Cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống treo độc lập trên xe ô tô

Hệ thống treo độc lập là một trong những bước tiến đối với nền công nghiệp ô tô nhằm mang lại sự êm ái và thoải mái nhất cho người dùng. Tuy nhiên, nhiều người còn chưa hiểu rõ về khái niệm này, cũng như cấu tạo và nguyên lý hoạt động nó Vậy hãy cùng tìm hiểu những thông tin liên quan đến hệ thống thông qua bài viết dưới đây nhé.

1. Phân loại các hệ thống treo trên xe ô tô hiện nay

Hệ thống treo là một trong những cơ quan đảm nhận nhiệm vụ hỗ trợ bánh xe dao động theo phương thẳng đứng cùng thân xe, đảm bảo xe chạy êm ái trên mọi đoạn đường dù là bằng phẳng hay gồ ghề. Có hai hệ thống treo trên ô tô phổ biến được trang bị hiện nay bao gồm hệ thống treo phụ thuộc và độc lập. 

Hệ thống treo phụ thuộc 

Hệ thống treo phụ thuộc có cấu tạo gồm các bánh xe kết nối với nhau trên cùng 1 dầm cầu liền còn dầm cầu liền này sẽ kết nối với thân xe. Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc có mô hình đơn giản, độ bền cao và phù hợp với những xe có tải trọng lớn. Tuy nhiên, trường hợp xe không tải bất cứ thứ gì thì sẽ rất dễ bị rung lắc và trở nên khá cứng nhắc. 

Hệ thống treo là bộ phận giữ xe chạy êm ái và thoải mái ở những đoạn đường xóc

Hệ thống treo độc lập

Ngược với hệ thống treo phụ thuộc, các bánh xe của hệ thống treo độc lập không gắn kết lại với nhau mà kết nối trực tiếp với thân xe một cách riêng lẻ. Ưu điểm của hệ thống nay là trong quá trình xe di chuyển không có sự phụ thuộc vào những bánh còn lại, khả năng bám cao trên đường cao tốc. Cấu tạo hệ thống treo độc lập khá phức tạp với 4 loại khác nhau dựa theo bộ phận đàn hồi và giảm chấn gồm hệ thống treo Macpherson, tay đòn kép, đa liên kết và khí nén. 

2. Hệ thống treo Macpherson 

Hệ thống treo Macpherson được trang bị ở hầu hết những mẫu xe sử dụng hệ thống treo trước, có nhiệm vụ là kết nối đàn hồi vỏ hoặc khung chassis ô tô với các cầu, giúp xe di chuyển êm ái qua các đoạn đường không bằng phẳng. 

Cấu tạo hệ thống treo độc lập Macpherson 

Hệ thống treo Macpherson được cấu thành từ 3 bộ phận cơ bản là lò xo, giảm chấn thuỷ lực và cánh tay điều hướng với 2 điểm gắn vào khung xe. Bộ phận ống nhún của hệ thống treo Macpherson là một thanh đòn ngang gắng phía dưới trục bánh xe. Chính nhờ thiết kế đơn giản này mà quy trình tháo lắp hệ thống treo độc lập Macpherson cũng trở nên đơn giản và dễ dàng hơn. 

Nguyên lý hoạt động

• Nguyên lý hoạt động của hệ thống treo Macpherson dựa trên xương đòn hoặc một lực nén bằng liên kết thứ cấp. Khi xe đi qua những đoạn đường gồ ghề thì toàn bộ hệ thống sẽ được kích hoạt để giúp xe chạy ổn định. 
• Khi xe gặp va chạm hoặc đi qua đoạn đường xóc, giá đỡ sẽ cố định phần ổ trục phía trên đồng thời mô đun gắn với một đòn bẩy hoặc khớp tay lái phía dưới giữ xe không bị trượt.
• Thiết bị giảm xóc của xe sẽ được điều chỉnh về vị trí ban đầu nếu bị lệch nhờ van điều tiết và lò xo của hệ thống treo Macpherson. Điều này giúp cho việc duy trì quá trình tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường để xe di chuyển ổn định và êm ái. 

Hệ thống treo Macpherson có cấu tạo khá đơn giản

3. Hệ thống treo tay đòn kép 

Hệ thống treo tay đòn kép thường được trang bị phổ biến ở hệ thống treo trước của xe tải nhỏ hoặc hệ thống treo trước sau của mẫu xe ô tô du lịch.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 

Hệ thống treo tay đòn kép có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương tự như hệ thống treo Macpherson. Điểm khác biệt của hệ thống này là bộ phận điều hướng có hai thanh dẫn, trong đó thanh phía dưới ngắn hơn. Do đó mà hệ thống này có tên gọi là tay đòn kép. Thanh đòn phía dưới ngắn nhằm mục đích giữ khoảng cách giữa các bánh xe không thay đổi khi xe nhún.

Ưu nhược điểm

So với các hệ thống treo độc lập khác thì kiểu tay đòn kép có những ưu nhược điểm như sau: 

• Ưu điểm của kiểu hệ thống treo độc lập này góc đặt bánh ổn định, hạn chế tình trạng rung lắc và mang lại cảm giác lái mạnh mẽ khi xe gặp đoạn đường nhiều khúc cua. 
• Tuy nhiên, do có cấu tạo và nguyên lý vận hành phức tạp nên quy trình lắp ráp hệ thống treo độc lập tay đòn kép không hề dễ dàng và tốn kém nhiều chi phí hơn. 

Hệ thống treo độc lập bao gồm các bánh xe hoạt động riêng lẻ và gắn với thân xe

4. Hệ thống treo đa liên kết

Nhiều khách hàng đánh giá rằng hệ thống treo đa liên kết trang bị trên ô tô có giá bán khá cao so với các loại khác. Tuy nhiên, đây lại là một bộ phận không thể thiếu đối với một chiếc xe ô tô. Ưu điểm của hệ thống treo này là giúp xe uốn cong nhiều hơn mỗi khi quay xe. Do đó mà nhiều chuyên gia đánh giá đây là một trong số các giải pháp phù hợp cho những chuyến Offroad. 

Cấu tạo hệ thống treo độc lập đa liên kết 

Về cơ bản, hệ thống treo đa liên kết được cải biến từ “đàn anh” đòn chữa A đôi, sử dụng ít nhất ba cần bên và một cần dọc. Các cần này có kích thước thay đổi và khả năng xoay theo các góc khác nhau so với hướng ban đầu. Tuy nhiên, với hệ thống treo đa liên kết thì hãng có thể thay đổi một số thông số mà không làm ảnh hưởng đến quá trình làm việc của xe và toàn bộ tổ hợp.

Nguyên lý làm việc hệ thống treo độc lập đa liên kết

Mỗi cần của hệ thống đều có một khớp nối cầu hoặc ống lót cao su ở cuối để đảm bảo chúng luôn trong trạng thái căng, nén và không bị bẻ cong. Cần sẽ được nối với phần đầu và cuối mỗi trục. Khi đó, trục sẽ xoắn toàn bộ cần treo để thay đổi hình dạng hệ thống treo đa liên kết mỗi khi xe bẻ lái.  

• Hiện nay, hệ thống treo đa liên kết không sản xuất đơn lẻ nên hầu hết những hãng xe lớn như BMW, Honda, Audi,… đều có thiết kế riêng. 
• BMW sản xuất hệ thống treo đa liên kết hình chữ Z hoặc treo 4 thanh thể thao. 
• Honda sở hữu hệ thống treo đa liên kết giống đòn chữ A đôi và trang bị thêm cần điều khiển thứ 5. 
• Audi sử dụng hệ thống treo đa liên kết 4 thanh và có kiểu dáng gần giống với đòn chữ A đôi. 
• Hyundai Genesis lại có hệ thống treo trước và sau với 5 thanh thể thao.

Cấu tạo hệ thống treo được trang bị trên xe ô tô

5. Hệ thống treo khí nén 

So với các hệ thống treo độc lập khác thì hệ thống khí nén được đánh giá là hiện đại nhất và trang bị hầu hết trên các mẫu xe hạng sang như BMW, Audi, Lexus,…

Cấu tạo hệ thống treo khí nén 

Hệ thống treo khí nén được cấu tạo từ nhiều chi tiết phức tạp bao gồm: 

• Bộ phận giảm chấn sử dụng bầu hơi bằng cao su làm nhiệm vụ điều chỉnh áp suất, độ cứng và chiều cao khác nhau tùy từng điều kiện đường phố. Bầu hơi là bộ phận thay thế cho lò xo xoắn, nhíp lá hay thanh xoắn trong các hệ thống treo trước đó.  
• Bộ phận cảm biến tốc độ và cảm biến độ cao. 
• Hệ thống điều khiển ECU (hộp điều khiển điện tử của hệ thống treo).
• Một số chi tiết quan trọng khác như cụm van phân phối và cảm biến áp suất khí nén, máy nén khí, đường dẫn khí, bình chứa khí. 

Nguyên lý làm việc 

Hệ thống treo khí nén dựa trên nguyên lý đàn hồi của không khí khi bị nén theo quy trình như sau: 

• Khi hệ thống hoạt động, máy nén cung cấp khí cho mỗi xi lanh thông qua ống dẫn. 
• Lúc này, lượng khí được cấp cho mỗi xi lanh sẽ nâng xe lên đến độ cao tương ứng. 
• Sau khi không khí được giải phóng ra ngoài thông qua các van thì xe sẽ trở về độ cao ban đầu. 
• Van bật/tắt ở mỗi xi lanh sẽ đóng mở nhằm mục đích nạp hoặc xả khí theo lệch điều khiển từ ECU.
• Dưới sự điều khiển của ECU, độ cứng và độ đàn hồi của thiết bị giảm chấn trên các bánh xe sẽ tự động thay đổi theo độ nhấp nhô của mặt đường, giúp xe kiểm soát được độ cao ổn định và giảm xóc hiệu quả. 

 

 

 

 

Tuỳ vào mục đích sử dụng mà bạn có thể lựa chọn hệ thống treo phù hợp cho ô tô

Mỗi hệ thống treo độc lập đều có những ưu nhược điểm nhất định nhưng đều cùng thực hiện chung một mục đích là giúp người dùng cảm thấy thoải mái và êm ái mỗi khi xe di chuyển ở các đoạn đường không bằng phẳng. Tuỳ vào mục đích sử dụng cũng như nhu cầu của bản thân mà bạn có thể lựa chọn hệ thống treo độc lập phù hợp cho chiếc xe của mình.