kết cấu tính toán hệ thống treo ô tô

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 190

CHƯƠNG 9
HỆ THỐNG TREO

1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU
1.1. Công dụng
Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung hoặc vỏ của ôtô với hệ thống chuyển
động. Nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống treo là giảm các va đập làm ôtô chuyển động êm
dòu khi đi qua các mặt đường gồ ghề không bằng phẳng.
1.2. Phân loại
Tuỳ theo các yếu tố căn cứ để phân loại, hệ thống treo được phân chia như sau:
* Theo mối liên hệ giữa bánh xe bên trái và bên phải:
- Hệ thống treo phụ thuộc;
- Hệ thống treo độc lập.
* Theo phần tử đàn hồi:
- Hệ thống treo loại nhíp;
- Hệ thống treo loại lò xo;
- Hệ thống treo loại thanh xoắn;
- Hệ thống treo loại khí;
- Hệ thống treo loại thuỷ khí kết hợp.
1.3. Yêu cầu
- Có tần số dao động riêng thích hợp với từng loại ôtô để đảm bảo độ êm dòu cần thiết;
- Có độ võng động đủ để không sinh ra va đập lên các ụ đỡ;
- Có hệ số cản thích hợp để dập tắt dao động giữa vỏ xe và cầu xe;

- Khi quay vòng hoặc khi phanh thì vỏ ôtô không bò nghiêng quá giới hạn cho phép;
- Đảm bảo sự tương ứng giữa động học của các bánh xe với động học của dẫn động lái.
2. CẤU TẠO CHUNG
Cấu tạo và bố trí chung của hệ thống treo được thể hiện trên hình 9.1.
Mặc dù có nhiều chi tiết, nhưng cấu tạo chung của hệ thống treo được quy thành ba
bộ phận chính sau:

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 191

- Bộ phận hướng: Dùng để xác đònh động học và tính chất dòch chuyển tương đối
của các bánh xe với khung hay vỏ ôtô. Bộ phận hướng dùng để truyền các lực dọc, lực
ngang cũng như các mômen từ bánh xe lên khung hay vỏ ôtô. Đối với sơ đồ bố trí chung ở
hình 9.1 thì bộ phận hướng bao gồm đòn treo, thanh giằng.
- Bộ phận đàn hồi: Dùng để truyền các lực thẳng đứng và giảm tải trọng động khi
ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng nhằm đảm bảo độ êm dòu cần thiết. hình
9.1 bộ phận đàn hồi là các lò xo trụ.

Hình 9.1 - Hệ thống treo với bộ phận đàn hồi là các lò xo trụ
- Bộ phận giảm chấn: cùng với ma sát ở hệ thống treo (gồm ma sát giữa các lá nhíp
và các khớp nối) sinh ra lực cản để dập tắt dao động của ôtô. Ở hình 9.1 bộ phận giảm
chấn là các giảm chấn ống thuỷ lực đặt trong lò xo trụ.

3. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ DAO ĐỘNG VÀ TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG
3.1. Khối lượng được treo và khối lượng không được treo
Qua hình 9.2 chúng ta thấy thân ôtô và các cầu mang bánh xe được liên kết với
nhau bởi các lò xo. Khối lượng của thân ôtô, được đỡ bởi các lò xo gọi là khối lượng được
treo. Khối lượng của cầu mang bánh xe và một số chi tiết khác không được đỡ bởi các lò
xo gọi là khối lượng không được treo.
Thông thường người ta mong muốn khối lượng được treo lớn còn khối lượng không
được treo phải nhỏ. Bởi vì khi khối lượng được treo lớn và khối lượng không được treo nhỏ
thì va đập giảm và độ êm dòu tăng khi ôtô chuyển động qua mặt đường gồ ghề. Ngược lại

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 192

nếu khối lượng được treo nhỏ còn khối lượng không được treo lớn thì độ êm dòu của thân
ôtô kém (hình 9.3).



Khối lượng
đượ t
Khối lượng không

đượctreo









Hình 9.2 - Khái quát về hệ thống treo








Hình 9.3 – nh hưởng khối lượng treo
3.2. Sự dao động của khối lượng được treo
Khi chuyển động, thân ôtô có thể có các dao động theo các trục toạ độ như mô tả
trên hình 9.4.

Hình 9.4 - Dao động của ôtô

Các dao động đó là:
- Dao động lên xuống (sự nhún) theo trục thẳng đứng: Là sự chuyển động lên xuống
của toàn bộ thân xe, xuất hiện khi ôtô chuyển động trên mặt đường không bằng phẳng.

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 193

- Dao động xoay quanh trục thẳng đứng (sự xoay đứng): Là sự di chuyển xoay của
thân xe sang bên trái hoặc bên phải quanh trục thẳng đứng khi ôtô chuyển động.
- Dao động xoay quanh trục dọc (sự lắc ngang): Là chuyển động lắc của ôtô quanh
trục dọc khi ôtô đi qua mặt đường mà một bên bánh xe bò rơi xuống ổ gà hoặc qua những
mấp mô.
- Dao động xoay quanh trục ngang (sự lắc dọc): Là dao động lên xuống của phần
trước hay sau ôtô quanh trục ngang đi qua trọng tâm của nó. Dao động này xảy ra khi cả
hai bánh xe của ôtô cùng đi qua vết lõm hay chỗ lồi trên đường.
4. BỘ PHẬN ĐÀN HỒI
4.1. Đặc điểm chung
4.1.1. Tính đàn hồi
Khi tác dụng một lực lên một vật làm bằng những vật liệu như cao su, nó sẽ tạo ra
biến dạng của vật đó (tạo ra ứng suất trong vật đó). Khi thôi tác dụng lực, ứng suất sẽ mất
và vật sẽ trở lại hình dạng ban đầu. Người ta gọi tính chất đó là tính chất đàn hồi của vật.
Các phần tử đàn hồi trong hệ thống treo của ôtô cũng sử dụng nguyên lý đàn hồi để giảm

va đập từ mặt đường tác dụng lên, bảo đảm sự êm dòu cho hành khách và hàng hoá trên
thân ôtô. Các phần tử đàn hồi này sẽ bò biến dạng uốn (đối với nhíp) hoặc biến dạng xoắn
(đối với lò xo trụ và thanh xoắn) khi chòu tải. Năng lượng đàn hồi sẽ được giải phóng khi
thôi tác dụng lực và các phần tử đàn hồi trở lại trạng thái bình thường.
4.1.2. Độ cứng của phần tử đàn hồi
Độ cứng của phần tử đàn hồi có tính chất và công thức xác đònh giống nhau. Vì vậy
để đơn giản ở đây chúng ta sẽ dùng phần tử đàn hồi là lò xo trụ làm ví dụ.






Hình 9.5 - Độ cứng của lò xo tr
u
ï
Sự biến dạng của lò xo tỉ lệ với lực (tải) tác dụng lên nó (hình 9.5). Do đó tỉ số giữa
lực (w) với biến dạng của lò xo (a) là không đổi và được gọi là độ cứng (k) của lò xo: .
a
w
a
w
a
w
a
w
k ====
3
3
2

2
1
1


Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 194

Trong đó:
w - ngoại lực (N)
a - biến dạng của lò xo (mm)
k - độ cứng của lò xo (N/mm)

4.1.3. Sự dao động của phần tử đàn hồi
Ta lấy ví dụ sự dao động của phần tử đàn hồi là lò xo trụ được mô tả trên hình 9.6.









Hình 9.6 - Sự dao động của phần tử đàn hồi
Khi bánh xe đi qua mấp mô, lò xo của hệ thống treo bò nén lại rất nhanh. Do lò xo

có xu hướng ngay lập tức trở về chiều dài có tải ban đầu của nó nên nó sẽ giãn ra, nâng
thân ôtô lên phía trên. Tuy nhiên, do lò xo tích luỹ năng lượng trong quá trình nén nên nó
phải giãn ra vượt quá chiều dài bình thường của nó để giải phóng năng lượng. Chuyển
động lên phía trên của thân ôtô cũng giúp lò xo vượt quá chiều dài ban đầu của nó. Khi
thân ôtô dòch chuyển xuống nó ấn lò xo nén lại quá chiều cao chòu tải bình thường, vì vậy
lò xo tác dụng trở lại bằng cách đẩy thân ôtô lên phía trên.
Quá trình này lặp đi lặp lại và được gọi là sự dao động của lò xo. Biên độ của mỗi
lần dao động đều nhỏ hơn lần trước, cuối cùng dập tắt hẳn dao động lên xuống của ôtô
(hình 9.6).
4.2. Các dạng phần tử đàn hồi
Trong hệ thống treo của ôtô, người ta có thể sử dụng các phần tử đàn hồi sau:
- Lò xo lá dạng nhíp;
- Lò xo trụ;
- Thanh xoắn;
- Vấu cao su;
- Đệm khí.
4.2.1. Nhíp

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 195

4.2.1.1. Nhíp chính



c

a
b
Biến dạng
Tải trọng




















Hình 9.7 - Nhíp chính
Nhíp được làm từ các lá thép cong, gọi là nhíp, sắp xếp lại với nhau theo thứ tự từ
ngắn đến dài. Cụm nhíp được kẹp chặt lại với nhau ở vò trí giữa bằng một bulông đònh tâm.
Để giữ các lá nhíp không bò trượt ra khỏi vò trí, người ta dùng tấm kẹp ở một vài điểm để
kẹp chúng lại với nhau. Hai đầu của lá nhíp dài nhất (lá nhíp chính) được uốn cong tạo
thành tai nhíp (mắt nhíp), được sử dụng để gắn nhíp vào khung hay vào một dầm nào đó

thông qua mõ nhíp và chốt nhíp.
Độ cong của mỗi lá nhíp được gọi là độ võng. Do lá nhíp ngắn có độ võng lớn hơn,
nên độ cong của nó lớn hơn các lá nhíp dài. Khi bulông đònh tâm được xiết chặt các lá nhíp
bò giảm độ võng một chút (hình 9.7.a) làm cho hai đầu lá phía dưới ép chặt vào lá phía
trên.
Đặc tính của phần tử đàn hồi là nhíp được thể hiện trên hình 9.7.c. Khi tải trọng tác
dụng lên nhíp tăng thì biến dạng của nhíp cũng tăng theo quy luật tuyến tính.
Nhưng khi diễn biến ngược lại thì đường đặc tính không trùng với đường cũ. Sở dó
có sự khác nhau như vậy là trong bó nhíp tồn tại nội ma sát giữa các lá nhíp với nhau. Khi

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 196

nội ma sát tăng thì tính êm dòu chuyển động của ôtô giảm. Vì vậy trong thực tế để giảm ma
sát giữa các lá nhíp người ta thường sử dụng một số biện pháp sau:
- Bôi mỡ chì lên các lá nhíp trước khi lắp ghép với nhau;
- Đặt các tấm đệm vào đầu mỗi lá nhíp để giảm ma sát trượt khi chúng chuyển
động tương đối với nhau;
- Ở mỗi đầu của một lá nhíp được vuốt thon để chúng tạo ra một áp suất thích hợp
khi tiếp xúc với nhau.
4.2.1.2. Nhíp phụ
Nhíp phụ thường được sử dụng ở xe tải và một số xe khác khi có sự thay đổi lớn về
tải trọng, với mục đích vừa bảo đảm cả tính êm dòu và độ bền của nhíp. Khi không tải hoặc
tải nhỏ thì chỉ có nhíp chính làm việc, như vậy độ êm dòu sẽ tăng. Khi đủ tải lúc đó nhíp
phụ mới làm việc cùng nhíp chính. Khi này do tải trọng lơn hơn nên cả nhíp chính và nhíp
phụ cùng làm việc để giảm ứng suất trên mỗi lá nhíp bảo đảm độ bền của nhíp.

Cấu tạo của nhíp chính kết hợp với nhíp phụ và đặc tính của nó được mô tả trên hình 9.8.
Biến dạng
Tải trọng
a b












Hình 9.8 - Nhíp phụ

4.2.1.3. Đặc điểm
- Do bản thân nhíp đủ độ cứng vững để giữ cầu xe ở vò trí xác đònh nên không cần
sử dụng các thanh nối (đảm nhiệm luôn chức năng bộ phận hướng);
- Do nội 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.

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo

Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 197

4.2.2. Lò xo
4.2.2.1 Lò xo thường
Lò xo được làm từ dây thép lò xo, là một loại thép đặc biệt, được quấn thành hình
ống (hình 9.9). Khi đặt tải lên lò xo, dây lò xo sẽ bò xoắn do ống lò xo bò nén. Lúc này
năng lượng ngoại lực được dự trữ trong lò xo và va đập được giảm bớt.








Hình 9.9 - Lò xo thường

4.2.2.2. Lò xo cải tiến
Khi lò xo được làm từ dây thép có đường kính không đổi thì biến dạng của lò xo sẽ
thay đổi tỉ lệ thuận với lực tác dụng. Điều đó có nghóa là nếu dùng lò xo mềm, nó sẽ không
đủ cứng để chòu tải lớn và ngược lại nếu dùng lò xo cứng để chòu tải lớn thì nó lại giảm
tính êm dòu chuyển động khi tải nhỏ.
Lß xo cã ®−ên
g
kÝnh d©
y
kh¸c nhau
Lß xo cã b−íc
kh¸c nhau
Lß xo c«n

Hình 9.10 - Lò xo cải tiến

Để khắc phục nhược điểm này người ta có thể sản xuất các loại lò xo cải tiến (hình
9.10)
Ví dụ đối với loại lò xo có đường kính dây ở hai đầu nhỏ thì độ cứng ở hai phần đầu
lò xo sẽ thấp hơn ở phần giữa. Do đó khi tải nhẹ thì hai đầu lò xo sẽ bò nén lại và hấp thụ
năng lượng va đập. Mặt khác phần giữa lò xo có độ cứng lớn hơn sẽ đủ cứng để chòu tải
lớn.
Các lò xo bước không đều hoặc lò xo côn cũng có hiệu quả tương tự.

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 198

Đặc tính của lò xo thường và lò xo cải tiến được mô tả trên hình 9.11.

Biến dạng
Tải trọng

Hình 9.11 - Đặc tính của lò xo thường và lò xo cải tiến
4.2.2.3. Đặc điểm
- Mức độ hấp thụ năng lượng trên một đơn vò khối lượng là lớn hơn so với nhíp;
- Do không có nội ma sát như trong nhíp nên lò xo thường phải bố trí giảm chấn
kèm theo để dập tắt nhanh dao động;
- Do không có khả năng chòu lực ngang nên cần phải có các thanh liên kết (đòn
treo, thanh ngang, thanh giằng, ) để đỡ cầu xe.
4.2.3. Thanh xoắn
4.2.3.1. Cấu tạo và nguyên lý
Thanh xoắn là một thanh bằng thép lò xo, dùng tính đàn hồi xoắn của nó để cản lại
sự xoắn. Một đầu thanh xoắn được ngàm chặt vào khung hay một dầm nào đó của thân
ôtô, đầu kia được gắn vào một kết cấu chòu tải xoắn của hệ thống treo (hình 9.12).
4.2.3.2. Đặc điểm
- Do mức độ hấp thụ năng lượng trên một đơn vò khối lượng lớn hơn so với nhíp và
lò xo nên hệ thống treo loại thanh xoắn có kết cấu nhỏ gọn;
- Cách bố trí hệ thống treo đơn giản, thuận tiện;
- Thanh xoắn cũng không có nội ma sát nên cũng thường phải lắp kèm giảm chấn
để dập tắt nhanh dao động.

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo



Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 199













Hình 9.12 - Thanh xoắn
4.2.4. Vấu cao su
Vấu cao su hấp thụ năng lượng dao động nhờ sinh ra nội ma sát khi nó bò biến dạng
dưới tác dụng của ngoại lực.

Hình 9.13 - Vấu cao su
Vấu cao su có những ưu điểm sau:
- Nó có thể được làm với mọi hình dạng khác nhau;
- Không có tiếng ồn khi làm việc;
- Không cần phải bôi trơn.
Tuy nhiên vấu cao su không thích hợp khi tải trọng lớn. Vì vậy vấu cao su chủ yếu
được sử dụng như một bộ phận đàn hồi phụ hay một bạc đệm, vấu giảm chấn, vấu chặn
hay một số cơ cấu khác trong hệ thống treo (hình 9.13).



Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 200

4.2.5. Đệm khí
Phần tử đàn hồi sử dụng đệm khí dựa trên nguyên tắc không khí có tính đàn hồi khi
bò nén. Trong hệ thống treo sử dụng phần tử đàn hồi là đệm khí thường được kết hợp với
giảm chấn thuỷ lực trong một kết cấu (hình 9.14).
Trong hệ thống treo sử dụng phần tử đàn hồi là đệm khí thì áp suất khí nén được tự
động điều chỉnh cho phù hợp với mức tải nên phần tử đàn hồi có đặc tính rất tốt. Đệm khí
có những ưu điểm sau:
- Nó khá mềm khi ôtô không có tải nhưng độ cứng có thể tăng khi tăng tải bằng
cách tăng áp suất không khí bên trong khoang khí. Nó tạo ra độ êm dòu chuyển động tối ưu
nhất với bất kỳ mức tải nào;
- Độ cao gầm xe cũng được giữ không đổi ngay cả khi tải thay đổi bằng cách điều

chỉnh áp suất không khí.
Tuy nhiên hệ thống treo dùng đệm khí cần một số những thiết bò như máy nén khí,
cơ cấu điều khiển áp suất, nên hệ thống trở nên phức tạp do đó phạm vi sử dụng còn
hẹp.















Hình 9.14 - Hệ thống treo có phần tử đàn hồi là đệm khí
5. BỘ PHẬN DẪN HƯỚNG
Bộ phận dẫn hướng có nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang và các mômen từ
bánh xe lên khung hoặc thân ôtô. Nó có thể có những chi tiết khác nhau tuỳ thuộc hệ thống
treo phụ thuộc hay độc lập, phần tử đàn hồi là nhíp, lò xo hay thanh xoắn. Nó gắn liền với

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo

Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 201

các dạng hệ thống treo nên ở đây chúng ta sẽ xem xét bộ phận dẫn hướng gắn liền với các
dạng hệ thống treo cụ thể mà không nghiên cứu bộ phận dẫn hướng một cách riêng rẽ.
5.1. Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi là nhíp
Hệ thống treo phụ thuộc phần tử đàn hồi là nhíp có thể được bố trí ở trục bò động
(trục dẫn hướng) như trên hình 9.15.a hoặc bố trí ở cầu chủ động như trên hình 9.15.b.















Hình 9.15 Hệ thống treo phụ thuộc phần từ đàn hồi là nhíp

a
b
Giảm
há
ụ
hë

Khung xe
Quang treo
Cầu trước
Bulông chữ
U
Lá nhíp
Phía
t ướ
Giảm
há
ụ
hë
Khung xe
Quang treo
Lá nhíp
Vỏ cầu
Móc treo nhíp

Trong cả hai trường hợp trên, nhíp vừa là phần tử đàn hồi đồng thời làm luôn bộ
phận dẫn hướng. Với chức năng là bộ phận dẫn hướng, nhíp có thể truyền được lực dọc (lực
kéo hoặc lực phanh) và lực ngang từ bánh xe qua cầu xe lên khung. Ngoài ra nhíp cũng có
khả năng truyền các mômen từ bánh xe lên khung, đó là mômen kéo hoặc mômen phanh.
Hình 9.15 - Hệ thống treo phụ thuộc phần từ đàn hồi là nhí
p


Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo

Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 202

Vì nhíp làm luôn bộ phận hướng nên ở các sơ đồ này chúng ta không thấy các đòn treo và
thanh giằng.
Trong quá trình biến dạng, chiều dài của nhíp thay đổi nên hai tai nhíp bắt lên
khung hoặc dầm có một đầu cố đònh còn một đầu di động. Đối với nhíp sau thường đầu cố
đònh ở phía trước còn đầu di động ở phía sau để phù hợp với khả năng chòu lực đẩy (lực
kéo tiếp tuyến) và lực kéo (lực phanh) tác dụng từ bánh xe qua cầu xe lên nửa nhíp phía
trước có đầu cố đònh. Đối với nhíp trước đầu cố đònh ở phía trước hay phía sau còn phụ
thuộc vào vò trí đặt cơ cấu lái để phối hợp đúng động học giữa hệ thống treo và hệ thống
lái.
5.2. Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi là lò xo trụ
Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi là lò xo trụ cũng có thể được bố trí ở trục
bò động (hình 9.16.a) hoặc ở cầu chủ động (hình 9.16.b). Vì lò xo trụ chỉ có khả năng chòu
lực theo phương thẳng đứng nên ngoài lò xo trụ phải bố trí các phần tử của bộ phận dẫn
hướng.
a
b
Thanh ổn

Dầm
Giá đỡ phía
trên

Lò xo trụ

Cần điều khiển
Đòn treo
Phía

trước
Giảm chấn
Đòn điều khiển
Cần điều khiển

Lò xo

Vỏ
ụ chặn
Thanh ổn
Đòn điều khiển
Hình 9.16 - Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi l
à

lò xo tr
u
ï

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 203

Đối với kết cấu ở hình 9.16.a hai đòn treo dọc cùng với thanh giằng ngang là các
phần tử của bộ phận dẫn hướng. Nó có nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang và các
mômen từ bánh xe qua dầm cầu, qua các phần tử của bộ phận hướng lên khung ôtô.
Đối với kết cấu ở hình 9.16.b là loại sử dụng bốn thanh giằng dọc và một thanh
giằng ngang làm các phần tử của bộ phận dẫn hướng. Các thanh giằng này đều có một đầu
bắt với cầu xe bằng các khớp bản lề có cao su và một đầu còn lại bắt với khung cũng bằng
các khớp bản lề có cao su.
Ngoài các thanh giằng của bộ phận hướng nói trên còn bố trí thanh ổn đònh với mục
đích giảm sự biến dạng chênh lệch lớn giữa các phần tử đàn hồi hai bên bánh xe bảo đảm
ổn đònh cho thân ôtô.

5.3. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn treo dọc
Hệ thống treo đòn dọc có nghóa là các thanh liên kết của phần tử dẫn hướng giữa
bánh xe (hoặc cầu xe) với khung ôtô bằng các đòn dọc. Các đòn dọc thường được bố trí
song song sát hai bên bánh xe. Số lượng đòn dọc có thể là hai hoặc bốn và có thể bố trí cả
ở hệ thống treo phụ thuộc (hình 9.16) hoặc hệ thống treo độc lập (hình 9.17).
a b

Nếu đo trong bộ
phận hướng phải có thêm một đòn ngang (hình 9.16).
øn dọc là n h ëc nén thì hững thanh nhỏ chỉ có khả năng c òu kéo hoa
Hình 9.17 - Hệ thống treo độc lập phần tử đàn hồi là lò xo với đòn treo dọ
c
1 - Khung ôtô; 2 - Phần tử đàn hồi lò xo; 3 - Giảm chấn ống thuỷ lực;
4 - Bánh xe; 5 - Đòn treo dọc; 6 - Khớp bản lề.

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 204

Trên hình 9.17 là sơ đồ và cấu tạo của hệ thống treo độc lập phần tử đàn hồi là lò
xo với đòn treo dọc. Loại này chỉ bố trí hai đòn treo dọc phía dưới. Để các đòn treo có thể
chòu được các lực dọc, lực ngang và mômen thì các đòn treo này phải có cấu tạo sao cho độ
cứng vững lớn. Thường thì đòn treo loại này có kết cấu dạng hộp với tiết diện tương đối
lớn. Một đầu đòn treo được cố đònh với moa bánh xe, đầu còn lại được liên kết bản lề
với khung hoặc dầm ôtô. Khớp bản lề có chiều dài tương đối lớn nhằm mục đích để các
đòn dọc có thể chòu được lực ngang hoặc mômen theo các hướng khác nhau.

Vì lò xo có dạng hình trụ rỗng nên người ta tận dụng không gian bên trong lò xo để
bố trí giảm chấn. Do những đặc điểm cấu tạo trên nên hệ thống treo đòn dọc có kết cấu
nhỏ gọn, trọng lượng phần không được treo nhỏ.
5.4. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, hai đòn ngang
Hệ thống treo với hai đòn ngang có cấu tạo như sau:

a b

c
ät đòn hía trên và một đòn phía dưới (h

Mo p ình 9.18.a). Mỗi một đòn không phải chỉ
là một thanh mà thường có cấu tạo dạng khung hình tam giác hoặc hình thang. Cấu tạo như
vậy cho phép các đòn ngang làm được chức năng của bộ phận hướng. Đầu trong của mỗi
Hình
9
.18 - Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, hai đòn ngan
g


Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 205

đòn ngang được liên kết bản lề với khung hoặc dầm ôtô. Đầu còn lại được liên kết với đòn
đứng bởi các khớp cầu. Bánh xe được cố đònh với đòn đứng. Nếu là bánh xe dẫn hướng thì
bánh xe cùng đòn đứng có thể quay quanh một trụ để quay bánh xe khi ôtô quay vòng.
Nếu chiều dài của đòn ngang trên và đòn ngang dưới bằng nhau thì hai đòn ngang
như hai cạnh của một hình bình hành. Do đó khi bánh xe dao động lên xuống thì bánh xe
còn bò trượt ngang do khoảng cách giữa hai bánh xe thay đổi (hình 9.18.a), điều này sẽ làm
lốp bánh xe chóng mòn. Vì vậy để khắc phục nhược điểm này thì người ta thường bố trí
đòn ngang trên có kích thước ngắn hơn đòn ngang dưới và khi đó hai đòn ngang như hai
cạnh của một hình thang vuông (hình 9.18.b). Nhờ bố trí như vậy nên khi bánh xe dao động
lên xuống thì khoảng cách giữa hai bánh xe thay đổi không dáng kể, hạn chế mài mòn lốp
bánh xe.

Cấu tạo cụ thể của hệ thống treo hai đòn ngang được mô tả trên hình 9.18.c.
Đòn treo trên có dạng hình tam giác hai đầu phía trong được liên kết bản lề hoặc
cầu với khung hoặc dầm ôtô. Đầu ngoài được liên kết bằng khớp cầu với đòn xoay đứng
trên đó lắp bánh dẫn hướng. Đòn dưới dạng thanh đơn có một đầu liên kết bản lề hoặc
khớp cầu với khung hoặc dầm ôtô, đầu còn lại liên kết với trụ xoay đứng. Để tăng cường
khả năng truyền lực dọc, lực ngang và mômen trong bộ phận hướng còn bố trí thêm thanh
giằng. Thực chất thanh giằng cùng với đòn treo dưới cũng hợp thành một hình tam giác.
Phần tử đàn hồi là lò xo trụ bố trí kết hợp với giảm chấn ống thuỷ lực có đầu trên
liên kết với gối tựa trên khung hoặc vỏ ôtô, đầu dưới liên kết bản lề hoặc cầu với đòn treo
dưới. Một thanh ổn đònh hai đầu liên kết với hai giá bánh xe và được giữ trên khung hoặc
dầm ôtô bằng hai khớp bản lề. Thanh ổn đònh có tác dụng hạn chế biến dạng quá mức của
một bên bánh xe nhằm giữ cho thân ôtô được ổn đònh.
5.5. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo loại Macpherson
Nếu kích thước đòn trên của hệ thống treo độc lập hai đòn ngang giảm về bằng 0
thì ta có kết cấu mới được gọi là hệ thống treo loại Macpherson (hình 9.19.a).
Cấu tạo cụ thể của hệ thống treo Macpherson được mô tả chi tiết trên hình 9.19.b.






Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo


Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 206

a

Gi¸ ®ì phÝa trªn
§ßn dÉn h−ín
g

Lß xo trơ
DÇm cÇu

Cơm

Gi¶m chÊn
§
ßn treo d−íi

PhÝa tr−íc
Thanh ỉn ®
Þ
nh

Khíp nèi cÇu

Hình 9.19 - Hệ thống treo Macpherson
Cấu tạo của hệ thống treo loại Macpherson bao gồm một đòn treo dưới 3. Đầu trong
của đòn treo dưới được liên kết bản lề với khung hoặc dầm ôtô, đầu ngoài liên kết với
thanh xoay đứng đồng thời là vỏ của giảm chấn ống thuỷ lực. Đầu trên của giảm chấn ống
thuỷ lực được liên kết với gối tựa trên khung hoặc vỏ ôtô. Phần tử đàn hồi là lò xo 4 được
đặt một đầu tì vào tấm chặn trên vỏ giảm chấn còn một dầu tì vào gối tựa trên khung hoặc
vỏ ôtô. Trục bánh xe được lắp cố đònh với trụ xoay đứng (vỏ giảm chấn).

Trong kết cấu cụ thể này vì đòn treo dưới chỉ gồm một thanh nên có bố trí thêm
b
Thanh
g
i»n
g

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 207

một thanh giằng. Ngoài ra đây là bánh xe dẫn hướng nên trụ xoay đứng là vỏ giảm chấn có
thể quay quanh trục của nó khi bánh xe quay vòng. Để tăng ổn đònh của phần thân vỏ ôtô
trong hệ thống treo này cũng bố trí một thanh ổn đònh.
5.6. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn chéo

Hình 9.20 - Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn chéo
a
b

§ßn treo
Tr
ơ
c qua
y
cđa
®ßn treo
Khíp nèi
c¸c ®¨ng
B¸n tr
ơ
c
§−ên
g
t©m d
ä

c xe

Gi¶m chÊn

Thanh ỉn ®Þnh

§Ưm c¸ch

Lß xo trơ
B¸n tr
ơ
c

Gi¸ ®ì vi sai

ơ
ch
Ỉ
n
§ßn treo
DÇm ®ì


Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 208

Đây là loại hệ thống treo độc lập được thiết kế với mục đích tăng độ cứng vững để
tăng khả năng chòu lực ngang đồng thời giảm thiểu sự thay đổi của góc đặt bánh xe (độ
chụm, vết bánh xe và góc nghiêng ngang của trụ đứng) xảy ra do bánh xe dao động trong
phương thẳng đứng. Do kết cấu đơn giản và chiếm ít không gian nên thường được sử dụng
trên hệ thống treo sau của ôtô du lòch.
Cấu tạo và bố trí chung của hệ thống treo đòn chéo được mô tả trên hình 9.20.
Để dễ hình dung chúng ta có thể phân tích kết cấu của đòn chéo trên hình 9.20.a.
Đòn treo dưới của hệ thống treo loại này có vai trò như đòn treo ngang dưới của hệ
thống treo Macpherson. Tuy nhiên kết cấu của đòn treo có dạng tấm với kích thước khá
lớn; mặt khác đầu trong của đòn treo được liên kết với khung hoặc dầm ôtô bằng hai khớp
bản lề với khoảng cách xa nhau nhằm tăng khả năng chòu lực. Đòn treo dưới không song
song với trục dọc của ôtô như ở loại đòn treo dọc và cũng không vuông góc với trục dọc
ôtô như ở loại đòn treo ngang mà được bố trí ở vò trí trung gian giữa hai phương này tạo với
trục dọc của ôtô một góc nào đó vì vậy gọi là loại đòn chéo.
Cấu tạo cụ thể của hệ thống treo đòn chéo lắp trên ôtô có cầu sau chủ động được
mô tả chi tiết trên hình 9.20.b.

5.7. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi thanh xoắn
Trong hệ thống treo với phần tử đàn hồi là thanh xoắn có ưu điểm là kết cấu, kích
thước và trọng lượng của phần tử đàn hồi nhỏ, không gian chiếm chỗ ít, bố trí thuận tiện.
Vì vậy loại hệ thống treo phần tử đàn hồi thanh xoắn được sử dụng không những ôtô du
lòch mà cả trên ôtô tải.
Đối với hệ thống treo độc lập hai đòn ngang thì thanh xoắn thường được bố trí dọc
theo thân ôtô. Một đầu của thanh xoắn được ngàm cố đònh trên khung hoặc dầm, đầu còn
lại được liên kết cố đònh bằng then hoa với đầu trong của đòn treo trên (hình 9.21) hoặc
đòn treo dưới.
Như vậy khi chòu tải, thông qua các đòn treo, thanh xoắn sẽ chòu một mômen xoắn
và biến dạng góc.
Qua cấu tạo của hệ thống treo loại thanh xoắn thể hiện trên hình 9.21, một lần nữa
cho chúng ta thấy bộ phận hướng của hệ thống treo loại này cũng là loại hai đòn treo

ngang.



Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo



Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 209



a b

Phía trước
Đòn ngang phía
Thanh xoắn
tâ
TAY
Đòn giữ
â
Thanh ổn đònh
Bulông điều chỉnh đòn
giữ
Giảm
Then hoa
há
Đòn ngang phía
dưới
Thanh xoắn
Bạc
Tay mômen
Đòn ngang phía
Hình 9.21 - Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi thanh xoắn
tâ

6. BỘ PHẬN GIẢM CHẤN
6.1. Công dụng của giảm chấn
Để thấy rõ được công dụng của giảm chấn chúng ta hãy nghiên cứu mô hình dao
động của ôtô và đặc tính của nó trên hình 9.22.

Hình 9.22 - Công dụng của giảm chấn
Trên hình 9.22.a khi ôtô đi qua đường mấp mô, lò xo bò nén lại và năng lượng đàn
hồi được tích luỹ trong lò xo. Sau khi ra khỏi mấp mô năng lượng lò xo sẽ được giải phóng.
Có nghóa là thân ôtô sẽ dao động với một tần số và biên độ nào đấy. Nếu năng lượng dao
động không bò dập tắt bởi bất kỳ sức cản nào thì nó sẽ dao động với thời gian rất dài. Điều

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 210

này là không mong muốn bởi nó làm giảm tính êm dòu chuyển động của ôtô. Muốn ôtô
chuyển động được êm dòu thì sau khi qua mấp mô thân ôtô bò dao động thì dao động này
phải nhanh chóng được dập tắt. Giảm chấn trong hệ thống treo của ôtô có chức năng tạo ra
sức cản để dập tắt nhanh chóng dao động của ôtô. Đặc tính dao động của hệ thống treo
không có giảm chấn và có giảm chấn được thể hiện trên hình 9.22.b.
6.2. Nguyên tắc hoạt động của giảm chấn
Giảm chấn sử dụng trên ôtô dựa theo nguyên tắc tạo ra sức cản nhớt và sức cản
quán tính của chất lỏng công tác khi đi qua lỗ tiết lưu nhỏ để hấp thụ năng lượng dao động
do phần tử đàn hồi gây ra. Nguyên lý đó được thể hiện qua sơ đồ hình 9.23.

Hình 9.23 - Nguyên lý hoạt động của giảm chấn

Để thực hiện nguyên lý này, cấu tạo của giảm chấn gồm một ống xi lanh và một
pittông. Trên thân pittông có làm các lỗ nhỏ để thông hai khoang ở hai phía pittông với
nhau. Trong các khoang chứa của xi lanh người ta đổ dầu đặc biệt gọi là dầu giảm chấn.
Trong hệ thống treo một đầu của vỏ xi lanh được nối với phần không được treo (cầu ôtô),
một đầu của cần pittông được nối với phần được treo (thân ôtô). Khi thân ôtô dao động
khoảng cách giữa cầu và thân ôtô thay đổi do đó pittông của giảm chấn sẽ dòch chuyển
tương đối trong xi lanh với tần số và biên độ của dao động. Khi pittông dòch chuyển sẽ nén
dầu ở một khoang và dầu có áp suất sẽ phải đi qua lỗ tiết lưu để sang khoang bên kia. Do
có sức cản ở lỗ tiết lưu nên năng lượng dao động của hệ thống treo được giảm chấn hấp thụ
biến thành nhiệt năng và toả ra môi trường xung quanh.
6.3. Các loại giảm chấn

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo

Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 211

Giảm chấn được phân loại tuỳ thuộc vào kết cấu, chiều hoạt động của giảm chấn
và dung môi làm việc của giảm chấn.
6.3.1. Phân loại theo hoạt động
6.3.1.1. Giảm chấn tác dụng đơn (hình 9.24)
Giảm chấn tác dụng đơn có nghóa là trong hai hành trình (nén và trả) thì chỉ có một
hành trình giảm chấn có tác dụng. Thông thường nếu giảm chấn tác dụng đơn thì người ta
thiết kế để giảm chấn có tác dụng ở hành trình trả. Để đạt được mục đích trên, cấu tạo của
pittông giảm chấn gồm hai lỗ. Một lỗ nhỏ đóng vai trò là lỗ tiết lưu, còn một lỗ lớn với van
một chiều để loại bỏ tác dụng của giảm chấn ở hành trình nén.












Hình 9.24 - Giảm chấn tác dụng đơn
6.3.1.2. Giảm chấn tác dụng hai chiều (hình 9.25)
Giảm chấn hai chiều có tác dụng cả ở hành
trình nén và hành trình trả. Cấu tạo của pittông giảm

chấn loại này bao gồm hai lỗ với hai nắp van (dạng
van một chiều) với kích thước lỗ khác nhau. Lỗ nhỏ
có tác dụng ở hành trình trả còn lỗ lớn có tác dụng ở
hành trình nén. Như vậy lực cản của giảm chấn ở
hành trình trả sẽ lớn hơn ở hành trình nén, phù hợp
với yêu cầu làm việc của hệ thống treo. Hiện nay
hầu hết trên ôtô sử dụng loại giảm chấn tác dụng hai
chiều.
Hình 9.2
5
- Giảm chấn tác dụng hai chiề
u
6.3.2. Phân loại theo kết cấu
6.3.2.1. Giảm chấn loại một ống lồng (hình 9.26.a)

Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 212

a b
Loại giảm chấn này chỉ có một xi lanh với khoang làm việc mà không có khoang
chứa

Hình 9.26 - Giảm chấn loại một ống lồng

6.3.2.2. Giảm chấn loại hai ống lồng (hình 9.26.b)
loại giảm chấn này xi lanh được chia làm hai khoang: xi lanh trong (khoang làm
việc) và xi lanh ngoài (khoang chứa).
6.3.3. Phân loại theo dung môi làm việc
6.3.3.1. Giảm chấn loại thuỷ lực (hình 9.27.a)
Đây là loại giảm chấn sử dụng dung môi công tác là loại dầu thuỷ lực, nó có cấu
tạo và nguyên lý làm việc thông thường như các giảm chấn đã trình bày ở trên.

a b










6.3.3.2. Giảm chấn loại thuỷ lực có nạp khí (hình 9.27.b)

Hình 9.27 - Giảm chấn loại thuỷ lực và thuỷ lực có nạp kh
í


Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 213

Đây là loại giảm chấn sử dụng hai loại dung môi công tác: Một là dầu thuỷ lực còn
một là chất khí. Loại khí thường sử dụng là khí nitơ được nén lại dưới áp suất thấp 3-6
KG/cm
2
hoặc cao 20-30 KG/cm
2
.
6.4. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một loại giảm chấn cụ thể
6.4.1. Cấu tạo

a b c

Hình 9.28 - Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một loại giảm chấn
1 - Tai giảm chấn; 2 - Nắp có ren; 3, 4 - Gioăng làm kín; 5 - Van lá; 6 - Lỗ tiết lưu van nén;
7 - Van lá; 8 - Lò xo van trả mạnh; 9 - Van lá; 10 - Van nén mạnh; 11 - Lò xo van nén
mạnh; 12 - cu điều chỉnh; 13 - Lỗ tiết lưu khi trả; 14 - Pittông giảm chấn; 15 - Lỗ tiết lưu
khi trả; 16 - Phớt làm kín; 17 - Ống xi lanh ngoài; 18 - Ống xi lanh trong; 19 - Cần pittông;
20 - Bạc dẫn hướng; 21 - Phớt làm kín; 22 - Lò xo; 23 - Nắp chặn; 24 - Phớt làm kín.


Cấu tạo ô tô Chương 9 – Hệ thống treo




Bộ môn Ô tô - Đại học Bách khoa TPHCM 214

Cấu tạo chung của giảm chấn ống thuỷ lực hai ống xi lanh, tác dụng hai chiều và
chỉ dẫn các chi tiết được mô tả trên hình 9.28.a.
Ống xi lanh trong với khoang làm việc chính có bố trí một pittông 14 nối liền với
cần pittông giảm chấn 19. Trên pittông 14 có hai dãy lỗ tiết lưu ứng với các hành trình nén
và trả. Trong đó dãy lỗ ngoài 6 là các lỗ tiết lưu hành trình nén; còn dãy lỗ trong 15 là các
lỗ tiết lưu hành trình trả. Các dãy lỗ này đều có nắp van lá có tác dụng như van một chiều.
ở pittông giảm chấn còn bố trí lò xo van trả mạnh. Giữa khoang làm việc của xi lanh trong

với khoang chứa của xi lanh ngoài cũng có bố trí một đế ngăn. ở đế ngăn cũng có bố trí
một dãy lỗ tiết lưu và một van nén mạnh. Cần 19 mang pittông giảm chấn 14 được cố đònh
với tai trên của giảm chấn. Còn lại ống xi lanh trong, ngoài cùng với đế ngăn cách được
nối cố đònh với tai dưới của giảm chấn. Do tai trên và tai dưới được nối với phần được treo
và không được treo nên khi hệ thống treo làm việc khoảng cách giữa hai tai giảm chấn sẽ
thay đổi. Có nghóa là có sự chuyển động tương đối giữa pittông với xi lanh trong của giảm
chấn.
6.4.2. Nguyên lý làm việc
6.4.21. Hành trình nén (hình 9.28.b)
* Nén nhẹ:
Hành trình nén nhẹ tương ứng với khi pittông giảm chấn đi xuống. Khi pittông giảm
chấn đi xuống, áp suất dầu trong khoang làm việc phía dưới pittông sẽ tăng còn áp suất
dầu trong khoang phía trên pittông sẽ giảm. Do đó dầu sẽ lưu thông từ khoang dưới lên
khoang trên qua dãy lỗ tiết lưu 6. Khi này nắp van lá 5 kênh lên để dầu đi qua. Khi pittông
đi xuống, cần pittông chiếm chỗ một phần thể tích của khoang bên dưới nên lượng dầu ở
khoang bên dưới nếu chỉ lưu thông lên khoang trên sẽ bò thừa ra một lượng (bằng thể tích
cần pittông đi xuống). Do vậy một phần dầu sẽ đi qua lỗ tiết lưu trong van nén mạnh để đi
sang khoang chứa nằm giữa ống xi lanh trong và ống xi lanh ngoài.
* Nén mạnh:
Khi vận tốc tương đối của pittông ở hành trình nén tăng đến một giá trò giới hạn, thì
áp suất ở khoang dưới pittông cũng tăng đến giá trò giới hạn. Điều này không có lợi cho
giảm chấn nói riêng và đặc tính của hệ thống treo nói chung. Vì vậy khi đạt giá trò áp suất
tới hạn van giảm tải khi nén sẽ ép lò xo van để mở rộng cửa lưu thông của dầu từ khoang
làm việc phía dưới pittông sang khoang chứa. Kết quả làm giảm tốc độ gia tăng của áp
suất dầu có nghóa là làm giảm tốc độ gia tăng lực cản nén khi nén mạnh.