Hệ thống treo ô tô. Thiết bị và mục đích

Hệ thống treo ô tô nối phần chịu lực của ô tô với các bánh xe. Thực chất đây là một hệ thống treo, bao gồm một số bộ phận và cụm máy. Bản chất của nó là chịu tác động của nhiều lực khác nhau phát sinh trong quá trình di chuyển dọc đường và làm cho phần liên kết giữa thân xe và bánh xe trở nên đàn hồi.

Hệ thống treo - trước và sau - cùng với khung, dầm trục và bánh xe tạo nên khung của ô tô.

Một số đặc tính của xe được xác định trực tiếp bởi kiểu và thiết kế cụ thể của hệ thống treo. Trong số các thông số chính đó là khả năng xử lý, độ ổn định và độ mượt mà.

Khối lượng không bung là tập hợp các thành phần có tác dụng trực tiếp lên đường với trọng lượng của chúng. Trước hết, đây là bánh xe và các bộ phận treo và cơ cấu phanh kết nối trực tiếp với chúng.

Tất cả các thành phần và bộ phận khác, có trọng lượng được chuyển xuống đường thông qua hệ thống treo, tạo thành khối lượng bung.

Tỷ số giữa khối lượng bung và không bung có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất truyền động của ô tô. Khối lượng của các thành phần chưa bung càng nhỏ so với các thành phần bị bung thì việc xử lý xe càng tốt và êm ái hơn. Ở một mức độ nào đó, điều này cũng cải thiện tính năng động của xe.

Quá nhiều khối lượng chưa bung có thể làm tăng quán tính của hệ thống treo. Trong trường hợp này, lái xe trên đường nhấp nhô có thể làm hỏng trục sau và dẫn đến tai nạn nghiêm trọng.

Hầu hết tất cả các thành phần của hệ thống treo đều liên quan đến trọng lượng không bung của xe. Do đó, mong muốn của các kỹ sư trong việc giảm trọng lượng của hệ thống treo bằng cách này hay cách khác là điều dễ hiểu. Để đạt được mục tiêu này, các nhà thiết kế đang cố gắng giảm kích thước của các bộ phận hoặc sử dụng các hợp kim nhẹ hơn thay vì thép. Từng kg thắng dần hoàn thiện đặc tính chạy của xe. Hiệu quả tương tự có thể đạt được bằng cách tăng khối lượng bung, nhưng đối với điều này, bạn sẽ phải thêm một trọng lượng rất đáng kể. Đối với xe du lịch, tỷ lệ này xấp xỉ 15: 1. Ngoài ra, sự gia tăng tổng khối lượng làm xấu đi động lực gia tốc.

Về sự thoải mái

Một chiếc xe đang chuyển động liên tục rung lên. Trong trường hợp này, dao động tần số thấp và tần số cao tương đối có thể được phân biệt.

Theo quan điểm của sự thoải mái, số lần dao động của cơ thể mỗi phút nên nằm trong khoảng từ 60 đến 120.

Ngoài ra, do sử dụng lốp xe và các thành phần đàn hồi khác, khối lượng không bị bung phải chịu rung động tần số cao hơn - khoảng 600 mỗi phút. Thiết kế của hệ thống treo nên giữ những rung động như vậy ở mức tối thiểu để chúng không được cảm nhận trong cabin.

Và tất nhiên, va chạm và chấn động là không thể tránh khỏi khi lái xe, cường độ của nó phụ thuộc vào tình trạng của mặt đường. Chống rung lắc do va đập trên đường có hiệu quả là một trong những nhiệm vụ quan trọng của hệ thống treo.

Về khả năng quản lý

Xe phải duy trì một hướng chuyển động cho trước, đồng thời dễ dàng thay đổi theo ý muốn của người điều khiển phương tiện. Một trong những chức năng của hệ thống treo là cung cấp đủ độ ổn định của các bánh lái để ô tô tiếp tục chuyển động trên đường thẳng, bất kể những va chạm ngẫu nhiên xảy ra do khuyết tật mặt đường.

Với độ ổn định tốt, các bánh lái sẽ trở về vị trí trung lập mà ít hoặc không có sự can thiệp của người lái, và xe di chuyển trên một đường thẳng, ngay cả khi tay lái không được giữ.

Cách bánh xe chuyển động so với mặt đường và thân xe phần lớn được xác định bởi động học của hệ thống treo.

Về mặt an ninh

Hệ thống treo phải cung cấp độ bám tối ưu của lốp xe với mặt đường để miếng dán tiếp xúc không đổi trong quá trình di chuyển. Các thay đổi động trong cài đặt (căn chỉnh, v.v.), cũng như hình dạng hệ thống treo, phải ở mức tối thiểu. Điều này đặc biệt đúng khi lái xe qua các đoạn đường gồ ghề và vào cua. Thiết kế phải bao gồm các yếu tố làm giảm độ lăn và giảm thiểu khả năng trượt và lật của máy, nói cách khác, cung cấp đủ độ ổn định.

Hệ thống treo ô tô thường bao gồm các cơ cấu dẫn hướng, các bộ phận đàn hồi, một bộ giảm rung, một thanh chống lật, cũng như các thanh giằng, các cơ cấu điều chỉnh và điều khiển.

Hướng dẫn cơ chế 

Trước hết, đây là các đòn bẩy khác nhau, bạn có thể tìm hiểu thêm, cũng như tất cả các loại lực kéo, giá đỡ, phần mở rộng. Nó phụ thuộc vào chúng bằng cách nào và trong giới hạn nào để có thể di chuyển các bánh xe dọc theo các trục khác nhau và trên các mặt phẳng khác nhau. Ngoài ra, chúng truyền lực kéo và lực phanh, cũng như các ảnh hưởng bên, ví dụ, trong khi rẽ.

Tùy thuộc vào loại cơ cấu dẫn hướng được sử dụng, tất cả các hệ thống treo có thể được chia thành hai loại lớn - phụ thuộc và độc lập.

Trong phụ thuộc, cả hai bánh xe của một trục được liên kết cứng với nhau bằng một cầu (dầm ngang). Trong trường hợp này, sự dịch chuyển của một trong các bánh xe, ví dụ, khi lái xe qua một hố, sẽ gây ra sự dịch chuyển tương tự của bánh kia.



Trong hệ thống treo độc lập, không có kết nối cứng như vậy, do đó dịch chuyển thẳng đứng hoặc độ nghiêng của một bánh xe thực tế không ảnh hưởng đến các bánh xe khác.



Cả hai lớp đều có những ưu điểm và nhược điểm, điều này quyết định phạm vi ứng dụng của chúng. Đối với xe du lịch, ở đây một lợi thế rõ ràng hóa ra nằm ở phía hệ thống treo độc lập. Mặc dù trục sau trong nhiều trường hợp vẫn được lắp phụ thuộc, nhưng đôi khi bạn cũng có thể tìm thấy một hệ thống cần xoắn bán độc lập.

Ở cầu trước, hệ thống treo phụ thuộc, do độ bền cao và thiết kế đơn giản, vẫn phù hợp trên xe tải, xe buýt và một số xe SUV.

Việc so sánh các hệ thống phụ thuộc và độc lập được dành cho.

Thiết kế có thể bao gồm một số đòn bẩy khác nhau và chúng có thể được đặt theo những cách khác nhau. Theo các đặc điểm này, người ta có thể phân biệt hệ thống treo đòn bẩy đơn, đòn bẩy kép và hệ thống treo nhiều liên kết với kiểu bố trí dọc, ngang hoặc xiên.

Các yếu tố đàn hồi 

Chúng bao gồm lò xo, thanh xoắn, các loại lò xo khác nhau, cũng như bản lề kim loại cao su (khối im lặng), nhờ đó đòn bẩy và lò xo có thể di chuyển được. Các yếu tố đàn hồi chịu những cú sốc khi va chạm mạnh trên đường và làm dịu đáng kể tác động của chúng lên thân xe, động cơ đốt trong và các thành phần và hệ thống khác của ô tô. Và tất nhiên, chúng tăng mức độ thoải mái cho những người ngồi trong cabin.

Thông thường, trong thiết kế của một hệ thống treo độc lập, lò xo cuộn hình trụ được sử dụng, được làm bằng thép lò xo đặc biệt sử dụng một công nghệ đặc biệt. Các yếu tố đàn hồi như vậy là đáng tin cậy, không cần bảo trì và đồng thời cho phép bạn có được độ êm ái tốt nhất. Ở các dòng xe du lịch, lò xo đã thay thế gần như hoàn toàn lò xo.



Hình bên cho thấy một sơ đồ sắp xếp của một hệ thống treo lò xo với hai xương đòn.

Trong hệ thống treo khí, lò xo không khí được sử dụng như một phần tử đàn hồi. Bằng cách thay đổi áp suất khí trong xi lanh theo phương án này, có thể nhanh chóng điều chỉnh độ cứng của hệ thống, cũng như khoảng sáng gầm xe. Sự thích ứng tự động đạt được nhờ vào một hệ thống các cảm biến và một bộ phận điều khiển điện tử. Tuy nhiên, chi phí của một thiết bị như vậy rất cao và nó chỉ được lắp đặt trên những chiếc xe hạng sang. Ngoài ra, hệ thống treo khí thích ứng rất khó sửa chữa và tốn kém, đồng thời khá dễ hỏng trên đường xấu.



van điều tiết rung 

Anh ấy thực hiện vai trò của mình. Nó được thiết kế để làm giảm các rung động phát sinh từ việc sử dụng các thành phần đàn hồi, cũng như các hiện tượng cộng hưởng. Trong trường hợp không có bộ giảm chấn, các rung động trên mặt phẳng thẳng đứng và mặt phẳng ngang làm giảm đáng kể khả năng kiểm soát và trong một số trường hợp, có thể dẫn đến tình trạng khẩn cấp. 

Thông thường, van điều tiết được kết hợp với các phần tử đàn hồi thành một thiết bị - thiết bị này ngay lập tức thực hiện một tập hợp các chức năng.

Thanh chống lật 

Bộ phận này được lắp trên cả trục trước và trục sau. Nó được thiết kế để giảm hiện tượng lật ngang khi vào cua và giảm khả năng máy bị lật.



Bạn có thể tìm hiểu thêm về thiết bị và nguyên lý hoạt động của thanh chống lật.

Chốt 

Để kết nối các bộ phận treo với khung và với nhau, ba loại dây buộc được sử dụng - bắt vít, có và xuyên qua các bộ phận đàn hồi (bản lề và ống lót bằng kim loại cao su). Loại thứ hai, ngoài việc hoàn thành nhiệm vụ chính, còn giúp giảm mức độ tiếng ồn bằng cách hấp thụ các rung động trong một phổ tần số nhất định.

Thông thường, thiết kế cũng cung cấp các giới hạn cho việc di chuyển của các đòn bẩy. Khi xe vượt qua một chỗ xóc đáng kể, bộ phận cản cao su sẽ hấp thụ lực tác động trước khi bộ giảm xóc đạt đến giới hạn trên hoặc dưới. Do đó, ngăn chặn sự cố sớm của bộ giảm xóc, giá đỡ phía trên và khối im lặng phía dưới.

Chủ đề quá rộng để có thể bao quát tất cả các khía cạnh của nó trong một bài viết. Ngoài ra, các kỹ sư thiết kế không ngừng làm việc để cải tiến các thiết bị hiện có và phát triển các thiết bị mới. Hướng hứa hẹn nhất là hệ thống tự động thích ứng với các điều kiện đường cụ thể. Ví dụ, ngoài các lò xo không khí đã đề cập, các thanh chống lật có thể điều chỉnh được sử dụng, có khả năng thay đổi độ cứng theo tín hiệu từ ECU.



Trong một số ô tô, bộ giảm xóc có thể điều chỉnh được lắp đặt để thay đổi độ cứng của hệ thống treo do hoạt động của van điện từ.

Trong hệ thống treo khí nén, vai trò của các thành phần đàn hồi được thực hiện bởi các quả cầu, các phần cô lập riêng biệt của chúng chứa đầy khí và chất lỏng. Trong hệ thống Thủy lực, quả cầu thủy khí là một phần của thanh chống treo.



Tuy nhiên, tất cả các tùy chọn này đều đắt tiền, vì vậy hầu hết những người lái xe đều phải hài lòng với MacPherson và hệ thống lò xo với hai thanh răng tốt nhất hiện nay.

Không ai an toàn trước các sự cố trên đường của chúng ta, vì vậy sẽ không thừa nếu bạn tự làm quen với các dấu hiệu của những sự cố có thể xảy ra. Và hãy chắc chắn để đọc.