Hệ thống treo trên ô tô là gì, nhiệm vụ và các loại hệ thống treo ô tô

Rất nhiều người sử dụng Ô tô nhưng vẫn không biết hệ thống treo có tác dụng gì và cấu tạo như thế nào mặc dù đây là một bộ phận khá quan trọng trên xe Ô tô. Do vậy, hôm nay Zestech sẽ chỉ rõ cho quý độc giả về hệ thống treo cũng như cấu tạo và phân loại của hệ thống này một cách cụ thể và hữu ích nhất.

Hệ thống treo trên Ô tô là gì?

Hệ thống treo trên Ô tô nhằm để liên kết sự đàn hồi giữa khung xe ô tô hoặc vỏ ô tô với các cầu. Nhiệm vụ quan trọng nhất của hệ thống treo là tăng độ đàn hồi giữa các bộ phận của xe, giúp ô tô chuyển động êm dịu và mượt mà khi đi qua các mặt đường gồ ghề. Ngoài ra hệ thống treo còn được dùng để truyền các lực và momen từ bánh xe lên khung hoặc thân xe , đảm bảo bánh xe hoạt động cơ học đúng.

Cấu tạo hệ thống treo trên Ô tô

Như chúng ta đã biết, hệ thống treo trên Ô tô gồm 3 bộ phận đó là: bộ phận đàn hồi, bộ phận giảm chấn và bộ phận dẫn hướng.

1. Bộ phận đàn hồi

Bộ phận đàn hồi có nhiệm vụ chính giúp đảm bảo độ em dịu cho xe thông qua việc hấp thu các dao động từ mặt đường, giảm nhẹ tải trọng lên khung sườn xe. Và bộ phận này gồm 4 kiểu chính sau: 

– Nhíp: được sử dụng chủ yếu trên xe tải, có khả năng trọng tải cao nhưng độ em dịu thấp, đóng vai trò quan trọng trong cả 3 bộ phận hệ thống treo

– Lò xo: với những dòng xe con nhỏ gọn thì lò xo được sử dụng khá phổ biến với công nghệ chế tạo đơn giản, độ êm dịu tốt nhưng khó bố trí phù hợp

– Thanh xoắn: khác hẳn với lò xo thì thanh xoắn rất dễ cho việc bố trí, sắp xếp nhưng công nghệ chế tạo phức tạp. Tuy vậy vẫn sử dụng trên nhiều dòng xe

– Khí nén: Với những xe tải trọng lớn như xe nhiều chỗ thì cần độ em dịu cao nên khí nén rất phù hợp để sử dụng cho các xe này. Bên cạnh đó, hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử còn được ứng dụng trên những dòng xe sang đầu bảng như Mercedes S-Class, BMW 7-series,…

2. Bộ phận giảm chấn

Giảm chấn có tác dụng dập tắt nhanh dao động của bánh xe và thân xe để đảm bảo cho bánh xe bám đường tốt hơn,tăng tính êm dịu và độ ổn định trong quá trình vận hành.

Có 2 loại giảm chấn là giảm chấn thủy lực và giảm chấn dùng ma sát.

– Giảm chấn thủy lực:

Lợi dụng ma sát giữa các lớp chất lỏng (dầu) để dập tắt dao động. Có hai loại giảm chấn thủy lực là giảm chấn dạng ống (dẫn động trực tiếp, được sử dụng phổ biến) và giảm chấn dạng đòn (dẫn động gián tiếp qua hệ thống đòn nên phức tạp và vì thế ít dung cho ô tô hiện nay).

– Giảm chấn ma sát:

Như đã đề cập ở trên, nhíp cũng đóng vai trò giảm chấn cho xe thông qua ma sát giữa các lá nhíp.

3. Bộ phận dẫn hướng

Đây là bộ phận có phần trừu tượng và khó hình dung với nhiều người do khi nhắc đến hệ thống treo, chúng ta thường chỉ nghĩ ngay đến lò xo và các ống giảm chấn. Tuy nhiên, bộ phận dẫn hướng lại đóng một vai trò rất quan trọng. Đúng như tên gọi, bộ phận này giúp dẫn hướng, đảm bảo đúng động học bánh xe, hướng cho xe chỉ dao động trong mặt phẳng thẳng đứng. Bên cạnh đó, bộ phận dẫn hướng còn tiếp nhận và truyền lực, momen giữa bánh xe với phần khung vỏ của xe.

Có hai kiểu dẫn hướng chính là dùng nhíp (đối với xe tải) và dùng các cơ cấu tay đòn (xe con). Cũng chính việc bố trí và sắp xếp các tay đòn này mà nhà thiết kế có thể tạo ra những kiểu hệ thống treo khác nhau như hệ thống treo MacPherson, hệ thống treo tay đòn kép (double wishbone), hệ thống treo đa liên kết (multi-link),…

Các loại hệ thống treo trên Ô tô

Hiện nay trên thị trường có 4 loại hệ thống treo cho các dòng xe Ô tô. Tuy nhiên hiện nay vẫn được sử dụng nhiều nhất là hệ thống treo phụ thuộc và treo độc lập.

Hệ thống treo MacPherson

Hệ thống treo này được đặt theo tên của người đã phát minh ra nó – Earle S. MacPherson (1891 – 1960) – một kỹ sư ôtô người Mỹ gốc Scotland. Hệ thống treo này được phát minh vào năm 1946, khi ông là trưởng phụ trách dự án sản xuất xe ôtô trọng lượng nhẹ của Chevrolet. Tuy nhiên, một năm sau đó dự án này bị hủy, ông đầu quân cho Ford và áp dụng hệ thống treo do mình phát minh lần đầu tiên trên chiếc Vedette năm 1949.

Hiện nay, hầu hết các mẫu xe có hệ thống treo trước sử dụng phát minh có từ cách đây 70 năm này. Hệ thống treo MacPherson cấu tạo cơ bản gồm ba bộ phận: giảm chấn thủy lực, lò xo và cánh tay điều hướng. Hệ thống treo MacPherson thực sự phát triển khi kết cấu khung xe liền khối unibody sử dụng cầu trước ngày càng được sử dụng nhiều hơn.

Hệ thống treo tay đòn kép

Hệ thống treo tay đòn kép lần đầu tiên xuất hiện vào những năm 30 của thế kỷ trước. Hãng xe Citroen nước Pháp là nơi đầu tiên sử dụng hệ thống treo này trên chiếc Rosalie 1934 và trên mẫu Traction Avant. Còn tại Mỹ, Packard giới thiệu hệ thống treo tay đòn kép trên chiếc One-Twenty 1935 và quảng cáo nó như là một tính năng an toàn của xe.

Cấu tạo của hệ thống treo này vẫn bao gồm ba bộ phận lò xo, giảm xóc giảm chấn và bộ phận điều hướng. Điểm khác biệt so với hệ thống treo MacPherson là bộ phận điều hướng bao gồm hai thanh dẫn hướng trong đó thanh ở trên thường có chiều dài ngắn hơn. Chính vì vậy, hệ thống treo này có tên gọi là tay đòn kép. Kiểu này được dùng phổ biến ở hệ thống treo trước của xe tải nhỏ, hệ thống treo trước và treo sau ở các xe du lịch.

Lý do của việc tay đòn trên ngắn hơn là khi xe di chuyển, góc nghiêng giữa bánh xe so với phương thẳng đứng (góc camber) sẽ thay đổi còn khoảng cách bánh xe không đổi khi xe nhún. Camber dương tức bánh xe có xu hướng ngửa ra ngoài, trong khi Camber âm ngược lại, úp vào trong.

Khi xe vào cua, bánh sẽ lăn theo đường cong đồng thời nhún dao động. Vì tay đòn trên ngắn hơn nên bánh sẽ không bị ngửa ra ngoài, giúp việc quay vòng ổn định. 

Hệ thống treo đa liên kết

Hệ thống treo đa liên kết là một sự cải tiến của hệ thống treo tay đòn kép. Hệ thống này không chỉ sử dụng một thanh điều hướng như trên MacPherson hay hai thanh điều hướng trên tay đòn kép. Treo đa liên kết dùng tới ba, bốn thậm chí năm thanh điều hướng khác nhau hoặc kết hợp với càng chữ A.

Hiện nay, mỗi hãng xe lại sản xuất ra một cơ cấu hệ thống treo đa liên kết khác nhau. BMW sản xuất một số loại hình chữ Z hoặc treo 4 thanh thể thao. Trên xe Honda lại giống đòn chữ A đôi và thêm một cần điều khiển thứ năm. Còn Audi trang bị hệ thống treo trước bốn thanh và có kiểu dáng tương tự loại đòn chữ A đôi. Trong khi đó, Hyundai Genesis sở hữu hệ thống treo trước và sau dạng năm thanh thể thao.

Với việc trang bị nhiều thanh điều hướng, việc di chuyển của xe sẽ tốt hơn. Khi vào cua, khi đi đường gồ ghề, đường xấu, hệ thống treo này tỏ rõ sự hiệu quả của mình. Chính vì vậy, đây được xem là giải pháp mà các nhà sản xuất sử dụng trên những chiếc xe dành riêng cho off-road kiểu như G-Class. Ngoài ra, kiểu treo này cũng giúp cho việc can thiệp thay đổi một tham số trong hệ thống treo mà không ảnh hưởng đến toàn bộ tổ hợp. Đây là một sự khác biệt lớn so với hệ thống treo tay đòn kép.

Hệ thống treo khí nén

Đây là hệ thống treo hiện đại nhất hiện nay, được áp dụng trên những mẫu xe hạng sang. Khác với các hệ thống treo thông thường, cấu tạo của hệ thống treo khí nén phức tạp hơn khá nhiều. Chi tiết quan trọng nhất là bộ phận giảm chấn sử dụng một bầu hơi bằng cao su bên trong chứa khí. Bầu hơi này có thể điều chỉnh áp suất, độ cứng, chiều cao khác nhau tùy vào từng điều kiện đường phố cũng như sở thích của lái xe.

Ngoài ra, hệ thống treo khí nén còn những bộ phận không kém phần quan trọng khác như cảm biến tốc độ, cảm biến độ cao, bộ điều khiển ECU và một vài chi tiết khác. Thông thường, những chiếc xe sử dụng treo khí nén được cung cấp ba mức điều chỉnh khác nhau tương đương với ba chế độ lái.

Chế độ thể thao: hệ thống treo hạ thấp, cứng hơn giúp xe đi tốt ở tốc độ cao. Ở chế độ bình thường, hệ thống treo được thiết lập ở mức vừa phải, không quá cứng để đi trong phố, đủ mềm để cho cảm giác êm ái nhưng không bồng bềnh. Ngoài ra, chế độ cuối cùng hệ thống treo sẽ được nâng cao, dùng để đi ở những mặt đường xấu hoặc off-road nhẹ trên một số chiếc SUV.

Ưu và nhược điểm của các hệ thống treo trên Ô tô

1. Hệ thống treo MacPherson (1 càng chữ A)

Ưu điểm:

– Thiết kế đơn giản hơn so với những loại hệ thống treo độc lập khác.

– Với việc thường sử dụng cho các bánh trước, hệ thống treo này giúp giảm khối lượng phần đầu xe, giải phóng không gian cho khoang lái. 

–  Sử dụng ít linh kiện hơn, bảo dưỡng sửa chữa đơn giản và tiết kiệm hơn

– Tương đối nhẹ và nhỏ gọn (cấu tạo chỉ gồm giảm xóc, lò xo, cánh tay điều chỉnh hướng và đệm cao su giảm chấn).

– Tiết kiệm được diện tích cho các thành phần truyền động khác nên đặc biệt thích hợp với những xe dẫn động cầu trước (FWD)..

– Độ ma sát và mài mòn của bộ phận giảm chấn được giảm, do đó không phải bảo trì quá nhiều.

Nhược điểm:

– Độ chụm và góc đặt bánh xe không ổn định, bánh xe và thân xe vẫn lắc ngang so với mặt đường. Không thích hợp với những xe yêu cầu cao về trải nghiệm lái.

–  Độ chụm của xe dễ bị lệch hơn và chủ xe cần đi kiểm tra góc đặt bánh xe nhiều hơn.

2. Hệ thống treo tay đòn kép (double wishbone) (2 càng chữ A)

Ưu điểm:

– Bên cạnh đó, khoảng cách bánh xe không thay đổi nên hạn chế được mòn lốp.

– Góc đặt bánh xe được ổn định, hạn chế lắc ngang thân xe khi vào cua, qua đó giúp cảm giác lái của xe tốt hơn.

– Tạo sự linh hoạt trong việc sắp xếp các thành phần như lò xo, giảm chấn,…giúp dễ dàng điều chỉnh động học của hệ thống treo

– Dễ dàng điều chỉnh động học của hệ thống treo, qua đó tối ưu hóa quá trình vận hành của xe.

Nhược điểm:

– Cấu tạo gồm nhiều thành phần và phức tạp hơn so với MacPherson.

– Do đó, giá cũng cao hơn, khâu sửa chữa và bảo dưỡng cũng tốn nhiều thời gian và công sức hơn.

3. Hệ thống treo đa liên kết (multi-link)

Ưu điểm:

– Sự đa dạng trong thiết kế và điều chỉnh các liên kết giúp mang đến cảm giác điều khiển và xử lý còn tốt hơn so với kiểu tay đòn kép.

Nhược điểm:

– Tuy nhiên, cũng chính sự phức tạp của treo đa liên kết mà giá thành để sản xuất khá cao. Việc bảo hành, thay thế sửa chữa cũng sẽ mất nhiều thời gian và khó khăn hơn.

– Việc phát triển và thiết kế rất phức tạp.

4. Hệ thống treo khí nén

Ưu điểm:

– Ưu điểm của hệ thống này là tài xế có thể làm chủ được chiếc xe theo ý muốn, nâng cao cảm giác lái xe và sự an toàn trong quá trình vận hành xe.

– Với những mẫu xe hạng sang đến siêu sang, treo khí nén còn giúp các nhà sản xuất giảm thiểu dao động của xe. Điều này mang đến một không gian yên tĩnh, cảm giác êm ái dành cho khoang sau, chỗ ngồi dành cho một ông chủ thực sự.

Nhược điểm:

– Cấu tạo phức tạp

Hy vọng thông qua bài viết này, Zestech đã mang đến cho độc giả những thông tin cơ bản và hữu ích nhất về hệ thống treo – một trong những hệ thống ảnh hưởng rất lớn đến trải nghiệm và độ thoải mái của người dùng. Qua những thông tin nêu trên, phần nào đó giúp các độc giả trang bị được các kiến thức để đánh giá các bộ phận cũng nhưng cấu trúc của xe để lựa chọn dòng xe phù hợp nhất với mình.

Xem thêm bài viết cùng chủ đề:

• Tìm hiểu chi tiết về hệ thống âm thanh ô tô
• Hệ thống điện xe ô tô bao gồm bộ phận nào?
• Những dấu hiệu nhận biết hệ thống phanh xe ô tô sắp hỏng