I
MỤC LỤC
MỤC LỤC .......................................................................................................... I
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................... III
DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................. IV
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ..................................................................... VI
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................VII
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO ............................................ 1
1.1 Công dụng yêu cầu ...................................................................................... 1
1.2 Đặc điểm kết cấu ......................................................................................... 2
1.2.1 Bộ phận đàn hồi ....................................................................................... 2
1.2.2 Bộ phận giảm chấn ................................................................................... 7
1.2.3 Bộ phận ổn định và dẫn hướng .............................................................. 11
1.3 Phân loại .................................................................................................... 12
1.3.1 Hệ thống treo phụ thuộc ......................................................................... 13
1.3.2 Hệ thống treo độc lập ............................................................................. 13
1.3.3 Hệ thống treo bị động (Passive suspension) .......................................... 16
1.3.4 Hệ thống treo bán tích cực (Semi-active suspension)............................ 16
1.3.5 Hệ thống treo tích cực (Active suspension) ........................................... 18
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN ĐIỆN TỬ ......... 21
2.1 Chức năng ................................................................................................. 21
2.2 Các bộ phận chính ..................................................................................... 22
2.2.1 Bộ phận đàn hồi ..................................................................................... 22
2.2.2 Bộ phận giảm chấn ................................................................................. 23
2.2.3 Bộ phận cung cấp khí ............................................................................. 24
2.2.4 Bộ phận tín hiệu và điều khiển............................................................... 27


II
CHƯƠNG 3: TÁC ĐỘNG DAO ĐỘNG Ô TÔ VÀ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ 30
3.1 Ảnh hưởng của dao động đối với cơ thể con người và hàng hóa ............. 30

3.2 Ảnh hưởng của dao động đối với độ bền xe, mặt đường và an toàn ........ 31
3.3 Chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động................................................. 32
3.3.1 Chỉ tiêu về tần số .................................................................................... 32
3.3.2 Chỉ tiêu về gia tốc dao động................................................................... 33
3.3.3 Chỉ tiêu dựa trên số liệu cảm giác theo gia tốc và vận tốc dao động..... 33
3.3.4 Đánh giá cảm giác theo công suất dao động .......................................... 34
3.3.5 Đánh giá cảm giác theo gia tốc dao động và thời gian tác động ........... 35
3.4 Chỉ tiêu an toàn chuyển động và tải trọng tác dụng xuống nền đường .... 35
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MƠ HÌNH TỐN HỌC VÀ MÔ PHỎNG ....... 37
4.1 Giới thiệu phần mềm Matlab Simulink..................................................... 37
4.2 Mơ hình nghiên cứu .................................................................................. 40
4.3 Thiết lập hệ phương trình vi phân dao động ............................................. 41
4.3.1 Hệ thống treo lị xo thơng thường .......................................................... 41
4.3.2 Hệ thống treo khí nén điện tử................................................................. 42
4.4 Sơ đồ mơ phỏng ........................................................................................ 46
4.5 Kết quả khảo sát và phân tích số liệu ........................................................ 50
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 57


III
DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1: Thông số tham khảo ....................................................................... 49
Bảng 4.2: So sánh chuyển dịch lớn nhất của khối lượng được treo ............... 51
Bảng 4.3: So sánh gia tốc lớn nhất của khối lượng được treo ........................ 52
Bảng 4.4: So sánh lực động lớn nhất giữa bánh xe và mặt đường ................. 54


IV
DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Hệ thống treo trên ơ tơ ...................................................................... 1
Hình 1.2: Kết cấu hệ thống treo ........................................................................ 2
Hình 1.3: Nhíp lá ............................................................................................... 3
Hình 1.4: Thanh xoắn ........................................................................................ 4
Hình 1.5: Lị xo ................................................................................................. 5
Hình 1.6: Phần tử đàn hồi khí nén..................................................................... 6
Hình 1.7: Hệ thống treo khí nén ........................................................................ 6
Hình 1.8: Giảm chấn hai lớp vỏ ........................................................................ 7
Hình 1.9: Giảm chấn một lớp vỏ ....................................................................... 9
Hình 1.10: Giảm chấn khí thủy lực ................................................................. 10
Hình 1.11: Thanh ổn định và địn dẫn hướng ................................................. 11
Hình 1.12: Hệ thống treo phụ thuộc................................................................ 13
Hình 1.13: Hệ thống treo độc lập .................................................................... 14
Hình 1.14: Hệ thống treo độc lập dạng hai địn ngang ................................... 14
Hình 1.15: Hệ thống treo độc lập dạng MacPherson ...................................... 15
Hình 1.16: Hệ thống treo bị động (Passive Suspension) ................................ 16
Hình 1.17: Hệ thống treo bán tích cực (Semi-active suspension) .................. 17
Hình 1.18: Giảm chấn có tiết diện van thay đổi ............................................. 17
Hình 1.19: Giảm chấn sử dụng chất lỏng từ tính (MR Fluid)......................... 18
Hình 1.20: Hệ thống treo tích cực (Active suspension) .................................. 19
Hình 1.21: Chức năng phân tích và điều khiển theo dạng bề mặt đường ...... 19
Hình 1.22: Hệ thống treo BOSE ..................................................................... 20
Hình 2.1: Thay đổi độ cao gầm xe theo các mức độ khác nhau ..................... 21
Hình 2.2: Điều chỉnh độ cao tự động .............................................................. 22
Hình 2.3: Lị xo khí nén .................................................................................. 22
Hình 2.4: Kiểu giảm chấn sử dụng van CDC ................................................. 23
Hình 2.5: Kiểu giảm chấn sử dụng van PDC .................................................. 24
Hình 2.6: Bộ phận cung cấp khí ...................................................................... 24



V
Hình 2.7: Máy nén........................................................................................... 25
Hình 2.8: Bình khí nén .................................................................................... 25
Hình 2.9: Khối van solenoid ........................................................................... 26
Hình 2.10: Cảm biến áp suất ........................................................................... 27
Hình 2.11: Cảm biến nhiệt độ ......................................................................... 27
Hình 2.12: Cảm biến độ cao............................................................................ 28
Hình 2.13: Cảm biến gia tốc bánh xe, thân xe ................................................ 28
Hình 2.14: Sơ đồ điều khiển............................................................................ 29
Hình 3.1: Tần số dao động ảnh hưởng tới sức khỏe con người ...................... 30
Hình 4.1: Phần mềm Matlab Simulink............................................................ 37
Hình 4.2: Cửa sổ làm việc của Matlab ............................................................ 38
Hình 4.3: Cửa sổ làm việc của Simulink ........................................................ 39
Hình 4.4: Thư viện Simulink .......................................................................... 39
Hình 4.5: Mơ hình ¼ ....................................................................................... 40
Hình 4.6: Mơ hình ¼ hệ thống treo lị xo thơng thường ................................. 41
Hình 4.7: Mơ hình động học của lị xo khí nén .............................................. 42
Hình 4.8: Mơ hình ¼ hệ thống treo khí nén điện tử........................................ 43
Hình 4.9: Điều khiển Skyhook ........................................................................ 45
Hình 4.10: Sơ đồ mơ phỏng hệ thống treo lị xo thơng thường ...................... 46
Hình 4.11: Sơ đồ mơ phỏng thơng số lị xo khí nén ....................................... 47
Hình 4.12: Sơ đồ mơ phỏng điều khiển Skyhook ........................................... 47
Hình 4.13: Sơ đồ mơ phỏng hệ thống treo khí nén điện tử ............................. 48
Hình 4.14: Đồ thị biên dạng đường................................................................. 50
Hình 4.15: Đồ thị chuyển dịch khối lượng được treo ..................................... 50
Hình 4.16: Mức độ cải thiện chuyển dịch lớn nhất của khối lượng treo ........ 51
Hình 4.17: Đồ thị gia tốc khối lượng được treo .............................................. 52
Hình 4.18: Mức độ cải thiện gia tốc lớn nhất của khối lượng được treo ........ 53
Hình 4.19: Đồ thị lực động giữa bánh xe và mặt đường................................. 54
Hình 4.20: Mức độ cải thiện lực động lớn nhất giữa bánh xe và mặt đường . 55



VI
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................

Giáo viên hướng dẫn


VII
LỜI MỞ ĐẦU
Việt Nam trong những năm gần đây đang ngày càng khẳng định tiềm
năng phát triển ngành công nghiệp ô tô với những bước đi vững chắc vào thị
trường. Đồng thời, nó cũng tạo ra cơ hội và góp thúc đẩy nền công nghiệp, phát
triển nghiên cứu khoa học kỹ thuật các thành phần. Chính vì vậy, việc thiết kế,
đánh giá chất lượng làm việc của các hệ thống, cụm chi tiết trên ô tô ngày càng
được quan tâm nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng của ô tô.
Hệ thống treo trên ô tô là một trong những hệ thống có vai trị hết sức
quan trọng trong việc nâng cao độ êm dịu và an toàn chuyển động của ô tô. Bên
cạnh quá trình thiết kế, để đánh giá hệ thống treo thì việc đánh giá chất lượng
dao động của hệ thống treo cũng góp phần khơng nhỏ trong quá trình kiểm định
thiết kế cũng như đánh giá sự phù hợp giữa thông số cơ bản, thông số kết cấu
và điều kiện chuyển động thực tế của ô tô trên đường.
Hiện nay, phương pháp mô phỏng số được sử dụng rộng rãi để nghiên
cứu các cơ hệ đặc biệt là hệ dao động của ô tô. Matlab Simulink là một trong
những phần mềm có khả năng ứng dụng rất cao trong việc giải các bài toán kỹ
thuật bằng cách lập trình, xử lý số và đồ hoạ để mơ phỏng, phân tích một hệ
thống động học, giải các bài tốn vi phân và phương trình bậc cao,…Vì vậy,
chúng em chọn đề tài “ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MATLAB SIMULINK
TRONG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN ĐIỆN TỬ” để nghiên
cứu đánh giá chất lượng dao động của hệ thống treo khí nén điện tử.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Minh Hiếu – Khoa Công
nghệ ô tô đã chỉ bảo tận tình giúp chúng em hồn thành đề tài. Do kiến thức và
kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế nên trong q trình mơ phỏng tính tốn
chúng em cũng khơng thể tránh khỏi những sai sót, chúng em rất mong được
góp ý để đề tài hồn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm Sinh viên
Lê Công Tâm
Đỗ Thanh Tùng


1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO

Hình 1.1: Hệ thống treo trên ô tô
1.1 Công dụng yêu cầu
Hệ thống treo là hệ thống liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe hoặc
vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi có chức năng chính sau:
 Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động tương đối theo phương
thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động êm dịu,
hạn chế tới mức có thể chấp nhận được những chuyển động khơng muốn
có khác của bánh xe (như lắc ngang, lắc dọc,...).
 Truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng, lực dọc,
lực bên mô men chủ động và mômen phanh.
Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết phải
mềm nhưng cũng phải đủ khả năng để truyền lực, quan hệ này được thể hiện ở
các yêu cầu chính sau:
 Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật
của xe có thể chạy trên nhiều địa hình khác nhau.
 Bánh xe có khả năng chuyển dịch linh hoạt trong một phạm vi giới hạn.


2
 Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý, thoả mãn mục đích là làm
mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động
học và động lực học của chuyển động bánh xe.

 Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ.
 Có độ tin cậy lớn, độ bền cao và không gặp hư hỏng bất thường.
 Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo không quá lớn.
 Có khả năng chống rung, chống ồn truyền từ bánh xe lên khung, vỏ tốt.
 Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyển động của ơ tơ ở tốc độ
cao.
1.2 Đặc điểm kết cấu

Hình 1.2: Kết cấu hệ thống treo
Hệ thống treo thông thường bao gồm 3 bộ phận chính:
 Bộ phận dẫn hướng
 Bộ phận đàn hồi
 Bộ phận giảm chấn
1.2.1 Bộ phận đàn hồi
Là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thân xe, làm giảm nhẹ các tải trọng
động tác dụng từ bánh xe lên khung trên các địa hình khác nhau, đảm bảo độ
êm dịu, tần số dao động cho phù hợp với cơ thể con người (khoảng 60 - 80
lần/phút), có đường đặc tính đàn hồi phù hợp với các chế độ hoạt động của xe.


3
Bộ phận đàn hồi có các phần tử đàn hồi thường gặp là:
a) Nhíp lá

Hình 1.3: Nhíp lá
Nhíp được làm bằng thép lò xo uốn cong, xếp chồng lên nhau theo thứ tự
từ ngắn nhất đến dài nhất. Đặc tính làm việc của nhíp là khi tải trọng tác dụng
lên nhíp tăng thì biến dạng của nhíp cũng tăng theo quy luật tuyến tính. Trong
hệ thống treo nó khơng chỉ có nhiệm vụ làm êm dịu chuyển động mà cịn đồng
thời làm nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng và ma sát giữa các lá nhíp góp phần

làm tắt dao động.
Ưu điểm của nhíp là độ cứng lớn, có thể thay nhiệm vụ của cả giảm chấn
và thanh ổn định, đơn giản rẻ tiền, dễ chăm sóc bảo dưỡng. Tuy nhiên nhược
điểm là khối lượng lớn, kích thước cồng kềnh khung xe ở trên cao nên chiều
cao trọng tâm xe sẽ lớn ảnh hưởng đến tốc độ và sự ổn định khi xe chuyển
động, mặt khác vết bánh sẽ thay đổi khi một bánh bị nâng lên làm phát sinh lực
ngang và tính chất bám đường kém và dễ bị trượt ngang.
b) Thanh xoắn
Thanh xoắn là một thanh bằng thép lị xo, dùng tính đàn hồi xoắn của nó
để cản lại sự dao động. Một đầu thanh xoắn được ngàm vào khung hay một
dầm nào đó của xe, đầu kia gắn vào kết cấu chịu tải xoắn của hệ thống treo.


4

Hình 1.4: Thanh xoắn
Ở một số ơ tơ để dành chỗ cho việc lắp bán trục cầu chủ động người ta
dùng thanh xoắn thường được gây tải trước (có ứng suất dư) do đó nó chỉ thích
hợp cho một chiều làm việc. Trên các thanh xoắn ở hai phía đều phải đánh dấu
để tránh nhầm lẫn khi lắp ráp.
Hệ thống treo sử dụng thanh xoắn có các đặc điểm sau:
 Chiếm ít khơng gian, có thể bố trí để điều chỉnh chiều cao thân xe.
 Trọng lượng nhỏ, đơn giản, gọn, giá thành rẻ và dễ chế tạo.
 Thanh xoắn khơng có nội ma sát nên thường phải lắp kèm giảm chấn để
dập tắt nhanh dao động.
Trên xe con và xe minibus bộ phận đàn hồi là thanh xoắn được sử dụng
phổ biến chỉ sau lò xo.
c) Lò xo
Bao gồm các dạng là lị xo xoắn ốc, lị xo cơn và lị xo trụ. Do lị xo trụ
có đường kính vịng ngồi khơng đổi nên biến dạng của nó sẽ thay đổi tỷ lệ

thuận với lực tác dụng, còn đối với lị cơn hay lị xo xoắn ốc thì khi tải nhẹ đầu


5
lò xo sẽ bị nén lại và hấp thụ năng lượng va đập, cịn phần giữa lị xo có độ
cứng lớn hơn sẽ đủ cứng để chịu tải lớn.

Hình 1.5: Lò xo
Ưu điểm của lò xo là kết cấu rất gọn gàng nhất là khi được bố trí lồng
vào giảm chấn. Nếu cùng độ cứng và độ bền với nhíp thì lị xo trụ có khối lượng
nhỏ hơn nhíp và tuổi thọ cao hơn nhíp, kết cấu gọn nên tiết kiệm không gian và
cho phép hạ thấp trọng tâm xe nhằm nâng cao tốc độ.
Nhược điểm là khi làm việc ở giữa các vịng lị xo khơng có nội ma sát
như nhíp nên thường phải bố trí thêm giảm chấn kèm theo để dập tắt nhanh dao
động. Do lò xo chỉ làm nhiệm vụ đàn hồi, còn nhiệm vụ dẫn hướng và giảm
chấn do các bộ phận khác đảm nhận nên với hệ thống treo dùng lị xo trụ thì có
kết cấu phức tạp hơn do nó cịn phải bố trí thêm hệ thống địn dẫn hướng để
dẫn hướng cho bánh xe và truyền lực kéo hay lực phanh.
d) Phần tử đàn hồi khí nén
Phần tử đàn hồi khí nén dựa trên ngun tắc khơng khí có tính đàn hồi
khi bị nén. Hệ thống treo khí nén được sử dụng ở ơ tơ chở khách, ơ tơ tải và xe
dịng cao cấp. Loại này có thể thay đổi độ cứng của hệ thống treo bằng cách
thay đổi áp suất không khí bên trong. Việc giảm độ cứng của hệ thống treo sẽ
làm cho độ êm dịu chuyển động tốt hơn.


6

Hình 1.6: Phần tử đàn hồi khí nén
Hệ thống treo khí nén khơng có ma sát trong phần tử đàn hồi, trọng lượng

nhỏ và giảm được chấn động cũng như giảm được tiếng ồn từ bánh xe truyền
lên buồng lái và hành khách. Tuy nhiên, hệ thống này có kết cấu phức tạp hơn,
cần có bộ phận dẫn hướng riêng, trang thiết bị cung cấp khí và bộ điều chỉnh
áp suất, lọc, các van,…điều chỉnh độ cứng một cách chủ động.

Hình 1.7: Hệ thống treo khí nén
Hiện nay bộ phận đàn hồi được làm có xu hướng mềm mại hơn nhằm tạo
điều kiện cho bánh xe lăn êm trên mặt đường. Đồng thời người ta dùng các bộ


7
phận đàn hồi có khả năng thay đổi độ cứng trong một giới hạn rộng. Khi xe
chạy ít tải, độ cứng cần thiết có giá trị nhỏ, khi tăng tải thì độ cứng cần phải có
giá trị lớn.
1.2.2 Bộ phận giảm chấn
Trên xe ô tô giảm chấn được sử dụng với các mục đích sau:
 Giảm và dập tắt các va đập truyền lên thân xe khi bánh xe lăn trên nền
đường không bằng phẳng nhằm bảo vệ được bộ phận đàn hồi và tăng
tính tiện nghi cho người sử dụng.
 Đảm bảo dao động của phần không treo ở mức độ nhỏ nhất, nhằm làm
tốt sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đường đảm bảo tính năng lái và tăng
tốc cũng như chuyển động an toàn.
 Nâng cao các tính chất chuyển động của xe như khả năng tăng tốc, khả
năng an toàn khi chuyển động.
Để dập tắt các dao động của xe khi chuyển động giảm chấn sẽ biến đổi
cơ năng thành nhiệt năng nhờ ma sát giữa chất lỏng và các van tiết lưu.
Một số loại giảm chấn :
a) Giảm chấn hai lớp vỏ
 Cấu tạo:


Hình 1.8: Giảm chấn hai lớp vỏ


8
Giảm chấn hai lớp vỏ ra đời năm 1938, là loại giảm chấn được dùng khá
phổ biến. Trong giảm chấn, piston di chuyển trong xy lanh chứa đầy dầu, chia
không gian trong thành hai buồng A và B. Ở đuôi của xy lanh thuỷ lực có một
cụm van bù. Bao ngồi vỏ trong là một lớp vỏ ngồi, khơng gian giữa hai lớp
vỏ là buồng bù thể tích chất lỏng và liên hệ với B qua các cụm van một chiều
(III, IV). Buồng C được gọi là buồng bù chất lỏng, trong C chỉ điền đầy một
nửa bên trong là chất lỏng, khơng gian cịn lại chứa khơng khí có áp suất bằng
áp suất khí quyển. Các van (I) và (IV) lần lượt là các van nén mạnh và nén nhẹ,
còn các van (II) và (III) lần lượt là các van trả mạnh và trả nhẹ của giảm chấn.
 Nguyên lý làm việc:
Ở hành trình nén, bánh xe tiến lại gần khung xe, lúc đó thể tích buồng B
giảm nên áp suất tăng, chất lỏng qua van (I) và (IV) đi lên khoang A và sang
khoang C ép khơng khí ở buồng bù lại. Trên nắp của giảm chấn có phớt che
bụi, phớt chắn dầu và các lỗ ngang để bơi trơn cho trục giảm chấn trong q
trình làm việc. Ở hành trình trả, bánh xe đi xa khung xe, thể tích buồng B tăng
do đó áp suất giảm, chất lỏng qua van (II, III) vào B, khơng khí ở buồng bù
giãn ra, đẩy chất lỏng nhanh chóng điền đầy vào khoang B.
Trong quá trình làm việc của giảm chấn để tránh bó cứng bao giờ cũng
có các lỗ van lưu thơng thường xun. Cấu trúc của nó tuỳ thuộc vào kết cấu
cụ thể. Van trả, van nén của hai cụm van nằm ở piston và xylanh trong cụm van
bù có kết cấu mở theo hai chế độ, hoặc các lỗ van riêng biệt để tạo nên lực cản
giảm chấn tương ứng khi nén mạnh, nén nhẹ, trả mạnh, trả nhẹ. Khi chất lỏng
chảy qua lỗ van có tiết diện rất nhỏ tạo nên lực ma sát làm cho nóng giảm chấn
lên. Nhiệt sinh ra truyền qua vỏ ngoài và truyền vào khơng khí để cân bằng
năng lượng.
Ưu điểm là có độ bền cao, giá thành rẻ làm việc tin cậy ở cả hai hành

trình, trọng lượng nhẹ. Tuy nhiên, nhược điểm là khi làm việc ở tần số cao có
thể xảy ra hiện tượng khơng khí lẫn vào chất lỏng làm giảm hiệu quả của giảm
chấn. Hơn nữa, việc lắp địi hỏi chính xác, tản nhiệt chậm hơn,…


9
b) Giảm chấn một lớp vỏ
 Cấu tạo:

Hình 1.9: Giảm chấn một lớp vỏ
 Nguyên lý làm việc:
Trong một giảm chấn một lớp vỏ khơng cịn bù dầu nữa mà thay thế chức
năng của nó là buồng 8 chứa khí nén có P = 2-3 kG/cm2 đây là sự khác nhau
giữa giảm chấn một lớp vỏ và hai lớp vỏ. Khi piston dịch chuyển xuống dưới
tạo nên sự chênh áp, dẫn đến mở van 1, chất lỏng chảy nên phía trên của piston.
Khi piston đi lên làm mở van 7, chất lỏng chảy xuống khoang dưới piston,
áp suất trong giảm chấn sẽ thay đổi không lớn và dao động xung quanh vị trí
cân bằng với giá trị áp suất tĩnh nạp ban đầu, nhờ vậy mà tránh được hiện tượng
tạo bọt khí, là một trạng thái khơng an tồn cho sự làm việc của giảm chấn.
Trong quá trình làm việc do áp lực dầu chỉ có thể nén lên khí mà piston ngăn
cách 4 di chuyển để tạo nên sự cân bằng giữa chất lỏng và chất khí do đó áp
suất không bị hạ xuống dưới giá trị nguy hiểm. Giảm chấn này có độ nhạy cao
kể cả khi dịch chuyển rất nhỏ, tránh được hiện tượng cưỡng bức chảy dầu khi
nhiệt độ thay đổi sẽ làm cho áp suất thay đổi.


10
Ưu điểm:
 Khi có cùng đường kính ngồi, đường kính của cần piston có thể làm lớn
hơn mà sự biến động tương đối của áp suất chất lỏng sẽ nhỏ hơn.

 Điều kiện toả nhiệt tốt hơn do khơng có “áo dầu”.
 Giảm chấn có piston ngăn cách có thể làm việc ở bất kì góc nghiêng được
bố trí.
 Cùng một tác động bên ngồi thì nó dập tắt dao động nhanh hơn.
Nhược điểm:
 Làm việc kém tin cậy, có thể bị bó kẹt trong các hành trình nén hoặc trả
mạnh.
 Chế tạo phức tạp và giá thành đắt hơn.
c) Giảm chấn khí thủy lực

Hình 1.10: Giảm chấn khí thủy lực
Trong hệ thống này, piston của phần đàn hồi cũng như trục của nó đồng
thời là trục của bộ giảm chấn. Lị xo khí nén nằm trong một khối cầu bao bọc
bởi một màng cao su đặc biệt. Phần tích trữ khí cùng với khơng gian mặt trên
của piston được nối với nhau bởi 1 đường ống thủy lực. Khi ống giảm chấn và
lò xo bị đè xuống, dầu bị ép chạy theo ống nối chạy sang buồng khí nén, khí bị


11
nén mạnh, tăng áp suất làm tăng thêm sức đàn hồi của lị xo khí nén. Lị xo này
cùng với lò xo kim loại tác động trực tiếp lên khung xe, tạo sức đàn hồi tổng
hợp thay đổi được theo tải trọng. Không những thế, trên đường ống dẫn dầu và
khí về để ép túi khí, người ta cịn bố trí thêm van điều khiển nhằm chủ động
thay đổi mức tác động của dầu và khí nén lên túi khí, đưa đến việc thay đổi độ
cứng đàn hồi tổng hợp của cả hệ thống giảm chấn. Cũng nhờ cơ chế hồi tiếp
như vậy, mà khoảng cách giữa trục bánh xe và khung xe gần như được giữ
nguyên bất chấp tải trọng, khi xe nặng dầu ép mạnh làm túi khí đội lên mạnh
hơn, khi xe nhẹ áp lực dầu giảm túi khí mềm đi giảm bớt tác động lên khung
xe. Người lái có thể tự điều chỉnh van điều khiển cho phù hợp tình trạng tải
trọng và đường. Loại giảm chấn này giá thành cao, vận hành phức tạp, lại thêm

hệ thống nén khí cao áp rất đắt đỏ, ít phổ biến.
1.2.3 Bộ phận ổn định và dẫn hướng

Hình 1.11: Thanh ổn định và đòn dẫn hướng
Trên các loại xe con ngày nay thanh ổn định hầu như đều có. Trong
trường hợp xe chạy trên nền đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dưới


12
tác dụng của lực ly tâm phản lực thẳng đứng của hai bánh xe trên một cầu thay
đổi sẽ làm cho tăng độ nghiêng thùng xe và làm giảm khả năng truyền lực dọc,
lực bên của bánh xe với mặt đường. Thanh ổn định có tác dụng khi xuất hiện
sự chênh lệch phản lực thẳng đứng đặt lên bánh xe nhằm san bớt tải trọng từ
bên cầu chịu tải nhiều sang bên cầu chịu tải ít hơn. Cấu tạo chung của nó có
dạng chữ U, một đầu chữ U được nối với phần khơng được treo, cịn đâu kia
được nối với thân vỏ xe, các đầu nối này dùng ổ đỡ bằng cao su.
Bộ phận dẫn hướng có nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang và các
mômen từ bánh xe lên khung hoặc thân xe. Nó có thể có những chi tiết khác
nhau tùy thuộc hệ thống treo phụ thuộc hay độc lập, phần tử đàn hồi là nhíp, lò
xo hay thanh xoắn. Quan hệ của bánh xe với khung xe khi thay đổi vị trí theo
phương thẳng đứng được gọi là quan hệ động học. Khả năng truyền lực ở mỗi
vị trí được gọi là quan hệ động lực học của hệ thống treo.
Ngoài ba bộ phận trên thì ở một số dịng xe cao cấp cịn có bộ phận điều
khiển đóng vai trị thay đổi giá trị độ cứng của bộ phận đàn hồi, hệ số giảm
chấn của bộ phận giảm chấn theo sự thay đổi tải trọng, biên dạng mặt đường,
độ cao thân xe,… trong quá trình chuyển động của ơ tơ trên đường.
Bao gồm: ECU, các cảm biến (góc nghiêng, giảm tốc, vị trí thân xe,…),
camera,…
1.3 Phân loại
Có nhiều cách phân loại hệ thơng treo như:

 Phân loại theo bộ phận đàn hồi chia ra: loại sử dụng bộ phận đàn hồi
bằng kim loại (nhíp lá, lị xo xoắn,…); loại khí; loại thủy lực; cao su;…


Phân loại theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng chia ra: cơ cấu treo phụ thuộc
với cầu liền; loại độc lập với cầu cắt.

 Phân loại theo phương pháp dập tắt chấn động: loại giảm chấn thủy lực;
loại giảm chấn nhờ ma sát cơ (ma sát trong bộ phận đàn hồi, dẫn hướng).
 Phân loại theo phương pháp điều khiển: loại bị động; loại bán tích cực;
loại tích cực.


13
Một số loại hệ thống treo:
1.3.1 Hệ thống treo phụ thuộc

Hình 1.12: Hệ thống treo phụ thuộc
Các bánh xe được nối trên một dầm cầu liền, các chi tiết hệ thống treo sẽ
nối dầm cầu với thân xe. So với hệ thống treo độc lập thì các chi tiết ít và đơn
giản hơn, độ bền cao và phù hợp với các loại ô tô tải. Do khối lượng phần không
được treo lớn nên kém êm dịu và ổn định,…
1.3.2 Hệ thống treo độc lập
Hệ thống treo độc lập ngược lại với treo phụ thuộc, với hai đầu bánh xe
chuyển động riêng rẽ, di chuyển tự do mà không bị đầu bên kia cản trở. So với
hệ thống treo phụ thuộc phần không được treo nhỏ nên khả năng bám đường
của bánh xe cao, tính êm dịu chuyển động cao. Do khơng có dầm cầu liền nối
thân xe nên có thể bố trí trọng tâm xe thấp đi, nhưng ngược lại hệ thống treo
độc lập có cấu trúc phức tạp hơn,…



14

Hình 1.13: Hệ thống treo độc lập
Trong hệ thống treo độc lập còn được phân ra các loại sau:
a) Dạng hai địn ngang

Hình 1.14: Hệ thống treo độc lập dạng hai đòn ngang
Cấu tạo của hệ thống treo độc lập dạng hai đòn ngang bao gồm một đòn
ngang trên, một địn ngang dưới. Mỗi địn thường có cấu tạo hình tam giác (chữ


15
A) hoặc hình thang. Cấu tạo như vậy cho phép các đòn ngang làm được chức
năng của bộ phận hướng, kết cấu chắc chắn đảm bảo truyền lực tốt. Các đầu
trong được liên kết với khung, vỏ bằng khớp trụ. Các đầu ngồi được liên kết
bằng khớp cầu với địn đứng để có thể xoay được. Địn đứng có ổ bi lắp với
trục bánh xe. Bộ phận đàn hồi có thể nối giữa khung với đòn trên hoặc đòn
dưới. Giảm chấn cũng đặt giữa khung với đòn trên hoặc đòn dưới hoặc lồng
bởi lị xo trụ cho gọn.
b) Dạng MacPherson

Hình 1.15: Hệ thống treo độc lập dạng MacPherson
Hệ thống treo này chính là biến thể của hệ thống treo dạng hai địn ngang,
ở đây địn ngang chữ A phía trên thay bằng lị xo cùng giảm xóc lồng nhau.
Chính nhờ cấu trúc này mà ta có thể có được khoảng khơng gian phía trong xe
rộng hơn để bố trí hệ thống truyền lực hoặc khoang hành lý. Giảm chấn đặt
theo phương thẳng đứng làm nhiệm vụ của trụ xoay đứng.
Nếu ta so sánh với hệ thống treo độc lập dạng hai địn ngang thì hệ thống
treo MacPherson kết cấu ít chi tiết hơn, khơng chiếm nhiều khoảng khơng và

có thể giảm nhẹ được trọng lượng kết cấu. Nhưng nhược điểm chủ yếu của hệ


16
thống treo MacPherson là do giảm chấn vừa phải làm chức năng của giảm chấn
lại vừa làm nhiệm vụ của trụ đứng cơ cấu lái nên trục giảm chấn chịu tải lớn
cần phải có độ cứng vững, độ bền cao hơn kích thước, trọng lượng lớn hơn và
cần thêm địn dẫn hướng.
1.3.3 Hệ thống treo bị động (Passive suspension)
Đây là hệ thống treo sử dụng cho các dịng xe thơng dụng. Một hệ thống
treo bị động, bao gồm các thành phần cơ bản là bộ phận dẫn hướng, giảm chấn
và đàn hồi. Khi ơ tơ chuyển động có trên mặt đường không bằng phẳng các dao
động tức thời tác dụng lên lốp được chuyển hóa thành dao động có tần số nhờ
vào khả năng đàn hồi của lò xo. Dao động này được giảm chấn triệt tiêu nhờ
vào kết cấu của giảm chấn. Bên trong giảm chấn chứa cụm dầu giảm chấn, cụm
piston có gắn các van dầu cho phép dầu lưu thông khi bị nén hoặc khi nhả. Các
phần tử dầu giảm chấn khi lưu thông qua các van giúp chuyển đổi động năng
thành nhiệt năng và một phần tổn hao do ma sát.

Hình 1.16: Hệ thống treo bị động (Passive Suspension)
1.3.4 Hệ thống treo bán tích cực (Semi-active suspension)
Hệ thống treo bán tích cực được bố trí trên các dòng xe cao cấp vào đầu
những năm 2000 cho đến nay. Điểm đặc biệt hệ thống treo này là quan tâm đến
các thay đổi tải trọng giữa cầu trước và cầu sau khi tăng tốc hoặc khi phanh,


17
thay đổi tải trọng bên phải và bên trái khi quay vòng. Đây là một trong các hệ
thống cơ điện tử dạng phối hợp giữa hệ thống phanh, hệ thống treo, hệ thống
lái và điều khiển truyền lực. Trong đó, hệ thống treo nhận các tín hiệu thay đổi

gia tốc của thân xe qua cảm biến tăng tốc, cảm biến góc quay vơ lăng, cảm biến
góc quay thân xe làm tín hiệu đầu vào quyết định giá trị hệ số giảm chấn trong
bộ phận giảm chấn.

Hình 1.17: Hệ thống treo bán tích cực (Semi-active suspension)
Để thay đổi hệ số giảm chấn tùy theo tải trọng, bộ phận giảm chấn được
thiết kế cơ cấu van có khả năng thay đối tiết diện qua đó kiểm sốt được lưu
lượng dầu giảm chấn lưu thông. Nếu tiết diện van mở lớn khả năng giảm chấn
nhỏ và ngược lại.

Hình 1.18: Giảm chấn có tiết diện van thay đổi


18
Ngồi ra, cịn có loại giảm chấn sử dụng chất lỏng từ tính (MR Fluid),
bên ngồi xylanh giảm chấn được bố trí các cuộn dây tạo từ trường. Khi được
cấp điện các cuộn dây tạo xa từ trường làm cho các hạt từ chứa trong dầu giảm
chấn liên kết với nhau dẫn đến khả năng lưu thông dầu giảm chấn qua các van
bị hạn chế. Tùy theo cường độ dòng điện cấp vào cuộn dây làm cho các khả
năng liên kết của chất lỏng từ tính thay đổi theo điều này làm hệ số cản của bộ
phận giảm chấn thay đổi.

Hình 1.19: Giảm chấn sử dụng chất lỏng từ tính (MR Fluid)
1.3.5 Hệ thống treo tích cực (Active suspension)
Đây là hệ thống treo trang bị trên các dòng xe cao cấp giúp ô tô chuyển
động êm dịu ở dạng bề mặt đường và vận tốc khác nhau. Đối với hệ thống treo
bán tích cực điều khiển trực tiếp hệ số giảm chấn thích nghi với các trạng thái
chuyển động của ô tô và kích thích từ mặt đường tuy nhiên lực cản tác động
lên hệ thống giới hạn ở phạm vi nhỏ. Hệ thống treo tích cực điều khiển cả hệ
số đàn hồi của hệ thống và hệ số giảm chấn. Phổ biến hiện nay trên các dòng