Chương 8 hệ thống treo

Chương VIII
HỆ THỐNG TREO

8.1- Khái niệm.(2)
8.2- Công dụng, yêu cầu, phân loại.(4)
8.3- Các kiểu kết cấu phần tử đàn hồi.(7)
8.4-Các kiểu kết cấu của treo.(34)

1


8.1- Khái niệm.

•

Hệ thống treo là tổ hợp các bộ
phận, chi tiết liên kết vỏ hoặc
thùng xe với bánh xe.

•

Khi b/x lăn trên đường không
bằng phẳng, dưới tác dụng Ga lên
b/x, phần tử đàn hồi 10 bị nén lại,
hấp thụ năng lượng truyền từ b/x
lên thùng xe làm giảm đi đáng kể
va đập từ b/x lên thùng xe.
Khi dãn, phần tử đàn hồi truyền
dao động cho thùng xe.
Nếu lựa chọn được đặc tính hợp
lý của phần tử đàn hồi sẽ tạo

được dao động thùng xe như
mong muốn.
*

•
•

1.bánh xe; 2.dầm cầu;
3.giảm chấn; 4.piston;
5,6.van; 7.cần piston;
8.khung xe; 9.thanh giằng;
10.phần tử đàn hồi;

2


=> phần tử đàn hồi để:
- Truyền tải trọng theo phương thẳng đứng;
- Giảm tải trọng động phát sinh khi ô tô chuyển động trên đường
không bằng phẳng;
- Đảm bảo độ êm dịu chuyển động cần thiết của thùng xe.
Bộ phận hướng dùng để:
- Truyền lực và mô men giữa bánh xe và thùng xe cho khung xe;
- Xác định đặc tính chuyển vị tương đối của bánh xe với khung xe.
Bộ phận giảm chấn (và ma sát trong hệ thống treo):
để dập tắt dao động của thùng xe và bánh xe.
T.l: để biến cơ năng (do các khối lượng dao động) thành nhiệt năng (ma sát
trong dầu khi lưu thông qua các van_lỗ tiết lưu) tỏa ra môi trường khi dao
động.

3


Phần tử đàn hồi

5


6


Phần tử hướng

7


Phần tử giảm chấn

10


11


8.2-Công dụng, yêu cầu, phân loaị

8.2.1-Công dụng.
Hệ thống treo là tổng hợp các cụm, chi tiết nhằm:
- nối đàn hồi giữa khung xe với cầu xe (hoặc với bánh xe);
- giảm tải trọng động trên các hệ thống mang tải (phần treo) và bánh

xe, đồng thời đảm bảo dập tắt dao động của thùng xe và bánh xe;
- đảm bảo việc điều chỉnh vị trí của thùng xe khi chuyển động.
*

14


8.2.2- Yêu cầu đối với hệ thống treo
Yêu cầu đối vơi hệ thống treo là hết sức phức tạp.
Nguyên nhân: kết cấu và đặc tính của nó ảnh hưởng rất lớn đến các
thông số cơ bản của ô tô như khả năng linh hoạt, khả năng cơ
động và khả năng thông qua.
- Có độ êm dịu cao; không xảy ra va đập cứng; không bị lắc ngang
khi quay vòng, không xảy ra dao động góc dọc khi phanh hoặc khi
tăng tốc;
- Sơ đồ động học của nó cần tạo điều kiện để sự thay đổi vết bánh xe
và các góc đặt của trụ đứng là nhỏ nhất.
- Có sự tương ứng động học chuyển vị của b/x với động học vành lái;
triệt tiêu các dao động của b/x dẫn hướng quanh trụ đứng.
- Dập tắt nhanh các dao động của thùng xe và bánh xe;
- Đảm bảo độ tin cậy trong việc truyền lực dọc và ngang xe, truyền
mô men từ bánh xe đến khung xe; Khối lượng cáccụm chi tiết của
hệ thống treo là nhỏ, đặc biệt là khối lượng phần không treo;
- Có độ bền và tuổi thọ làm việc cao, đặc biệt là bộ phận đàn hồi_
một trong những bộ phận chịu tải nặng nhất của ô tô.
15


8.2.3- Phân loại.
Hệ thống treo gồm 3 cụm:

- Phần tử đàn hồi,
- Bộ phận hướng,
- Bộ phận dập tắt dao động.
Phân loại hệ thống treo căn cứ vào 3 bộ phận trên. Gồm:
1-Treo cứng:
Là treo mà các khâu chỉ có liên quan động học. Không có bộ phận
giảm chấn. Lốp là bộ phận đàn hồi duy nhất.
2-Treo đàn hồi :

16


2-Treo đàn hồi:
Có 2 dạng chủ yếu.
a- Theo sơ đồ động học, liên hệ giữa các bánh xe, có:
+ Treo phụ thuộc;
+ Treo độc lập;
+ Treo cân bằng.
b- Theo kiểu của bộ phận đàn hồi:
+ Phần tử đàn hồi bằng kim loại;
+ Phần tử đàn hồi là khí nén;
+ Phần tử đàn hồi là thủy lực;
+ Phần tử đàn hồi là thủy – khí;
+ Phần tử đàn hồi là cao su.
Hiện nay, sử dụng rộng rãi trên xe tải là treo phụ thuộc vì có kết cấu
đơn giản; treo độc lập_ô tô du lịch vì có độ êm dịu chuyển động cao.
Thường dùng phần tử đàn hồi bằng kim loaị, và các vấu cao su kết
hợp.
*
17

8.3- Các kiểu kết cấu của phần tử đàn hồi .

•

Phần tử đàn hồi gồm 1 hoặc một số phần tử đàn hồi bằng kim loại
hoặc phi kim loại gộp lại.
• Trên ô tô sử dụng phổ biến là phần tử đàn hồi bằng kim loại: nhíp,
lò xo, trục xoắn (*)
• Phần tử đàn hồi phi kim loại: cao su, khí nén, dầu.
Đặc tính đàn hồi của treo loại này được đảm bảo nhờ tính chất đàn hồi
của cao su, khí nén và dầu.
Trên các ô tô hiện đại ngày càng sử dụng nhiều kết cấu đàn hồi hỗn
hợp: gộp lại từ 2 hoặc một số phần tử đàn hồi (kim loại và phi kim loaị ).
18


8.3.1-Yêu cầu đối với phần tử đàn hồi.
Các thông số đặc trưng của hệ thống treo:
- Độ võng tĩnh ft;
- Độ võng động fđ;
- Hệ số động lực học kđ (kđ =Pzmax/ Pzt).
Với phần tử đàn hồi, cần có các yêu cầu sau:
1) Có đường đặc tính đàn hồi hợp lý, đảm bảo độ êm dịu cao.
Vậy, thế nào là đường đặc tính đàn hồi?
Là mối quan hệ giữa tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bánh xe với
biến dạng (treo) của treo, đo trực tiếp tại tâm trục bánh xe.
f treo  F G K  hoặc f treo  F  P z  mà f treo  P z G K 
C treo

Thế nào là đường đặc tính đàn hồi hợp lý?
Một mặt,
- Để có độ êm dịu cao,  phải nhỏ  Ctr phải nhỏ (  C tr
);
M
- Nhưng, nếu  Ctr => biến dạng tĩnh ( t => treo quá mềm);
19


Mà  Ctr ( t) sẽ làm giảm thể tích
thế năng của treo (  công cần thiết
sinh ra của treo để biến dạng hoàn toàn
bộ phận đàn hồi-tính đến điểm chạm
vấu hạn chế hành trình).
• => t phải  giới hạn nhất định.
• Mặt khác, đ cũng cần  giới hạn nhất
định trong khi khả năng chịu tải của
treo vẫn đạt giá trị lớn nhất (Pzmax).
• Nếu (t + đ) lớn sẽ làm thay đổi đáng
kể chiều cao của xe khi dao động, ứng
với Pz thay đổi =>
ảnh hưởng đến khoảng sáng gầm xe và
làm xấu đi đặc tính của dẫn động lái!
Vì vậy, treo cần có đường đặc tính đàn hồi
hợp lý: phải là đường phi tuyến.
•

20

•

Đặc tính đàn hồi của treo không thể là tuyến tính vì:
+ Để có t lớn (nhằm  êm dịu ), Pzt cũng sẽ lớn (không mong muốn);
+ mà khi tải trọng (Pzt) lớn, đ cũng sẽ tăng theo.
• Nếu là phi tuyến:
+ ở lân cận với tmax (khoảng 60%) sẽ có t là nhỏ;
+ với Pztmax, vẫn có tmax nhỏ;
khi  Rz , Ctr lớn (để chống va đập) nhưng vẫn có đ nhỏ)
=> không xẩy ra va đập cứng.
• Để có đặc tính đàn hồi hợp lý ?
- Sử dụng phần tử đàn hồi bằng khí nén hoặc thủy lực.
- Phần tử đàn hồi bằng cao su, kim loại ?
(vẫn được sử dụng phổ biến vì có kết cấu đơn giản).
=> Giải pháp khắc phục:
+ sử dụng phần tử đàn hồi phụ để  Cđh khi  tải trọng lên cầu xe;
+ sử dụng nhíp có chiều dài làm việc thay đổi bằng các giải pháp kết
cấu gối đỡ nhíp.
*
21


Một số giải pháp khắc phục để thay đổi độ cứng của nhíp.


 >0 => biến dạng  Ct

22

Một số giải pháp



<0 => biến dạng nhíp   Ct
23


Một số giải pháp

Sử dụng phần tử đàn hồi phụ
24


Một số giải pháp

Gối có ℓ thay đổi,  ℓ nhíp khi  tải để  Ct

25


2) Vật liệu phải có tính đàn hồi cao.
Các phần tử đàn hồi làm việc trong điều kiện biến dạng lớn => đòi
hỏi vật liệu chế tạo ngoài độ bền cao, còn cần có tính đàn hồi lớn.
(Nếu là kim loại, thường có thêm thành phần silic (1 – 2)% như 55C2; 60C; 60CГ;
50ХГА. Các loại hợp kim này dùng để chế tạo nhíp hoặc thanh xoắn. Với thanh
xoắn chịu tải lớn, người ta sử dụng thép hợp kim phức tạp: 45 ХНМФА. Г-mangan;
С-silic; Ф- ).

3) Có độ bền mỏi cao.

Để nâng cao độ bền mỏi, ngoài việc chọn vật liệu, còn cần chọn hình
dáng sao cho chi tiết không có ứng suất tập trung;
Sử dụng các phương pháp tăng bền cho chi tiết (phun bi, lăn ..) tạo
ứng suất dư cho vật liệu để tăng khả năng chịu tải của chi tiết.
4) Có thể tích thế năng (U) lớn.
f max

U

   f  df
0

U càng lớn, càng  khả năng xảy ra va đập cứng.
5) Đơn giản trong chế tạo, bảo dưỡng, thay thế.
26


Tiết diện các lá nhíp

a) Kết cấu đơn giản;
Chiều dài (l) và chiều dày (h)
mỗi lá nhíp của bộ nhíp khác
nhau.
b) Tiết diện khác nhau, thay đổi
đường trung hòa
=>  k và  n .
c) Kiểu “c” tăng được độ bền
mỏi của nhíp _do giới hạn
bền mỏi kéo < giới hạn bền
mỏi nén (k< n ) 20  30% ;

nhưng sẽ dẫn đến tăng ứng
suất tập trung.

27


8.3.2- Các kiểu kết cấu chính của phần tử đàn hồi

a- Bộ nhíp. Gồm nhiều lá nhíp cong ghép lại với nhau.
Các lá nhíp thường có tiết diện hình chữ nhật, chiều ngang bằng nhau
và khác nhau về chiều dài (l).
Bán kính cong các lá nhíp khác nhau, phụ thuộc vào chiều dài:
bán kính cong giảm (R) khi giảm chiều dài. Kết cấu đó nhằm:
- khi lắp ghép thành bộ, các lá nhíp ôm sát vào nhau;
- do có độ cong khác nhau nên lá nhíp cái (1) được giảm tải (và tạo
ứng suất sơ bộ, ngược với chiều ưs khi làm biến dạng).

28


Để định vị các lá nhíp với nhau, thường sử dụng các kết cấu :
+ bu lông bắt xuyên qua ở phần giữa các lá nhíp (hay áp dụng nhất);
+ dập ngay giữa các lá nhíp 1 hoặc 2 vấu định vị.
Sử dụng đai kẹp (3) để các lá nhíp không bị xô lệch ngang và để
truyền tải trọng từ lá nhíp cái (1) cho các lá nhíp khác khi nhíp bị
uốn cong xuống (hoặc giảm tải cho nó khi bị uốn ngược lại).
Lá nhíp cái thường có chiều dài lớn nhất (và cũng dày nhất).
Bộ nhíp được bắt vào khung xe nhờ 2 đầu uốn cong của lá nhíp cái.

1.nhíp cái;

2.bu lông định vị;
3.đai kẹp;
4.đệm chống ma sát.

29


Hình dạng 2 đầu nhíp cái phụ thuộc cách gá kẹp bộ nhíp:
- nó có thể là phẳng, uốn cong góc 900;
- guộn theo hình dạng tai bắt bộ nhíp vào khung xe.
Trước khi lắp ráp thành bộ: bôi lên trên bề mặt các lá nhíp một lớp
mỡ chì để chống rỉ và để giảm ma sát giữa các lá nhíp khi làm
việc.
Với các bộ nhíp ô tô du lịch, để  ma sát giữa các lá nhíp:
đặt các miếng đệm (4) bằng vật liệu phi kim loại chống ma sát, (chất
dẻo, gỗ lát mỏng, các miếng phíp) theo suốt chiều dài nhíp, hoặc ở 2
đầu.
Để giữ mỡ bôi trơn trong các lá nhíp và để chống bụi bẩn, đôi khi
còn sử dụng cách bao bọc cả bộ nhíp.
Hai đầu bộ nhíp nối bản lề với khung xe. Đầu trước thường dùng
chốt; đầu phía sau_ là gối tựa di trượt (phù hợp với cách bố trí cơ cấu
lái).
Với cách lắp ghép như vậy, chiều dài các lá nhíp có thể thay đổi
trong quá trình làm việc.
Để gá kẹp bộ nhíp vào khung xe, sử dụng khớp bản lề các kiểu:

30