt cần
tạo cảm giác thoải mái nhất cho người ngồi trên xe đó là lí do mà các hệ thống
ngày càng được nâng cấp, các nhà sản xuất xe hàng đầu thế giới đã và đang
khơng ngừng nâng chất lượng sản phẩm của mình về kiểu dáng, độ bền, và đặc
biệt sự tiện nghi dành cho người sử dụng. Và một trong những nghiên cứu nhằm
đáp ứng những yêu cầu trên đó là nghiên cứu và phát triển hệ thống treo.
Chính vì lý do trên nên em đã chọn đề tài của mình: Nghiên cứu và thử

nghiệm hệ thống treo trên xe Mazda CX5 2018. Nội dung đồ án gồm 5 chương:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống treo trên ơ tơ
Chương 2: Tìm hiểu hệ thống trên Mazda CX5 2018
Chương 3: Khảo sát hệ thống treo bằng phần mềm carsim


8
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp vừa qua, em đã nhận được nhiều sự
giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô bộ môn và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ts. Nguyễn Mạnh Dũng người đã
tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm khoá luận.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cơ giáo trong trường ĐHCN Hà
Nội nói chung, các thầy cơ trong khoa cơng nghệ ơ tơ nói riêng đã dạy dỗ cho
em kiến thức về các môn đại cương cũng như các mơn chun ngành, giúp em
có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá
trình học tập.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều
kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt q trình học tập và hồn
thành khố luận tốt nghiệp. Dù cịn nhiều thiếu sót trong q trình thực hiện đồ
án nhưng em đã cố gắng hết mình để làm nó, rất mong thầy cơ thơng cảm cũng
như góp ý để em có thể ngày càng hồn thiện hơn nữa.
Hà nội, ngày.....tháng....năm.....
Sinh Viên Thực Hiện

Nguyễn Quang Minh


9

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO
1.1 Công dụng của hệ thống treo.
Hệ thống treo là một trong những bộ phận quan trọng của xe ô tô, chúng
quyết định cảm giác lái của xe êm ái hoặc xóc nảy, ổn định hay khơng ổn định.
Nói một cách dễ hiểu đây là bộ phận đóng vai trị quyết định trong việc chuyển
động của toàn bộ thân xe, đặc biệt là khi xe di chuyển qua những cung đường
không bằng phẳng.
Khi xe quay đầu, thân xe ln có xu hướng quay xung quanh trục song
song với chiều thân xe, điều này có thể làm cho xe chúng ta bị lật ngang gây
mất an toàn cho người ngồi và lái xe. Khi xe tăng tốc từ 0 km/h hay phanh gấp
khi đang di chuyển, thân xe ln có xu hướng bị lật về sau hoặc trước do quán
tính lưc tác động lên thân xe và làm cho bánh của xe mất khả năng bám sát mặt
đường.
Hệ thống treo hoạt động kết hợp với hệ thống lái và hệ thống phanh để
tạo ra sự ổn định khi xe đi trên đường. Góc king-pin và caster được các nhà
nghiên cứu tạo ra bằng một khâu khớp của hệ thống treo để đảm bảo sự điều
khiển mượt mà của vơ lăng với các bánh xe phía dẫn hướng.
Hệ thống treo giúp cho bánh xe dao động theo phương thẳng đứng với
thân xe một cách êm dịu nhất, hạn chế tới mức thấp nhất có thể những chuyển
động không mong muốn như lắc dọc và lắc ngang.
Dập tắt các dao động thẳng đứng của thân xe sinh ra khi đi trên mặt đường
không bằng phẳng.
1.2 Phân loại hệ thống treo.
1.2.1 Phân loại theo dạng bộ phận dẫn hướng[1]
Hệ thống treo được chia làm các loại như sau:


10
*Hệ thống treo phụ thuộc: Đặc điểm đặc trưng nhất là dùng với dầm cầu
liền. Vì thế, sự chuyển động của các bánh xe trên cùng 1 cầu bị phụ thuộc lẫn

nhau. Việc lực và momen truyền từ bánh xe lên khung vỏ có thể thực hiện trực
tiếp qua các phần tử đàn hồi dạng nhíp hay nhờ các thanh đòn.
Hệ thống treo phụ thuộc được sử dụng hết sức phổ biến trên tất cả các loại
ơ tơ hiện nay.
Nó có ưu điểm: kết cấu đơn giản hơn so với các dạng khác, giá thành lại
rẻ trong khi vẫn đảm bảo được các yêu cầu cần thiết, nhất là đối với những xe
có tốc độ chuyển động lớn, dễ bảo dưỡng sửa chữa.
*Hệ thống treo độc lập: với dầm cầu khơng liên khối, khiến cho các bánh
xe có thể chuyển động độc lập. Bộ phận dẫn hướng ở đây có thể là loại đòn,
loại đòn - ống hày còn gọi là Macferxon. Loại địn cịn lại có loại: 1 địn, 2 đòn,
loại đòn lắc trong mặt phẳng ngang, dọc và lắc trong mặt phẳng chéo.
Hệ thống treo độc lập thường sử dụng chủ yếu ở cầu trước và trên các ô
tô du lịch. Nó có ưu điểm rõ ràng:
- Giúp tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo trên xe, nhờ đó tăng
được độ êm dịu khi chuyển động.
- Giảm được hiện tượng giao động của các bánh xe dẫn hướng do hiệu
ứng mô men con quay gây ra.
- Tăng khả năng bám đường của lốp xe, nên tăng được tính điều khiển và
ổn định khi lái xe.
- Sử dụng ở các cầu chủ động hệ thống này sẽ trở nên phức tạp và tiêu tốn
nhiều chi phí. Vì thế các ơ tơ du lịch hiện đại thường sử dụng hệ thống treo phụ
thuộc ở cầu sau. Hệ thống treo độc lập ởcác cầu chủ động thường sử dụng trên
các ơ tơ có tính cơ động cao.
1.2.2 Theo loại phần tử đàn hồi
Gồm có:
- Loại được làm từ kim loại, gồm: nhíp lá, lị xo xoắn, thanh xoắn.
- Loại được làm từ cao su: chịu nén hoặc chịu xoắn.


11

- Loại khí nén và thuỷ khí.
1.2.3 Theo phương pháp dập tắt dao động
- Loại giảm chấn bằng thuỷ lực: tác dụng một chiều và hai chiều.
- Loại giảm chấn bằng ma sát cơ: gồm ma sát trong bộ phận đàn hồi và
trong bộ phận dẫn hướng.
1.3 Yêu cầu đối với hệ thống treo[6]
+ Đảm bảo phù hợp với tính êm dịu chuyển động yêu cầu tức là hệ thống
có tần số dao động riêng nằm trong giới hạn (60:1200 lần/phút).
+ Giảm tối thiểu va đập cứng, hạn chế xung lực tác dụng từ bánh xe lên
khung gầm.
+ Đảm bảo hệ số bám trung bình của bánh xe với cả nền đường.
+ Dập tắt dao động của thân xe khi đi trên đường nhanh chóng.
+ Trọng lượng phần khơng treo phải nhẹ.
+ Hạn chế đến mức tối đa các chuyển động theo phương không mong
muốn, nhất là ở các bánh xe dẫn hướng, đảm bảo tính điều hướng của ơtơ.
+ Có độ bền cao.
+ Các quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích của
hệ thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hư các
quan hệ động lực học và động học của chuyển động bánh xe.
+ Tại các vị trí liên kết với khung và vỏ không tạo ra tải trọng lớn đảm bảo
tuổi thọ của các liên kết.
+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng tính năng kĩ thuật của
xe như là chạy được trên nhiều địa hình khác nhau.
+ Bánh xe có khả năng dịch chuyển trong một giới hạn khơng gian nào đó
hạn chế.
1.4 Cấu tạo và các bộ phận chính trên hệ thống treo[2]
Về cơ bản, một hệ thống treo thường được tạo nên từ ba bộ phận chính
sau: bộ phận đàn hồi, bộ phần giảm chấn và cơ cấu dẫn hướng.

12

Giảm chấn

Thanh cân bằng

Lị xo

Trục láp và càng A
Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống treo
1.4.1 Bộ phận đàn hồi
Bộ phần đàn hồi là 1 trong những bộ phận quan trọng của hệ thống treo,
chức năng của nó là hấp thụ tác động do tác động mặt đường gây nên, chuyển
thành dao động lên xuống và tích trữ nguồn năng lượng đó ở bên trong phần tử
đàn hồi.
Bộ phận đàn hồi là bộ phận vị trí nối giữa bánh xe và khung vỏ xe, có thể
biến đổi tần số dao động sao cho phù hợp với khả năng cơ thể người thường là
(60  80 lần/ph). Bộ phận đàn hồi có những bố trí khác nhau trên xe nhưng nó
cho phép bánh xe có thể dịch chuyển theo phương lên xuống thẳng đứng(Oy).
Trên xe ơ tơ hiện nay thì bộ phận đàn hồi thường là các loại như: Nhíp lá,
lị xo trụ, lị xo cơn, thanh xoắn…


13
1.4.1.1 Hệ thống treo loại lá nhíp

Hình 1.2 Hệ thống treo loại là nhíp
Bộ nhíp lá được sử dụng khá phổ biến hiện nay trên nhiều loại ô tô tải,
hành khách du lịch với dầm cầu liền nhau. Lá nhíp được làm từ các lá thép cong
xếp với nhau được gọi là nhíp. Bộ nhíp gồm nhiều lá nhíp xếp chồng, sắp xếp

theo thứ tự từ ngắn đến dài và ghép lại với nhau bằng bu lơng U.
Bộ nhíp được gắn với nhau bằng bulong dạng chữ U, với khung xe bằng
bộ phận treo trước thơng qua chốt nhíp và bộ phận treo sau ở dạng quang treo.
Bộ phận treo trước và treo sau được gắn với khung xe bởi đinh tán hoặc
là bulong phù hợp.
Nhìn chung nhíp dài hơn thì mềm hơn chịu tải uốn nhiều hơn. Nhíp càng
nhiều là hơn thì chịu tải càng lớn, song lúc đó nhíp sẽ cứng hơn và tính êm dịu
chuyển động sẽ kém hơn.
a, Nhíp chính

Hình 1.3 Kết cấu nhíp chính


14
Bản thân 2 đầu nhíp được uốn cong trịn dùng để lắp nhíp vào khung hoặc
vào dầm trong gầm nào đó thơng qua mỏ nhỏ và chốt nhíp. Độ cong của lá nhíp
được gọi là độ võng nhíp, do lá nhíp ngắn có độ võng lớn nên độ cong của nó
lớn hơn các nhíp dài.
b, Nhíp phụ
Nhíp phụ thường được sử dụng trẻn xe tải và một số loại xe khác khi có
sự thay đổi về tải trọng, mang đến cả tính êm dịu và cả độ bền của nhíp. Khi
khơng có tải trọng hoặc tải nhỏ khơng đáng nhắc tới thì chỉ nhíp chính làm việc,
như vậy độ êm dịu sẽ tăng. Khi đủ tải lúc đó nhíp phụ mới làm việc với nhíp
chính. Khi này thì tải trọng lơn hơn nên cả nhíp chính và nhíp phụ cùng chịu
tải giảm đi ứng suất trên mỗi lá nhíp và có thể bảo đảm độ bền nhíp.

Hình 1.4 Kết cấu nhíp phụ
c, Đặc điểm của nhíp
- Do bản thân nhíp đã đủ độ cứng vững để giữ cầu xe ở vị trí cố định nên
khơng phải sử dụng các thanh nối (đảm nhiệm luôn chức năng bộ phận hướng).

- Do ma sát trong nhíp lớn nên nhíp khó hấp thụ những dao động nhỏ từ
mặt đường. Vì vậy, nhíp thường được sử dụng cho những ôtô thương mại lớn,
tải nặng và cần độ bền cao.


15
1.4.1.2 Lị xo
a, Lị xo thường ( trụ )

Hình 1.5 Lò xo thường
Lò xo được làm từ dây thép lò xo, là một loại thép đặc biệt, được quấn lại
thành hình ống trụ. Khi ta đặt tải lên lị xo, dây lò xo sẽ bị xoắn do ống lò xo bị
nén. Lúc này nag lượng từ ngoại lực được lưu trữ trong lò xo và lực đập được
giảm bớt. So với lá nhíp thì lị so có:
* Ưu điểm:
- Kết cấu và chế tạo đơn giản hơn lá nhíp.
- Trọng lượng nhỏ, nhẹ.
- Kích thước nhỏ gọn, nhất là ta có thể bố trí giảm chấn và bộ phận hạn
chế hành trình ở ngay bên trong lị xo.
* Nhược điểm:
- Chỉ hấp thụ được tải trọng phương thẳng đứng mà không truyền được
các lực dọc hay ngang và dẫn hướng bánh xe nên cần phải đặt thêm 1 bộ phận
hướng riêng.
- Phần tử đàn hồi lò xo chủ yếu là loại lò xo trụ làm việc chịu nén với đặc tính
tuyến tính. Có thể chế tạo lị xo khác đi thay đổi 1 chút như dạng côn hay
parabol để nhận được đặc tính đàn hồi phi tuyến tính. Tuy vậy, vì cơng nghệ
chế tạo khá phức tạp và giá thành cao nên ít sử dụng.
b, Lị xo cải tiến.
Khi lị xo được làm từ dây thép có đường kính khơng đổi thì biến dạng
của lị xo sẽ thay đổi khi nhận tác dụng lực sẽ theo chiều thuận với lực đó. Điều

16
đó có nghĩa là nếu dùng lị xo q mềm nhỏ, nó sẽ khơng đủ cứng để chịu tải
lớn và ngược lại nếu dùng lị xo có độ cứng lớn để chịu tải lớn thì nó lại giảm
tính êm dịu của chuyển động khi chịu tải nhỏ.

Hình 1.6 Lị so cải tiến
Để khắc phục nhược điểm trên người ta đã sản xuất ra 1 số loại lò xo được
cải tiến đặc biệt. Ví dụ: với loại lị xo có đường kính nằm ở hai đầu nhỏ hơn
phần thân thì độ cứng 2 đầu lò xo sẽ thấp hơn ở phần thân nên khi tải nhẹ thì
hai đầu lị xo sẽ bị nén lại rồi hấp thụ năng lượng va đập, mặt khác phần giữa
lị xo có độ cứng lớn hơn sẽ đủ cứng để chịu tải lớn.
Các lò xo bước lệch hoặc lị xo cơn cũng có hiệu quả giống như ví dụ trên.
1.4.1.3 Loại thanh xoắn

Hình 1.7 Kết cấu thanh xoắn
Thanh xoắn được tạo ra từ thép lò xo, nó có tính đàn hơi xoắn và có thể
cản lại sự xoắn. Một đầu của thanh xoắn được gắn chặt vào khung dầm của
thân ơtơ, đầu kia thì được gắn vào kết cấu chịu tải xoắn của hệ thống treo.
Đặc điểm của thanh xoắn:


17
- Thanh xoắn có thể có tiết diện hình trịn như (hình1.7a,b) hay dạng tấm
(hình 1.7c), dạng lắp đơn (hình 1.7e) hay ghép chùm (hình 1.7d). Phổ biến nhất
là loại thanh xoắn dạng trịn vì dễ chế tạo, và có thể tăng độ bền bằng đánh
bóng bề mặt.
- Loại tấm cũng dễ chế tạo và có thể giảm độ cứng tuy nhiên khối lượng
bị tăng lên.

- Thanh xoắn ghép được sử dụng khi caaust tạo trong kết cấu bị hạn chế
về chiều dài.
- Thanh xoắn được lắp nối vào khung và lắp với bánh xe bằng các đầu
then hoa.
* Ưu điểm:
- Kết cấu khá đơn giản, phần không treo sẽ có khối lượng nhỏ.
- Tải trọng phân bố lên khung xe tốt hơn (khi bố trí dọc thanh xoắn) vì
mơmen của các lực thẳng đứng tác dụng lên khung không nằm trong vùng chịu
tải, nơi lắp các đòn dẫn hướng mà ở đầu kia của thanh xoắn.
* Nhược điểm:
- Khó khăn hơn trong việc chế tạo.
- Khi bố trí lên xe thanh xoắn thường khó bố trí do có chiều dài khá lớn.
1.4.1.4 Phần tử đàn hồi loại khí nén
Phần tử đàn hồi khí nén được dùng ở một số ô tô du lịch hạng sang hoặc
trên các dòng xe có trọng lượng phần được treo thay đổi ở mức trung bình hoặc
lớn như trên ơ tơ khách và xe tải cỡ lớn.
* Ưu điểm:
- Bằng cách làm dao động áp suất khí, nó có thể tự động điều chỉnh độ
cứng của hệ thống treo sao cho tần sô và độ võng dao động riêng của phần được
treo là không đổi vớicác tải trọng tĩnh khác nhau (đặc tính phi tuyến).
- Cho phép điều chỉnh vị trí của thùng xe so với mặt đường. Đối với hệ
thống treo độc lập, khoảng sáng gầm xe cũng có thể được điều chỉnh.
- Khối lượng nhẹ, làm việc 1 cách êm dịu.


18
- Ma sát bằng không ở phần tử đàn hồi.
- Gia tăng tuổi thọ.
* Nhược điểm:
- Kết cấu rất phức tạp và đắt đỏ trong chế tạo.

- Kích thước lớn, cồng kềnh.
- Phải dùng bộ phận dẫn hướng và giảm chấn độc lập.
* Kết cấu: Phần tử đàn hồi có thể có hình trịn hoặc hình ống. Vỏ được
cấu tạo bởi hai lớp sợi cao su (nylon hoặc capron), mặt ngồi phủ một lớp cao
su bảo vệ, mặt trong lót một lớp cao su làm kín. Thành vỏ dày 3 ÷ 5 mm. Loại
bầu có thể có từ 1 đến 3 ngăn ngăn cách nhau bằng đai xiết thép. Vành bầu có
lõi thép tâng độ bền và được kẹp vào mặt bích hoặc piston bằng các vịng kẹp.
1.4.1.5 Phần tử đàn hồi thuỷ khí
Đàn hồi thủy khí thường được sử dụng trên các phương tiện có tải trọng
lớn hoặc rất lớn. Ngồi những ưu điểm giống như đàn hồi khí nén, đàn hồi thủy
lực cũng có những ưu/nhược điểm như:
* Ưu điểm:
- Có đặc tính đàn hồi phi tuyến tính.
- Đồng thời có thể làm được nhiệm vụ như của bộ phận giảm chấn.
- Kích thước nhỏ gọn vì áp suất trong quá trình làm việc cao hơn (20 MPa).
* Nhược điểm:
- Kết cấu khá phức tạp và tốn kém trong việc chế tạo.
- Yêu cầu về độ chính xác trong chế tạo cao.
- Nhiều đệm làm kín.
* Kết cấu: Do áp suất làm việc cao nên phần tử đàn hồi thủy lực có cấu
tạo giống như xi lanh kim loại và piston chuyển động trong đó. Xylanh được
làm đầy sao cho khơng khí khơng tiếp xúc trực tiếp với piston. Tức là áp suất
được truyền giữa piston và khí nén qua mơi chất trung gian là lớp dầu.
Dầu cịn có tác dụng giảm chấn khi tiết lưu qua các lỗ và van bố trí kết
hợp trong cơ cấu. Phần tử đàn hồi thủy có thể được phân thành các loại sau:


19
khối lượng khí khơng đổi hoặc thay đổi được; Có hoặc khơng có buồng đối áp;
Khơng điều chỉnh hoặc điều chỉnh được.

Phần tử đàn hồi có khối lượng khí thay đổi ln có thể điều chỉnh được và
phương pháp điều chỉnh là thay đổi khối lượng của chất khí trong khi thể tích
của chất lỏng khơng đổi.
Phần tử đàn hồi thuỷ khí khơng có buồng đối áp là loại có kết cấu đơn giản
nhất (hình 1-8).

Hình 1.8 Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại khơng có buồng đối áp
Khoang chính I với khí trơ có thể bố trí trong xylanh (hình 1.8a), trong
cần piston (hình 1.8b) hay trong bầu hình cầu (hình 1.8c và 1.8d).
Phần tử đàn hồi thuỷ khí có buồng đối áp kết cấu như trong hình 1.9.
Buồng đối áp chứa khí trơ II nằm trên cần piston. Buồng đối áp cho phép
các đặc tính đàn hồi thay đổi trong một phạm vi rộng bằng cách đảm bảo sự kết
hợp nhất định giữa thể tích khí và áp suất trong buồng khơng khí chính và
buồng đối áp.


20

Hình 1.9 Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại có buồng đối áp
1.4.2 Bộ phận dẫn hướng
Phần tử dẫn hướng có tác dụng xác định đặc tính động học và chuyển vị
của bánh xe so với khung xe và thân xe. Ngồi ra nó cịn được dùng để truyền
lực dọc (lực kéo hoặc lực hãm), lực ngang và phản lực và mômen hãm.
Phần tử dẫn hướng ảnh hưởng đến khoảng cách giữa phần tử đàn hồi (gọi
tắt là khe hở nhíp). Do cấu tạo, hình dạng và kích thước của thanh dẫn mà ta có
khoảng cách này lớn hay nhỏ.
Bộ phận dẫn hướng phải đảm bảo việc bố trí hệ thống định vị trên ô tô
được thuận tiện, sử dụng được không gian bên trong khoang xe. Phần tử dẫn
hướng có thể làm tăng chuyển động êm dịu nên có thể sắp xếp lại phần được
treo hợp lý, làm tăng mơmen qn tính đối với trục ngang đi qua trọng tâm của

phần được treo…
Bộ phận dẫn hướng phải có cấu tạo đơn giản và dễ sử dụng. Điều này phụ
thuộc vào số lượng khớp, số điểm treo cần bôi trơn và số lượng các đăng (đối
với bánh xe chủ động). Trọng lượng của bộ phận dẫn hướng và đặc biệt là phần
không bị treo phải nhẹ. Khi giảm trọng lượng bộ phận không treo sẽ làm tăng
độ êm dịu cho xe.


21
Ở hệ thống treo phụ thuộc nếu phần tử đàn hồi là nhíp lá thì nhíp sẽ đảm
nhận ln vai trò của bộ phận hướng. Nếu phần tử đàn hồi khơng thực hiện
được chức năng của bộ phận hướng thì người ta dùng các cơ cấu đòn 4 thanh
hay chữ V.

Hình 1.10: Sơ đồ bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc
1- Các thanh đòn; 2- Thanh chữ V; 3- Thanh ngang; 4- Dầm cầu.
Do các bánh xe được nối với nhau bằng một dầm cầu liền nên khi một
trong các bánh xe chuyển động thẳng đứng thì mặt phẳng chuyển động quay
của các bánh xe sẽ thay đổi, nghiêng một góc λ, đồng thời vệt bánh xe cũng
thay đổi theo. trao đổi một lượng ΔB khá lớn.
Sự thay đổi góc nghiêng của mặt phẳng quay của bánh xe làm xuất hiện
mômen quay. Các mômen quay này sẽ làm cho cầu quay và các bánh xe dẫn
hướng dao động quanh trục quay thẳng đứng. Đặc biệt ở tốc độ cao, các bánh
xe dẫn hướng dao động mạnh có thể khiến xe mất lái. Sự thay đổi vết bánh xe
ΔB, gây trượt ngang bánh xe làm mòn lốp và giảm tính ổn định.


22
Trong hệ thống treo độc lập, bộ phận đàn hồi và bộ phận dẫn hướng được
chế tạo riêng rẽ. Bộ phận đàn hồi thường là lò xo trụ hay thanh xoắn, còn bộ

phận dẫn hướng là các thanh đòn.
1.4.3 Bộ phận giảm chấn
Khi xe bị xóc do mặt đường khơng bằng phẳng, lò xo của hệ thống treo sẽ
hấp thụ chấn động. Tuy nhiên, do lị xo có đặc tính là tiếp tục dao động về sau
và do dao động tắt dần nên ô tô chạy không êm. Công việc của bộ giảm xóc là
hấp thụ các dao động này. Giảm xóc có thể cải thiện độ êm ái khi di chuyển
của xe và giúp lốp xe bám đường và điều khiển xe ổn định hơn
1.4.3.1 Nguyên tắc hoạt động
Giảm xóc dùng trên ơ tơ hoạt động dựa trên ngun lý tạo lực cản nhớt
và lực cản quán tính của chất lỏng công tác khi đi qua lỗ nhỏ để hấp thụ năng
lượng dao động do phần tử đàn hồi gây ra.

Hình 1.11 Nguyên lý hoạt động của giảm chấn.
Để thực hiện nguyên lý này, cấu tạo của giảm xóc gồm một ống xi lanh
và một piston. Trên thân piston có các lỗ nhỏ để cho hai hốc ở hai bên piston
thông với nhau. Trong các khoang của xilanh người ta đổ loại dầu đặc biệt gọi
là dầu giảm chấn.


23
Trong hệ thống treo, một đầu của vỏ xilanh nối với phần không được treo
(cầu ô tô), một đầu của cần piston nối với phần được treo (thùng xe). Khi thùng
xe dao động, khoảng cách giữa cầu và thân xe thay đổi nên piston của van điều
tiết sẽ chuyển động tương đối so với xy lanh với tần số và biên độ dao động.
Khi piston chuyển động, nó sẽ nén dầu trong một khoang và dầu được điều áp
sẽ phải đi qua lỗ thông hơi để đến khoang kia. Do lực cản tại lỗ thoát dầu, năng
lượng dao động của hệ thống treo bị bộ giảm chấn hấp thụ, chuyển hóa thành
nhiệt và tỏa ra mơi trường xung quanh.
1.4.3.2 Phân loại giảm chấn
- Phân loại theo kiểu vận hành: Kiểu tác dụng đơn, kiểu tác dụng đa

- Phân loại theo kết cấu và cấu tạo ta có: kiểu ống đơn và kiểu ống kép
- Phân loại theo môi chất làm việc ta có: kiểu thủy lực và kiểu nạp khí.
a, Kiểu ống đơn
Loại giảm chấn này nó chỉ có một xi lanh cùng khoang làm việc và khơng
có khoang chứa khí.

Hình 1.12 Giảm chấn kiểu ống đơn
1-Van thốt 2-Vỏ 3-Buồng chứa khí 4-Piston tự do 5-Dầu 6-Piston
7-Van hồi dầu 8-Phớt 9-Trục giảm chấn


24
*Đặc điểm
- Tỏa nhiệt khá tốt vì ống đơn có thể tiếp xúc trực tiếp với khơng khí nhiều
hơn.
- Một đầu của ống chứa đầy khí áp suất cao và được cơ lập hồn tồn với
chất lỏng nhờ pittơng tự do. Kết cấu này đảm bảo khi hoạt động không xuất
hiện các lỗ xâm thực, hiện tượng bọt khí nên hoạt động ổn định.
- Giảm tiếng ồn khá nhiều.
* Quá trình làm việc
- Hành trình ép (nén)
Trong quá trình nén, cần piston di chuyển xuống làm cho áp suất ở khoang
dưới cao hơn áp suất ở khoang trên. Vì vậy chất lỏng ở khoang dưới bị ép lên
khoang trên thông qua van piston. Lúc này lực cản sinh ra do lực cản dòng chảy
của van. Khi áp suất cao sẽ tạo ra một lực ép lớn buộc nó phải chảy nhanh và
trơn tru vào khoang trên trong hoạt động nén. Điều này đảm bảo lực giảm chấn
được duy trì ổn định.
- Hành trình trả (giãn)
Trong quá trình giãn, piston di chuyển lên, làm cho áp suất buồng trên
cao hơn áp suất buồng dưới. Vì vậy chất lỏng trong buồng bị ép xuống buồng

dưới thơng qua van piston, lực cản dịng chảy của van đóng vai trị là lực giảm
chấn.
Khi pittơng chuyển động lên, một phần của nó cần di chuyển ra ngồi, do
đó thể tích phần khơng gian trong chất lỏng giảm đi. Để bù vào khoảng trống
này, piston tự do được đẩy lên.
Bộ giảm chấn có cấu tạo ống đơn khơng cho phép ống bị biến dạng, vì sự
biến dạng sẽ làm cho piston và piston tự do không thể chuyển động lên xuống
tự do. Giảm chấn thường được trang bị một lớp vỏ bảo vệ giúp tránh các tác
động từ bên ngoài.
b, Kiểu ống kép


25
Ở loại giảm chấn này thì xi lanh được chia thành hai khoang: khoang làm
việc (xi lanh trong) và khoang chứa ( xi lanh ngồi).

Hình 1.13 Cấu tạo giảm chấn kiểu ống kép
1. Khoang vỏ trong; 2. Phớt làm kín; 3. Bạc dẫn hướng; 4. Vỏ chắn bụi;
5. Đũa đẩy; 6. Piston chính;7. Piston phụ
Các q trình làm việc:
- Hành trình nén (ép)
Khi tốc độ chuyển động của thanh piston cao: Khi piston chuyển động đi
xuống, áp suất trong buồng B (buồng dưới) sẽ tăng lên. Dầu sẽ đẩy van một
chiều của piston và chảy vào buồng A mà không có lực cản đáng kể nào. Đồng
thời, một lượng dầu tương đương sẽ được chảy vào piston, lượng dầu này sẽ
được cưỡng bức qua lá van của van đáy và chảy vào bình chứa. Đây là nơi mà
lực cản được tạo ra bởi lực cản của dòng chảy.
Khi tốc độ chuyển động của thanh piston nhỏ: Khi đó van một chiều của
pittong và van lá của van đáy sẽ không mở được do áp suất trong buồng A nhỏ.
Tuy nhiên, do có các lỗ nhỏ trên piston và van đáy nên dầu vẫn chảy vào khoang

A và bình chứa, do đó chỉ tạo ra một lượng nhỏ lực cản.
- Hành trình trả (giãn)
Tốc độ piston cao: Khi piston chuyển động lên cao, áp suất trong buồng
A sẽ tăng lên. Dầu sẽ đẩy van lá và chảy vào buồng B. Lúc này lực cản của