Hệ thống treo phụ thuộc và độc lập của ô tô là gì?

Hệ thống treo phụ thuộc và độc lập của ô tô là gì?

Hệ thống treo là một hệ thống kết nối thân xe với các bánh xe. Nó được thiết kế để giảm xóc và lắc do đường không bằng phẳng và đảm bảo sự ổn định của máy trong các điều kiện khác nhau.

Các bộ phận chính của hệ thống treo là các bộ phận đàn hồi và giảm chấn (lò xo, lò xo, giảm xóc và các bộ phận cao su), thanh dẫn hướng (đòn bẩy và dầm nối thân xe và bánh xe), các bộ phận hỗ trợ, bộ ổn định và các bộ phận kết nối khác nhau.

Có hai loại hệ thống treo chính - phụ thuộc và độc lập. Điều này đề cập đến sự phụ thuộc hoặc độc lập của các bánh xe trên cùng một trục khi lái xe trên mặt đường không bằng phẳng.

đình chỉ phụ thuộc. Các bánh xe của một trục được kết nối chặt chẽ với nhau và chuyển động của một trong số chúng dẫn đến sự thay đổi vị trí của trục kia. Trong trường hợp đơn giản nhất, nó bao gồm một cây cầu và hai lò xo dọc. Cũng có thể có một biến thể trên đòn bẩy dẫn hướng.

đình chỉ độc lập. Các bánh xe trên cùng một trục không được kết nối với nhau và sự dịch chuyển của bánh xe này không ảnh hưởng đến vị trí của bánh xe kia.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống treo phụ thuộc

Nếu bạn nhìn vào sơ đồ hệ thống treo phụ thuộc, bạn có thể thấy rằng kết nối ảnh hưởng đến chuyển động thẳng đứng của các bánh xe và vị trí góc của chúng so với mặt phẳng đường.

Khi một trong các bánh xe di chuyển lên, bánh xe thứ hai sẽ đi xuống, vì các phần tử đàn hồi và toàn bộ cánh dẫn hướng được đặt bên trong đường ray của xe. Nén lò xo hoặc lò xo bên trái xe sẽ dỡ thân xe, lò xo bên phải duỗi thẳng một phần, khoảng cách giữa thân xe và đường bên phải tăng lên. Điều này không phải lúc nào cũng rõ ràng, vì hình ảnh sẽ bị biến dạng do thân xe lăn và phần lớn phụ thuộc vào chiều cao của trọng tâm ô tô và khoảng cách dọc theo trục từ lò xo hoặc cần gạt đến bánh xe. Những tác động như vậy khiến xe lăn và có xu hướng lắc lư, được tính đến khi tính toán hệ thống treo.

Vì cả hai bánh xe đều nằm trong các mặt phẳng song song, nếu chúng ta bỏ qua các góc khum được tạo ra một cách giả tạo, thì độ nghiêng của một trong số chúng, chẳng hạn, sang trái, sẽ khiến chiếc thứ hai có một góc tương tự theo cùng một hướng. Nhưng đối với cơ thể, góc khum tức thời sẽ thay đổi theo cùng một cách, nhưng với dấu hiệu ngược lại. Độ khum thay đổi ở bánh xe luôn làm giảm lực kéo và với sơ đồ này, điều này xảy ra ngay lập tức với cả hai bánh trên trục. Do đó, hoạt động không đạt yêu cầu của hệ thống treo phụ thuộc ở tốc độ cao với tải trọng ngang ở các góc. Và nhược điểm của việc đình chỉ như vậy không chỉ giới hạn ở điều này.

Vai trò của lò xo theo nghĩa chung của từ này có thể trực tiếp là cấu trúc lò xo điển hình được làm bằng các vật liệu khác nhau và với số lượng tấm khác nhau trong bộ, bao gồm độ cứng thay đổi (có lò xo), cũng như lò xo hoặc lò xo không khí tương tự như chúng trong bố cục.

Hệ thống treo lò xo. Các lò xo có thể được đặt theo chiều dọc hoặc chiều ngang, tạo thành các cung khác nhau, từ một phần tư hình elip đến một hình đầy đủ. Hệ thống treo trên hai lò xo bán elip nằm dọc thân xe từ lâu đã trở thành kiểu cổ điển. Các thiết kế khác đã được sử dụng trong nửa đầu thế kỷ trước.

Các đặc tính của lò xo lá sao cho nó có độ cứng chuẩn hóa trong mặt phẳng thẳng đứng và trong tất cả các mặt phẳng khác, biến dạng của nó có thể được bỏ qua, vì vậy thiết kế này không chứa cánh dẫn hướng riêng. Toàn bộ cầu được gắn vào khung hoặc thân độc quyền thông qua các lò xo.

Mặt dây chuyền này bao gồm:

• lò xo chứa một hoặc nhiều tấm kim loại phẳng, đôi khi sử dụng vật liệu composite;
• kẹp buộc chặt các tấm lò xo của các cấu trúc sắp chữ;
• giữa các tấm có vòng đệm chống cọt kẹt, giúp giảm ma sát và cải thiện sự thoải mái về âm thanh;
• lò xo treo, là những lò xo nhỏ hơn bổ sung hoạt động khi một phần hành trình của hệ thống treo được chọn và thay đổi độ cứng của nó;
• thang buộc lò xo vào dầm cầu;
• giá đỡ phía trước và phía dưới có ống lót hoặc khối im lặng, cho phép bù cho sự thay đổi độ dài của lò xo trong quá trình nén, đôi khi chúng được gọi là bông tai;
• đệm-máy cắt bảo vệ các tấm khỏi biến dạng không thể đảo ngược với độ uốn tối đa ở cuối hành trình làm việc.

Tất cả các hệ thống treo phụ thuộc đều được trang bị bộ giảm xóc được lắp đặt riêng, loại và vị trí của chúng không phụ thuộc vào loại bộ phận đàn hồi.

Các lò xo có khả năng truyền lực kéo và lực phanh từ dầm trục đến thân xe với một chút biến dạng, ngăn không cho trục bị xoắn quanh trục của chính nó và chống lại các lực ngang ở các góc cua. Nhưng do sự không nhất quán của các yêu cầu về độ cứng theo các hướng khác nhau, họ làm tất cả đều tệ như nhau. Nhưng điều này không cần thiết ở mọi nơi.

Trên các phương tiện nhiều trục hạng nặng, có thể sử dụng hệ thống treo kiểu cân bằng, khi một cặp lò xo phục vụ hai trục liền kề, tựa vào các đầu của chúng và được cố định trên khung ở tâm. Đây là một hệ thống treo xe tải điển hình với những ưu điểm và nhược điểm riêng.

Hệ thống treo phụ thuộc lò xo. Vai trò của phần tử đàn hồi được thực hiện bởi lò xo trụ hoặc lò xo không khí, vì vậy loại này cần có cánh dẫn hướng riêng. Nó có thể có các thiết kế khác nhau, thường sử dụng hệ thống gồm năm thanh phản lực, hai thanh trên, hai thanh dưới và một thanh ngang (thanh Panhard).

Có các giải pháp khác, ví dụ, từ hai thanh dọc bằng một thanh ngang hoặc thay thế thanh Panhard bằng cơ chế hình bình hành Watt, giúp ổn định tốt hơn cây cầu theo hướng ngang. Trong mọi trường hợp, các lò xo chỉ hoạt động khi nén và tất cả các khoảnh khắc từ cây cầu được truyền qua các lực đẩy phản lực với các khối im lặng ở hai đầu.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống treo độc lập

Hệ thống treo độc lập được sử dụng rộng rãi ở bánh lái trước của ô tô chở khách, vì việc sử dụng chúng giúp cải thiện đáng kể cách bố trí khoang động cơ hoặc cốp xe và giảm khả năng tự dao động của bánh xe.

Là một phần tử đàn hồi trong hệ thống treo độc lập, lò xo thường được sử dụng, hơi ít thường xuyên hơn - thanh xoắn và các phần tử khác. Điều này mở rộng khả năng sử dụng các yếu tố đàn hồi khí nén. Phần tử đàn hồi, ngoại trừ lò xo, thực tế không ảnh hưởng đến chức năng của thiết bị dẫn hướng.

Đối với hệ thống treo độc lập, có nhiều sơ đồ thiết bị dẫn hướng, được phân loại theo số lượng đòn bẩy và vị trí của mặt phẳng xoay của đòn bẩy.  

Trong mặt trận độc lập treo liên kết, trục bánh xe được gắn với hai ổ trục côn tiếp xúc góc trên rãnh của khớp lái, được nối với thanh răng bằng một trục. Một ổ bi đẩy được lắp giữa thanh chống và khớp lái.

Giá đỡ được kết nối theo trục bằng các ống lót có ren với các cần gạt trên và dưới, do đó, các đòn bẩy này được nối với các trục được cố định vào các thanh ngang của khung bằng các ống lót cao su. Phần tử đàn hồi của hệ thống treo là một lò xo, dựa vào đầu trên của nó thông qua một miếng đệm cách rung dựa vào đầu được dập của thanh ngang, và với đầu dưới của nó tựa vào cốc đỡ, được bắt vít vào các thanh đỡ phía dưới. Chuyển động thẳng đứng của các bánh xe bị hạn chế bởi các đệm cao su chặn trong dầm.

Một bộ giảm chấn thủy lực dạng ống lồng tác động kép được lắp bên trong lò xo và được nối với đầu trên với khung ngang thông qua các đệm cao su, và với đầu dưới với các đòn bẩy phía dưới.

Gần đây, việc đình chỉ "đu nến" đã trở nên phổ biến. McPherson. Nó bao gồm một đòn bẩy và một thanh chống ống lồng, một mặt được kết nối chắc chắn với khớp lái và mặt khác - được cố định ở gót chân. Gót chân là một ổ đỡ lực đẩy được gắn trong một khối cao su mềm dẻo gắn trên thân.

Thanh răng có khả năng lắc lư do khối cao su bị biến dạng và xoay quanh một trục đi qua ổ đỡ lực, bản lề ngoài của tay đòn.

Ưu điểm của hệ thống treo này bao gồm số lượng bộ phận nhỏ, trọng lượng nhẹ hơn và không gian trong khoang động cơ hoặc cốp xe. Thông thường, thanh chống treo được kết hợp với bộ giảm xóc và phần tử đàn hồi (lò xo, phần tử khí nén) được gắn trên thanh chống. Những nhược điểm của hệ thống treo MacPherson bao gồm tăng độ mài mòn của các bộ phận dẫn hướng thanh chống với hành trình treo lớn, khả năng hạn chế đối với các sơ đồ động học khác nhau và độ ồn cao hơn (so với hệ thống treo trên hai xương đòn.

Thiết bị và hoạt động của hệ thống treo MacPherson được mô tả chi tiết bên dưới.

Hệ thống treo thanh chống dao động có một cánh tay rèn mà cánh tay ổn định được kết nối thông qua các miếng đệm cao su. Phần ngang của bộ ổn định được gắn vào thanh ngang của thân xe bằng các miếng đệm cao su và giá đỡ bằng thép. Do đó, thanh chéo của bộ ổn định truyền lực dọc từ bánh xe đến thân xe và do đó tạo thành một phần của thanh dẫn hướng hệ thống treo tích hợp. Đệm cao su cho phép bạn bù các biến dạng xảy ra khi cánh tay tổng hợp như vậy lắc lư, đồng thời làm giảm các rung động dọc truyền từ bánh xe đến thân xe.

Thanh của thanh chống ống lồng được cố định trên đế dưới của khối cao su của gót trên và không xoay cùng với thanh chống và lò xo lắp trên nó. Trong trường hợp này, với bất kỳ vòng quay nào của bánh lái, thanh răng cũng quay tương ứng với thanh truyền, loại bỏ ma sát tĩnh giữa thanh truyền và xi lanh, giúp cải thiện phản ứng của hệ thống treo trước những bất thường trên đường nhỏ.

Lò xo không được lắp đồng trục với thanh răng mà nghiêng về phía bánh xe để giảm tải trọng ngang tác dụng lên thanh truyền, thanh dẫn hướng và pít-tông của nó, sinh ra dưới tác dụng của lực dọc tác dụng lên bánh xe.

Một đặc điểm của hệ thống treo bánh lái là nó phải cho phép bánh xe quay vòng bất kể độ võng của phần tử đàn hồi. Điều này được đảm bảo bởi cái gọi là cụm trục.

Đình chỉ có thể được trục và trục:

1. Với hệ thống treo trục, khớp nối được cố định trên trục, được gắn với một số độ nghiêng so với phương thẳng đứng trên thanh chống treo. Để giảm mômen ma sát trong khớp này, có thể sử dụng các ổ bi kim, ổ đỡ hướng tâm và ổ bi chặn. Các đầu bên ngoài của tay treo được nối với giá đỡ bằng khớp trụ, thường được chế tạo ở dạng ổ trượt trơn được bôi trơn. Nhược điểm chính của hệ thống treo trục là số lượng lớn bản lề. Khi xoay các đòn bẩy của thiết bị dẫn hướng trong mặt phẳng ngang, không thể đạt được “hiệu ứng chống lặn” do có tâm cuộn dọc của hệ thống treo, vì các trục xoay của đòn bẩy phải được điều chỉnh nghiêm ngặt. song song.
2. Giá đỡ treo độc lập Besshkvornevy trong đó bản lề hình trụ của giá đỡ được thay thế bằng hình cầu đã trở nên phổ biến hơn nhiều. Thiết kế của bản lề này bao gồm một chốt có đầu hình bán cầu, nó được gắn với một miếng đệm đỡ bằng kim loại gốm, hoạt động trên bề mặt hình cầu của thân bản lề. Ngón tay đặt trên một miếng đệm cao su đặc biệt bọc nylon được gắn trong một giá đỡ đặc biệt. Vỏ bản lề được gắn vào tay treo. Khi bánh xe quay, chốt quay quanh trục của nó trong các lớp lót. Khi hệ thống treo bị lệch, chốt cùng với miếng chèn sẽ dao động so với tâm của quả cầu - đối với điều này, có một lỗ hình bầu dục trên thân. Bản lề này chịu lực, vì thông qua nó, các lực thẳng đứng được truyền từ bánh xe đến phần tử đàn hồi, lò xo, nằm trên tay treo dưới. Các tay treo được gắn vào thân máy bằng ổ trượt hình trụ hoặc bằng bản lề cao su-kim loại, hoạt động do biến dạng cắt của ống lót cao su. Loại thứ hai yêu cầu bôi trơn và có đặc tính cách ly rung động.

Hệ thống treo nào là tốt nhất?

Trước khi trả lời câu hỏi này, bạn nên xem xét ưu và nhược điểm của cả hai loại mặt dây chuyền.

Lợi ích lơ lửngиcủa tôi hệ thống treo - độ bền và độ tin cậy cao của thiết kế, độ bám đường đồng đều và tăng độ ổn định khi vào cua, cũng như sự bất biến của khoảng sáng gầm xe, chiều rộng rãnh và các chỉ báo vị trí bánh xe khác (rất hữu ích trên địa hình).

Trong số những nhược điểm của hệ thống treo phụ thuộc:

• độ cứng của hệ thống treo có thể gây khó chịu khi lái xe trên đường xấu;
• giảm kiểm soát phương tiện;
• sự phức tạp của việc điều chỉnh;
• các bộ phận nặng làm tăng đáng kể khối lượng không có lò xo, điều này ảnh hưởng tiêu cực đến độ êm ái khi di chuyển và đặc tính động học của máy, đồng thời làm tăng mức tiêu thụ nhiên liệu.

Hệ thống treo độc lập và lợi ích của nó:

• tăng sự thoải mái khi đi xe, vì va chạm của một trong các bánh xe không đồng đều không ảnh hưởng đến bánh xe kia;
• ít rủi ro bị lật khi đánh vào hố nghiêm trọng;
• xử lý tốt hơn, đặc biệt là ở tốc độ cao;
• giảm trọng lượng cung cấp hiệu suất năng động được cải thiện;
• nhiều tùy chọn điều chỉnh để đạt được các thông số tối ưu.

Những nhược điểm bao gồm:

• do thiết kế phức tạp, dịch vụ sẽ đắt tiền;
• tăng khả năng bị tổn thương khi lái xe địa hình;
• chiều rộng theo dõi và các thông số khác có thể thay đổi trong quá trình hoạt động.

Vậy cái nào tốt hơn? Hệ thống treo là một trong những linh kiện máy thường xuyên phải sửa chữa. Điều này phải được tính đến khi lựa chọn một chiếc xe hơi. Việc sửa chữa hệ thống treo độc lập sẽ tốn kém hơn hệ thống treo phụ thuộc. Ngoài ra, độc lập, rất có thể, sẽ phải sửa chữa thường xuyên hơn, sẽ không thừa nếu hỏi về sự sẵn có của phụ tùng thay thế. Các bộ phận chính hãng có chất lượng phù hợp cho ô tô nước ngoài có thể phải được đặt hàng riêng.

Để lái xe chủ yếu trên đường nhựa, lựa chọn tốt nhất là hệ thống treo độc lập phía trước và phụ thuộc phía sau. Đối với một chiếc SUV hoặc một chiếc ô tô khác được cho là sử dụng địa hình, hệ thống treo phụ thuộc là lựa chọn tốt nhất - trên cả hai trục hoặc ít nhất là ở phía sau. Cây cầu sẽ không giữ hầu hết bụi bẩn. Và đất và tuyết sẽ bám rất tích cực vào các bộ phận của hệ thống treo độc lập. Đồng thời, ngay cả khi cây cầu uốn cong trên một con đường núi, chiếc xe sẽ vẫn di chuyển. Nhưng sự cố của hệ thống treo độc lập sẽ không cho phép xe tiếp tục di chuyển. Đúng vậy, trong điều kiện đô thị, việc xử lý với sơ đồ như vậy sẽ không phải là tốt nhất.

Trong những năm gần đây, các nhà sản xuất đã bắt đầu trang bị cho một số ô tô hệ thống treo có thể hoạt động ở một số chế độ. Thiết bị điện tử của họ cho phép bạn nhanh chóng, khi đang di chuyển, thay đổi các thông số tùy thuộc vào tình hình giao thông. Nếu kinh phí cho phép, bạn nên xem xét các mô hình có hệ thống như vậy.