Xây dựng và mô phỏng hệ thống treo bằng phần mềm adams car

LỜI CẢM ƠN
Việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp sau năm năm học tập tại trường Đại học
Giao thông vận tải đánh dấu một mốc quan trọng trong cuộc đời học tập nghiên
cứu của cá nhân em. Mặc dù tại thời điểm vừa kết thúc này, mức độ thành công
của Đồ án chưa được đánh giá nhưng quá trình thực hiện đã đem lại cho em
những bài học quý giá về phương pháp tiếp cận nghiên cứu một vấn đề khoa học.
Để hoàn thành Đồ án, em đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiệt tình của các
thầy cơ giáo và bạn bè. Nếu thiếu sự giúp đỡ của họ, nhiệm vụ của em chắc chắn
sẽ khó khăn hơn rất nhiều.
Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Phạm Thế Minh giáo
viên hướng dẫn trực tiếp đồ án tốt nghiệp của em. Thầy đã dành nhiều thời gian
giúp em lựa chọn đề tài và giới hạn phạm vi đồ án, đọc và cho ý kiến nhận xét về
bản đề cương và các bản nháp trong suốt quá trình thực hiện. Xin cảm ơn Thầy
rất nhiều về những góp ý sâu sắc và sự chỉ bảo tận tình.
Em xin dành lời cảm ơn đặc biệt tới tất cả các thầy giáo, cô giáo, cán bộ
trường Đại học Giao thơng vận tải vì những kiến thức khoa học và cuộc sống,
những sự giúp đỡ hỗ trợ tận tình mà em nhận được trong suốt thời gian học tập và
nghiên cứu tại trường.

Mục lục

Tô Anh Cường

-1-

Lớp - Cơ Điện tử k46


LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ.........................6
1.1 Công dụng, yêu cầu kĩ thuật và phân loại.....................................................6

1.1.1 Công dụng...............................................................................................6
1.1.2 Yêu cầu kĩ thuật của hệ thống treo..........................................................6
1.1.3 Phân loại..................................................................................................8
1.2 Cấu tạo hệ thống treo....................................................................................12
1.2.1 Bộ phận đàn hồi.....................................................................................13
1.2.2.1 Chức năng của bộ phận đàn hồi.....................................................13
1.2.3.2 Cấu tạo bộ phận đàn hồi.................................................................13
1.2.2 Bộ phận giảm chấn................................................................................21
1.2.3 Chức năng giảm chấn........................................................................22
1.2.4 Yêu cầu của giảm chấn......................................................................22
1.2.3 Bộ phận ổn định và thanh dẫn hướng....................................................29
CHƯƠNG II: XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG TREO............................31
2.1 Mơ hình khơng gian cả xe............................................................................31
2.2 Xây dựng mơ hình và tính tốn động lực học cho một phần hai xe trong mặt
phẳng dọc............................................................................................................34
2.3 Xây dựng mơ hình và tính tốn động lực học cho một phần hai xe trong mặt
phẳng ngang........................................................................................................40
2.4 Xây dựng mơ hình và tính tốn động lực học cho một phần hai xe trong mặt
phẳng ngang........................................................................................................40
2.5 Xây dựng mơ hình và tính tốn động lực học cho tồn bộ xe trong khơng
gian…..................................................................................................................42
CHƯƠNG III: MƠ PHỎNG HỆ THỐNG TREO BẰNG PHẦN MỀM
ADAMS/CAR.........................................................................................................53

Tơ Anh Cường

-2-

Lớp - Cơ Điện tử k46

3.1 Giới thiệu chung về phần mềm Adams/car..................................................53
3.2 Xây dựng một hệ thống treo từ thư viện của chương trình và chạy mô phỏng
hệ thống treo........................................................................................................56
3.2.1 Tạo một Front Suspension Subsystem..................................................57
3.2.2 Xây dựng một Suspension Assembly....................................................60
3.2.3 Lựa chọn các chương trình phân tích....................................................62
3.2.4 Chạy mơ phỏng hệ thống và in kết quả dưới dạng đồ thị các tham số
của hệ thống....................................................................................................66
3.3 Đánh giá chất lượng làm việc của hệ thống khi thay đổi thông số cho hệ
thống treo….....................................................................................................…74
3.3.1 Đánh giá chất lượng làm việc của hệ thống khi thay đổi độ cứng của bộ
phận đàn hồi....................................................................................................77
3.3.2 Đánh giá chất lượng làm việc của hệ thống khi thay đổi hệ số giảm
chấn của bộ phận giảm chấn...........................................................................84
KẾT LUẬN............................................................................................................91
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................93
PHỤ LỤC...............................................................................................................96

Tô Anh Cường

-3-

Lớp - Cơ Điện tử k46


LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế nước nhà thì nhu cầu của người dân nói
chung và nhu cầu đi lại nói riêng được tăng lên một cách rõ rệt. Khi sử dụng một
phương tiện giao thơng ngồi những u cầu về khả năng thuận lợi trong lưu thơng

thì một phương tiện gọi là tốt cịn phải đảm bảo an tồn trong chuyển động, tính
thẩm mỹ cao và độ êm dịu cao trong quá trình sử dụng để bảo sức khỏe cho người
tham gia giao thông.
Ngành cơng nghiệp ơ tơ Việt Nam đang có những bước đi ban đầu về thiết kế, chế
tạo ôtô. Song do điều kiện đường xá kém chất lượng, ở các xe này chưa đáp ứng
được một số các yêu cầu đòi hỏi về độ êm dịu chuyển động, tính tiện nghi, tính an
tồn chuyển động,...Một trong những ngun nhân là do chất lượng đường của
chúng ta cịn hạn chế. Chính vì vậy, việc quan tâm đến độ êm dịu cho một chiếc xe
khi tham gia giao thông là một quan trọng trong q trình chế tạo một phương tiện
giao thơng nói chung và ơ tơ nói riêng.
Trong nội dung của đề tài này được chia làm các chương sau:
Chương 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ
Chương này bao gồm trình bày về cơng dụng, phân loại, cấu tạo và nguyên lý làm
việc của từng bộ phận cũng như toàn hệ thống treo trên ô tô con.
Chương 2: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG TREO
Trong chương này trình bày về mơ hình vật lý của hệ thống treo trong khơng gian,
tính tốn động lực học cho hệ thống treo trên xe con gồm hệ thống treo trước và
sau là hệ thống treo độc lập. Việc tính tốn sẽ thực hiện cho mặt phẳng dọc xe,
ngang xe và cho toàn hệ thống treo trong khơng gian.
Chương 3: MƠ PHỎNG HỆ THỐNG TREO BẰNG PHẦN MỀM ADAMS/CAR
Trong chương này sẽ đi xây dựng một hệ thống treo độc lập từ thư viện của phần
mềm Adams/car, thay đổi các thông số cho hệ thống treo rồi tiến hành mô phỏng
hệ thống treo. Từ đó lấy các thơng số đầu ra dưới dạng đồ thị theo thời gian. Lần
lượt hai thông số đầu vào là độ cứng bộ phận đàn hồi và hệ số giảm chấn rồi đánh


giá sự thay đổi các thông số đầu ra cho từng trường hợp theo một số tiêu chuẩn
đánh giá về gia tốc.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TƠ

1.1

Cơng dụng, u cầu kĩ thuật và phân loại

1.1.1 Cơng dụng
Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung hoặc vỏ ô tô với hệ thống truyền động.


Nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống treo là giảm các va đập sinh ra trong quá trình
chuyển động và làm cho ô tô chuyển động êm dịu khi gặp phải mặt đường gồ ghề
không bằng phẳng.
 Hệ thống treo có nhiệm vụ truyền lực và momen giữa bánh xe và khung xe:
Bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng xe, phản lực từ đường), lực dọc (lực kéo
hoặc lực phanh, lực đẩy hoặc lực đẩy với khung vỏ), lực ngang (lực ly tâm,
lực gió bên hoặc phản lực ngang,...), momen chủ động hoặc momen phanh.
 Đỡ thân xe lên trên cầu xe, cho phép bánh xe chuyển động tương đối theo
phương thẳng đứng với vỏ xe hoặc khung xe. Hạn chế những chuyển động
không mong muốn khác của bánh xe như: chuyển động lắc ngang hay lắc
dọc của bánh xe.
 Những bộ phận của hệ thống treo làm nhiệm vụ hấp thụ và dập tắt những
dao động, rung động, va đập từ mặt đường truyền lên đảm bảo tính êm dịu
trong chuyển động của xe.

1.1.2 Yêu cầu kĩ thuật của hệ thống treo
Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động tương đối theo phương thẳng
đứng với khung xe hoặc vỏ xe , theo yêu cầu dao động êm ái hạn chế tới mức có
thể chấp nhận được những chuyển động không muốn khác của bánh xe (như lắc
ngang, lắc dọc ). Vì vậy hệ thống treo phải có những yêu cầu cơ bản sau :
 Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ
thuật của xe như chạy trên nền đường tốt hoặc xe có khả năng chạy

trên mọi địa hình khác nhau.
 Bánh xe có chuyển động khơng mong muốn hạn chế.
 Có độ bền cao.
 Khơng gây tải trọng lớn tại các mối liên kết khung và vỏ.
 Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thỏa mãn mục đích chính
của hệ thống treo, làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không


phá hỏng các quan hệ động học và động lực học của chuyển động
bánh xe.
 Ngoài các yêu cầu nêu trên, hệ thống treo phải đảm bảo các yêu cầu
đặc biệt sau đây:
 Có tần số dao động riêng của vỏ thích hợp, tần số dao động
này được xác định bằng độ võng tĩnh (ft).
 Có độ võng động (fđ) đủ để cho không sinh ra va đập lên các ụ
đỡ cao su.
 Có độ dập tắt dao động của vỏ và bánh xe thích hợp.
 Khi quay vịng hoặc phanh thì ơtơ khơng bị nghiêng trục đứng
của bánh xe dẫn hướng không đổi.
 Đảm bảo cho chiều rộng cơ sở và góc đặt các trục đứng của
bánh xe dẫn hướng không đổi.
 Đảm bảo cho sự tương ứng giữa động học các bánh xe và
động học của truyền động lái.
1.1.3 Phân loại
Có rất nhiều cách phân loại hệ thống treo trên ô tô. Dựa vào những căn cứ khác
nhau ta có thể phân loại hệ thống treo trên ơ tô thành các loại cơ bản sau:
Dựa vào bộ phận dẫn hướng chia thành:
 Hệ thống treo phụ thuộc:
- Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá;
- Hệ thống treo phụ thuộc loại lò xo xoắn ốc;

- Hệ thống treo phụ thuộc loại đàn hồi khí nén.


Hình 1.1: Cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc cầu sau
Nhược điểm của hệ thống treo phụ thuộc:
- Khối lượng phần không được treo là rất lớn, đặc biệt ở trên cầu chủ động.
Khi ôtô di chuyển trên những con đường không bằng phẳng, tải trọng sinh ra
sẽ gây nên va đập mạnh giữa phần không được treo với phần được treo, sẽ
làm giảm độ êm dịu trong khi chuyển động. Mặt khác bánh xe va đập mạnh
trên nền đường làm xấu đi sự tiếp xúc các bánh xe với mặt đường.
- Khoảng khơng gian phía dưới sàn ơtơ phải lớn để đủ bảo đảm cho dầm cầu
thay đổi vị trí, cho nên chiều cao trọng tâm của ơtơ sẽ lớn và sẽ làm giảm đi
thể tích chứa hàng hóa sau ôtô.
- Sự nối cứng giữa hai bánh xe nhờ vào dầm cầu liền gây nên các trạng thái
điển hình về động học. Nếu bố trí hệ thống treo này cho cầu trước dẫn
hướng sẽ làm xấu đi tính ổn định trong khi chuyển động trên đường không
bằng phẳng.
Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc:
- Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định, do vậy độ mịn lốp
xe ít.
- Khi chịu lực bên (ly tâm, đường ngang, gió bên) hai bánh xe liên kết cứng
làm hạn chế hiện tượng trượt bên của bánh xe.


- Công nghệ chế tạo đơn giản, số lượng các chi tiết ít, dễ tháo lắp và sửa
chữa và bảo dưỡng, giá thành thấp.
 Hệ thống treo độc lập:
- Hệ thống treo hai đòn ngang;
- Hệ thống treo Macpherson;
- Hệ thống treo địn dọc;

- Hệ thống treo địn chéo.

Hình 1.2: Cấu tạo hệ thống treo độc lập cầu trước
Ưu điểm của hệ thống treo độc lập:
- Khối lượng phần không được treo là nhỏ, đặc tính bám đường của bánh xe
là tốt, vì vậy sẽ êm dịu trong khi di chuyển và có tính ổn định tốt.
- Nhiều kiểu ơ tô được trang bị thanh ổn định để giảm sự lắc ngang khi ơ tơ
chuyển động quay vịng, cải thiện được tính ổn định và các tính năng khác.
- Do khơng có sự nối cứng giữa bánh xe phía trái phải nên có thể hạ thấp sàn
ơ tơ và vị trí lắp động cơ, do đó có thể hạ thấp được trọng tâm của ơ tơ.
- Các lị xo trong hệ thống treo độc lập chỉ làm nhiệm vụ đỡ thân ơ tơ mà
khơng có tác dụng định vị các bánh xe (đó là chức năng của các thanh liên
kết), do đó có thể sử dụng lị xo mềm hơn.


Nhược điểm của hệ thống treo độc lập:
- Do hai bánh xe liên kết với nhau là liên kết mềm nên trong quá trình
chuyển động vết bánh xe thay đổi và xảy ra sự trượt bên;
- Số chi tiết là khá nhiều so với hệ thống treo phụ thuộc nên khó khăn trong
chế tạo và giá thành chế tạo tăng;
- Khoảng cách các xe và vị trí đặt bánh xe thay đổi cùng với sự dịch chuyển
lên xuống của bánh xe;
- Kết cấu của hệ thống treo phức tạp hơn.
Dựa theo bộ phận đàn hồi ta có thể chia ra:
- Treo nhíp lị xo;
- Treo có nhíp thanh xốn;
- Treo loại cao su;
- Treo loại hơi;
- Treo loại thủy lực;
- Treo loại liên hợp.

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

Cấu tạo hệ thống treo

Hình 1.3: Cấu tạo chung hệ thống treo
( )
Trong ôtô thông thường sử dụng chủ yếu hai hệ thống treo phụ thuộc và độc lập,
hầu hết ở các hệ thống treo phụ thuộc đầu trước nhíp nối với khung bằng khớp cố
định, nhíp đặt dọc thường làm bộ phận dẫn hướng truyền lực đẩy hoặc lực phanh
lên khung. Hệ thống treo phụ thuộc được sử dụng rộng rãi ở các ôtô vận tải, hành
khách và một số ơtơ du lịch. Cịn hệ thống treo độc lập sử dụng khá nhiều ở ôtô du
lịch và một số loạ ôtô vận tải đời mới.
Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc là đơn giản về kết cấu, trong khi đó vẫn đảm
bảo được yêu cầu êm dịu cần thiết của ơtơ nhất là những ơtơ có tốc độ chuyển
động khơng lớn. Cịn hệ thống treo độc lập có ưu điểm chủ yếu là tăng được khá
nhiều tính êm dịu của ôtô khi chuyển động ở các điều kiện đường xá khác nhau,
nhưng nó có kết cấu phức tạp nên gía thành cao nó được áp dụng cho các loại xe
có vận tốc lớn, hiện đại.
Ở hệ treo phụ thuộc các bánh xe đặt trên dầm liền bộ phận giảm chấn và đàn hồi

đặt giữa thung xe và dầm cầu liền. Qua cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc sự dịch


chuyển của một bên bánh xe theo phương thẳng đứng sẽ gây nên chuyển vị nào đó
của bánh xe bên kia nên chúng phụ thuộc lẫn nhau.
Ở trên hệ thống treo độc lập các bánh xe gắn (độc lập) với khung vỏ thơng qua các
địn, bộ phận giảm chấn, đàn hồi. Các bánh xe độc lập dịch chuyển tương đối với
khung vỏ. Trong thực tế chuyển động của xe, điều này chỉ đúng khi ta coi thùng
và vỏ xe đứng yên.
Tuy nhiên dù là hệ thống treo nao đi nữa thì cũng bao gồm có 3 bộ phận chính
dưới đây:
- Bộ phận đàn hồi;
- Bộ phận giảm chấn;
- Bộ phận ổn định và thanh dẫn hướng.
1.2.1 Bộ phận đàn hồi
1.2.1.1

Chức năng của bộ phận đàn hồi

 Với công dụng để truyền chủ yếu các lực thẳng đứng và để giảm tải trọng
động khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng, cũng như để đảm
bảo độ êm dịu chuyển động cần thiết.
 Tạo ra các đường đặc tính đàn hồi phù hợp với các chế độ hoạt động của xe.
 Ở bộ phận đàn hồi có thể dùng loại nhíp, lò xo, thanh xoắn, cao su, loại hơi
thuỷ lực va liên hợp.
1.2.1.2

Cấu tạo bộ phận đàn hồi

Phần tử đàn hồi trong hệ thống treo được chế tạo có thể từ kim loại như lị xo nhíp,

lị xo trụ, thanh xoắn. Hoặc có thể từ cao su, sử dụng khí nén, thủy lực,...

Nhíp lá
Được sử dụng rộng rãi ở các ơtơ có dầm cầu khơng cắt. Kết cấu của nhíp gồm
nhiều lá nhíp hợp lại. Các lá nhíp được nối với nhau bởi bu lơng trung tâm, lá nhíp
có thể dịch chuyển tương đối với nhau theo chiều dọc, do đó khi nhíp biến dạng sẽ


sinh ra sự ma sát làm giảm các dao động khi ôtô chuyển động. Trong trường hợp
tải trọng tác dụng lên cầu có thể thay đổi đột ngột như cầu sau của ơtơ tải, người ta
bố trí nhíp đơi gồm một nhíp chính và một nhíp phụ. Nhíp phụ có thể đặt trên hoặc
dưới nhíp chính tuỳ thuộc vào vị trí giữa cầu và khung, kích thước của nhíp và
biến dạng u cầu của nhíp. Có hai loại nhíp đơn và nhíp kép.
Nhíp đơn
Nhíp đơn bao gồm những lá nhíp có chiều dài khác nhau ghép lại, để tránh xê dịch
giữa các lá nhíp người ta dùng bu lơng giữa và 4 đai nhíp để cố định những lá nhíp.

Hình 1.4: Nhíp đơn
(Nguồn )
1. Đinh tán; 2. Chốt nhíp; 3. Bu lơng tai nhíp; 4. Lá nhíp số 1; 5. Lá nhíp số 2; 6.
Sát xi; 7. Lá nhíp số 3; 8. Quang treo; 9. Bu lơng quang nhíp; 10. Đệm cầu; 11. Ụ
hạn chế; 12. Bu lông treo giảm chấn; 13. Giảm chấn; 14. Quang treo; 15. Bích
che tai nhíp; 16. Đinh tán.
Nhíp kép
Nhíp kép được chế tạo bằng cách ghép hai tấm nhíp có chiều dài khác nhau lại với
nhau, trong suốt q trình hoạt động lị xo nhíp bị nén lại và hấp thụ dao động của
mặt đường, lị xo nhíp có thể bị uốn cong và bị trượt trong quá trình hoạt động.


Hình 1.5: Nhíp kép

( )
1. Sát xi; 2. Giá đỡ nhíp bên trái; 3. Bu lơng; 4. Nhíp chính lắp ghép; 5. Giá đỡ
nhíp phụ; 6. Quang nhíp chính; 7. Lá nhíp chính của nhíp phụ; 8. Lá nhíp thứ hai
của nhíp chính; 9. Lá nhíp phụ số 5; 10. Lá nhíp phụ số 6; 11. Bu lơng quang
nhíp; 12. Vỏ cầu; 13. Bán trục; 14. Đệm vênh; 15. Tấm đệm nhíp; 16. Bu lơng
quang nhíp; 17. Quang nhíp phụ; 18. Đinh tán; 19. Giá đỡ nhíp chính bên phải;
20. Đinh tán; 21. Tai nhíp; 22. Bạc chốt nhíp; 23. Chốt nhíp; 24. Vú mỡ; 25. Bu
lơng giữ các nhíp phụ; 26. Bu lơng giữ các nhíp chính; 27. Bạc của bu lơng quang
nhíp; 28. Vít.
Nhíp lá có những ưu điểm đó là độ cứng lớn, có thể làm thay nhiệm vụ cho cả
giảm chấn và thanh dẫn hướng, đặc tính đàn hồi của nhíp lá là tuyến tính, đường
đặc tính ít thay đổi dưới tác dụng của trọng lực. Tuy nhiên nhíp lá cũng có một số
nhược điểm đó là kích thước cồng kềnh, tốn kim loại, độ cứng lớn nên khơng tạo
được độ êm dịu cao.
Lị xo trụ
Lị xo trụ được sử dụng rộng rãi trên ô tô con và xe tải hạng nhẹ. Đòi hỏi sự êm dịu
cao khi chuyển động. Độ cứng của lò xo trụ được quyết định bởi chất liệu, đường
kính và chiều dài của dây kim loại chế tạo lị xo. Đường kính dây thép càng lớn thì
độ cứng lị xo càng cao ngược lại chiều dài dây càng lớn thì độ cứng lị xo càng
thấp, tính đàn hồi của lị xo càng cao.


Lò xo trụ áp dụng đối với hệ treo độc lập. Lò xo trụ trong hệ thống treo chỉ làm
nhiệm vụ đàn hồi mà không làm nhiệm vụ đẩy hoặc nhiệm vụ hướng bánh xe.

Hình 1.6: Lị xo trụ
()
Ưu điểm:
 Kết cấu đơn giản, có tuổi thọ cao hơn nhíp lá do khơng có ma sát khi làm
việc, ít phải bảo dưỡng sửa chữa.

 Đường đặc tính đàn hồi là phi tuyến.
Nhược điểm:
Khơng có khả năng giảm chấn và dẫn hướng do vậy bố trí hệ thống treo phức tạp
hơn dùng nhíp lá.

Lị xo khí
Lị xo khí được sử dụng rộng rãi trên xe khách, xe tải hạng nhẹ cũng như hạng
nặng. Lị xo khí nén là một xi lanh chứa khí nén bằng cao su, piston được gắn lên
thanh ngang phía dưới và chuyển dịch lên xuống cùng với thanh ngang đó. Chính
khí nén trong xi lanh cao su đã tạo ra khả năng đàn hồi của lò xo. Nếu tải trọng của
xe thay đổi một van điều chỉnh lượng khí trong xi lanh được mở để cung cấp hoặc
xả bớt khí trong xi lanh.


Hình 1.7: Hệ thống treo sử dụng lị xo khí
()
Kết cấu của lị xo khí nén có thể là: lị xo có dạng ống hình sóng (trịn) hoặc ơ van,
loại lị xo hình trụ ống làm bằng sợi vải tổng hợp và loại liên hợp.
1

2
3

4

5

Hình 1.8: Lị xo khí nén dạng sóng
1.Nắp trên; 2.Vịng kim loại; 3.Vỏ;4.Vấu cao su; 5.Nắp dưới.
( theo [4])

Bộ phận quan trọng nhất của lò xo có dạng ống hình sóng có vỏ là cao su đàn hồi 3
hình gợn sóng liên kết trên cốt vải tổng hợp (ni lơng hoặc captơn). Nó được phân
luồng nhờ vịng kim loại 2.
Thể tích đàn hồi của khơng khí được đóng nhờ các nắp trên 1 và nắp dưới 5. Biến
dạng của phần tử đàn hồi khí nén được hạn chế nhờ vấu cao su 4. Vấu hạn chế
hành trình được đặt trên dầm cầu khung để ngăn ngừa các phần tử đàn hồi khí nén
bị giật đứt các mặt lắp phép. Vấu hạn chế hành trình phía trên được bắt chặt trên
ống đặt trong vỏ 3, có đủ độ đàn hồi và được xác định kích thước để đảm bảo khả
năng chuyển động cưỡng bức khi các phần tử đàn hồi khí nén bị hư hỏng.


Thể tích làm việc của khơng khí được tạo bởi thể tích bên trong của vỏ 3 và thể
tích của bình chứa phụ bố trí gần lị xo khí nén. Khi thay đổi tải bên ngoài, vỏ đàn
hồi 3 sẽ biến dạng. Độ cứng của nó hướng theo biên dạng của lị xo thường được
bỏ qua vì nó khơng đáng kể so với độ cứng được tạo ra bởi sự thay đổi áp suất khí
nén bên trong vỏ. Hình dạng vỏ, thể tích trong vỏ và áp suất trong đó cũng thay
đổi.
1
2
3
4
5

Hình 1.9: Lị xo khí nén dạng ống trụ
1.Nắp trên; 2.Vòng kim loại; 3.Vỏ;4.Vấu cao su; 5.Nắp dưới.
( theo [4])
Hình 1.9 đưa ra cấu tạo của lị xo khí nén dạng ống trụ làm bằng vật liệu sợi tổng
hợp bọc cao su. ở phía nắp trên và nắp dưới được tăng cường bằng các đế và được
bắt chặt nhờ các vít và vịng thép. Vấu cao su hạn chế hành trình phía trên cũng
được bắt trên ống thép đặt trong vỏ. Khi biến dạng, vỏ sẽ lăn trên đế phía dưới và

thay đổi hình dạng của mình theo hình dạng của đế. Diện tích hiệu quả sẽ thay đổi
tuỳ theo hình dạng của đế phía dưới và có thể tăng chậm hoặc khơng đổi, hoặc
giảm đi. Hình dạng của đế phía dưới được thiết kế để tạo ra khơng gian bên trong
nhằm đạt được thể tích cần thiết khơng khí trong lị xo. Khi chọn các kích thước cơ
bản và hình dạng đế hợp lý sẽ nhận được dáng điệu độ cứng thay đổi phi tuyến.
1
3
2

4
5


Hình 1.10: Lị xo khí nén dạng liên hợp
1.Nắp trên; 2.Vịng kim loại; 3.Vỏ;4.Đế hình trụ; 5.Nắp dưới.
(theo [4])
Trên hình 1.10 đưa ra cấu tạo của lị xo khí nén dạng liên hợp. Nó kết hợp ưu điểm
của hai loại lị xo khí nén ở trên. Phần trên gồm vỏ có dạng hình sóng cịn phần
dưới có dạng hình trụ. Cùng với hạn chế đảm bảo không cho piston chuyển dịch
quá lớn và sự mở rộng thể tích bên trong của phần tử. Lị xo dạng liên hợp có đặc
tính thay đổi nhỏ ở gần giá trị tải trọng tĩnh, khi tăng tải trọng cho đến piston tiến
đến gần bộ hạn chế thì độ cứng thay đổi với tốc độ lớn hơn.

12

13

5

3

11

9

8

10

4

Ho

7

1
6

2

Hình 1.11: Cách bố trí chung hệ thống treo khí nén
1.Lị xo; 2.Cầu xe; 3.Khung xe; 4.Bình khí nén phụ; 5.đường ống dẫn;
6. Thanh kéo; 7.Đòn; 8.Van điều chỉnh; 9.Bầu lọc khí; 10.Bình chứa khí nén;
11.Điều chỉnh áp suất; 12.Bộ xả nước và dầu; 13.Máy nén khí.
H 0- Chiều cao của lị xo khí nén ở dạng tĩnh.
(theo [4])
Ngun lý làm việc của lị xo khí :
Lị xo khí nén hình sóng 1 được bố trí giữa cầu xe 2 và khung xe 3. Lò xo được
ghép nối với hệ thống khí nén qua bình khí nén 4, đường ống 5, van điều chỉnh 8
để điều chỉnh chiều cao không đổi ở trạng thái tĩnh H0.

Khí nén được máy nén khí 13 cung cấp qua bộ xả nước và dầu 12, điều chỉnh áp
suất 11 và bình chứa 10, qua bầu lọc 9 rồi van điều chỉnh 8. Van điều chỉnh 8 được
bắt cố định trên phần treo (khung, vỏ xe) và liên hệ động học với phần khơng treo
(cầu xe) qua địn 7 và thanh kéo 6. Nhiệm vụ của van điều chỉnh 8 là tự động giữ
chiều cao khơng đổi của của lị xo khí nén tuỳ theo sự thay đổi của tải trọng tĩnh.
Trong trường hợp khi tăng tải trọng, lò xo khí nén bị ép, thơng qua thanh 6 và địn
7 sẽ làm dịch chuyển piston trong van điều chỉnh xuống dưới, sau đó sẽ mở thơng
cho khí nén từ bình chứa 10 cung cấp cho bình phụ 4 và vào lị xo khí nén. Áp suất
khí nén trong lị xo sẽ được tăng lên và khắc phục được sự tăng của tải trọng đưa
khung hoặc vỏ xe lên cao cho đến khi piston ở van điểu chỉnh trở về vị trí giữa để
đóng cửa cung cấp khí, nhờ vậy giữ được chiều cao khơng đổi của lị xo.
Ưu điểm của hệ thống treo dùng lị xo khí:
Có khả năng tự điều chỉnh độ cứng của lò xo nhờ việc điều chỉnh lượng khí nén
trong xi lanh.
 Khơng có ma sát trong phần tử đàn hồi, kích thước và khối lượng
phần tử đàn hồi nhỏ, việc truyền rung động và tiếng ồn từ bánh xe lên
thân xe là nhỏ.
 Đặc tính thay đổi đảm bảo tần số dao động riêng không đổi trong tồn
bộ khoảng thay đổi của tải trọng ơ tô.
 Đảm bảo chiều cao của thân xe với mặt đường không thay đổi, không
phụ thuộc vào sự thay đổi tải trọng.
 Độ nghiêng ngang và dọc thân xe không thay đổi ngay cả khi xếp tải
không đều.
Nhược điểm:
 Không có khả năng tự dẫn hướng do độ cứng ngang là nhỏ.
 Hệ thống điều khiển phức tạp, cần phải có hệ thống cung cấp khí nén
như máy nén khí, bình chứa,...

 Thường xuyên phải kiểm tra độ kín khít của hệ thống khí nén, khơng
để dầu mỡ văng vào túi cao su của lị xo khí nén.
1.2.2 Bộ phận giảm chấn
Khi xe dao động khi chịu kích thích từ lực của mặt đường thì bộ phận đàn hồi của
hệ thống treo thực hiện chức năng nối mềm giữa thân xe và nền đường tạo cảm
giác dễ chịu cho người ngồi trên xe. Tuy nhiên nếu cứ dao động mãi thì sẽ gây cảm
giác khó chịu cho con người và ta cần dập tắt nhanh dao động đó. Do đó hệ thống
treo cần một bộ phận làm triệt tiêu năng lượng được tích trữ trong lị xo một cách
nhanh nhất. Giảm chấn là một bộ phận dùng để triệt tiêu năng lượng tích trữ này từ
đó ta có thể kiểm sốt được dao động của thân xe.
Bộ phận giảm chấn có hai loại. Ngồi ra cịn chia bộ phận giảm chấn ra hai loại tác
dụng một chiều và tác dụng hai chiều ở giảm chấn tác dụng một chiều dao động
được dập tắt ở hành trình trả, nghĩa là khi bánh xe đi ra khỏi khung, còn ở giảm
chấn tác dụng hai chiều dao động được dập tắt ở hai hành trình trả và nén. Ngày
nay, ở các hệ thống treo thường dùng giảm chấn tác dụng hai chiều để dập tắt dao
động nhanh hơn.
1.2.2.1 Chức năng giảm chấn
Thực tế mặt đường khơng bao giờ hồn tồn bằng phảng cùng với sự chuyển
hướng của xe trong q trình di chuyển ln ln hình thành các dao động tác
động lên bánh xe, và qua đó truyền tới thân xe và người lái ...lò xo nhằm giảm
xung lực tác động, song bản thân nó lại bị dao động theo nhừng xung va đập từ
mặt đường dội tới và khối lượng xe đè bên trên. Dao động của hệ thân xe và lo xò
sẽ kéo dài rất lâu nếu như nó khơng bị triệt tiêu đi, chiếc xe sau một lần dằn xóc sẽ
bị bồng bềnh như 1 chiếc thuyền trong suốt thời gian dài sau đó và mang đến nhiều
nguy hiềm tiềm tàng trong giao thông. Nhiệm vụ của giảm chấn là dập tắt dao
động tự đo này.