Thuyết minh kết cấu ô tô

BỘ CƠNG THƯƠNG

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THUYẾT MINH BÀI TẬP LỚN
HỌC PHẦN

KẾT CẤU Ô TÔ
TÊN ĐỀ TÀI:

Hệ thống treo khí nén trên xe khách
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ
MÃ LỚP HỌC PHẦN: AT6014.5
KHĨA: K14
NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: Nhóm 6.
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Vũ Hải Quân
Hà Nội: ………….

1


PHIẾU GIAO BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU Ơ TƠ
Nhóm số: 6
TÊN ĐỀ TÀI

Hệ thống treo kí nén trên xe khách
DANH SÁCH NHÓM

STT MÃ SV

HỌ VÀ TÊN

LỚP

1.

2019602312

Đào Xuân Long

Oto2

2.

2019602935

Phạm Trung Hiếu

Oto2

3.

2019602167

Mai Minh Hiếu

Oto2

4.

2019602473

Giáp Văn Khải

Oto2

5.

2019602701S Tô Tuấn Anh

Oto2

I. PHẦN BẢN VẼ
TT Tên bản vẽ

Khổ giấy

1

3

Số lượng

A3

01

Bầu hơi treo khí nén trên xe khách

A3

01

Sơ đồ nguyên lí hoạt động của hệ thống treo khí nén
trên xe khách

A3

01

Hệ thống treo khí nén trên xe khách
2

NHIỆM VỤ

II. PHẦN THUYẾT MINH

1. Chương 1: Sự hình thành, phát triển ô tô ở Việt Nam và tổng quan
về hệ thống treo trên ô tô.
2. Chương 2: Nguyên lý cơ bản của hệ thống treo khí nén trên xe
khách.
3. Chương 3: Xu thế phát triển của hệ thống treo và những sự cố trong quá trình vận
hành
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Ngày giao đề:…../…/20…

Ngày hoàn thành:…./…./20….

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn: ……………………
2


MỤC LỤC
THUYẾT MINH BÀI TẬP LỚN.........................................................................................................1
HỌC PHẦN...........................................................................................................................................1
KẾT CẤU Ô TÔ....................................................................................................................................1
TÊN ĐỀ TÀI:.........................................................................................................................................1

Chương I. Sự hình thành, phát triển ơ tơ ở Việt Nam và
tổng quan về hệ thống treo trên ô tô.........................5
1. Sự hình thành.........................................................................................................................5
2. Tình hình thực tế..................................................................................................................5
3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài..................................................................................6
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.............................................................................6
5. Phương pháp nghiên cứu................................................................................................6
Nghiên cứu các tài liệu và thơng qua các mơ hình 3D, các video mơ phỏng
ngun lí hoạt động của hệ thống treo trên xe khách.....................................................6
-

Chọn lọc thông tin kết hợp nhiều tài liệu tham khảo để xây dựng đề tài........6

6. Ý nghĩa........................................................................................................................................6
-

Hiểu rõ hơn các bộ phận, cụm chi tiết trong hệ thống treo trên xe khách......6

-

Am hiểu, có kĩ năng, kiến thức về vẽ 2D........................................................................6

-

Tăng cường kĩ năng hoạt động nhóm, xây dựng đề tài...........................................6

7. Nội dung nghiên cứu.........................................................................................................6
8. Công dụng và yêu cầu của hệ thống treo...........................................................6
9.

Phân loại hệ thống treo.................................................................................................................8

Chương II. Nguyên lý cơ bản của hệ thống treo khí nén
trên xe khách............................................................9
1. Cấu tạo, nguyên lý cơ bản các bộ phận trong hệ thống treo..........................................................9
1.1. Bộ phận đàn hồi.............................................................................................................................9
1.2. Bộ phận dẫn hướng.....................................................................................................................16
1.3. Bộ phận giảm chấn......................................................................................................................19
1.4. Thanh ổn định ngang...................................................................................................................22
1.5 Hệ thống treo khí nén...................................................................................................................23
1.6. Sự kết hợp giữa hệ thơng treo khí nén với hệ thống treo khác..............................................26
3. Các cụm chi tiết trong hệ thống treo khí nén..............................................................................27
3


3.1. Van tải trọng................................................................................................................................27
3.2.

Túi hơi.....................................................................................................................................29

3.2.1.

Nguyên lý làm việc.............................................................................................................29

3.2.2.

Kết cấu túi hơi....................................................................................................................29

2. Ưu – nhược điểm hệ thống treo khí nén....................................................................................32
2.1. Ưu điểm.......................................................................................................................................32
2.2. Nhược điểm.................................................................................................................................32

Chương III. Xu thế phát triển của hệ thống treo và những
sự cố trong quá trình vận hành................................32
1. Những cải tiến mới của hệ thống treo trong tương lai.............................32

4


Chương I. Sự hình thành, phát triển ơ tơ ở Việt Nam và
tổng quan về hệ thống treo trên ô tơ.
1.

Sự hình thành
Hệ thống treo sử dụng nhíp lá, lị xo xoắn… ra đời từ rất
sớm nhưng chưa thể đáp ứng đòi hỏi cao về độ êm dịu của xe
con, hệ thống treo khí nén cũng khơng phải là một phát minh
mới, nó xuất hiện từ những năm 1950 cùng với hệ thống treo
Mac Pherson. Ở hệ thống treo khí nén người ta sử dụng những

gối cao su chứa khí nén thay vì dùng lị xo xoắn, nhíp lá hay
thanh xoắn. Nhưng ở thời kỳ này ngành công nghệ vật liệu chưa
đáp ứng được độ bền cũng như yêu cầu kĩ thuật cho các chi tiết
trong hệ thống treo khí nén nên người ta vẫn phải dùng lị xo
xoắn, nhíp lá, thanh xoắn làm cơ cấu giảm chấn.
2. Tình hình thực tế
Dao động ô tô là lĩnh vực được nhiều nhà khoa học và các
chuyên gia quan tâm nghiên cứu nhằm thiết kế và chế tạo ra ơ
tơ có các tính năng ưu việt đáp nhu cầu ngày càng cao của con
người. Hướng phát triển hiện nay được tập chung vào các ô tô
thân thiện với môi trường và tiết kiệm nhiên liệu, giảm thiểu ô
nhiễm môi trường, nâng cao tiện nghi và an toàn chuyển động
Ở Việt Nam, ngành công nghiệp sản xuất, lắp ráp ô tô đang
đứng trước cơ hội phát triển mạnh khi mạng lưới giao thông
không ng ng được nâng cấp và mở rộng, nhu cầu đi lại của con
người và vận chuyển hàng hóa ngày một gia tăng. Sự lựa chọn
của người sử dụng hướng vào các ơ tơ có chất lượng cao, trong
đó đặc biệt chú ý đến tính năng an tồn cao và tiện nghi khi sử
dụng của ô tô.
Hệ thống treo là hệ thống quan trọng trên ô tô, ảnh hưởng
trực tiếp đến tính êm dịu, an tồn chuyển động, đặc biệt là khi ơ
tơ di chuyển trên loại đường có chất lượng mặt đường xấu. Hệ
thống treo không tốt sẽ gây ra lực động tác động xuống nền
đường gây phá hủy mặt đường. Trên các ô tô hiện đại thường sử
dụng hệ thống treo có phần tử đàn hồi thay đổi được độ cứng
(sử dụng phần tử đàn hồi khí nén) việc kiểm sốt khơng tốt độ
5


cứng sẽ gây ra dao động lắc ngang lớn, làm mất ổn định thân

xe, có nguy cơ gây lật xe. Đặc biệt là các ô tô chở khách giường
nằm hai tầng, xe có chiều cao trọng tâm lớn, sử dụng hệ thống
treo khí nén khi chạy trên đường đèo.
Do nhu cầu về tính tiện nghi trên các ơ tơ địi hỏi ngày càng
cao để đáp ứng nhu cầu đi lại bằng phương tiện ô tô cho các
tuyến đường dài mà hệ thống treo khí nén hiện nay đang được
sử d ng tương đối phổi biến trên ô tô khách, ô tơ bt do có
những tính n ng ưu việt hơn so với hệ thống treo loại nhíp. Trong
những n m gần đây ở Việt Nam đã nhập khẩu cũng như sản
xuất nhiều loại ơ tơ khách, ơ tơ bt có sử dụng hệ thống treo
khí nén. Các ơ tơ này khi đưa vào sử dụng ở trong nước đã phát
huy được tính tiện nghi khi chạy trên các tuyến đường dài. Làm
tăng nhu cầu về số lượng xe để thay thế dần các ô tô cũ sử
dụng hệ thống treo loại nhíp. Đây là điều kiện thúc đẩy sự phát
triển ngành công nghiệp sản xuất lắp ráp ô tô ở trong nước.
Tuy nhiên, ở Việt Nam trong mấy năm gần đây vấn đề sử
dụng ơ tơ khách đường dài có hệ thống treo khí nén cịn tồn tại
một số vấn đề nhất định về tính an tồn, tính ổn định khi ô tô
hoạt động trên đường đèo dốc cần phải xem xét. Để sử dụng tốt
hệ thống này trên ô tơ ở trong nước cần có các cơng trình
nghiên cứu sâu hơn. Nghiên cứu giải pháp để để kiểm soát,
nâng cao chất lượng của hệ thống treo khí nén cũng như các bộ
phận chuyển động ô tô, đáp ứng yêu cầu về êm dịu và tính an
tồn chuyển động là cần thiết. Do vậy, đề tài “Hệ thống treo
khí nén trên xe khách ”là một đề tài cần phải được nghiên
cứu một cách tỉ mỉ.
3.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu công dụng, cấu tạo phân loại của hệ thống treo

khí nén để phục vụ cho việc nghiên cứu, trau dồi kĩ năng
chuyên môn trong ngành học công nghệ kĩ thuật ô tô.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đề tài hướng đến đối tượng nghiên cứu là ô tơ khách có sử
dụng hệ thống treo khí nén.
Phạm vi nghiên cứu hướng đến tổng quan về hệ thống treo
khí nén trên ơ tơ, qua đó sẽ tiến đến cấu tạo, phân loại và công
dụng và cuối cùng là nguyên lí làm việc.
5. Phương pháp nghiên cứu

6


- Nghiên cứu các tài liệu và thông qua các mơ hình 3D, các
video mơ phỏng ngun lí hoạt động của hệ thống treo
trên xe khách
- Chọn lọc thông tin kết hợp nhiều tài liệu tham khảo để xây
dựng đề tài
6. Ý nghĩa
- Hiểu rõ hơn các bộ phận, cụm chi tiết trong hệ thống treo
trên xe khách
- Am hiểu, có kĩ năng, kiến thức về vẽ 2D
- Tăng cường kĩ năng hoạt động nhóm, xây dựng đề tài
7. Nội dung nghiên cứu.
Xuất phát từ mục đích, đối tượng, phạm vi và phương pháp
nghiên cứu, ngoài phần mở đầu và kết luận chung, bố cục của
đề tài bao gồm ba chương như sau:
 Chương I: Sự hình thành, phát triển ô tô ở Việt Nam và tổng
quan về hệ thống treo trên ô tô.
 Chương II: Nguyên lý cơ bản của hệ thống treo khí nén

trên xe khách.
 Chương III: Xu thế phát triển của hệ thống treo và những sự cố trong q
trình vận hành
8.

Cơng dụng và u cầu của hệ thống treo.
Trên ôtô, hệ thống treo và cụm bánh xe được gọi là phần

chuyển động của ôtô. Chức năng cơ bản của phần chuyển động
là tạo điều kiện thực hiện “chuyển động bánh xe” của ôtô đảm
bảo các bánh xe lăn và thân xe chuyển động tịnh tiến, thực hiện
nhiệm vụ vận tải của ôtô. Chuyển động bánh xe đòi hỏi các
tương hổ giữa bánh xe và thân xe phải có khả năng truyền lực
và mơmen theo các quan hệ nhất định. Trong chức năng của
phần chuyển động nếu bị mất một phần hoặc thay đổi khả năng
truyền lực và mơmen có thể làm phá hỏng chức năng của phần
chuyển động.
Sự chuyển động của ôtô trên đường phụ thuộc nhiều vào
khả năng lăn êm bánh xe trên nền và hạn chế tối đa các rung
động truyền từ bánh xe lên thân xe. Do vậy giữa bánh xe và
7


khung vỏ cần thiết có sự liên kết mềm. Hệ thống treo là tập hợp
tất cả những chi tiết tạo nên liên kết đàn hồi giữa bánh xe và
thân vỏ hoặc khung xe nhằm thỏa mãn các chức năng chính
sau đây:
 Đảm bảo yêu cầu về độ êm dịu trong chuyển động, tạo
điều kiện nâng cao được tính an tồn cho hàng hóa trên xe, đó
là tập hợp các điều kiện nhằm đảm bảo duy trì sức khoẻ và

giảm thiểu những mệt mỏi vật lý và tâm sinh lý của con người
(lái xe, hành khách). Các dao động cơ học của ơtơ trong q
trình chuyển động bao gồm: biên độ, tần số, gia tốc,...các yếu
tố này có thể ảnh hưởng tới sự an tồn của hàng hóa và trạng
thái làm việc của con người trên ôtô.
 Đảm bảo yêu cầu về khả năng tiếp nhận các thành phần
lực và mômen tác dụng giữa bánh xe và đường nhằm tăng tối
đa sự an toàn trong chuyển động, giảm thiểu sự phá hỏng nền
đường của ơtơ, trong đó một chỉ tiêu quan trọng là độ bám
đường của bánh xe.
 Hệ thống treo nói chung, gồm có ba bộ phận chính là: bộ
phận đàn hồi, bộ phận dẫn hướng và bộ phận giảm chấn. Mỗi bộ
phận đảm nhận một chức năng và nhiệm vụ riêng biệt.
 Bộ phận đàn hồi: dùng để tiếp nhận và truyền các tải trọng
thẳng đứng, làm giảm va đập, giảm tải trọng động tác dụng lên
khung vỏ và hệ thống chuyển động, đảm bảo độ êm dịu cần
thiết cho ô tô máy kéo khi chuyển động.
 Bộ phận dẫn hướng: dùng để tiếp nhận và truyền lên
khung các lực dọc, ngang cũng như các mômen phản lực và
mômen phanh tác dụng lên bánh xe. Động học của bộ phận dẫn
hướng xác định đặc tính dịch chuyển tương đối của bánh xe đối
với khung vỏ.
 Bộ phận giảm chấn: cùng với ma sát trong hệ thống treo,
có nhiệm vụ tạo lực cản, dập tắt các dao động của phần được
8


treo và không được treo, biến cơ năng của dao động thành nhiệt
năng tiêu tán ra môi trường xung quanh.
 Ngồi ba bộ phận chính trên, trong hệ thống treo của các ô

tô du lịch, ô tô khách và một số ơ tơ vận tải, cịn có thêm một
bộ phận phụ nữa là bộ phận ổn định ngang. Bộ phận này có
nhiệm vụ giảm độ nghiêng và các dao động lắc ngang của
thùng xe.
9.

Phân loại hệ thống treo.
Theo dạng bộ phận dẫn hướng, hệ thống treo được chia

làm các loại:
 Phụ thuộc.
 Độc lập.
Theo loại phần tử đàn hồi, gồm có:
 Loại kim loại, gồm: nhíp lá, lị xo xoắn, thanh xoắn.
 Loại cao su: chịu nén hoặc chịu xoắn.
 Loại khí nén và thuỷ khí.
Theo phương pháp dập tắt dao động, chia ra:
 Loại giảm chấn 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.
Theo sự thay đổi đặc tính điều chỉnh, có:
 Hệ thống treo khơng tự điều chỉnh.
 Hệ thống treo tự động điều chỉnh (bán tích cực, tích cực).
Chương II. Nguyên lý cơ bản của hệ thống treo khí nén trên xe khách.
1. Cấu tạo, nguyên lý cơ bản các bộ phận trong hệ thống
treo.
1.1. Bộ phận đàn hồi.
Bộ phận đàn hồi nằm giữa thân xe và bánh xe (nằm giữa
phần được treo và không được treo). Với phương pháp bố trí như
vậy, khi bánh xe chuyển động trên đường mấp mô, hạn chế

9


được các lực động lớn tác dụng lên thân xe, và giảm được tải
trọng động tác dụng từ thân xe xuống mặt đường.
Bộ phận đàn hồi có thể là loại nhíp lá, lị xo, thanh xoắn,
buồng khí nén, buồng thuỷ lực....Đặc trưng cho bộ phận đàn hồi
là độ cứng, độ cứng liên quan chặt chẽ với tần số dao động
riêng (một thơng số có tính quyết định đến độ êm dịu). Muốn có
tần số dao động riêng phù hợp với sức khỏe của con người và
an tồn của hàng hố cần có độ cứng của hệ thống treo biến
đổi theo tải trọng. Khi xe chạy ít tải độ cứng cần thiết có giá trị
nhỏ, cịn khi tăng tải cần phải có độ cứng lớn. Do vậy có thể có
thêm các bộ phận đàn hồi phụ như: nhíp phụ, vấu tỳ bằng cao
su biến dạng,...
a. Nhíp lá:
Trên ơtơ tải, ơtơ bt, rơmooc và bán rơmooc phần tử đàn
hồi nhíp lá thường được sử dụng.
Nếu coi bộ nhíp như là một dầm đàn hồi chịu tải ở giữa và
tựa lên hai đầu, khi tác dụng tải trọng thẳng đứng lên bộ nhíp
cả bộ nhíp sẽ biến dạng. Một số các lá nhíp có xu hướng bị căng
ra, một số lá nhíp khác có xu hướng bị ép lại. Nhờ sự biến dạng
của các lá nhíp cho phép các lá có thể trượt tương đối với nhau
và tồn bộ nhíp biến dạng đàn hồi.
Tháo rời bộ nhíp lá này, nhận thấy bán kính cong của
chúng có quy luật phổ biến: các lá dài có bán kính cong lớn hơn
các lá ngắn (hình 1-1). Khi liên kết chúng lại với nhau bằng
bulông xiết trung tâm, hay bó lại bằng quang nhíp một số lá
nhíp bị ép lại còn một số lá khác bị căng ra để tạo thành một bộ
nhíp có bán kính cong gần đồng nhất. Điều này thực chất là đã

làm cho các lá nhíp chịu tải ban đầu (được gọi là tạo ứng suất
dư ban đầu cho các lá nhíp), cho phép giảm được ứng suất lớn
nhất tác dụng lên các lá nhíp riêng rẽ và thu nhỏ kích thước bộ
nhíp trên ơtơ. Như vậy tính chất chịu tải và độ bền của lá nhíp
được tối ưu theo xu hướng chịu tải của ôtô.

10


Hình 1-1 Kết cấu bộ nhíp.
1- Bulơng trung tâm; 2- Vịng kẹp.
Một số bộ nhíp trên ơtơ tải nhỏ có một số lá phía dưới có
bán kính cong lớn hơn các lá trên. Kết cấu như vậy thực chất là
tạo cho bộ nhíp hai phân khúc làm việc. Khi chịu tải nhỏ chỉ có
một số lá trên chịu tải (giống như bộ nhíp chính). Khi bộ nhíp
chính có bán kính cong bằng với các lá nhíp dưới thì tồn thể
hai phần cùng chịu tải và độ cứng tăng lên. Như thế có thể coi
các lá nhíp phía dưới có bán kính cong lớn hơn là bộ nhíp phụ
cho các lá nhíp trên có bán kính cong nhỏ hơn.
Trên các xe có tải trọng tác dụng lên cầu thay đổi trong
giới hạn lớn và đột ngột, thì để cho xe chạy êm dịu khi khơng
hay non tải và nhíp đủ cứng khi đầy tải, người ta dùng nhíp kép
gồm: một nhíp chính và một nhíp phụ. Khi xe khơng và non tải
chỉ có một mình nhíp chính làm việc. Khi tải tăng đến một giá trị
quy định thì nhíp phụ bắt đầu tham gia chịu tải cùng nhíp chính,
làm tăng độ cứng của hệ thống treo cho phù hợp với tải.
Nhíp phụ có thể đặt trên (hình 1-2a) hay dưới (hình 1-2b)
nhíp chính, tuỳ theo vị trí giữa cầu và khung cũng như kích
thước và biến dạng yêu cầu của nhíp.
Khi nhíp phụ đặt dưới thì độ cứng của hệ thống treo thay

đổi êm dịu hơn, vì nhíp phụ tham gia từ từ vào q trình chịu
tải, khơng đột ngột như khi đặt trên nhíp chính.

a)

b)

Hình 1-2 Các phương án bố trí nhíp phụ.
a- Phía trên nhíp chính; b- Phía dưới nhíp chính;
1- Nhíp chính; 2- Nhíp phụ.
11


Nhíp là loại phần tử đàn hồi được dùng phổ biến nhất, nó
có các ưu - nhược điểm:
- Kết cấu và chế tạo đơn giản.
- Sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng.
- Có thể đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng
và một phần nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn.
- Trọng lượng lớn, tốn nhiều kim loại hơn tất cả các cơ cấu
đàn hồi khác, do thế năng biến dạng đàn hồi riêng (của một đơn
vị thể tích) nhỏ (nhỏ hơn của thanh xoắn 4 lần khi có cùng một
giá trị ứng suất: σ = τ). Theo thống kê, trọng lượng của nhíp
cộng giảm chấn thường chiếm từ (5,5 ÷ 8,0)% trọng lượng bản
thân của ơtơ.
- Thời hạn phục vụ ngắn: do ma sát giữa các lá nhíp lớn
và trạng thái ứng suất phức tạp (Nhíp vừa chịu các tải trọng
thẳng đứng vừa chịu mômen cũng như các lực dọc và ngang
khác). Khi chạy trên đường tốt tuổi thọ của nhíp đạt khoảng (10
÷ 15) vạn Km. Trên đường xấu nhiều ổ gà, tuổi thọ của nhíp

giảm từ (10 ÷ 50) lần.
b. Lị xo trụ:
Lị xo trụ là loại được dùng nhiều ở ô tô du lịch với cả hệ
thống treo độc lập và phụ thuộc. So với nhíp lá, phần tử đàn hồi
dạng lị xo trụ có những ưu - nhược điểm sau:
- Kết cấu và chế tạo đơn giản.
- Trọng lượng nhỏ.
- Kích thước gọn, nhất là khi bố trí giảm chấn và bộ phận
hạn chế hành trình ngay bên trong lị xo.
- Nhược điểm của phần tử đàn hồi loại lò xo là chỉ tiếp
nhận được tải trọng thẳng đứng mà không truyền được các lực
dọc ngang và dẫn hướng bánh xe nên phải đặt thêm 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 với bước thay
đổi, dạng côn hay parabol để nhận được đặc tính đàn hồi phi

12


tuyến. Tuy vậy, do công nghệ chế tạo phức tạp, giá thành cao
nên ít dùng.
Có ba phương án lắp đặt lị xo lên ơ tơ là:
- Lắp khơng bản lề (hình 1-3a).
- Lắp bản lề một đầu (hình 1-3b).
- Lắp bản lề hai đầu (hình 1-3c).

Hình 1-3 Các sơ đồ lắp đặt lị xo trong hệ thống treo.
a- Khơng có bản lề; b- Bản lề một đầu; c- Bản lề hai đầu.
Khi lắp khơng bản lề, lị xo sẽ bị cong khi biến dạng làm

xuất hiện các lực bên và mơ men uốn tác dụng lên lị xo, khi lắp
bản lề một đầu thì mơ men uốn sẽ triệt tiêu, khi lắp bản lề hai
đầu thì cả mơ men uốn và lực bên đều bằng khơng.
Vì thế trong hai trường hợp đầu, lò xo phải lắp đặt thế nào
để ở trạng thái cân bằng tĩnh mômen uốn và lực bên đều bằng
khơng. Khi lị xo bị biến dạng max, lực bên và mô men uốn sẽ
làm tăng ứng suất lên khoảng 20% so với khi lò xo chỉ chịu lực
nén max.
Lò xo được định tâm trong các gối đỡ bằng bề mặt trong.
Giữa lò xo và bộ phận định tâm cần có khe hở khoảng
(0,02÷0,025) đường kính định tâm để bù cho sai số do chế tạo
khơng chính xác.
Để tránh tăng ma sát giữa các vòng lò xo và vành định
tâm, chiều cao của nó cần phải lấy bằng 1÷1,5 đường kính sợi
dây lị xo và các vịng lị xo không được chạm nhau ở tải trọng
bất kỳ.
c. Thanh xoắn:
Thanh xoắn được dùng ở một số ô tô du lịch và tải nhỏ. Nó
có những ưu - nhược điểm sau:
- Kết cấu đơn giản, khối lượng phần không được treo nhỏ.
13


- Tải trọng phân bố lên khung tốt hơn (khi thanh xoắn bố
trí dọc) 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.
- Chế tạo khó khăn hơn.
- Bố trí lên xe khó hơn do thanh xoắn thường có chiều dài
lớn.

Đặc điểm kết cấu: thanh xoắn có thể có tiết diện trịn
(hình1-4a,b) hay tấm (hình 1-4c), lắp đơn (hình 1-4e) hay ghép
chùm (hình 1-4d). Phổ biến nhất là loại trịn vì chế tạo đơn giản,
có khả năng tăng độ bóng bề mặt để tăng độ bền. Loại tấm chế
tạo cũng đơn giản và cho phép giảm độ cứng tuy khối lượng có
tăng lên. Thanh xoắn ghép chùm thường sử dụng khi kết cấu bị
hạn chế về chiều dài. Thanh xoắn được lắp nối lên khung và với
bánh xe (qua các đòn dẫn hướng) bằng các đầu then hoa. Then
hoa thường có dạng tam giác với góc giữa các mặt then bằng
90O.

Hình1-4 Các dạng kết cấu của thanh xoắn.
d. Phần tử đàn hồi loại khí nén:
Phần tử đàn hồi khí nén được dùng ở một số ô tô du lịch
cao cấp hoặc trên các xe có trọng lượng phần được treo thay đổi
lớn như các ô tô khách và tải cỡ lớn. Nó có những ưu - nhược
điểm sau:
- Bằng cách thay đổi áp suất khí, có thể tự động điều chỉnh
độ cứng của hệ thống treo sao cho độ võng và tần số dao động
riêng của phần được treo là không đổi với các tải trọng tĩnh
khác nhau (đặc tính phi tuyến).

14


- Cho phép điều chỉnh vị trí của thùng xe đối với mặt
đường. Đối với hệ thống treo độc lập cịn có thể điều chỉnh
khoảng sáng gầm xe.
- Khối lượng nhỏ, làm việc êm dịu.
- Khơng có ma sát trong phần tử đàn hồi.

- Tuổi thọ cao.
- Kết cấu phức tạp, đắt tiền.
- Kích thước cồng kềnh.
- Phải dùng bộ phận dẫn hướng và giảm chấn độc lập.
Kết cấu: phần tử đàn hồi có thể có dạng bầu trịn (hình 15) hay dạng ống (hình 1-6). Vỏ bầu cấu tạo gồm hai lớp sợi cao
su (ni lông hay capron), mặt ngồi phủ một lớp cao su bảo vệ,
mặt trong lót một lớp cao su làm kín. Thành vỏ dày từ 3÷5 mm.
Loại bầu có thể có từ 1 đến 3 khoang phân cách bởi các đai xiết
bằng thép. Vành bầu có các lõi thép tăng bền và được kẹp chặt
đến các mặt bích hay piston bằng các vịng kẹp.

Hình 1-5 Phần tử đàn hồi khí nén

Hình 1-6 Phần tử

đàn hồi khí nén
loại bầu.

loại ống.

1- Vỏ bầu; 2- Đai xiết; 3- Vịng kẹp;

1- Piston; 2- Ống

lót; 3- Bulơng;
4- Lõi thép tăng bền.

4,7- Bích kẹp; 5- Ụ

cao su; 6- Vỏ

bọc; 8- Đầu

nối; 9- Nắp bầu.

15


Áp suất khí nén trong phần tử đàn hồi ứng với tải trọng
tĩnh bằng (0,5÷0,6) MPa. Áp suất này cần thấp hơn áp suất làm
việc của hệ thống cung cấp từ (0,1÷0,2) MPa để đảm bảo áp
suất dư trong trường hợp ô tô quá tải.
Loại ống so với loại bầu trịn có ưu - nhược điểm:


Ứng với cùng một tải trọng thì nó có kích thước và khối
lượng nhỏ hơn.



Cho phép nhận được đặc tính đàn hồi yêu cầu bằng cách
tạo biên dạng piston thích hợp.



Cho phép độ nghiêng lệch lớn và khơng u cầu lắp đặt
chính xác cao, vì có khả năng tự định tâm theo piston.



Ma sát trong lớn hơn nên độ bền giảm.



Chịu tải lớn và điều kiện làm việc phức tạp hơn.
e. Phần tử đàn hồi thuỷ khí:
Phần tử đàn hồi thuỷ khí được sử dụng trên các xe có tải

trọng lớn hoặc rất lớn. Ngồi các ưu điểm tương tự như phần tử
đàn hồi khí nén, phần tử đàn hồi thuỷ khí cịn có các ưu - nhược
điểm:


Có đặc tính đàn hồi phi tuyến.



Đồng thời làm được nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn.



Kích thước nhỏ gọn hơn vì áp suất làm việc cao hơn (đến 20
MPa).



Kết cấu phức tạp, đắt tiền.



Yêu cầu độ chính xác chế tạo cao.



Nhiều đệm làm kín.
Kết cấu: do áp suất làm việc cao nên phần tử đàn hồi thuỷ

khí có kết cấu kiểu xylanh kim loại và piston dịch chuyển trong
đó. Xylanh được nạp dầu như thế nào để khơng khí khơng trực
tiếp tiếp xúc với piston. Tức là áp suất được truyền giữa piston
và khí nén thơng qua mơi trường trung gian là lớp dầu. Dầu
đồng thời có tác dụng giảm chấn khi tiết lưu qua các lỗ và van
bố trí kết hợp trong kết cấu.

16


Phần tử đàn hồi thuỷ khí có thể phân ra các loại: có khối
lượng khí khơng đổi hay thay đổi. Có hay khơng có buồng đối
áp. Khơng điều chỉnh hay điều chỉnh được.
Phần tử đàn hồi thuỷ khí khơng có buồng đối áp là
loại có kết cấu đơn giản nhất (hình 1-7).

Hình 1-7 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
1-7a), trong cần piston (hình 1-7b) hay trong bầu hình cầu (hình
1-7c và 1-7d).
Phần tử đàn hồi thuỷ khí có buồng đối áp kết cấu như trên
hình 2-8. Buồng đối áp chứa khí trơ II được bố trí trên cần
piston. Buồng đối áp cho phép thay đổi đặc tính của phần tử

đàn hồi trong giới hạn rộng nhờ đảm bảo một tổ hợp xác định
giữa thể tích và áp suất khí trong buồng khí chính và buồng đối
áp.

Hình1-8 Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại có buồng đối áp.
Các lỗ tiết lưu sử dụng để dập tắt dao động (giảm chấn) có
thể bố trí trong piston, trên vách ngăn của khoang chính hay
khoang đối áp.
17


Khí nén chỗ tiếp xúc với chất lỏng bị hồ trộn một phần
vào nó khi áp suất cao và tách ra khỏi chất lỏng khi áp suất
thấp. Vì thế đối với loại hệ thống treo điều chỉnh được, người ta
sử dụng phần tử đàn hồi với piston hay vách ngăn mềm để
tránh khơng cho khí nén thốt ra cùng với chất lỏng khi điều
chỉnh. Áp suất ở hai phía vách ngăn xấp xỉ bằng nhau, vì thế tải
trọng tác dụng lên nó trong thời gian làm việc khơng lớn.
1.2. Bộ phận dẫn hướng.
Hệ thống treo cho phép các bánh xe dịch chuyển thẳng
đứng, ở mỗi vị trí của nó so với thân xe, bánh xe phải đảm nhận
khả năng truyền lực đầy đủ, thực hiện nhiệm vụ “chuyển động
bánh xe” của ôtô. Bộ phận dẫn hướng phải làm tốt chức năng
này. Với mỗi hệ thống treo, bộ phận dẫn hướng có cấu tạo khác
nhau và chúng tạo nên các quan hệ: động học (quy luật dịch
chuyển vị trí bánh xe), động lực học (quy luật truyền lực và
mômen ở các vị trí của bánh xe đối với khung xe).
Ở hệ thống treo phụ thuộc nếu phần tử đàn hồi là nhíp lá
thì nhíp sẽ đảm nhận ln vai trị của bộ phận hướng (hình 19g). 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 1-9e).
Do các bánh xe được nối với nhau bởi dầm cầu liền, nên
khi một trong các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng sẽ làm cho
mặt phẳng quay của các bánh xe thay đổi, nghiêng đi một góc
λ, đồng thời vết bánh xe cũng thay đổi một lượng ΔB khá lớn
(hình 1-10).

18


Hình 1-9 Sơ đồ bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc.
Sự thay đổi góc nghiêng của mặt phẳng quay bánh xe sẽ
làm xuất hiện các mômen con quay. Các mômen con quay này
sẽ làm cho cầu bị xoay đi và các bánh xe dẫn hướng dao động
xung quanh trụ quay đứng. Đặc biệt ở tốc độ lớn, các bánh xe
dẫn hướng dao động mạnh có thể làm xe mất tính điều khiển.
Sự thay đổi vết bánh xe ΔB, gây trượt ngang bánh xe làm mịn
lốp và giảm tính ổn định.
Trong hệ thống treo độc lập, bộ phận đàn hồi và bộ phận
hướng được làm riêng rẽ. Bộ phận đàn hồi thường là các lò xo
trụ hay thanh xoắn, còn bộ phận hướng là các thanh đòn được
làm theo một số sơ đồ như trên hình 1-11 dưới đây.

Hình 1-10 Hiện tượng dao động bánh xe dẫn hướng
do mômen con quay khi bánh xe dịch chuyển thẳng đứng.
19


a-Bánh xe lên mấp mô; b- Mômen con quay; c- Dao động bánh
xe dẫn hướng.

Hình 1-11 Sơ đồ bộ phận hướng hệ thống treo độc lập.
I- Loại 1 đòn; II- Loại hai đòn chiều dài bằng nhau;
IIIvà IV- Loại 2 địn chiều dài khác nhau;
Đối với loại một địn (hình 1-11a), khi bánh xe dao động
các hiện tượng xảy ra tương tự như ở hệ thống treo phụ thuộc
tức là ΔB và λ lớn. Vì thế nó thường sử dụng ở cầu sau không
dẫn hướng mà không sử dụng ở cầu trước dẫn hướng. Muốn
giảm ΔB và λ phải tăng chiều dài địn dẫn đến khó bố trí.
Loại hai địn chiều dài bằng nhau (hình 1-11b), loại trừ
được hồn tồn sự thay đổi góc nghiêng của mặt phẳng quay
bánh xe. Tuy vậy sự thay đổi chiều rộng vết ΔB vẫn khá lớn, gây
mịn lốp và giảm tính ổn định ngang của xe.
Loại hai địn chiều dài khác nhau (hình 1-11c và 1-11d) là
loại được sử dụng phổ biến nhất. Lúc này tuy góc nghiêng mặt
phẳng quay vẫn thay đổi nhưng với giá trị nhỏ khoảng 5 6O,
nên mơmen con quay sinh ra không thắng được mômen ma sát
trong hệ thống để làm dao động các bánh xe dẫn hướng. Lượng
thay đổi chiều rộng cơ sở ΔB cũng nhỏ hơn, có thể được bù lại
bởi sự đàn hồi của lốp nên khơng gây ra hiện tượng trượt lốp
trên mặt đường.
Loại địn - ống hay Macpherxơn (hình 1-12) hiện nay được
sử dụng rất rộng rãi, đặc biệt trên các ô tô du lịch sản xuất loạt
lớn hay các ô tô tải trọng lớn với phần tử đàn hồi thuỷ khí. Đây
thực chất là một kết cấu biến thể của loại hai đòn chiều dài
khác nhau với chiều dài địn trên bằng khơng, trụ quay đứng
hay thanh nối hai đòn được làm dưới dạng ống lồng thay đổi
20

được độ dài để đảm bảo động học của bánh xe. Đặc điểm đó
cho phép bố trí ln giảm chấn (hình 1-12a) hay phần tử đàn
hồi thuỷ khí (hình 1-12b) vào kết cấu trụ quay đứng hay thanh
nối. Nhờ đó đơn giản được kết cấu, giảm được số lượng khâu
khớp và giảm được khối lượng cũng như không gian bố trí hệ
thống treo. Nhược điểm của kết cấu này là yêu cầu chất lượng
chế tạo ống trượt cao, các thông số động học kém hơn so với
loại hai đòn chiều dài khác nhau.

Hình 1-12 Hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại đòn ống.
1,10-lốp xe;2,6- nối với khung xe;3,7- xilanh thuỷ lực;4,8- nối
với gầm xe;5- lò xo;
Sơ đồ hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại nến như
trên hình 1-13. Kết cấu này đảm bảo cho góc đặt trụ đứng và
bởi vậy góc đặt bánh xe khơng thay đổi khi bánh xe dịch
chuyển. Do đó loại trừ khả năng xuất hiện mômen con quay gây
ra dao động bánh xe quanh trụ quay.

Hình 1-13 Sơ đồ hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại
nén.
21


1.lốp xe;2 lò xo;3 ống dẫn hướng
Chiều dài và chiều rộng cơ sở của xe thay đổi không đáng
kể (chủ yếu do độ nghiêng dọc và ngang của chốt gây ra). Tuy
vậy sử dụng hệ thống treo loại này trên ơ tơ gặp nhiều khó khăn
vì khó bố trí và khó giảm ma sát ở bộ phận hướng.
1.3. Bộ phận giảm chấn.
Trên ôtô ngày nay thường sử dụng giảm chấn ống thuỷ lực

có tác dụng hai chiều (trả và nén). Ở hành trình bánh xe dịch
chuyển đến gần khung vỏ (gọi là hành trình nén của giảm
chấn), giảm chấn giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe
lên khung. Ở hành trình bánh xe đi xa khung vỏ (gọi là hành
trình trả của giảm chấn), giảm chấn giảm bớt xung lực va đập
của bánh xe trên nền đường, tạo điều kiện đặt êm bánh xe trên
nền và giảm bớt phản lực truyền ngược từ mặt đường tới thân
xe. Các giảm chấn ống hiện đang dùng bao gồm:
- Theo kết cấu, có: giảm chấn loại địn và loại ống.
- Theo tỷ số giữa các hệ số cản nén K n và hệ số cản trả Kt,
giảm chấn được chia ra các loại: tác dụng một chiều, tác dụng
hai chiều đối xứng, tác dụng hai chiều không đối xứng.
Hiện nay phổ biến nhất là loại giảm chấn ống tác dụng hai
chiều có đặc tính khơng đối xứng và có van giảm tải. Tỷ số K t/Kn
= 2÷5. Hệ số cản nén được làm nhỏ hơn nhằm mục đích giảm
lực truyền qua giảm chấn lên khung khi bánh xe gặp chướng
ngại vật.
Giảm chấn ống được bố trí trên ơ tơ như trên hình 1-14. Do
được bố trí như vậy nên lực tác dụng lên piston giảm chấn nhỏ
và điều kiện làm mát giảm chấn rất tốt.

22


Hình 1-14 Sơ đồ bố trí giảm chấn ống.
1- Giảm chấn; 2- Lò xo.3- lốp xe.4- đòn ngang.5-bộ truyền lực
Áp suất làm việc pmax của giảm chấn ống chỉ khoảng (6÷8)
MPa, thành giảm chấn ống mỏng hơn nên nhẹ hơn giảm chấn
đòn khoảng 2 lần.
Kết cấu và chế tạo giảm chấn ống cũng đơn giản hơn nên

hiện nay giảm chấn ống được sử dụng rộng rãi trên tất cả các
loại ô tô.
Giảm chấn ống loại hai ống (hình 1-15a):
- Trên piston có hai dãy lỗ khoan theo các vịng trịn đồng
tâm. Dãy lỗ ngồi được đậy phía trên bởi đĩa của van thơng 1.
Dãy lỗ trong được đậy phía dưới bởi van trả 2. Trên piston có
một lỗ tiết lưu 6 thường xuyên mở.
- Trên đáy xylanh cũng được làm các dãy lỗ: dãy lỗ ngồi
được che phía trên bởi đĩa của van hút 3, dãy lỗ trong được che
phía dưới bởi van nén 4.
- Giữa hai ống của giảm chấn có khe hở tạo nên một buồng
chứa phụ cịn gọi là buồng bù, để chứa dầu khi giảm chấn làm
việc.
Nguyên lý làm việc:
- Nén nhẹ: piston dịch chuyển xuống dưới với tốc độ nhỏ.
Dầu được ép từ khoang dưới, qua các lỗ tiết lưu 6 và van thông
1 đi lên khoang trên. Do thể tích piston giải phóng ở khoang
trên nhỏ hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển xuống dưới
(do ở khoang trên có thêm cần piston). Nên một phần dầu phải
23


chảy qua khe tiết lưu 5 trên van 4, đi sang buồng bù của giảm
chấn.

Hình 1-15 Giảm chấn ống.
a- Giảm chấn ống loại hai ống; b- Giảm chấn ống loại một ống.
1.piston;2 trục; 3. đệm kín;4.van;5 khoang dầu xả;6 bulơng;7
thân xilanh;8. đệm kín;10.vỏ; 11.khoang dầu;12 đệm kín;13 lị
xo; 14 đai ốc khố;15 roăng làm kín;16 đế lị xo

- Trả nhẹ: piston dịch chuyển lên trên với tốc độ nhỏ. Dầu
được ép từ khoang trên, qua các lỗ tiết lưu 6 đi xuống khoang
dưới. Do thể tích piston giải phóng ở khoang dưới lớn hơn thể
tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển lên trên (do ở khoang trên
có thêm cần piston). Nên dầu từ khoang trên chảy xuống không
đủ bù cho thể tích piston giải phóng ở khoang dưới. Lúc này
giữa khoang dưới và buồng bù có độ chênh áp. Vì thế dầu từ
buồng bù chảy qua van hút 3 vào khoang dưới piston để bù cho
lượng dầu còn thiếu.

24


- Trả mạnh: piston dịch chuyển lên trên với tốc độ lớn. Áp suất
trong khoang trên piston tăng cao ép lò xo mở van trả 2 ra cho
dầu đi qua dãy lỗ trong xuống khoang dưới. Nhờ thế sức cản
giảm chấn giảm đột ngột, hạn chế bớt lực tác dụng lên cần
giảm chấn.
So với giảm chấn loại hai ống có cùng đường kính ngồi,
thì giảm chấn loại một ống (hình 1.15b) có khối lượng nhỏ hơn
(20%÷40%), số lượng chi tiết ít hơn (15÷22 so với 45÷55), đặc
tính ổn định hơn. Vì thế giảm chấn loại này ngày càng được sử
dụng rộng rãi.
Giảm chấn loại một ống (hình 1-15b) có buồng bù 1 chứa
đầy Nitơ với áp suất 2÷3 MPa, ngăn cách với khoang chứa dầu
bởi piston tùy động 2 có các vịng làm kín. Ở một số kết cấu
khác có thể dùng màng ngăn thay cho piston. Trên piston, ngoài
các lỗ hay khe tiết lưu cịn có cả van nén và van trả.
Nguyên lý làm việc của giảm chấn một ống tương tự như
giảm chấn hai ống, chỉ khác là khi giảm chấn làm việc khơng có

chất lỏng chảy sang buồng bù mà thể tích buồng bù chứa khí,
sẽ thay đổi tương ứng để bù cho sự chênh lệch thể tích giữa
khoang trên và dưới piston.
1.4. Thanh ổn định ngang.
Thanh ổn định ngang có tác dụng làm giảm góc nghiêng
ngang thân xe, tức là làm tăng tính chất chuyển động ổn định
của ôtô. Trong ôtô, thanh ổn định ngang thường thấy trên cả hai
đầu của ôtô buýt, cầu trước (đôi khi cả trên cầu sau) của ôtô tải.
Cấu tạo chung thanh ổn định có dạng chữ U, làm việc
giống như một thanh xoắn đàn hồi. Có hai dạng bố trí:
- Các đầu chữ U nối với bánh xe (dầm cầu), còn thân thanh
ổn định nối với thân xe nhờ các ổ đỡ bằng cao su.
- Trên một số ơtơ có dạng bắt ngược lại: hai đầu của chữ U
nối với thân xe, thân thanh ổn định ngang nối với dầm cầu
cứng.
Thanh ổn định ngang chỉ chịu xoắn khi có sự sai lệch lực
tác dụng lên hai đầu (gây xoắn) của nó.
25