TỔNG QUAN CÁC LOẠI HỆ THỐNG TREO
Những vấn đề chung của hệ thống treo
- Tiếp nhận và dập tắt dao động đảm bảo tính êm dịu trong chuyển động của xe Truyền lực và momen giữa bánh xe và khung xe
- Truyền lực dẫn động và truyền lực phanh
- Đỡ thân xe tạo điều kiện cho xe chuyển động theo phương thẳng đứng, hạn chế những chuyển động không mong muốn như lắc theo phương ngang, phương dọc
Hệ thống treo là liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra sự đàn hồi Chức năng chính của mối liên kết treo là đảm bảo sự ổn định và thoải mái khi di chuyển, giúp giảm thiểu tác động từ bề mặt đường lên xe.
Để đảm bảo bánh xe chuyển động êm ái theo phương thẳng đứng với khung xe hoặc vỏ xe, cần tạo điều kiện thuận lợi cho sự dao động nhẹ nhàng Điều này giúp hạn chế tối đa các chuyển động không mong muốn như lắc ngang và lắc dọc của bánh xe.
+ Truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng, lực dọc và lực bên
Xác định động học chuyển động của bánh xe là rất quan trọng trong việc phân tích lực kéo và lực ma sát giữa mặt đường và bánh xe Các lực bên và mômen phản lực tác động lên gầm và thân xe cần được xem xét để hiểu rõ hơn về hiệu suất và ổn định của phương tiện.
+ Dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do mặt đường không bằng phẳng
Khi ô tô di chuyển, lốp xe đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và giảm thiểu rung động, dao động cũng như va chạm, nhằm bảo vệ hành khách và hành lý, đồng thời nâng cao tính ổn định của xe.
Trên hệ thống treo, mối liên kết giữa khung xe và khung vỏ cần phải vừa mềm mại vừa đủ khả năng truyền lực, đảm bảo đáp ứng các yêu cầu chính sau đây.
+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sự dụng theo tính năng kỹ thuật của xe (xe chạy trên các loại đường khác nhau)
+ Bánh xe có thể dịch chuyển trong một thời hạn nhất định
Quan hệ động học của bánh xe cần được thiết lập hợp lý để đảm bảo rằng hệ thống treo thực hiện tốt chức năng làm mềm theo phương thẳng đứng, đồng thời không làm ảnh hưởng đến các quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe.
+ Không gây nên tải trọng lớn các mối liên kết với khung, vỏ
Xe con (minibus) cần đảm bảo độ tin cậy cao, độ bền tốt và không gặp hư hỏng bất thường Đặc biệt, hệ thống treo phải có giá thành hợp lý và độ phức tạp không quá lớn để dễ dàng bảo trì và vận hành.
Bánh xe được thiết kế với khả năng chống rung và chống ồn hiệu quả, giúp giảm thiểu tác động lên khung và vỏ xe Điều này đảm bảo tính ổn định và khả năng điều khiển của ô tô khi di chuyển ở tốc độ cao, mang lại trải nghiệm lái nhẹ nhàng và an toàn.
Cấu tạo của hệ thống treo
Hệ thống treo của xe thường bao gồm ba thành phần cơ bản: bộ phận đàn hồi, bộ phận giảm chấn và bộ phận dẫn hướng Mỗi bộ phận này có cấu tạo và nhiệm vụ riêng, nhưng tất cả đều nhằm mục đích giảm thiểu dao động, giúp xe di chuyển êm ái hơn trên những đoạn đường gồ ghề.
Truyền lực thẳng đứng, lực đẩy và lực phanh của ô tô là những yếu tố quan trọng trong việc giảm tải trọng động khi ô tô di chuyển trên đường không bằng phẳng, giúp dập tắt chấn động và đảm bảo sự êm ái trong quá trình di chuyển Hệ thống treo sử dụng các phần tử đàn hồi, có thể là kim loại như lò xo lá, lò xo trụ, thanh xoắn, hoặc phi kim loại như cao su, khí nén, thủy lực, và có thể kết hợp nhiều loại phần tử đàn hồi khác nhau Bộ phận đàn hồi trong hệ thống treo được thiết kế với nhiều kiểu dáng cơ bản nhằm tối ưu hóa hiệu suất và sự ổn định của ô tô.
Chi tiết đàn hồi lắp đặt trên ô tô, đặc biệt là trong các dòng xe tải, có chức năng giảm xóc hiệu quả Nó được cấu tạo từ các tấm thép đàn hồi được ghép lại với nhau, giúp cải thiện khả năng vận hành và tăng cường sự thoải mái cho người lái và hành khách.
Hình 1 1 Đàn hồi dùng nhíp Ưu điểm:
Có độ cứng vững và bền cao được dùng trong hàng loạt các loại xe tải Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, sửa chữa và giá thành rẻ
Chuyển động êm dịu của phương tiện bị ảnh hưởng bởi trọng lượng nặng, khiến việc bố trí nhíp ở bánh trước trở nên khó khăn Để đảm bảo độ võng tĩnh và độ vọng động lớn, nhíp cần phải dài, nhưng việc này lại làm tăng độ phức tạp trong bố trí Ngoài ra, do nội ma sát, nhíp gặp khó khăn trong việc hấp thụ những dao động nhỏ từ mặt đường, dẫn đến khả năng êm dịu bị giảm.
Tổng quan về lá nhíp ở cầu sau xe:
Nhíp lá là bộ phận quan trọng kết nối bánh xe với khung xe, giúp giảm tải trọng động từ bánh xe lên thùng xe, đảm bảo sự êm ái trong quá trình di chuyển.
Bó nhíp được cấu tạo từ các lá thép cong, được sắp xếp theo thứ tự từ ngắn đến dài Đặc tính của nhíp cho thấy rằng khi tải trọng tác động tăng lên, biến dạng của nhíp cũng tăng theo quy luật tuyến tính.
Bó nhíp được cấu tạo từ các lá thép có chiều dài khác nhau, sắp xếp từ ngắn đến dài Các lá thép được gắp lại với nhau bằng kẹp và bu lông Hai đầu của bó nhíp có mắt lắp và quang treo để kết nối với khung xe.
5-mắt lắp với thân xe
Hình 1 3 Các loại lò xo trụ
Hình 1 2 Cấu tạo đàn hồi lá nhíp
Lò xo trụ thường được dùng phổ biến trên ô tô du lịch với hệ thống treo độc lập Nó có thể có tiết diện vuông hoặc tròn
Lò xo trụ được chế tạo từ dây thép lò xo đặc biệt, nổi bật với khả năng chịu tải va đập và thay đổi liên tục mà không bị biến dạng dẻo, đồng thời có giới hạn bền mỏi cao Khi chịu tải, dây lò xo sẽ xoắn do bị nén, giúp dự trữ năng lượng ngoại lực và giảm thiểu va đập Lò xo này thường được sử dụng trong hệ thống treo độc lập của xe du lịch, mang lại nhiều ưu điểm cho hiệu suất và độ bền của phương tiện.
Lò xo có kết cấu đơn giản và kích thước nhỏ gọn, đồng thời nhẹ hơn so với lá nhíp khi cùng độ cứng và độ bền Ngoài ra, lò xo còn có độ bền và tuổi thọ cao hơn, mang lại hiệu quả sử dụng tốt hơn.
Khi làm việc lò xo không có nội ma sát như nhíp nên phải đi kèm với giảm chấn để dập tắt dao động nhanh hơn
Hình 1 4 Sơ đồ bố trí lò xo trụ trên xe
Thanh xoắn là một thanh bằng thép lò xo, dùng tính đàn hồi của nó để cản lại
"Sự lắc" của xe thường xuất hiện ở các dòng xe du lịch, và thanh xoắn, với kết cấu đơn giản nhưng bố trí phức tạp do chiều dài lớn, đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định xe Ngoài việc giảm thiểu sự lắc, thanh xoắn còn có thể được sử dụng như thanh ổn định, mang lại nhiều ưu điểm cho hiệu suất vận hành của xe.
Hệ thống treo với giá thành rẻ và dễ chế tạo, có trọng lượng nhỏ, mang lại khả năng hấp thụ năng lượng lớn hơn so với các phần tử đàn hồi khác Điều này giúp hệ thống treo trở nên nhẹ hơn và đơn giản hơn.
Không có khả năng kiểm soát dao động nên cần có hệ thống giảm chấn đi kèm
Hình 1 6 Bộ phận dẫn hướng
Bộ phận dẫn hướng trong hệ thống treo đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất hoạt động của hệ thống treo trên xe ô tô.
Khi xe di chuyển trên đường mấp mô hoặc quay vòng, lực ly tâm làm thay đổi độ nghiêng của xe do sự biến động của phản lực thẳng đứng từ hai bánh xe Thanh ổn định giúp cân bằng tải trọng giữa hai bên, giảm thiểu sự chênh lệch phản lực thẳng đứng trên các bánh xe.
Bộ phận dẫn hướng của hệ treo xe có cấu tạo hình chữ U, với một đầu nối vào phần không treo và đầu còn lại kết nối với thân vỏ xe, sử dụng ổ đỡ bằng cao su Chức năng chính của bộ phận này là truyền tải các lực dọc, lực ngang và mô men từ bánh xe lên khung hoặc thân xe Cấu tạo có thể thay đổi tùy thuộc vào hệ thống treo, có thể là treo độc lập hoặc phụ thuộc, với các thành phần đàn hồi như nhíp, lò xo hoặc thanh xoắn Mối quan hệ động học giữa bánh xe và khung xe khi thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng là rất quan trọng, cùng với khả năng truyền lực ở mỗi vị trí được gọi là quan hệ động lực học của hệ treo.
Thanh ổn định chia làm 2 loại:
Thanh ổn định bị động: điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí
Thanh ổn định chủ động (tích cực): có mô tơ điện hoặc dòng dầu thủy lực
Trên ô tô bộ phận giảm chấn thường được dùng với mục đích sau:
- Giảm và dập tắt các va đập truyền lên khung và các bánh xe lăn trên đường mấp mô nhằm bảo vệ bộ phận đàn hồi và tiện ích
- Đảm bảo dao động của phần không được treo (thân xe) ở mức độ thấp nhất
Nâng cao tính chuyển động của xe là yếu tố quan trọng, bao gồm khả năng thay đổi tốc độ và điều khiển các lực momen tác dụng Theo cấu tạo, bộ phận giảm chấn được chia thành hai loại chính: giảm chấn đơn và giảm chấn kép.
Hình 1 7 Một số thanh ổn định bị động
Hình 1 8 Một số thanh ổn định chủ động
1.2.3.1 Giảm chấn kiểu ống đơn:
Hình 1 9 Cấu tạo giảm chấn kiểu ống đơn
Các Loại Hệ Thống Treo
Hiện nay trên thị trường, có 3 dòng hệ thống treo thông dụng sau đây
1.3.1 Hệ thống treo phụ thuộc
Hệ thống treo phụ thuộc được kết nối với thân xe qua thanh dầm cầu, cho phép bánh xe di chuyển và ảnh hưởng lẫn nhau Một số loại hệ thống treo phụ thuộc phổ biến hiện nay bao gồm hệ thống treo liên kết Satchell, lá nhíp và liên kết watt.
Hệ thống treo phụ thuộc có cấu trúc đơn giản, bền bỉ và khả năng chịu tải tốt, rất phù hợp cho ô tô tải và ô tô con với khung vỏ rời Việc bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống này cũng dễ dàng Tuy nhiên, nhược điểm của nó là khối lượng phần không được treo lớn, dẫn đến khả năng êm dịu và ổn định kém, gây ra hiện tượng rung động cho xe.
In popular SUVs like the Toyota Fortuner, Chevrolet Trailblazer, and Ford Everest, as well as in pickup trucks sharing the same chassis, such as the Toyota Hilux and Ford Ranger, a dependent suspension system is utilized at the rear axle.
1.3.2 Hệ thống treo độc lập
Hệ thống treo độc lập khác biệt với hệ thống treo phụ thuộc ở chỗ hai bánh răng được tách biệt, cho phép chúng di chuyển tự do mà không ảnh hưởng đến nhau Các kiểu hệ thống treo độc lập phổ biến hiện nay bao gồm Macpherson, đa liên kết và tay đòn kép Nhờ vào thiết kế này, phần không được treo nhỏ giúp tăng cường khả năng bám đường và mang lại sự êm dịu trong chuyển động Thêm vào đó, việc không sử dụng dầm cầu liền nối với thân xe cho phép bố trí trọng tâm thấp hơn, cải thiện hiệu suất lái xe.
Nhược điểm của hệ thống treo độc lập là có cấu trúc và thành phần phức tạp, sửa chữa bảo dưỡng phức tạp, tốn chi phí hơn
Các kiểu hệ thống treo độc lập phổ biến hiện nay
1.3.2 1 Kiểu hệ thống treo MacPherson (1 càng chữ A) Ưu điểm:
- Thiết kế đơn giản hơn so với những loại hệ thống treo độc lập khác
- Tương đối nhẹ và nhỏ gọn (cấu tạo chỉ gồm giảm xóc, lò xo, cánh tay điều chỉnh hướng và đệm cao su giảm chấn)
- Tiết kiệm được diện tích cho các thành phần truyền động khác nên đặc biệt thích hợp với những xe dẫn động cầu trước (FWD)
- Độ ma sát và mài mòn của bộ phận giảm chấn được giảm, do đó không phải bảo trì quá nhiều
Hình 1 11 Hệ thống treo macpherson
Độ chụm và góc đặt bánh xe không ổn định khiến cho bánh xe và thân xe lắc ngang so với mặt đường, điều này không phù hợp với những xe yêu cầu cao về trải nghiệm lái.
– Độ chụm của xe dễ bị lệch hơn và chủ xe cần đi kiểm tra góc đặt bánh xe nhiều hơn
1.3.2.2 Kiểu hệ thống treo tay đòn kép (2 càng chữ A) gồm ba bộ phận lò xo, giảm xóc giảm chấn và bộ phận điều hướng Điểm khác biệt so với hệ thống treo MacPherson là bộ phận điều hướng bao gồm hai thanh dẫn hướng trong đó thanh ở trên thường có chiều dài ngắn hơn Được dùng phổ biến ở hệ thống treo trước của xe tải nhỏ, hệ thống treo trước và treo sau ở các xe du lịch
Khi xe vào cua, bánh xe lăn theo đường cong và nhún dao động Do tay đòn ngắn hơn, bánh xe không bị ngửa ra ngoài, giúp quá trình quay vòng trở nên ổn định hơn.
Hình 1 12 Hệ thống treo macpherson 2 càng chữ A Ưu điểm:
–Khoảng cách bánh xe không thay đổi nên hạn chế được mòn lốp
– Góc đặt bánh xe được ổn định, hạn chế lắc ngang thân xe khi vào cua, qua đó giúp cảm giác lái của xe tốt hơn
– Tạo sự linh hoạt trong việc sắp xếp các thành phần như lò xo, giảm chấn,…giúp dễ dàng điều chỉnh động học của hệ thống treo
– Dễ dàng điều chỉnh động học của hệ thống treo, qua đó tối ưu hóa quá trình vận hành của xe
– Cấu tạo gồm nhiều thành phần và phức tạp hơn so với MacPherson
–Giá cao hơn, khâu sửa chữa và bảo dưỡng cũng tốn nhiều thời gian và công sức hơn
1.3.2.3 Kiểu hệ thống treo đa liên kết
Hệ thống treo đa liên kết là hệ thống dùng tới ba, bốn thậm chí năm thanh điều hướng khác nhau hoặc kết hợp với càng chữ A
Hiện nay, các hãng xe đều phát triển các hệ thống treo đa liên kết riêng biệt BMW cung cấp các kiểu treo hình chữ Z hoặc treo thể thao 4 thanh, trong khi Honda sử dụng thiết kế đòn chữ A đôi kèm theo một cần điều khiển thứ năm Audi trang bị hệ thống treo trước bốn thanh với kiểu dáng tương tự đòn chữ A đôi, còn Hyundai Genesis nổi bật với hệ thống treo thể thao 5 thanh ở cả phía trước và phía sau.
Việc trang bị nhiều thanh điều hướng giúp cải thiện khả năng di chuyển của xe, đặc biệt khi vào cua hoặc di chuyển trên đường gồ ghề và xấu Hệ thống treo này thể hiện hiệu quả rõ rệt, được coi là giải pháp tối ưu mà các nhà sản xuất áp dụng cho những chiếc xe off-road như G-Class.
Hệ thống treo đa liên kết mang lại nhiều ưu điểm, bao gồm sự đa dạng trong thiết kế và khả năng điều chỉnh các liên kết Điều này giúp cải thiện cảm giác điều khiển và xử lý, vượt trội hơn so với hệ thống tay đòn kép.
- việc phát triển và thiết kế phức tạp
- giá thành trong việc sửa chữa, bảo dưỡng, chế tạo cao
1.3.2.4 Kiểu hệ thống treo khí nén Đây là hệ thống treo hiện đại nhất hiện nay, được áp dụng trên những mẫu xe hạng sang Chi tiết quan trọng nhất là bộ phận giảm chấn sử dụng một bầu hơi bằng cao su bên trong chứa khí Bầu hơi này có thể điều chỉnh áp suất, độ cứng, chiều cao khác nhau tùy vào từng điều kiện đường phố cũng như sở thích của lái xe
Hệ thống treo khí nén bao gồm các thành phần như cảm biến tốc độ, cảm biến độ cao, bộ điều khiển ECU và một số chi tiết khác Thông thường, xe sử dụng hệ thống treo này có ba mức điều chỉnh tương ứng với ba chế độ lái khác nhau.
Chế độ thể thao của xe có hệ thống treo hạ thấp và cứng hơn, giúp xe vận hành ổn định ở tốc độ cao Trong khi đó, chế độ bình thường thiết lập hệ thống treo ở mức vừa phải, mang lại cảm giác êm ái cho việc di chuyển trong phố mà không quá bồng bềnh Cuối cùng, chế độ nâng cao dành cho những chiếc SUV cho phép xe hoạt động hiệu quả trên các mặt đường xấu hoặc trong điều kiện off-road nhẹ.
Hình 1 14 Hệ thống treo khí nén
1.3.3 Hệ thống treo bán độc lập
Hình 1.15 hệ thống treo bán độc lập
Hệ thống treo bán độc lập là sự kết hợp giữa hệ thống treo độc lập và phụ thuộc, giúp khắc phục hầu hết các nhược điểm của từng loại Hệ thống này cho phép hai bánh xe chuyển động tương đối với nhau, mang lại sự linh hoạt và ổn định cho xe Hiện nay, hệ thống treo bán độc lập thường được thiết kế với thanh xoắn kết hợp cùng thanh cân bằng, tạo ra hiệu suất tối ưu cho các phương tiện.
Hệ thống này thường được sử dụng ở cầu sau một số mẫu xe như Toyota Corolla
KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO TRÊN XE
Giới thiệu chung
Giới thiệu về xe toyota vios 2018
Kích thước tổng thể (D x R x C) (mm)
Chiều rộng cơ sở (Trước/Sau) (mm)
Khoảng sáng gầm xe (mm) 133
Bán kính vòng quay tối thiểu (m)
Trọng lượng không tải (kg) 1103
Trọng lượng toàn tải (kg) 1500
Mã động cơ 2NR – FE
4 xy lanh thẳng hàng, 16 van DOHC,
Dung tích xi- lanh (cc) 1496
Loại nhiên liệu Xăng không chì
Công suất tối đa(hp(kW)/rpm) 79 (107)/6000
Mô-men xoắn tối đa (Nm/rpm) 140/4200
Hộp số Hộp số tự động vô cấp/CVT trợ lực lái Điện
(trước / sau) Độc lập MacPherson / Dầm xoắn
(trước / sau) Đĩa thông gió 15 inch / Đĩa đặc Thông số bánh xe 185/60R15
Cụm đèn trước sử dụng công nghệ Halogen, bao gồm đèn chiếu sáng, đèn sương mù phía trước, đèn báo rẽ, đèn vị trí, đèn phanh, đèn lùi và đèn báo phanh trên cao.
Gương chiếu hậu bên ngoài
Tích hợp đèn báo rẽ Có
Cùng màu thân xe Có
Gương chiếu hậu bên trong 2 chế độ: ngày và đêm Ăng-ten
Kiểu 3 chấu, bọc da, mạ bạc Điều chỉnh Chỉnh tay 2 hướng lên xuống Phím bấm tích hợp Điều chỉnh âm thanh
Màn hình hiển thị đa thông tin Có
Ghế lái Chỉnh tay 6 hướng
Ghế hành khách phía trước Chỉnh tay 4 hướng
Hàng ghế sau Gập lưng ghế 60:40
Hệ thống điều hòa Điều hòa Tự động
6 loa AM/FM, MP3, WMA, AAC Kết nối USB/ AUX/ bluetooth
Hệ thống chống bó cứng phanh – ABS Có
Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp – BA Có
Hệ thống phân phối lực phanh điện tử – EBD Có
2.1.2 Giới thiệu hệ thống treo trên xe toyota vios 2018
Hình 2.1 Hệ thống treo trước xe toyota vios 2018
Hệ thống treo trước của TOYOTA VIOS 2018 sử dụng cấu trúc treo Macpherson, bao gồm ba bộ phận chính: lò xo, giảm chấn và càng chữ A Thiết kế nhỏ gọn này không chỉ tối ưu hóa không gian mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí hệ thống truyền lực và khoang hành lý của xe.
Hệ thống treo với cấu tạo nhỏ gọn giúp giảm khối lượng phần không được treo, đồng thời khoảng cách lớn giữa các điểm đỡ giảm thiểu lỗi căn chỉnh góc đặt bánh xe trước Điều này hạn chế các vấn đề do lắp ghép không đúng hoặc sai sót trong quá trình chế tạo Do đó, ngoài việc điều chỉnh độ chụm, việc điều chỉnh góc đặt bánh xe thường không cần thiết.
Hình 2.2 Hệ thống treo sau xe toyota vios 2018
Hệ thống treo sau của xe Vios 2018 là hệ thống treo độc lập dưới dạng thanh xoắn
Hệ thống treo này có cấu tạo đơn giản, với hai bánh xe được kết nối bởi một dằm xoắn và sử dụng lò xo làm phần đàn hồi Do cơ chế hoạt động của nó là cả hai bánh cùng chuyển động, hệ thống treo phụ thuộc sẽ có những ưu điểm và nhược điểm riêng.
Hệ thống treo phụ thuộc có cấu tạo đơn giản và ít chi tiết, giúp dễ dàng trong việc bảo trì bảo dưỡng Độ cứng vững của hệ thống cho phép chịu tải nặng, đồng thời giảm thiểu độ nghiêng của thân xe khi vào đường vòng, mang lại sự ổn định chắc chắn Nhờ vào việc định vị các bánh xe ít thay đổi khi chuyển động lên xuống, lốp xe cũng ít bị hao mòn Hệ thống treo phụ thuộc rất phù hợp cho các dòng xe tải chở hàng nặng và có thể lắp đặt cho trụ bánh sau của nhiều loại xe phổ biến, bao gồm cả xe con.
Hệ thống treo cứng nhắc và khối lượng không được treo lớn làm giảm độ êm dịu cho mỗi bánh xe Sự ảnh hưởng qua lại giữa các bánh xe trái và phải thông qua dầm cầu khiến xe dễ bị rung lắc, đặc biệt nguy hiểm khi vào cua với tốc độ cao Tình trạng này càng nghiêm trọng hơn trên những đoạn đường trơn trượt, tăng nguy cơ trượt bánh khi vào các khúc cua tay lái.
Cấu tạo hệ thống treo trên xe TOYOTA VIOS 2018
2.2.1 Cấu tạo hệ thống treo trước
Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống treo trước
Hệ thống treo trước trên xe toyota vios 2018 là hệ thống treo Macpherson
Cấu tạo của hệ thống thống treo bao gồm 3 bộ phận chính: Lò xo, giảm chấn và bộ phận điều hướng
Cách bố trí hệ thống giảm chấn bao gồm đòn dầm ngang ở phía dưới và giảm chấn được lắp đặt theo phương thẳng đứng Một đầu của giảm chấn được kết nối với khung ô tô, trong khi đầu còn lại gắn vào gối đỡ nối cứng với ngỗng trục Hệ thống giảm chấn này được lắp bên trong các vòng lò xo để tăng cường hiệu suất.
Thiết kế giảm xóc mới đã loại bỏ thanh đòn trên của kiểu cũ, thay thế bằng lò xo và ống nhún kết nối với khung xe qua đệm cao su, mang lại hiệu suất và độ bền cao hơn cho xe.
Hệ thống treo Macpherson đã được đơn giản hóa bằng cách loại bỏ một số chi tiết, chỉ giữ lại một thanh đòn ngang dưới gắn với trục bánh xe Thiết kế này giúp giảm khó khăn trong lắp ráp hàng loạt, mặc dù thanh đòn không thể truyền lực theo chiều dọc Để cải thiện khả năng ổn định, Macpherson đã kết hợp thêm tay đòn của bộ phận ổn định ngang, mặc dù chi tiết này không thường xuyên chịu tải Khi giảm chấn dao động theo chiều thẳng đứng, đầu tay đòn dưới chuyển động theo hình cung, dẫn đến sự dao động liên tục của điểm tiếp xúc giữa lốp xe và mặt đường, làm cho quỹ đạo chuyển động của xe trở nên không ổn định Đặc biệt, trong cấu trúc dẫn động cầu trước, động cơ được đặt ngang và cần sự hỗ trợ hiệu quả từ giảm xóc Macpherson Thay vì sử dụng thanh đòn ngang, thiết kế mới áp dụng thanh đòn hình tam giác với hai điểm tỳ, cùng với lò xo được đặt lệch và nghiêng vào phóa trong, trong khi các cao su giảm chấn ở khớp tiếp xúc với khung vẫn được giữ nguyên, giúp giảm đáng kể sự mài mòn trong ống nhún.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống treo là khi xe di chuyển trên những bề mặt không bằng phẳng, dao động từ bánh xe sẽ được truyền qua các liên kết tới lò xo và giảm chấn Quá trình này giúp hấp thụ và triệt tiêu các ngoại lực, từ đó hạn chế tối đa dao động cho phần được treo của xe.
2.2.2 Cấu tạo hệ thống treo sau
Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống treo sau
Hệ thống treo sau của Toyota Vios 2018 là hệ thống treo độc lập, bao gồm các thành phần như giảm chấn, lò xo trụ sau và dầm xoăn Thiết kế của hệ thống này được kết nối trực tiếp với khung xe qua đòn kéo, mang lại sự đơn giản và thuận tiện trong việc sửa chữa.
Hệ thống treo phụ thuộc khác với hệ thống treo Macpherson ở chỗ hai bánh xe được kết nối cứng với nhau qua một dầm ngang, dẫn đến sự tác động lẫn nhau khi xe di chuyển trên đường không bằng phẳng Thiết kế này mang lại độ êm dịu kém hơn so với hệ thống treo độc lập và có thể gây nguy hiểm khi vào cua Tuy nhiên, ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc là khả năng chịu tải tốt, độ bền cao và không cần điều chỉnh lại góc đặt bánh xe nếu xe không bị va chạm.
Kết cấu chi tiết các bộ phận chính
Bộ phận đàn hồi nằm giữa thân xe và bánh xe giúp giảm thiểu lực động tác dụng lên thân xe khi bánh xe di chuyển trên đường mấp mô Phương pháp bố trí này không chỉ hạn chế tải trọng động từ thân xe xuống mặt đường mà còn nâng cao hiệu suất vận hành của xe.
Bộ phận đàn hồi trên xe Toyota vios được sử dụng dầm xoắn ở hệ thống treo sau và lò xo ở hệ thống treo trước
Dầm xoắn có khả năng chịu tải nặng và độ cứng vững cao, giúp hấp thụ rung động từ bánh xe Khi xe di chuyển vào các đoạn đường cong, dầm xoắn giữ cho thân xe ít bị nghiêng, từ đó tạo điều kiện cho bánh xe hoạt động ổn định hơn.
Lò xo đóng vai trò quan trọng trong việc giúp bánh xe di chuyển lên xuống theo bề mặt địa hình, đồng thời tích trữ năng lượng từ các chuyển động của thân xe Năng lượng này được lưu trữ dưới dạng lực đàn hồi, và lò xo sẽ co giãn cho đến khi năng lượng này được tiêu hao hoàn toàn.
Lò xo được bố trí nằm bên ngoài giảm chấn, được hãm bằng lắp giảm sóc
Hình 2.7 Vị trí lắp đặt của lò xo cầu trước
3 Ống bịt 14 Đệm van trả
6 Đầu bịt 17 Gioăng làm kín
7 Vỏ giảm chấn 18 Pít-tông tự do
8 Đệm van nén 19 Đế giảm chấn
9 Ống dầu nén A : Khoang dầu trên
10 Bạc chặn B: khoang dầu dưới
11 Ống dầu trả C: Khí cao áp
Hình 2.8 Kết cấu của giảm chấn
Giảm chấn ống đơn được sử dụng trên xe có ưu điểm tỏa nhiệt tốt nhờ tiếp xúc trực tiếp với không khí Đáy của giảm chấn được nạp khí ni-tơ áp suất cao (20-30 kgf/cm²) và hoàn toàn cách ly với dầu trong buồng chứa nhờ pít-tông tự do.
Bộ phận chính của thiết bị bao gồm ty đẩy, pít-tông trên, pít-tông dưới và vỏ pít-tông Thiết bị được chia thành ba buồng hoạt động: buồng dầu trên (A), buồng chứa dầu dưới (B) và buồng chứa khí ni-tơ cao áp (C).
Có bốn trạng thái cơ bản của giản chấn: nén mạnh, nén nhẹ, trả mạnh, trả nhẹ
Khi ty đẩy hoạt động, pít-tông sẽ được đẩy từ trên xuống dưới, tạo ra áp suất lớn hơn ở khoang dưới (B) so với khoang dầu trên (A) Dầu từ khoang B sẽ được đẩy qua ống dầu nén lên khoang chứa dầu A, trong khi lực giảm chấn được sinh ra do sức cản của dòng chảy qua van Áp khí nén ở khoang C hỗ trợ quá trình đẩy dầu từ khoang B lên, giúp dầu di chuyển nhanh và êm đến khoang trên trong hành trình nén, từ đó duy trì ổn định lực giảm chấn.
Hình 2.9 Trạng thái nén nhẹ Hình 2.10 Trạng thái nén mạnh
Trong quá trình trả, pít-tông di chuyển lên, tạo ra áp suất cao hơn trong khoang dầu A so với khoang dầu B Dầu từ khoang A sẽ đi qua van trả, đẩy đệm van trả xuống khoang B.
Lực giảm chấn được sinh ra do sức cản của dòng chảy của van
Khi một phần thể tích của cần pít-tông ra khỏi xi lanh, nó sẽ tạo ra một khoảng trống Lúc này, pít-tông tự do sẽ được đẩy lên nhờ khí cao áp trong khoang.
C) một phần tương đương với phân thể tích bị hao hụt
Khi có sự chênh lệch phản lực thẳng, thiết bị này sẽ giúp giảm tải trọng lên bánh xe nhám phía sau, chuyển tải từ bên cầu có tải trọng lớn sang bên cầu có tải trọng nhỏ hơn Cấu tạo của thiết bị có hình dạng chữ U, với các đầu chữ U được kết nối với bánh xe, còn thân chữ U được nối với vó thông qua các ống đỡ bằng cao su.
CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO
Các hư hỏng và phương pháp sửa chữa
3.1.1 Các hư hỏng thường gặp [5]
Các hư hỏng thường gặp
+ Mòn các khớp trụ, khớp cầu Khắc phục bằng cách thay mới;
Biến dạng của các bộ phận như khâu đòn giằng, bệ đỡ, bệ xoay, dầm cầu, nhíp lá và quang treo có thể được khắc phục bằng cách nắn lại về hình dạng ban đầu Trong trường hợp biến dạng quá lớn, việc thay mới các bộ phận này là cần thiết.
Để đảm bảo hiệu suất tối ưu, cần điều chỉnh lại các thông số cấu trúc, vị trí các chi tiết, cũng như các chỗ điều chỉnh, vấu giảm và vấu tăng cứng cho đúng.
Các hư hỏng ở bánh xe có thể làm giảm hiệu suất động học và động lực học, dẫn đến mài mòn lốp nhanh chóng, mất ổn định khi di chuyển và giảm khả năng dẫn hướng của xe Mức độ hư hỏng sẽ ảnh hưởng đến mức độ rõ ràng của các biểu hiện này.
* Bộ phận đàn hồi quyết định tần số dao động riêng của ô tô, do vậy khi hư hỏng sẽ ảnh hưởng nhiều tới các chỉ tiêu chất lượng;
* Bộ phân đàn hồi là bộ phận dễ hư hỏng do điều kiện sử dụng như:
Giảm độ cứng của xe có thể dẫn đến việc giảm chiều cao của thân xe, làm tăng khả năng va đập cứng khi phanh hoặc tăng tốc Điều này không chỉ gây ra tiếng ồn mà còn làm gia tăng sự dao động của thân xe, từ đó giảm độ êm ái khi di chuyển trên những đoạn đường xấu.
Bó kẹt nhíp do thiếu mỡ bôi trơn dẫn đến tăng độ cứng, gây ra hiện tượng rung xóc mạnh cho ô tô khi di chuyển trên đường xấu Hậu quả này không chỉ ảnh hưởng đến trải nghiệm lái xe mà còn làm giảm tuổi thọ của giảm chấn trên cầu xe.
Gãy bộ phận đàn hồi có thể xảy ra do quá tải trong quá trình làm việc hoặc do mòn vật liệu Khi một số nhíp trung gian bị gãy, độ cứng của bộ phận sẽ giảm Nếu các lá nhíp chính bị gãy, bộ nhíp sẽ không còn đảm bảo vai trò dẫn hướng Ngoài ra, khi lò xo xoắn ốc hoặc thanh xoắn bị gãy, bộ phận đàn hồi sẽ mất tác dụng hoàn toàn.
Vỡ ụ tăng cứng của hệ thống treo làm giảm độ cứng của bộ phận đàn hồi, dẫn đến tăng tải trọng tác dụng lên nó Khi vỡ ụ tỳ, hành trình bị hạn chế cũng sẽ gia tăng tải trọng lên bộ phận đàn hồi Cả hai tình huống này đều gây ra va đập và tăng tiếng ồn trong hệ thống treo, do đó cần thay mới các bộ phận này Tiếng ồn trong hệ thống treo không chỉ ảnh hưởng đến thân xe mà còn làm xấu môi trường hoạt động của ô tô.
Rơ lỏng các chi tiết như quang nhíp, đai kẹp và giá đỡ lò xo có thể gây ra tiếng ồn, làm xô lệch cầu xe và khiến ôtô khó điều khiển Điều này không chỉ làm nặng tay lái mà còn tăng độ ồn khi xe hoạt động, dễ dẫn đến tai nạn giao thông Do đó, việc kiểm tra định kỳ các mối liên kết và xiết chặt lại trước khi đưa xe vào hoạt động là rất cần thiết.
Bộ phận giảm chấn cần hoạt động với lực cản hợp lý để nhanh chóng dập tắt dao động của thân xe Khi giảm chấn bị hư hỏng, lực này sẽ bị thay đổi, làm giảm khả năng kiểm soát dao động và ảnh hưởng đến độ bám dính của xe trên mặt đường.
Các hư hỏng thường gặp:
Mòn bộ đôi xi lanh và piston ảnh hưởng đến khả năng dẫn hướng và kín dầu của hệ thống Khi piston và xi lanh di chuyển tương đối trong quá trình hoạt động, sự mòn xảy ra, làm giảm hiệu suất dẫn hướng và khả năng bao kín Điều này dẫn đến sự thay đổi thể tích các khoang dầu, khiến dầu không chỉ lưu thông qua lỗ tiết lưu mà còn chảy qua khe hở giữa piston và xi lanh Hệ quả là lực cản trong cả hai hành trình nén và trả về giảm, làm mất dần hiệu quả của việc dập tắt dao động.
Hở phớt bao kín chảy dầu của giảm chấn thường xảy ra ở giảm chấn ống, đặc biệt là loại 1 lớp vỏ, do điều kiện bôi trơn của phớt bao kín cần piston Sự mài mòn là không thể tránh khỏi sau thời gian dài sử dụng, dẫn đến thiếu dầu giảm chấn ở 2 lớp vỏ, gây lọt không khí vào buồn bù và làm giảm tính ổn định làm việc Đối với giảm chấn 1 lớp vỏ, hở phớt bao kín không chỉ đẩy hết dầu ra ngoài mà còn làm giảm nhanh áp suất Hơn nữa, sự hở này còn tạo điều kiện cho bụi bẩn xâm nhập vào bên trong, tăng tốc độ mài mòn và yêu cầu phải thay mới phớt bao kín.
Dầu trong hệ thống giảm chấn có thể biến chất sau một thời gian sử dụng do sự xuất hiện của nước hoặc tạp chất hóa học, làm thay đổi các tính chất cơ lý của dầu Mặc dù dầu thường được pha thêm phụ gia để tăng tuổi thọ và duy trì độ nhớt trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thay đổi, nhưng sự ô nhiễm có thể dẫn đến hiệu suất giảm chấn kém hoặc thậm chí làm bó kẹt giảm chấn.
Kẹt van giảm chấn có thể xảy ra do thiếu dầu hoặc bị bẩn, dẫn đến phớt bao kín bị hở Biểu hiện của hư hỏng này phụ thuộc vào trạng thái kết cấu của van trong hành trình trả hoặc khi van làm việc ở hành trình nén và van giảm tải.
Thiếu dầu hoặc hết dầu trong hệ thống giảm chấn thường xuất phát từ việc phớt bao kín bị hư hỏng Khi thiếu dầu, nhiệt độ phát sinh trên vỏ giảm chấn tăng cao, dẫn đến sự thay đổi độ cứng của giảm chấn và làm giảm hiệu quả hoạt động của nó Nhiều trường hợp hết dầu có thể gây ra hiện tượng kẹt giảm chấn và cong trục.
+ Đôi khi do quá tải trong làm việc, cần piston giảm chấn bị cong, gây kẹt hoàn toàn giảm chấn;
Nát cao su ở các vị trí liên kết có thể được phát hiện bằng cách quan sát các đầu liên kết Khi cao su bị nát vỡ, ôtô di chuyển trên đường xấu sẽ gặp phải va chạm mạnh và phát ra tiếng ồn lớn.
Thiết lập quy trình tháo giảm chấn hệ thống treo Vios 2018
TT Nội dung Dụng cụ Yêu cầu kỹ thuật Hình ảnh
Nâng xe bằng cầu nâng
Tháo đường dầu phanh và dây ABS lục giác 13 và lục giác
Tháo cụm thanh ổn định
6 giữ cố định khớp bi
Nới lỏng đai ốc bắt giữa bộ đỡ và giảm chấn
Chỉ nới lỏng đai ốc nếu cần tháo rời bộ giảm chấn
Tháo 2 bu lông, 2 đai ốc và tách đầu phía dưới của bộ giảm chấn có lò xo trụ ra khỏi cam lái
6 Tháo 3 đai ốc và bộ giảm
Khẩu 13 Đảm bảo tháo rời chấn cùng lò xo trụ cảm biến tốc độ phía trước
Bắt chặt bộ giảm chấn trước có lò xo trụ
Lắp bu-lông và đai ốc lên cụm giảm chấn và kẹp chắc chắn, chiều dài
Dùng gá kẹp giảm chấn
Kẹp chắc chắn, đủ khoảng cách
8 Nén lò xo Dùng SST
Không sử dụng cờ lê đập
Tháo đai ốc hãm Khẩu 19
Kiểm tr lò xo đã nén đủ chưa
10 Tháo đế lò xo trụ, tháo lò xo, tháo gioăng chắn bụi Để gọn gàng, vệ sinh chi tiết đã tháo
Bảng 3.4 Quy trình tháo giảm chấn
Có một ổ bi được đặt trong cụm giảm xóc, thay thế cả cụm ổ bi bất cứ chỗ nào hỏng
Ngoài những chi tiết sau, tất cả các chi tiết khác khi hỏng đều phải thay thế toàn bộ giảm chấn
Quy trình kiểm tra sửa chữa giảm chấn
STT Nội dung Dụng cụ Bảo dưỡng sửa chữa Chú ý Hình ảnh
Chuẩn bị đồng hồ đo độ cong, khay đựng đồ
Lau sạch các chi tiết trước khi tiến hành kiểm tra
Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, chú ý để dúng thứ tự, lần lượt, dễ lấy
Kiểm tra sự chảy dầu của giảm chấn
Quan sát bằng mắt Nếu thấy dầu chảy thì cần phải thay phớt chắn dầu mới
Quan sát đúng vị trí chảy dầu
Kiểm tra hệ số cản
Kiểm tra bằng tay hoặc cho lên bệ thử
Nếu hệ số cản yếu thì thay dầu hoặc thay pitston
Kiểm tra độ cong của cần piston Đồng hồ đo độ cong
Nếu piston cong nhẹ thì nắn lại
Cong quá 0.2mm thì cần thay thế
Nắm được cách đo đồng hồ đúng kỹ thuật
Kiểm tra dầu trong xi lanh
Quan sát bằng mắt thường
Nếu có cặn bẩn thì thay thế, hao hụt so với tiêu chuẩn cần tiến hành bổ sung
6 Kiểm tra piston, xi lanh có bị xước không
Quan sát bằng mắt thường Nếu có, cần tiến hành thay thế
Cần ánh sáng phù hợp cho việc quan sát, chú ý bề mặt làm việc
7 Kiểm tra các van nén
Quan sát bằng mắt Nếu kẹt thì tiến hành thông hoặc thay thế nếu bị mòn
Bảng 3.5 Kiểm tra giảm chấn
