a. Cấu tạo: Hình 3.1 là cấu tạo của giảm chấn đòn hai chiều gồm có: Đòn dọc 1 nối với cần lắc 2 bằng khớp quay. Phía dưới đòn dọc bắt với dầm cầu.
Cần lắc được gắn chặt trên trục 5 cùng với cam quay 6 đặt giữa hai piston 9, trong piston có các lò xo 8. Bộ giảm chấn được bắt chặt trên khung xe nhờ các bulong 3.
Hình 3.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ giảm xóc đòn hai chiều 1.Đòn dọc; 2. Cần lắc; 3. Bulông; 4. Phớt chắn dầu; 5. Trục quay; 6. Cam quay; 7.Vỏ bộ giảm xóc; 8. Lò xo; 9. Píttông; 10. Nắp; 11.,12. Van tiết lưu;
13,14. Rãnh dầu
b.Nguyên lý làm việc:
Khi ô tô chuyển động, dầm cầu dao động làm cho đòn dọc dịch chuyển lên xuống kéo theo cần lắc quay quanh trục. Cam quay do gắn chặt trên trục cho nên khi trục quay sẽ làm cho cam lắc sang phải hoặc sang trái, Cam quay tiếp xúc với piston qua bulong (bulong này nằm giữa rãnh của piston).
Khi bánh xe dao động dịch chuyển lên gần khung (ứng với hành trình nén của giảm chấn), đòn dọc di chuyển theo mũi tên sẽ đẩy cần lắc làm cho cam quay quay sang phải đẩy piston ép chất lỏng từ buồng A sang buồng B.
Hành trình nén chia ra hai trường hợp:
- Khi nén nhẹ: Chất lòng từ khoang A qua rãnh 13 rồi tới lỗ có sẵn ở van 12 theo rãnh 14 để về buồng B, đồng thời chất lỏng theo rãnh 13 mở van 11 để về buồng B (lúc này áp suất của chất lỏng chỉ đủ thắng lò xo yếu của van 11).
- Khi nén mạnh: Chất lỏng theo lỗ có sẵn ở van 12 qua rãnh 14 về buồng B, đồng thời chất lỏng theo rãnh 13 đẩy van 11 để chất lỏng qua van này trở về buồng B (lúc này áp suất của chất lỏng đẩy cả hai lò xo của van 11).
Khi bánh xe dao động dịch chuyển ra xa khung (ứng với hành trình trả của giảm chấn) đòn dọc di chuyển xuống dưới, kéo cần lắc làm cho cam quay sang trái đẩy piston bên phải ép chất lỏng từ buồng B sang buồng A. Hành trình này cũng chia ra hai trường hợp.
- Khi trả nhẹ: Chất lỏng theo rãnh 14 qua lỗ có sẵn ở van 12 trở về buồng A.
- Khi trả mạnh: Chất lòng theo rãnh 14 qua lỗ có sẵn ở van 12 trở về buồng A, đồng thời do áp suất của chất lỏng lớn đủ để ép lò xo đẩy van 12 để chất lỏng đi qua van về buồng A
2.Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của giảm chấn ống.
a.Kiểu ống đơn:
Lấy một kiểu đại diện là kiểu bộ giảm chấn DuCarbon, nó được nạp khí nitơ áp suất cao (20 – 30 kgf/cm2)
+ Cấu tạo
Trong xy lanh, buồng nạp khí và buồng chất lỏng được ngăn cách bằng một “pittông tự do” (nó có thể chuyển động lên xuống tự do).
Hình 3.2: Cấu tạo giảm chấn ống đơn.
+ Đặc tính của bộ giảm chấn kiểu DuCarbon
Toả nhiệt tốt vì ống đơn tiếp xúc trực tiếp với không khí.
Một đầu ống được nạp khí áp suất cao, và hoàn toàn cách ly với chất lỏng nhờ có pittông tự do. Kết cấu này đảm bảo trong quá trình vận hành sẽ không xuất hiện lỗ xâm thực và bọt khí, nhờ vậy mà có thể làm việc ổn định. Giảm tiếng ồn rất nhiều
Hiện tượng sục khí:
Khi chất lỏng chảy với tốc độ cao trong bộ giảm chấn, áp suất ở một số vùng sẽ giảm xuống, tạo nên các túi khí hoặc bọt rỗng trong chất lỏng. Hiện tượng này được gọi là xâm thực. Các bọt khí này sẽ bị vỡ khi di chuyển đến vùng áp suất cao, tạo ra áp suất va đập. Hiện tượng này phát sinh tiếng ồn, làm áp suất dao động, và có thể dẫn đến phá huỷ bộ giảm chấn.
Tạo bọt khí:
Tạo bọt là làm trộn lẫn không khí với chất lỏng trong bộ giảm chấn. Hiện tượng này tạo ra tiếng ồn, làm áp suất dao động, và gây tổn thất áp suất.
+ Hoạt động
- Quá trình ép (nén)
Trong hành trình nén, cần pittông chuyển động xuống làm cho áp suất trong buồng dưới cao hơn áp suất trong buồng trên. Vì vậy chất lỏng trong buồng dưới bị ép lên buồng trên qua van pittông. Lúc này lực giảm chấn được sinh ra do sức cản dòng chảy của van. Khí cao áp tạo ra một sức ép rất lớn lên chất lỏng trong buồng dưới và buộc nó phải chảy nhanh và êm lên buồng trên trong hành trình nén. Điều này đảm bảo duy trì ổn định lực giảm chấn.
Hình 3.3: Trạng thái làm việc của giảm chấn ống đơn.
- Quá trình bật lại (giãn nở)
Trong hành trình giãn, cần pittông chuyển động lên làm cho áp suất trong buồng trên cao hơn áp suất trong buồng dưới. Vì vậy chất lỏng trong buồng trên bị ép xuống buồng dưới qua van pittông, và sức cản dòng chảy của van có tác dụng như lực giảm chấn. Vì cần pittông chuyển động lên, một phần cần dịch chuyển ra khỏi xy-lanh nên thể tích choán chỗ trong chất lỏng của nó giảm xuống. Để bù cho khoảng hụt này, pittông tự do được đẩy lên (nhờ có khí cao áp ở dưới nó) một khoảng tương đương với phàn hụt thể tích.
*Các bộ giảm chấn DuCarbon có cấu tạo kiểu ống đơn; ống này không cho phép bị biến dạng, vì biến dạng sẽ làm cho pittông và pittông tự do không
bắn vào; khi lắp ráp bộ giảm chấn phải đặt cho vỏ bảo vệ hướng về phía trước của xe.
b.Kiểu ống kép:
+ Cấu tạo giảm chấn ống kép gồm 3 phần:
- Phần vỏ gồm áo che bụi bẩn 2 được làm liền với cán piston 9 và vành khuyên 1. Vành khuyên 1 được bắt với khung xe. Trong áo 2 có vỏ chứa dầu 7 làm liền với vành khuyên 17 để bắt với dầm cầu. Giữa vỏ 7 và xilanh 8 có khoảng không để chứa dầu.
- Phần làm kín đặt phía trên xilanh 8 và vỏ chứa dầu 7, có đệm cao su 3 và 4. Đệm cao su 3 được đỡ bởi lò xo 5, một đầu của lò xo tỳ vào đệm 3 và đầu kia tỳ vào bạc dẫn hướng 6. Nhờ có phần làm kín mà khí nén và dầu không bị lọt ra ngoài.
- Phần sinh lực gồm có piston 22 đặt trong xilanh 8 và bắt vào phần cuối của cán piston 9, Trên piston 22 có khoan hai hàng lỗ 12 của hành trình trả và hàng lỗ 23 của hành trình nén.
Phần dưới piston 22 có van trả 25 được giữ bởi lò xo 13, một đầu của lò xo tỳ vào đĩa đỡ trên và một đầu tỳ vào đai ốc 14. Phía trên piston 22 có van nén 11, van được giữ bởi lò xo cánh khế 24. Phía trên của van cánh khế có đĩa khống chế lưu lượng dầu 10.
Giữa piston 22 và bạc 15 tạo thành buồng chứa dầu. Bạc 15 được hàn với xilanh 8 và có ren trong để bắt đai ốc 18 giữ van nén 19 của hành lỗ 16 trên bạc 15. Đai ốc 18 làm rỗng để liên hệ giữa buồng C và B với nhau và được bịt kín bằng van 20, lò xo chân kiềng 21.
Trong bộ giảm chấn có chứa đầy dầu ở các buồng A và B, buồng C chứa 2/3 thể tích, còn 1/3 thể tích là khí nén có áp suất cao hơn áp suất khí quyển.
+ Nguyên lý làm việc
- Khi piston 22 đi xuống, hành trình nén được thực hiện, lúc này áp lực dầu ở buồng B tăng lên. Trong hành trình nén nhẹ dầu qua lỗ 23 nén lò xo cánh kế 24 mở van 11 ra để dầu lên bù trừ vào buồng A. Nhưng buồng A không chứa hết lượng dầu ở buồng B do cán piston 9 chiếm chỗ, nên lượng dầu còn lại qua lỗ 16 mở van 19 để xuống buồng C. Khi nén nhẹ, áp lực dầu buồng B tăng từ từ nên các van nén 11 và 19 mở nhỏ.
-Khi nén mạnh, dầu vẫn theo các lỗ 23 và 16 như khi nén nhẹ nhưng vì áp lực dầu tăng nhanh hơn nên van 11 và 19 mở to hơn để dều chuyển động nhanh hơn lên buồng A và buồng C.
Hình 3.4: Bộ giảm chấn ống kép
1. Vành khuyên; 2. áo che bui bẩn; 3, 4. Đệm cao su; 5. Lò xo; 6. Bạc dẫn hướng; 7. Vỏ chứa dầu; 8. Xi lanh; 9. Piston; 10. Đĩa khống chế lưu lượng dầu; 11. Van nén; 12. Lỗ; 13. Lò xo; 14. Đai ốc; 15. Bạc; 16. Hàng lỗ; 17.
Vành khuyên dưới; 18. Đai ốc làm rống; 19. Van nén; 20. Van; 21. Lò xo chân kiềng; 22. Piston; 23. Hàng lỗ; 24. Lò xo cánh khế; 25. Van trả.
-Khi piston 22 đi lên hành trình trả được thực hiện, lúc này áp suất dầu ở buồng A tăng lên. Khi trả nhẹ, dầu qua lỗ 12 nén lò xo 13 mở van 25 xuống bù trừ vào buồng B. Nhưng lượng dầu ở buồng A xuống hết cũng không đủ để tăng áp suất ở buồng B, nên giữa buồng B và C có sự chênh lệch về áp suất, do đó
van 20 để lên bù trừ vào buồng B. Khi trả nhẹ, áp lực dầu ở buồng A tăng từ từ nên các van 25 và 20 mở nhỏ.
-Khi trả mạnh, dầu vẫn qua lỗ 12 và lỗ của đai ốc 18 nhưng do áp lực dầu ở khoang A tăng nhanh nên van 25 mở to hơn và sự tăng áp suất ở buồng B chậm hơn nên van 20 được mở tơ hơn để bù trừ nhanh hơn vào buồng B.
Tham khảo:
+ Cấu tạo
Bên trong vỏ (ống ngoài) có một xy-lanh (ống nén), và trong xy-lanh có một pittông chuyển động lên xuống. Đầu dưới của cần pittông có một van để tạo ra lực cản khi bộ giảm chấn giãn ra. Đáy xylanh có van đáy để tạo ra lực cản khi bộ giảm chấn bị nén lại.
Giảm chấn ống kép dùng trong hệ thống treo Mc. Pherson
Bên trong xylanh được nạp chất lỏng hấp thu chấn động, nhưng buồng chứa chỉ được nạp đầy đến 2/3 thể tích, phần còn lại thì nạp không khí với áp suất khí quyển hoặc nạp khí áp suất thấp. Buồng chứa là nơi chứa chất lỏng đi vào và đi ra khỏi xy lanh. Trong kiểu buồng khí áp suất thấp, khí được nạp với áp suất thấp (3– 6 kgf/cm2).
Làm như thế để chống phát sinh tiếng ồn do hiện tượng tạo bọt và xâm thực, thưỡng xảy ra trong các bộ giảm chấn chỉ sử dụng chất lỏng. Giảm thiểu hiện tượng xâm thực và tạo bọt còn giúp tạo ra lực cản ổn định, nhờ thế mà tăng độ êm và vận hành ổn định của xe. Trong một số bộ giảm chấn kiểu nạp khí áp suất thấp, người ta không sử dụng van đáy, và lực hoãn xung được tạo ra nhờ van pittông trong cả hai hành trình nén và giãn.
+ Hoạt động
- Quá trình ép (nén)
Tốc độ chuyển động của cần pittông cao
Khi pittông chuyển động xuống, áp suất trong buồng A (dưới pittông) sẽ tăng cao. Dầu sẽ đẩy mở van một chiều (của van pittông) và chảy vào buồng B mà không bị sức cản nào đáng kể (không phát sinh lực giảm chấn).
Đồng thời, một lượng dầu tương đương với thể tích choán chỗ của cần pittông (khi nó đi vào trong xy lanh) sẽ bị ép qua van lá của van đáy và chảy vào buồng chứa. Đây là lúc mà lực giảm chấn được sức cản dòng chảy tạo ra.
Tốc độ chuyển động của cần pittông thấp
Nếu tốc độ của cần pittông rất thấp thì van một chiều của van pittông và van lá của van đáy sẽ không mở vì áp suất trong buồng A nhỏ.
Tuy nhiên, vì có các lỗ nhỏ trong van pittông và van đáy nên dầu vẫn chảy vào buồng B và buồng chứa, vì vậy chỉ tạo ra một lực cản nhỏ.
- Quá trình bật lại (giãn nở)
Tốc độ chuyển động của cần pittông cao
Khi pittông chuyển động lên, áp suất trong buồng B (trên pittông) sẽ tăng cao. Dầu sẽ đẩy mở van lá (của van pittông) và chảy vào buồng A. Vào lúc này, sức cản dòng chảy đóng vai trò lực giảm chấn. Vì cần pittông chuyển động lên, một phần cần thoát ra khỏi xy-lanh nên thể tích choán chỗ của nó giảm xuống.
Để bù vào khoảng hụt này dầu từ buồng chứa sẽ chảy qua van một chiều và vào buồng A mà không bị sức cản đáng kể.
Tốc độ chuyển động của cần pittông thấp
Khi cán pittông chuyển động với tốc độ thấp, cả van lá và van một chiều đều vẫn đóng vì áp suất trong buồng B ở trên pittông thấp. Vì vậy, dầu trong buồng B chảy qua các lỗ nhỏ trong van pittông vào buồng A.
Dầu trong buồng chứa cũng chảy qua lỗ nhỏ trong van đáy vào buồng A, vì vậy chỉ tạo ra một lực cản nhỏ.