1/ Công dụng của hệ thống treo
Hệ thống treo trên xe ô tô mang lại những tác dụng chính như sau:
- Giảm xóc và rung động: Hấp thụ và triệt tiêu các dao động từ mặt đường, mang lại cảm giác êm ái và thoải mái cho người ngồi trên xe.
- Đảm bảo độ bám đường: Giúp bánh xe luôn tiếp xúc tốt với mặt đường, tăng khả năng bám đường và ổn định khi xe vào cua, phanh gấp hoặc tăng tốc.
- Bảo vệ khung gầm và các bộ phận khác: Giảm thiểu tác động của lực từ mặt đường lên khung gầm và các bộ phận khác của xe, giúp kéo dài tuổi thọ của xe.
- Nâng cao khả năng điều khiển xe: Giúp người lái kiểm soát xe tốt hơn, đặc biệt là khi di chuyển trên đường xấu hoặc trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
2/ Cấu tạo và các chi tiết của hệ thống treo ô tô
Cấu tạo một hệ thống treo ô tô cơ bản vẫn là 3 bộ phận chính. Dưới đây chúng tôi sẽ giúp bạn khám phá chi tiết các bộ phận này để hiểu rõ hơn về hệ thống treo trên xe của mình.
- Lò xo (Spring): Bộ phận đàn hồi chính, có khả năng biến dạng để hấp thụ năng lượng từ các dao động.
- Giảm chấn (Shock absorber): Bộ phận thủy lực hoặc khí nén, có tác dụng chuyển hóa động năng của dao động thành nhiệt năng, giúp giảm chấn động và ổn định xe.
- Thanh cân bằng (Stabilizer bar): Thanh kim loại nối giữa hai bánh xe cùng trục, giúp giảm độ nghiêng của thân xe khi vào cua.
- Khớp nối (Bushing): Bộ phận bằng cao su hoặc polyurethane, kết nối các bộ phận của hệ thống treo với nhau và với khung gầm, giúp giảm tiếng ồn và rung động.
- Bánh xe và lốp xe: Bánh xe và lốp xe cũng là một phần của hệ thống treo, giúp hấp thụ một phần nhỏ dao động từ mặt đường.
3/ Nguyên lý hoạt động hệ thống treo trên ô tô
Về cơ bản, nguyên lý hoạt động của hệ thống treo là sự tương tác qua lại giữa các bộ phận như lò xo, giảm xóc, cần điều khiển… Khi xe di chuyển trên mặt đường không bằng phẳng, bánh xe sẽ tác động trực tiếp với các phần đường gồ ghề. Qua đó, những rung động sẽ được tạo ra. Lúc này lò xo sẽ nến và hấp thụ những rung động đó. Tiếp theo, bộ phận giảm xóc sẽ kiểm soát độ nảy lò xo, giúp ô tô không bị nảy lên quá mức. Đồng thời, hoạt động của cần điều khiển và thanh cân bằng giúp cho bánh xe thẳng đứng với khung xe, giúp hạn chế nguy cơ xe bị lật, đổ.
Nguồn: internet
Đối với hệ thống treo độc lập
Trường hợp bánh trái của xe ô tô bị tác động bởi phần đường gồ ghề mà hệ thống treo độc lập không có sự kết nối giữa 2 bánh. Vì vậy, chuyển động nâng lên từ bánh xe trái sẽ không ảnh hưởng đến bánh phải.
Lực tác động từ mặt đường sẽ được lò xo nén và bộ giảm chấn ở phần giữa khớp nối với khung chính hấp thục. Độ cứng lò xo và giảm chấn sẽ duy trì lực ma sát của bánh xe với mặt đường để xe cân bằng và ổn định.
Đây là hệ thống treo ưu việt hơn cả và các xe hiện đại thường sẽ sử dụng hệ thống này. Tuy sẽ làm giá của hệ thống treo đắt hơn, nhiều chi tiết hơn nhưng độ êm ái cao hơn, hoạt động ổn định hơn.
![]()
Hệ thống treo độc lập hoạt động đúng như tên gọi của nó Đối với hệ thống treo bán độc lập/phụ thuộc/cân bằng
Các hệ thống treo khác ngoài treo độc lập có bán độc lập, phụ thuộc và cân bằng. Trường hợp xe gặp tác động ở bánh xe bên trái như đã nói ở hệ thống treo độc lập phía trên. Cặp bánh xe đối diện nhau liên kết với nhau qua trục đặc hoặc trục sống có lò xo lá.
Vì thế bánh trái bị tác động thì bên phải cũng sẽ bị chịu tác động bởi lực từ mặt đường. Đồng thời lò xo lá sẽ duỗi ra và hấp thụ chấn động của 2 bánh. Hệ thống treo trên ô tô này hoạt động chủ yếu trên các xe vận tải. Bởi tính chắc chắn và giá thành sẽ rẻ hơn so với treo độc lập. Yếu điểm tất nhiên là cứng hơn, không êm ái bằng hệ thống treo độc lập.
4/ Phân loại hệ thống treo phổ biến trên xe ô tô
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại hệ thống treo. Để có thể phân biệt, theo dõi các cách phân loại sau đây:
- Hệ thống treo phụ thuộc
- Hệ thống treo độc lập
- Hệ thống treo bán chủ động và chủ động
Hệ thống treo độc tập
Hệ thống treo độc lập cho phép mỗi bánh xe di chuyển lên xuống độc lập với bánh xe còn lại trên cùng trục. Điều này giúp giảm thiểu sự ảnh hưởng của các dao động từ mặt đường đến toàn bộ thân xe, đồng thời tăng cường độ bám đường và khả năng kiểm soát xe khi vào cua.
Nguồn: internet
![]()
Hệ thống treo độc lập cho phép mỗi bánh xe di chuyển lên xuống độc lập với bánh xe còn lại trên cùng trục. Cấu tạo
Hệ thống treo độc lập thường bao gồm các bộ phận chính sau:
- Tay đòn: Có thể là một hoặc nhiều tay đòn (thường là tay đòn trên và tay đòn dưới), có nhiệm vụ kết nối bánh xe với khung gầm xe.
- Lò xo cuộn (Coil spring): Bộ phận đàn hồi chính, hấp thụ và lưu trữ năng lượng từ các dao động.
- Giảm chấn (Shock absorber): Bộ phận thủy lực hoặc khí nén, có tác dụng chuyển hóa động năng của dao động thành nhiệt năng, giúp giảm chấn động và ổn định xe.
- Thanh cân bằng (Stabilizer bar): Thanh kim loại nối giữa hai bánh xe cùng trục, giúp giảm độ nghiêng của thân xe khi vào cua.
- Khớp nối (Bushing): Bộ phận bằng cao su hoặc polyurethane, kết nối các bộ phận của hệ thống treo với nhau và với khung gầm, giúp giảm tiếng ồn và rung động.
Nguyên lý hoạt động
Khi bánh xe gặp chướng ngại vật, lò xo sẽ bị nén lại và hấp thụ năng lượng từ dao động. Giảm chấn sẽ chuyển hóa động năng này thành nhiệt năng, giúp giảm chấn động và ổn định lại xe. Do mỗi bánh xe được treo độc lập, nên dao động của một bánh xe sẽ không ảnh hưởng nhiều đến bánh xe còn lại, giúp xe vận hành êm ái và ổn định hơn.
Ưu điểm
- Êm ái hơn: Do mỗi bánh xe di chuyển độc lập, hệ thống treo độc lập hấp thụ tốt hơn các rung động từ mặt đường, mang lại cảm giác lái êm ái và thoải mái hơn so với hệ thống treo phụ thuộc.
- Linh hoạt hơn: Mỗi bánh xe có thể thích ứng độc lập với địa hình, giúp xe bám đường tốt hơn, đặc biệt khi vào cua hoặc vượt qua các chướng ngại vật.
- Tăng khả năng xử lý: Giảm độ nghiêng của thân xe khi vào cua, giúp xe ổn định và dễ dàng kiểm soát hơn.
- Giảm trọng lượng: Hệ thống treo độc lập thường nhẹ hơn hệ thống treo phụ thuộc, giúp cải thiện hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu.
Nhược điểm
- Cấu tạo phức tạp hơn: Hệ thống treo độc lập có nhiều chi tiết hơn so với hệ thống treo phụ thuộc, do đó phức tạp hơn và đòi hỏi kỹ thuật bảo dưỡng cao hơn.
- Chi phí cao hơn: Do cấu tạo phức tạp, chi phí sản xuất và bảo dưỡng hệ thống treo độc lập thường cao hơn so với hệ thống treo phụ thuộc.
- Kém bền hơn: Các khớp nối và chi tiết nhỏ trong hệ thống treo độc lập dễ bị mòn và hư hỏng hơn so với hệ thống treo phụ thuộc.
Các loại hệ thống treo độc lập phổ biến
- Hệ thống treo MacPherson: Cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, chi phí thấp, dễ bảo dưỡng, thường được ứng dụng rộng rãi trên các dòng xe du lịch cỡ nhỏ và trung bình.
- Hệ thống treo tay đòn kép (Double wishbone: Cung cấp khả năng kiểm soát bánh xe tốt hơn, ổn định hơn khi vào cua, độ bám đường cao, thường được ứng dụng trên các dòng xe thể thao, xe sang và xe đua.
- Hệ thống treo đa liên kết (Multi-link): Cung cấp sự êm ái và ổn định tốt nhất, khả năng điều chỉnh linh hoạt để phù hợp với nhiều loại xe và điều kiện vận hành, thường được ứng dụng trên các dòng xe sang trọng và xe hiệu suất cao.
Hệ thống treo phụ thuộc
Hệ thống treo phụ thuộc là loại hệ thống treo mà hai bánh xe cùng trục được liên kết với nhau bằng một trục cứng hoặc dầm. Khi một bánh xe di chuyển lên xuống, bánh xe còn lại cũng sẽ bị ảnh hưởng và di chuyển theo.
![]()
Nguồn: internet
Hệ thống treo phụ thuộc là loại hệ thống treo mà hai bánh xe cùng trục được liên kết với nhau bằng một trục cứng hoặc dầm Cấu tạo
Hệ thống treo phụ thuộc bao gồm các bộ phận chính sau:
- Cầu cứng : Trục cứng nối hai bánh xe lại với nhau, đảm bảo chúng luôn song song và cách nhau một khoảng cách cố định.
- Nhíp lá: Bộ phận đàn hồi chính, chịu tải trọng và hấp thụ các dao động từ mặt đường.
- Thanh xoắn: Bộ phận đàn hồi khác, thường được sử dụng trên các xe du lịch cỡ nhỏ.
- Thanh Panhard: Thanh kim loại nối cầu cứng với khung xe, giúp định vị cầu cứng theo chiều ngang.
- Giảm chấn: Giảm chấn thủy lực hoặc khí nén, có tác dụng hấp thụ và triệt tiêu dao động từ mặt đường, giúp xe vận hành êm ái hơn.
- Lò xo: Bộ phận đàn hồi bổ sung, thường được sử dụng kết hợp với nhíp lá hoặc thanh xoắn để tăng cường khả năng giảm chấn.
Nguyên lý hoạt động
Khi bánh xe di chuyển qua ổ gà hoặc gờ giảm tốc, nhíp lá hoặc thanh xoắn sẽ bị uốn cong và hấp thụ năng lượng từ dao động. Giảm chấn sẽ chuyển hóa động năng này thành nhiệt năng, giúp giảm chấn động và ổn định lại xe. Thanh Panhard có tác dụng giữ cho cầu cứng luôn song song với khung xe, đảm bảo độ ổn định khi xe vào cua.
Ưu điểm:
- Cấu tạo đơn giản: Ít bộ phận phức tạp, dễ dàng sản xuất, bảo dưỡng và sửa chữa, giúp giảm chi phí.
- Chi phí thấp: Do cấu tạo đơn giản, chi phí sản xuất và bảo dưỡng thấp hơn so với hệ thống treo độc lập.
- Chịu tải trọng lớn: Khả năng chịu tải và kéo cao, phù hợp với xe tải, xe bán tải và xe chuyên chở nặng.
- Độ bền cao: Ít bộ phận chuyển động phức tạp giúp giảm thiểu rủi ro hư hỏng và tăng độ bền bỉ trong điều kiện khắc nghiệt.
- Ổn định khi vào cua: Giảm thiểu độ nghiêng của thân xe khi vào cua, đặc biệt là khi xe chở nặng, giúp xe ổn định hơn.
Nhược điểm:
- Kém êm ái: Do hai bánh xe cùng trục được liên kết với nhau, khi một bánh xe gặp phải chướng ngại vật, bánh xe còn lại cũng sẽ bị ảnh hưởng, gây ra cảm giác xóc và rung lắc mạnh hơn so với hệ thống treo độc lập.
- Ít linh hoạt: Không cho phép mỗi bánh xe di chuyển độc lập, hạn chế khả năng thích ứng với địa hình và giảm độ bám đường khi vào cua ở tốc độ cao.
- Khó điều chỉnh: Việc điều chỉnh độ cứng mềm của hệ thống treo phụ thuộc thường khó khăn hơn so với hệ thống treo độc lập.
Hệ thống treo bán chủ động và chủ động
Hệ thống treo chủ động và bán chủ động là những công nghệ tiên tiến, mang đến sự vượt trội về khả năng kiểm soát và êm ái cho xe hơi. Một số kiểu hệ thống phổ biến trên thị trường hiện nay gồm:
Hệ thống treo khí nén (Air suspension)
- Cấu tạo: Sử dụng bóng khí nén thay cho lò xo thép truyền thống.
- Ưu điểm: Điều chỉnh được độ cao gầm xe, mang lại sự êm ái tối ưu.
- Nhược điểm: Chi phí cao, phức tạp, yêu cầu bảo dưỡng thường xuyên.
- Ứng dụng: Thường được sử dụng trên các dòng xe sang trọng và xe địa hình cao cấp.
Hệ thống treo thủy lực (Hydraulic suspension)
- Cấu tạo: Sử dụng dầu thủy lực để điều khiển độ cứng mềm của giảm chấn.
- Ưu điểm: Đáp ứng nhanh với sự thay đổi của mặt đường, mang lại sự êm ái và ổn định tốt.
- Nhược điểm: Chi phí cao, phức tạp.
- Ứng dụng: Thường được sử dụng trên các dòng xe sang trọng và xe thể thao.
Hệ thống treo điều khiển điện tử (Electronic suspension)
- Cấu tạo: Tích hợp các cảm biến và bộ điều khiển điện tử để liên tục điều chỉnh lực giảm chấn và độ cứng của lò xo.
- Ưu điểm: Tối ưu hóa sự êm ái và ổn định của xe trong mọi điều kiện vận hành.
- Nhược điểm: Chi phí cao, phức tạp.
- Ứng dụng: Thường được sử dụng trên các dòng xe sang trọng và xe thể thao.
So sánh các hệ thống treo phổ biến hiện nay
| Loại hệ thống treo | Ưu điểm | Nhược điểm | Ứng dụng phổ biến |
| Phụ thuộc | Cấu tạo đơn giản, chi phí thấp, chịu tải tốt, độ bền cao, ổn định khi vào cua | Kém êm ái, ít linh hoạt, khó điều chỉnh | Xe tải, xe bán tải, xe địa hình |
| Độc lập (MacPherson) | Cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, chi phí thấp, dễ bảo dưỡng | Khả năng chịu tải kém hơn các loại treo độc lập khác | Xe du lịch cỡ nhỏ và trung bình |
| Độc lập (tay đòn kép) | Kiểm soát bánh xe tốt, ổn định khi vào cua, độ bám đường cao | Cấu tạo phức tạp, chi phí cao | Xe thể thao, xe sang, xe đua |
| Độc lập (đa liên kết) | Êm ái, ổn định, bám đường tốt, điều chỉnh linh hoạt | Cấu tạo phức tạp nhất, chi phí cao nhất | Xe sang trọng, xe hiệu suất cao |
| Bán chủ động/Chủ động | Êm ái tối ưu, tự động điều chỉnh, thích ứng với mọi địa hình | Chi phí rất cao, phức tạp | Xe sang trọng, xe hiệu suất cao |