Đề tài Thiết kế hệ thống treo cho xe con du lịch

Lời nói đầu Trong đời sống kinh tế xã hội hiện nay, nhu cầu về chuyên chở hàng hoá và hành khách là rất lớn. Có rất nhiều phương tiện giao thông cùng tham gia giải quyết vấn đề này, một trong những phương tiện không thể thiếu được đó là ÔTô. ở Việt Nam những năm gần đây số lượng ôtô lưu thông càng lớn, chủng loại càng phong phú và đa dạng : xe tải, xe khách, xe con… Chính vì vậy mà đòi hỏi chúng ta - những kĩ sư ôtô trong tương lai phải nhanh chóng nắm bắt được những công nghệ về sản xuất ôtô để từ đó cải tiến chất lượng của từng bộ phận của xe, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người, và tiến tới nội địa hoá và đẩy mạnh nền công nghiệp ôtô của đất nước cũng như giải quyết vấn đề việc làm cho người lao động. Trên ôtô, Hệ thống treo có vai trò hết sức quan trọng, nó quyết định đến ổn định chuyển động của bánh xe trên đường. Đối với xe con thì vấn đề này càng quan trọng hơn, vì xe con chạy ở vận tốc cao hơn nên đòi hỏi về ổn định chuyển động cao và đặc biệt là đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người đó là sự tiện nghi và thoải mái khi vận hành xe. Đề tài thiết kế mà em được giao là: “ Thiết kế hệ thống treo cho xe con du lịch ”. Trên cơ sở phân tích những ưu nhược điểm của từng loại hệ treo và yêu cầu bố trí cụ thể trên xe ,ta sẽ tính toán thiết kế hệ treo trước là hệ treo hai đòn ngang. PHần I Tổng quan về hệ thống treo I. Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống treo I.1: Công dụng, yêu cầu của hệ thống treo Khái niệm hệ thống treo ở đây được hiểu là hệ thống liên kết giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi nó có chức năng chính sau đây: -Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động “êm dịu” hạn chế tới mức có thể chấp nhận được những chuyển động không muốn có khác của bánh xe (như lắc ngang, lắc dọc) -Truyền lực và mô men giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng, phản lực) lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh, lực đẩy hoặc lực kéo với khung, vỏ) lực bên (lực li tâm, lực gió bên, phản lực bên ) mô men chủ động mô men phanh. Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết phải mềm nhưng cũng phải đủ khả năng để truyền lực. Quan hệ này được thể hiện ở các yêu cầu chính sau đây : a)Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật của xe (xe chạy trên đường tốt hay xe chạy trên các loại đường khác nhau). b)Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định. c) Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích chính của hệ thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe. d)Không gây nên tải trọng tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ. e) Có độ bền cao f) Có độ tin cậy lớn, không gặp hư hỏng bất thường. Đối với xe con chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu sau : -Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo không quá lớn. -Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ tốt -Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyển động của ô tô ở tốc độ cao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng. I.1.2. Các bộ phận chính của hệ thống treo xe con. Hệ thống treo xe con gồm các bộ phận chính sau đây : -Bộ phận đàn hồi : là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thùng xe, nhằm biến đổi tần số dao động cho phù hợp với cơ thể con người (60-80 lần/ph). Bộ phận đàn hồi có thể bố trí khác nhau trên xe nhưng nó cho phép bánh xe có thể dịch chuyển theo phương thẳng đứng. Trên xe con bộ phận đàn hồi thường gặp là loại : -Nhíp lá -Lò xo trụ -Lò xo côn hoặc lò xo xếp -Thanh xoắn -Khí nén -Thuỷ lực Hiện nay bộ phận đàn hồi được làm có xu hướng “mềm mại” hơn nhằm tạo điều kiện cho bánh xe lăn “êm” trên mặt đường. Hiện nay người ta dùng các bộ phận đàn hồi có khả năng thay đổi độ cứng trong một giới hạn rộng. Khi xe chạy ít tải, độ cứng cần thiết có giá trị nhỏ, khi tăng tải thì độ cứng cần phải có giá trị lớn. Chính vì vậy mà cần phải có thêm các bộ phận đàn hồi phụ như : Nhíp phụ,vấu tỳ bằng cao su biến dạng, đặc biệt là các bộ phận đàn hồi có khả năng thay đổi tự động độ cứng theo tải trọng kết hợp với các bộ phận thay đổi chiều cao trọng tâm của xe. -Bộ phận dẫn hướng : Cho phép các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng ở mỗi vị trí của nó so với khung vỏ, bánh xe phải đảm nhận khả năng truyền lực đầy đủ. Bộ phận dẫn hướng phải thực hiện tốt chức năng này. Trên mỗi hệ thống treo thì bộ phận dẫn hướng có cấu tạo khác nhau. Quan hệ của bánh xe với khung xe khi thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng được gọi là quan hệ động học. Khả năng truyền lực ở mỗi vị trí được gọi là quan hệ động lực học của hệ treo. Trong mối quan hệ động học các thông số chính được xem xét là : sự dịch chuyển (chuyển vị) của các bánh xe trong không gian ba chiều khi vị trí bánh xe thay đổi theo phương thẳng đứng (Dz).Mối quan hệ động lực học được biểu thị qua khả năng truyền các lực và các mô men khi bánh xe ở các vị trí khác nhau. -Bộ phận giảm chấn : Đây là bộ phận hấp thụ năng lượng dao động cơ học giữa bánh xe và thân xe. Bộ phận giảm chấn có ảnh hưởng tới biên độ dao động. Trên các xe hiện đại chỉ dùng loại giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều trả và nén. Trong hành trình trả (bánh xe đi xa khung và vỏ) giảm chấn có nhiệm vụ giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung. -Thanh ổn định : Trên xe con thanh ổn định hầu như đều có. Trong trường hợp xe chạy trên nền đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dưới tác dụng của lực li tâm phản lực thẳng đứng của 2 bánh xe trên một cầu thay đổi sẽ làm cho tăng độ nghiêng thùng xe và làm giảm khả năng truyền lực dọc, lực bên của bánh xe với mặt đường. Thanh ổn định có tác dụng khi xuất hiện sự chênh lệch phản lực thẳng đứng đặt lên bánh xe nhằm san bớt tải trọng từ bên cầu chịu tải nhiều sang bên cầu chịu tải ít hơn. Cấu tạo chung của nó có dạng chữ U. Các đầu chữ U nối với bánh xe còn thân nối với vỏ nhờ các ổ đỡ cao su. -Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình : Trên xe con các vấu cao su thường được đặt kết hợp trong vỏ của giảm chấn. Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình của bánh xe nhằm hạn chế hành trình làm việc của bánh xe. -Các cơ cấu điều chỉnh hoặc xác định góc bố trí bánh xe : Hệ thống treo đảm nhận mối liên kết giữa bánh xe và thùng vỏ, do vậy trên hệ thống treo có thêm các cơ cấu điều chỉnh hoặc xác định góc bố trí bánh xe. Các cơ cấu này rất đa dạng nên ở mỗi loại xe lại có cách bố trí khác nhau, các loại khác nhau. I.1.3. Phân loại hệ thống treo Hiện nay ở trên xe con hệ thống treo bao gồm 2 nhóm chính: Hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập. a) b) Hình 1.1 : Sơ đồ hệ treo 1.Thùng xe- 2. Bộ phận đàn hồi – 3. Bộ phận giảm chấn –4. Dầm cầu 5. Các đòn liên kết của hệ treo Trong hệ thống treo phụ thuộc (hình 1.1.a) các bánh xe được đặt trên dầm cầu liền, bộ phận giảm chấn và đàn hồi đặt giữa thùng xe và dầm cầu liền. Qua cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc, sự dịch chuyển của một bánh xe theo phương thẳng đứng sẽ gây nên chuyển vị nào đó của bánh xe bên kia. Trong hệ thống treo độc lập (hình 1.1b) các bánh xe trên một dầm cầu dao động độc lập với nhau. Các bánh xe “độc lập” dịch chuyển tương đối với khung vỏ. Trong thực tế chuyển động của xe điều này chỉ đúng khi chúng ta coi thùng hoặc vỏ xe đứng yên. Đối với hệ treo độc lập, căn cứ vào đặc tính động học và đặc điểm kết cấu người ta thường chia làm các loại sau đây : Treo hai đòn ngang Treo Mc. Pherson Treo đòn dọc Treo đòn dọc có thanh ngang liên kết Treo đòn chéo. 1.1.3.1. Hệ thống treo phụ thuộc Đặc trưng của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe lắp trên một dầm cầu cứng. Trong trường hợp cầu xe là bị động thì dầm đó là một thanh thép định hình, còn trường hợp là cầu chủ động thì dầm là phần vỏ cầu trong đó có một phần của hệ thống truyền lực. Đối với hệ treo này thì bộ phận đàn hồi có thể là nhíp lá hoặc lò xo xoắn ốc, bộ phận dập tắt dao động là giảm chấn. Nếu bộ phận đàn hồi là nhíp lá thì người ta sử dụng cả bộ nhíp gồm nhiều là nhíp ghép lại với nhau bằng những quang nhỏ và được bắt chặt với dầm cầu ở giữa nhíp. Hai đầu nhíp được uốn tròn lại để một đầu bắt với thùng hoặc khung xe bằng khớp trụ còn đầu kia bắt với thùng hoặc khung xe bằng quang treo để cho cho nhíp dễ dàng dao động và đảm bảo có khả năng truyền lực dọc và ngang. 1 4 5 3 6 2 Hình 1.2. Treo phụ thuộc loại lò xo xoắn ốc 1.Dầm cầu – 2.Lò xo xoắn ốc – 3. Giảm chấn – 4.Đòn dọc dưới 5.Đòn dọc trên – 6. Thanh giằng Panhala Nếu như bộ phận đàn hồi là lò xo xoắn phải dùng thêm hai đòn dọc dưới và một hoặc hai đòn dọc trên. Đòn dọc dưới được nối với cầu, đòn dọc trên được nối với khớp trụ (hình 1.2). Để đảm bảo truyền được lực ngang và ổn định vị trí thùng xe so với cầu người ta cũng phải dùng thêm “đòn Panhada”. Lò xo xoắn ốc trong trường hợp này có thể đặt trên đòn dọc hoặc đặt ngay trên cầu. Giảm chấn thường được đặt trong lòng lò xo xoắn ốc để chiếm ít không gian. *Cấu tạo của hệ thống treo phụ thuộc có những ưu nhược điểm. a)Nhược điểm. -Khối lượng phần liên kết bánh xe (phần không được treo) lớn, đặc biệt là ở cầu chủ động. Khi xe chạy trên đường không bằng phẳng, tải trọng động sinh ra sẽ gây nên và đập mạnh giữa phần không treo và phần treo làm giảm độ êm dịu chuyển động. Mặt khác bánh xe va đập mạnh trên nền đường sẽ làm xấu sự tiếp xúc của bánh xe với đường. -Khoảng không gian phía dưới sàn xe phải lớn để đảm bảo cho dầm cầu có thể thay đổi vị trí, do vậy chỉ có thể lựa chọn là chiều cao trọng tâm lớn hoặc là giảm bớt thể tích chứa hàng hoá sau xe. Hình 1.3. Sự thay đổi vị trí bánh xe và của xe khi xe trèo lên mô đất -Sự nối cứng bánh xe 2 bên bờ dầm liên kết gây nên hiện tượng xuất hiện chuyển vị phụ khi xe chuyển động. b. Ưu điểm : -Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định do vậy không xảy ra hiện tượng mòn lốp nhanh như hệ thống treo độc lập. -Khi chịu lực bên (lực li tâm, lực gió bên, đường nghiêng). 2 bánh xe liên kết cứng bởi vậy hạn chế hiện tượng trượt bên bánh xe. -Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp và sửa chữa. -Giá thành thấp *Hệ thống treo phụ thuộc trên xe con có thể gặp các dạng sau đây : -Treo phụ thuộc có bộ phận đàn hồi nhíp lá. -Treo phụ thuộc có lò xo xoắn ốc và nhiều đòn liên kết (treo nhiều khâu). -Treo phụ thuộc có cấu trúc dạng đòn dọc. c.Vấn đề sử dụng hệ thống treo phụ thuộc. Do yêu cầu của thực tế và do trình độ phát triển của kỹ thuật thì tốc độ của ô tô ngày càng được nâng cao. Khi tốc độ ô tô ngày càng cao thì yêu cầu về kỹ thuật của ô tô ngày càng khắt khe : trọng tâm của ô tô cần phải được hạ thấp. Vấn đề ổn định lái phải tốt, trọng lượng phần không được treo nhỏ để tăng sự êm dịu khi chuyển động. Vì lí do như vậy mà hệ thống treo phụ thuộc không được sử dụng trên xe có vận tốc cao, có chăng chỉ được sử dụng ở những xe có tốc độ trung bình trở xuống và những xe có tính năng việt dã cao. 1.1.3.2. Hệ thống treo độc lập. *Đặc điểm : -Hai bánh xe không lắp trên một dầm cứng mà là lắp trên loại cầu rời, sự chuyển dịch của 2 bánh xe không phụ thuộc vào nhau (nếu như coi thùng xe đứng yên). -Mỗi bên bánh xe được liên kết bởi các đòn ngang như vậy sẽ làm cho khối lượng phần không được treo nhỏ như vậy mô men quán tính nhỏ do đó xe chuyển động êm dịu. -Hệ treo này không cần dầm ngang nên khoảng không gian cho nó dịch chuyển chủ yếu là khoảng không gian 2 bên sườn xe như vậy sẽ hạ thấp được trọng tâm của xe và sẽ nâng cao được vận tốc của xe. Trong hệ thống treo độc lập còn được phân ra các loại sau : a.Dạng treo 2 đòn ngang b.Dạng treo M.Pherson c. Dạng treo kiểu đòn dọc d.Dạng treo kiểu đòn dọc có thanh ngang liên kết. c) Dạng treo đòn chéo Đặc điểm kết cấu của các dạng treo : Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý của hệ treo 2 đòn ngang 1.Bánh xe – 2. Giảm chấn – 3. Lò so – 4.Đòn trên 5.Đòn dưới - 6. Đòn đứng a) Dạng treo 2 đòn ngang. *Đặc điểm : Hệ treo trên 2 đòn ngang (hình 1.4) được sử dụng nhiều trong các giai đoạn trước đây nhưng hiện nay hệ treo này đang có xu hướng ít dần do kết cấu phức tạp, chiếm khoảng không gian quá lớn. Cấu tạo của hệ treo 2 đòn ngang bao gồm 1 đòn ngang trên, một đòn ngang dưới. Các đầu trong được liên kết với khung, vỏ bằng khớp trụ. Các đầu ngoài được liên kết bằng khớp cầu với đòn đứng. Đòn đứng được nối cứng với trục bánh xe. Bộ phận đàn hồi có thể nối giữa khung với đòn trên hoặc đòn dưới. Giảm chấn cũng đặt giữa khung với đòn trên hoặc đòn dưới. Hai bên bánh xe đếu dùng hệ treo này và được đặt đối xứng qua mặt phẳng dọc giữa xe. *Phần tử đàn hồi trên hệ treo 2 đòn ngang. + Nhíp. Trên xe Fiat nhíp được đặt nằm ngang, 2 đầu nhíp đóng vai trò như đòn nhưng được bắt chặt vào khung vỏ tại 2 điểm ở khoảng giữa nhíp như vậy nhíp sẽ có độ cứng nhỏ do đó xe sẽ chuyển động êm dịu. Trên xe Autobiantri nhíp có thể thay thế cho đòn ngang trên của hệ thống treo. Ưu điểm của kiểu treo này là không cần thanh ổn định, đơn giản rẻ tiền nhưng lại có nhược điểm là thùng xe ở trên cao nên chiều cao trọng tâm xe sẽ lớn ảnh hưởng đến tốc độ và sự ổn định khi xe chuyển động. + Lò xo : Lò xo xoắn ốc (hình 1.5) -Ưu điểm : -Có khối lượng nhỏ -Lắp ráp đơn giản. Hình 1.5. Một số dạng lò so đặc biệt -Chiếm ít không gian của xe. -Không chịu ảnh hưởng do ma sát nên không phải chăm sóc. -Nhược điểm : -Lò xo xoắc ốc không có khả năng dẫn hướng -It có khả năng dập tắt dao động Lò xo trụ : -Ưu điểm : -Dùng ở xe du lịch có hệ thống treo độc lập, lò xo trụ có nhiệm vụ là bộ phận đàn hồi. Lò xo trụ được chế tạo từ thép có tiết diện vuông hoặc tròn. -Nếu cùng độ cứng và độ bền với nhíp thì lò xo trụ có khối lượng nhỏ hơn nhíp và tuổi thọ cao hơn nhíp. -Khi làm việc ở giữa các vòng lò xo không có ma sát như nhíp. -Kết cấu rất gọn gàng nhất là khi được bố trí lồng vào giảm chấn. -Nhược điểm : -Do lò xo chỉ làm nhiệm vụ đàn hồi còn bộ phận dẫn hướng và giảm chấn do các bộ phận khác đảm nhận nên hệ thống treo với lò xo trụ có kết cấu phức tạp hơn vì còn phải làm thêm hệ thống đòn dẫn hướng để dẫn hướng cho bánh xe và truyền lực đẩy. *Thanh xoắn Trên một số ô tô để dành chỗ cho việc lắp bán trục cầu chủ động người ta dùng thanh xoắn thường được gây tải trước ( ứng suất dư) do đó nó chỉ thích hợp cho một chiều làm việc. Trên các thanh xoắn ở 2 phía đều phải đáng dấu để tránh nhầm lẫn khi lắp ráp . Sử dụng thanh xoắn có ưu điểm: -Trọng lượng nhỏ. -Chiếm ít không gian, ít phải chăm sóc. -Đơn giản, gọn, dễ chế tạo. -Có thể bố trí để điều chỉnh chiều cao thân xe. Trên xe con bộ phận đàn hồi thanh xoắn được sử dụng phổ biến chỉ sau lò xo xoắn ốc. b) Dạng treo Mc.Pherson: *Đặc điểm: Hệ treo này chính là biến dạng của hệ treo 2 đòn ngang nếu A Hình I.6 Sơ đồ cấu tạo hệ Mc.Pherson 1.Giảm chấn đồng thời là trụ đứng - 2. Đòn ngang dưới – 3. Bánh xe 4. Lò xo – 5. Trục giảm trấn. P.tâm quay bánh xe – S. Tâm quay tức thời theo mặt phẳng ngang của thùng xe. như ta coi đòn ngang trên có chiều dài bằng 0 và đòn ngang dưới có chiều dài khác 0. Chính nhờ cấu trúc này mà ta có thể có được khoảng không gian phía trong để bố trí hệ thống truyền lực hoặc khoang hành lý. Sơ đồ cấu tạo của hệ treo (Hình 1.6) bao gồm : một đòn ngang dưới, giảm chấn đặt theo phương thẳng đứng, một đầu được gối ở khớp cầu B. đầu còn lại được bắt vào khung xe. Bánh xe được nối cứng với vỏ giảm chấn. Lò xo có thể được đặt lồng giữa vỏ giảm chấn và trục giảm trấn. Nếu ta so sánh với hệ treo 2 đòn ngang thì hệ treo Mc.Pherson kết cấu ít chi tiết hơn, không chiếm nhiều khoảng không và có thể giảm nhẹ được trọng lượng kết cấu. Nhưng nhược điểm chủ yếu của hệ treo Mc.Pherson là do giảm chấn vừa phải làm chức năng của giảm chấn lại vừa làm nhiệm vụ của trụ đứng nên trục giảm chấn chịu tải lớn nên giảm trấn cần phải có độ cứng vững và độ bền cao hơn do đó kết cấu của giảm chấn phải có những thay đổi cần thiết. *Mối quan hệ động học của hệ treo Mc.Pherson: Trong hệ thống treo nói chung, và hệ treo của cầu dẫn hướng nói riêng các góc đặt bánh xe có một ý nghĩa vô cùng quan trọng.Chúng phải đảm bảo cho việc điều khiển nhẹ nhành, chính xác, không gây lực cản lớn cũng như làm mòn lốp quá nhanh. Trong quá trình chuyển động bánh xe luôn luôn dao động theo phương thẳng đứng, sự dao động này kéo theo sự thay đổi góc nghiêng ngang, độ chum trước của bánh xe và khoảng cách giữa hai vết bánh xe, đồng thời chúng cũng làm thay đổi góc nghiêng dọc và nghiêng ngang của trụ xoay dẫn hướng. Các quan hệ giữa các thông số đó phụ thuộc vào sự chuyển vị của bánh xe theo phương thẳng đứng đó là mối quan hệ động học của hệ treo. Trên hình 1.7 biểu diễn mối quan hệ động học của hệ treo Mc.Pherson: Hình 1.7 : Mối quan hệ động học của hệ treo Mc.Pherson Sự thay đổi góc nghiêng ngang của bánh xe và trụ xoay dẫn hướng Sự thay đổi góc nghiêng dọc của trụ, xoay dẫn hướng Sự thay đổi độ chụm trước của bánh xe c) Hệ treo đòn dọc : Hình 1.8 : Sơ đồ nguyên lý hệ treo hai đòn dọc 1. Khung vỏ – 2. Lò xo – 3. Giảm chấn – 4. Bánh xe 5. Đòn dọc – 6. Khớp quay *Đặc điểm Hệ treo hai đòn dọc ( Hình 1.8) là hệ treo độc lập mà mỗi bên có một đòn dọc. Mỗi đầu của đòn dọc được gắn cứng với trục quay của bánh xe, một đầu liên kết với khung vỏ bởi khớp trụ. Lò xo và giảm chấn đặt giữa đòn dọc và khung. Đòn dọc vừa là nơi tiếp nhận lực ngang, lực dọc, và là bộ phận hướng dẫn. Do phải chịu tải trọng lớn nên nó thường được làm có độ cứng vững tốt. Khớp quay của đòn dọc thường là khớp trụ, với hai ổ trượt đặt xa nhau để có khả năng chịu lực theo các phương cho hệ treo. Đồng thời đòn dọc đòi hỏi cần phải có độ cứng vững lớn, nhằm mục đích chịu được các lực dọc, lực bên và chịu mômen phanh lớn. Do có kết cấu như vậy, nên hệ treo này chiếm ít không gian và đơn giản về kết cấu, giá thành hạ. Hệ treo này thường được bố trí cho cầu sau bị động, khi máy đặt ở phía trước, cầu trước là cầu chủ động. Hệ treo đòn dọc chiếm các khoảng không gian hai bên sườn xe nên có thẻ tạo điều kiện cho việc hạ thấp trọng tâm xe và có thể nâng cao tốc độ, dành một phần không gian lớn cho khoang hành lý. *Các phần đàn hồi của hệ treo hai đòn dọc: Khi sử dụng đòn dọc làm thanh dẫn hướng và tiếp nhận lực thì bộ phận đàn hồi và giảm chấm được đặt giữa khung vỏ và đòn dọc. Đại đa số các ô tô trong trường hợp này thường sử dụng bộ phận đàn hồi là lò xo xoắn, lò xo có thể đặt ngoài hoặc lồng vào giảm chấn cho gọn. Hình 1.9 : Sự thay đổi góc nghiêng trục cầu sau khi thân xe nghiêng a)Đồ thị quan hệ b) Miêu tả góc j, d Một số trường hợp khác người ta sử dụng thanh xoắn làm bộ phận đàn hồi. Thanh xoắn được đặt sát sàn xe, một đầu cố định có cơ cấu điều chỉnh dạng bulông hoặc cam lệch tâm để có thể điều chỉnh độ cao thùng xe, ụ cao su hạn chế hành trình của hệ treo cũng được đặt trên đòn dọc . Trong hệ treo này cũng sử dụng thanh ổn định như hệ treo hai đòn ngang. Về phương diện động học do đặc điểm kết cấu của hệ treo đòn dọc nên khi bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng thì không làm thay đổi khoảng cách giữa hai vết bánh xe và các góc đặt bánh xe. Khi ta tăng tải ở một bên bánh xe và giảm tải ở bên bánh xe kia thì dẫn tới chiều dài cở hai bên vết bánh xe khác nhau. Hơn nữa, trong trường hợp ô tô quay vòng hoặc khi đi trên đường mấp mô, nếu hệ treo hai biến dạng không đều nhau thì sinh ra hiện tượng tự xoay cầu xe như hệ treo phụ thuộc dầm cầu liền gây nên lệch trục cầu xe. Ta có thể biểu diễn quan hệ này trên đồ thị quan hệ y ( góc nghiêng ngang thân xe) và góc dịch chuyển của đường tâm cầu ds ( Hình I.9). d) Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết: Hệ treo này xuất hiện trên xe con vào những năm 70 cùng với sự hoàn thiện kết cấu cho các xe có động cơ và cầu trước chủ động. Theo cấu trúc của nó có thể phân chia thành loại treo nửa độc lập và treo nửa phụ thuộc. Theo khả năng làm việc của hệ treo, tuỳ thuộc vào độ cứng vững của đòn liên kết mà có thể xếp là loại phụ thuộc hay độc lập. ở đây hệ treo được phân loại là treo độc lập tức là đòn liên kết có độ cứng nhỏ hơn nhiều so với độ cứng của dầm cầu phụ thuộc. Hình 1.10: Sơ đồ nguyên lý hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết 1.Bánh xe; 2. Khớp quay trụ cầu đòn dọc; 3. Đòn dọc; 4. Thùng xe; 5. Lò xo; 6. Giản chấn: Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết ( Hình I.10) có đặc điểm là hai đòn dọc được nối cứng với nhau bởi một thanh ngang. Thanh ngang liên kết đóng vai trò như một thanh ổn định như đối với các hệ treo độc lập khác. Thanh ngang liên kết có độ cứng chống xoắn vừa nhỏ để tăng khả năng chống lật của xe vừa có khả năng truyền lực ngang tố. Đòn dọc vừa là nơi tiếp nhận lực ngang, lực dọc vừa là bộ phận hướng nên nó cần thiết có độ cứng vững tốt còn khớp trụ ở đầu đòn dọc thường có độ dài vừa đủ để tăng khả năng ổn định ngang của hệ treo. Hệ treo đòn dọc có thanh liên kết hiện nay cũng dược dùng rộng rãi trên một số ô tô có vận tốc cao vì nó có những ưu điểm sau: -Kết cấu của hệ treo khá gọn, khối lượng nhỏ, có thể sản xuất hàng loạt và khả năng lắp rắp nhanh, chính xác, điều này có lợi cho việc làm giảm giá thành, đặc biệt đối với hệ treo có bộ phận đàn hồi là thanh xoắn. -Giảm nhẹ được lực tác dụng lên đòn ngang và các khớp quay do có thanh liên kết nên có thể san bớt lực tác dụng ngang cho cả hai khớp trụ ở hai bên, do đó mỗi bên khớp trụ sẽ chịu một lực nhỏ hơn, các khớp trụ sẽ có độ bền cao hơn. -Không gây nên sự thay đổi góc nghiêng ngang bánh xe, vết của bánh xe. -Tuỳ theo vị trí đặt đòn ngang mà người ta có thể không cần dùng đến thanh ổn định của hệ treo độc lập ( đòn ngang đảm nhận chức năng của thanh ổn định). Bên cạnh những ưu điểm đó hệ treo này còn tồn tại một số nhược điểm như là đòi hỏi công nghệ hàn cao, tải trọng đặt lên cầu xe hạn chế và có thể làm quay trục cầu xe khi xe đi trên đường vòng ở trạng thái quay vòng thừa. Cũng giống như các hệ treo độc lập khác,hệ treo đòn dọc có thanh liên kết bộ phận đàn hồi của nó có thể là lò xo trụ xoắn. Lò xo được đặt giữa khung và đòn dọc. Để tiết kiệm không gian, lò xo thường được lồng và giảm chấn. Trong trường hợp dùng thanh xoắn thì chúng cũng được bố trí giống như đối với các hệ thống treo độc lập khác nhưng mỗi đòn dọc có một thanh xoắn riêng, chúng cho phép điều chỉnh được độ cao của thùng xe. Về động học của hệ treo này nằm giữa hệ treo đòn dọc và hệ treo phụ thuộc. Tâm nghiêng của xe có dần cầu liền ở hệ treo phụ thuộc nằm trên mặt phẳng bệ nhíp ( lò xo) với dầm cầu còn hệ treo có đòn dọc thì nằm ở mặt đường. Chính vì vậy tâm nghiêng của hệ treo có đòn liên kết. Hình I.11 ; sơ đồ vị trí tâm quay bánh xe O , tâm nghiêng cầu xe S của hệ treo có đòn liên kết, (Hình I.11) nằm giữa hai loại trên ( nằm giữa trục bánh xe với mặt đường) tại điểm S. Khi cả hai bánh xe cùng dịch lên, góc nghiêng ngang của bánh xe thay đổi rất ít. Khi hai bánh xe lệch nhau, góc nghiêng ngang thay đổi đáng kể đồng thời kéo theo sự thay đổi độ chụm bánh xe. Đòn ngang liên kết phần lớn có tiét diện hình chứ U nằm ngang ( tiết diện hở). Khi hai bánh xe dịch chuyển nhưng đầu đòn ngang không biến dạng và đóng vai trò như thanh ổn định. Nếu đòn ngang dịch về tâm quay của đòn dọc chúng ta có hệ treo đòn dọc, nếu đòn ngang dịch về bánh xe chúng ta có hệ treo phụ thuộc. e)Hệ treo đòn chéo: Hình 1.12: Sơ đồ hệ treo đòn chéo 1.Dầm cầu – 2. Đòn chéo – 3. Các đăng Hệ thống treo trên đòn chéo là cấu trúc mang tính trung gian giữa hệ treo đòn ngang và hệ treo đòn dọc.Bởi vậy sử dụng hệ treo này cho ta tận dụng được ưu điển của hai hệ treo trên và khắc phục được một số nhược điểm của chúng. Đặc điểm của hệ treo này là đòn đỡ bánh xe quay trên đường trục chéo và tạo nên đòn chéo trên bánh xe. Trong hệ treo đòn chéo (hình 1.12) chi tiết đàn hồi phần lớn là lò xo xoắn ốc. Các loại lò xo này có thể là dạng trụ hoặc dạng xếp. Loại lò xo xếp có ưu điểm là gọn, hành trình làm việc lớn. Loại lò xo hình trụ thường được lồng vào giảm chấn như đối với hệ treo đòn dọc để chúng chiếm ít không gian. Ngoài ra đối với hệ treo này, người ta còn hay dùng thêm thanh ổn định để làm tăng sự êm dịu trong quá trình chuyển động. So với các hệ treo đã xét ở trên thì hệ treo đòn chéo cho ta ưu việt hơn ở chỗ : khi bánh xe dao động theo phương thẳng đứng thì cũng kéo theo sự thay đổi khoảng cách giữa hai vết bánh xe, góc nghiêng ngang, nhưng sự thay đổi đó nhỏ hơn các loại đã xét ở trên. Riêng độ chạm trước cửa bánh xe thì thay đổi không đáng kể. f) Hệ thống treo loại khí : Ngoài các hệ treo đã kể trên thì trong hệ thống treo còn hệ thống treo khí nén (hình 1.13). Trong bình chứa (1) không khí nén dưới áp suất từ (0,5 – 0,8 MN/M2. Khi bình chứa (2) co lại thì có thể tích ở bên trong của bình giảm, áp suất không khí và độ cứng của hệ thống treo tăng. Khi chỉ có một bình chứa hệ thống treo sẽ rất cứng khi có thêm bình chứa phụ (2) thì khi bình chưá phụ (1) co lại áp suất không khí sẽ tăng từ từ và do đó hệ thống treo sẽ mềm hơn. Cần (3) là bộ điều chỉnh độ cao của vỏ xe, khi cần (3) thay đổi khoảng cách giữa vỏ và bánh xe thì khí ép từ bình chứa (4) đi vào buồng (1) và bình chưa phụ (2) hoặc là đưa khí ép ra khỏi bình chứa (2) và (1) bớt đi. Hình 1.13. Sơ đồ hệ thống treo khí 1.Bình chứa khí né