BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO MƠN HỌC: ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ

ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG TREO

CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Ngành:

Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Bản
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Trung Kiên

Mã SV: 1811250352

Lớp: 18DOTB2

Đậu Sơn Lộc

Mã SV: 1511250446

Lớp: 15DOT05

Phan Thành Lộc

Mã SV: 1811250418

Lớp: 18DOTA5

Lê Đại Long

Mã SV: 1811250383

Lớp: 18DOTA1

Đặng Trung Nguyên

Mã SV: 1811250471

Lớp: 18DOTB6

Nguyễn Hải Nguyên

Mã SV: 1811250912

Lớp: 18DOTA1

Tp.HCM, ngày 31 tháng 08 năm 2021


LỜI CẢM ƠN
Trước hết chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến tồn thể q thầy cơ
Trường Đại học Công nghệ TP.HCM, cụ thể là quý thầy cô thuộc Viện Kỹ thuật
HUTECH đã giảng dạy, truyền đạt cho chúng em những kiến thức chuyên môn và kỹ
năng thực tiễn trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường. Đặc biệt, chúng em
xin dành lời cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy Nguyễn Văn Bản – Giảng viên bộ môn chuyên
ngành Công nghệ kỹ thuật ô tơ đã nhiệt tình hỗ trợ và hướng dẫn chúng em hồn thành
tốt báo cáo mơn học này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong xưởng thực hành đã tạo điều

kiện thuận lợi nhất cho chúng em được tìm hiểu, đo đạc và khảo sát thực tế các chi tiết
kỹ thuật nhằm phục vụ cho việc hoàn thành báo cáo mơn học, giúp chúng em có thêm
những hiểu biết về ngành nghề cũng như kinh nghiệm cho công việc chuyên môn sau
này.
Với vốn kiến thức chuyên môn cịn hạn hẹp và kinh nghiệm tích lũy cịn có phần
hạn chế nên sẽ không tránh khỏi những sơ suất hoặc thiếu sót trong q trình hồn thiện,
chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, phê bình của thầy cơ trong suốt
q trình báo cáo mơn học. Đó chắc chắn sẽ là những kiến thức và kinh nghiệm cực kì
q báu giúp chúng em hồn thiện các kỹ năng chuyên môn của bản thân trong tương
lai.


MỤC LỤC

MỤC LỤC ...................................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH ................................. ii
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI........................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề: ........................................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu đề tài: .................................................................................................... 1
1.3 Nội dung đề tài: ................................................................................................... 2
1.4 Phương pháp nghiên cứu: .................................................................................. 2
1.5 Kết cấu của đồ án môn học: ............................................................................... 2
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................ 3
2.1 Khái niệm cơ bản: ............................................................................................... 3
2.2 Phân loại hệ thống treo: ...................................................................................... 4
2.3 Cấu tạo cơ bản của hệ thống treo: ..................................................................... 7
2.3.1 Bộ phận đàn hồi: ........................................................................................... 7
2.3.2 Bộ phận giảm chấn: ...................................................................................... 9
2.3.3 Bộ phận dẫn hướng: ..................................................................................... 9
2.4. Động lực học trên hệ thống treo: .................................................................... 10

2.4.1 Hệ thống treo phụ thuộc: ........................................................................... 10
2.4.2 Hệ thống treo độc lập: ................................................................................ 15
2.4.3 Tâm quay và trục quay: ............................................................................. 18
2.4.4 Góc đặt bánh xe: ......................................................................................... 21
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ......................................... 26
3.1 Kết luận: ............................................................................................................. 26
3.2 Hướng phát triển đề tài: ................................................................................... 26
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 27

i


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

STT
1
2
3
4

Hình
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4

Chương
2
2
2

2

5
6

Hình 2.5
Hình 2.6

2
2

7
8

Hình 2.7
Hình 2.8

2
2

9
10

Hình 2.9
Hình 2.10

2
2

11


Hình 2.11

2

12

Hình 2.12

2

13
14
15
16
17
18

Hình 2.13
Hình 2.14
Hình 2.15
Hình 2.16
Hình 2.17
Hình 2.18

2
2
2
2
2

2

19

Hình 2.19

2

20

Hình 2.20

2

21
22

Hình 2.21
Hình 2.22

2
2

23
24

Hình 2.23
Hình 2.24

2

2

25

Hình 2.25

2

26
27

Hình 2.26
Hình 2.27

2
2

Nội dung
Trang
Hệ thống treo cơ bản trên xe ô tô
3
Minh họa hệ thống treo phụ thuộc
4
Minh họa hệ thống treo độc lập
4
Hệ thống treo bán độc lập trang bị trên dòng
5
xe Toyota Vios
Hệ thống treo MacPherson
5

Hệ thống treo thanh chống kép – Hai càng chữ
6
A
Hệ thống treo đa liên kết
7
Hệ thống treo đa liên kết trên dịng xe của
7
hãng Audi
Nhíp xe ơ tơ
8
Hệ thống treo sử dụng bộ phận đàn hồi bằng
8
thanh xoắn
Các loại giảm chấn thủy lực trong hệ thống
9
treo trên ô tơ
Cơ cấu tay địn trong bộ phận dẫn hướng trên
10
hệ thống treo của ô tô
Hệ thống treo phụ thuộc
10
Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng lá nhíp
11
Nhíp lá dưới dạng tổng qt
11
Mơ hình hóa trạng thái khối lượng được treo
11
Trạng thái của khối lượng khơng được treo
12
Trạng thái của nhíp lá khi tăng tốc (a) và khi

12
phanh (b)
Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp lá có
13
thanh chống dịch chuyển
Trạng thái của thanh chống dịch chuyển khi
13
cầu xe dịch chuyển lên (a) và xuống (b)
Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng lò xo cuộn
14
Tác động đến hệ thống treo phụ thuộc khi
14
nâng một bánh xe lên
Hệ thống treo độc lập
15
Hệ thống treo độc lập sử dụng thanh chống
15
kép A-arm
Hệ thống treo độc lập theo cơ chế
16
MacPherson
Hệ thống treo độc lập theo cơ chế đa liên kết
17
Hệ thống treo độc lập theo cơ chế tay đòn di
17
động

ii



28

Hình 2.28

2

29

Hình 2.29

2

30

Hình 2.30

2

31
32

Hình 2.31
Hình 2.32

2
2

33

Hình 2.33


2

34

Hình 2.34

2

35
36
37
38

Hình 2.35
Hình 2.36
Hình 2.37
Hình 2.38

2
2
2
2

39

Hình 2.39

2


40

Hình 2.40

2

Hệ thống treo độc lập theo cơ chế tay đòn liên
kết kéo
Hệ thống treo thanh chống kép (càng chữ A)
với tâm quay I18 là giao điểm của 2 đường
I28I12 và I38I13
Các tâm quay tức thời của cơ chế quay tay
trượt ngược
Mơ hình hệ thống treo MacPherson
Cơ chế động học của hệ thống treo
MacPherson
Tâm quay của xe trong hệ thống treo
MacPherson
Mơ hình động học của hệ thống treo của bánh
trước bên trái: (a) tâm quay bên trong và (b)
tâm quay bên ngoài
Tâm quay của hệ thống treo so với mặt đường
Độ chụm
Cơ chế của độ chụm
Góc Caster dương (Negative caster) và Caster
âm (Positive caster)
Góc Camber dương (Negative camber) và
Camber âm (Positive camber)
Góc Thrust Angle


iii

18
18

19
20
20
20
21

21
22
22
23
24
25


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 Đặt vấn đề:
Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành nghề thuộc lĩnh vực công nghệ,
khoa học kỹ thuật ngày nay. Qua đó, địi hỏi con người chúng ta phải đảm bảo được tốc
độ và độ chính xác cực kì cao trong quá trình tìm hiểu, chế tạo, sản xuất các linh kiện
hay chi tiết máy dành cho xe ô tô, sao cho chúng đủ khả năng đáp ứng một cách toàn
vẹn nhất các yêu cầu sử dụng thiết yếu của con người trong xã hội hiện đại như tính
thẩm mỹ, độ bền, sự chắc chắn, hiệu năng làm việc hay công suất cao, có tuổi thọ sử
dụng lâu dài,...
Điển hình như trong lĩnh vực công nghệ kỹ thuật ô tô, cơ khí ơ tơ hiện đang là xu thế
và trọng tâm của sự phát triển của ngành kỹ thuật trong xã hội hiện đại ngày nay. Vậy

để tạo ra một chiếc xe ơ tơ hồn chỉnh về thiết kế, mạnh mẽ về cơng suất thì địi hỏi rất
nhiều thời gian và cơng sức của cả con người và máy móc hỗ trợ, khơng những thế cịn
cần chế tạo rất nhiều các chi tiết máy khác nhau với rất nhiều các chức năng cụ thể riêng
biệt kết hợp lại để tạo thành. Đặc biệt, khi đã nhắc đến xe ơ tơ thì chắc chắn rằng chúng
ta không thể nào không nhắc đến một hệ thống đóng vai trị quan trọng của một chiếc
xe ơ tơ, nắm vai trị cho xe chuyển động êm ái, ổn định, trực tiếp ảnh hưởng đến khả
năng chuyển động, cân bằng của chiếc xe và góp phần đem đến cảm giác lái thú vị cho
người sử dụng, đó chính là hệ thống treo trên ơ tơ. Một hệ thống treo trên ơ tơ hồn
chỉnh trên xe ơ tô giúp hạn chế các ảnh hưởng cơ học đến khung xe và các chi tiết kim
loại, tránh việc xe bị xóc q nhiều khi di chuyển mà khơng cần phải giảm bớt tốc độ,
từ đó đem lại sự thoải mái cho người sử dụng xe. Nắm rõ được công dụng của hệ thống
treo trên ơ tơ, chính vì vậy ngày nay các hãng sản xuất luôn đặc biệt chú trọng vào phát
triển bộ phận này.
Trong các hệ thống làm việc cơ bản của một chiếc xe ơ tơ hồn chỉnh. Hệ thống treo
là một hệ thống làm việc cực kỳ quan trọng, khơng thể thay thế và đóng vai trò như
một hệ thống làm giảm và dập tắt độ giao động một cách tăng dần khi xe đi qua các
cung đường gập ghềnh. Từ đó, đảm bảo an tồn giao thông cho cả người lái xe ô tô và
những người tham gia giao thông khác trên đường. Bởi yếu tố quyết định và tầm ảnh
hưởng đặc biệt quan trọng của hệ thống điều khiển tín hiệu trên xe ơ tô nên đề tài của
báo cáo môn học động lực học ơ tơ lần này, chúng em quyết định tìm hiểu, nghiên cứu,
phân tích, mơ phỏng và đưa ra kết luận cụ thể về động lực học hệ thống treo trên xe ô
tô.
1.2 Mục tiêu đề tài:
Mục tiêu của đề tài nhằm giải quyết được vấn đề bao gồm tìm hiểu, nghiên cứu, thể
hiện một cách chi tiết và rõ ràng nhất về thành phần cấu tạo, công dụng, phương thức
sử dụng và hoạt động của các chi tiết trong động lực học của hệ thống treo trên xe ô tơ.
Ngồi ra phải tiến hành phân tích cũng như đưa ra được tính ứng dụng mà hệ thống treo
trên xe ô tô đem lại cho một chiếc xe ô tô nói chung và con người chúng ta trong lĩnh
vực cơng nghệ kỹ thuật ơ tơ hiện đại nói riêng.


1


Từ đó, hướng tới kết quả của đề tài lần này là chứng minh được sự đa dụng, sức
mạnh và tầm ảnh hưởng quan trọng đặc biệt của hệ thống treo trên xe ơ tơ. Hơn nữa đó
là hướng đến mục đích sản xuất, chế tạo và lắp ráp một hệ thống treo hồn chỉnh trên
xe ơ tơ, đáp ứng các nhu cầu khác nhau của người sử dụng trong tương lai.
1.3 Nội dung đề tài:

-

Nội dung của đề tài thực hiện các nhiệm vụ cụ thể bao gồm:
Tìm hiểu về thành phần cấu tạo chính, phương pháp gia cơng, chế tạo của các chi
tiết trong hệ thống treo trên xe ơ tơ.
Trình bày được cách thức, ngun lý hoạt động qua từng giai đoạn, chu kỳ trong
động lực học hệ thống treo ô tô.
Khảo sát các linh kiện, bộ phận về động lực học trong hệ thống treo ô tô.
Đưa ra kết luận tổng thể về tầm ảnh hưởng và sự quan trọng của động lực học hệ
thống treo trên xe ơ tơ.
Viết báo cáo tổng hợp và hồn thành báo cáo môn học.

1.4 Phương pháp nghiên cứu:

-

-

Đề tài được nghiên cứu dựa trên các phương pháp:
Tìm kiếm, thu thập, so sánh, phân tích và chọn lọc các thơng tin một cách kĩ càng
và cụ thể nhất thông qua mạng internet, các giảng viên có chun ngành cơ khí và

kĩ thuật, các sách báo, tài liệu chuyên ngành lĩnh vực cơ khí có liên quan đến hệ
thống treo trên xe ô tô nhằm giải quyết các vấn đề bao gồm thành phần cấu tạo,
nguyên lý hoạt động, cách thức chế tạo, gia công, đặc điểm kỹ thuật,…
Thực hiện nghiên cứu, phân tích cụ thể hệ thống treo trên xe ô tô thông qua các biểu
đồ trạng thái làm việc qua từng giai đoạn nhằm đưa ra cái nhìn trực quan nhất.
Tổng hợp lại toàn bộ dữ liệu trong suốt q trình nghiên cứu, thơng qua các luận
điểm, căn cứ đã tìm hiểu và trình bày, từ đó đưa ra kết luận tổng thể nhất về động
lực học hệ thống treo trên xe ô tô.

1.5 Kết cấu của đồ án mơn học:
Kết cấu của đồ án mơn học có tất cả 03 chương, bao gồm:
-

Chương 1: Giới thiệu đề tài.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết.
Chương 3: Kết luận và hướng phát triển.

2


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Khái niệm cơ bản:
Hệ thống treo là bộ phận quan trọng, trực tiếp ảnh hưởng đến khả năng chuyển
động êm ái và cân bằng của chiếc xe, đặc biệt khi xe di chuyển qua những cung đường
gồ ghề. Ngồi ra, hệ thống treo cịn có vai trị truyền lực và mơ-men từ bánh xe lên
khung hoặc vỏ xe để đảm bảo đúng quy trình hoạt động của bánh xe.
Hệ thống treo là bộ phận giúp hạn chế các ảnh hưởng cơ học đến khung xe và
các chi tiết kim loại, tránh việc xe bị xóc q nhiều khi di chuyển mà khơng cần phải
giảm bớt tốc độ, từ đó đem lại sự thoải mái cho người sử dụng xe. Nắm rõ được công
dụng của hệ thống treo trên ơ tơ, chính vì vậy ngày nay các hãng sản xuất luôn đặc biệt

chú trọng vào phát triển bộ phận này.

Hình 2.1. Hệ thống treo cơ bản trên xe ô tô
Hệ thống treo xe ô tô thường được đặt phía trên cầu trước và cầu sau của xe.
Thực tế, hệ thống treo thuộc bộ phận khung gầm xe, bên cạnh các hệ thống khác như
hệ thống khung xe, bánh lái và bánh xe. Cùng với sự phát triển của công nghệ, thiết kế
hệ thống treo hiện nay rất đa dạng và càng ngày càng tăng tính năng sử dụng.
Tuy nhiên, dù được chế tạo theo thiết kế nào và ứng dụng công nghệ hiện đại ra
sao, nhìn chung hệ thống treo trên ơ tơ vẫn phải đáp ứng được các tính năng sau:
- Chịu được sức nặng của xe ô tô khi di chuyển trên bất cứ điều kiện địa hình nào.
- Bốn bánh xe phải tiếp xúc với mặt đường để đảm bảo khả năng kiểm soát.
- Xe vào cua, chuyển hướng, tăng/giảm tốc độ phải đảm bảo được sự ổn định và linh
hoạt.
- Giảm thiểu tác động của địa hình lên thân xe, giúp người ngồi trong xe khơng cảm
thấy khó chịu vì q xóc.
- Đảm bảo an tồn tối thiểu khi khơng may xảy ra va chạm.

3


2.2 Phân loại hệ thống treo:
Tùy thuộc vào quy chuẩn thiết kế của từng hãng sản xuất cũng như nhu cầu sử
dụng khác nhau của khách hàng mà hệ thống treo trên xe ô tô tương đối đa dạng về mặt
kết cấu và phân loại, bao gồm các dạng cơ bản như:
❖ Hệ thống treo phụ thuộc:
Ở hệ thống này, các bánh xe được nối trên 1 dầm cầu liền, các chi tiết hệ thống treo
sẽ nối dầm cầu với thân xe. Cái tên “phụ thuộc” cũng xuất phát từ đó, vì ở hệ thống này,
dao động của hai bánh xe ảnh hưởng và phụ thuộc lẫn nhau.
So với hệ thống treo độc lập thì các chi tiết ở
hệ thống treo phụ thuộc ít và đơn giản hơn, độ

bền cao, chịu tải tốt và đặc biệt phù hợp với các
loại ô tô tải cũng như ô tô con sử dụng kết cấu
khung vỏ rời (body-on-frame). Tuy nhiên, do
khối lượng phần không được treo lớn nên hệ
thống này kém êm dịu và ổn định, xe dễ bị rung
động,…
Đối với xe con, hệ thống treo phụ thuộc
thường được sử dụng ở cầu sau của các mẫu
SUV quen thuộc như Toyota Fortuner,
Chevrolet
Trailblazer, Ford
Everest, Ford
Explorer,… và những chiếc bán tải sử dụng
chung khung gầm như Toyota Hilux, Chevrolet
Colorado hay Ford Ranger,…
Hình 2.2. Minh họa hệ thống treo phụ thuộc
❖ Hệ thống treo độc lập:
Ở hệ thống này, các bánh xe được gắn với
thân xe một cách “độc lập” với nhau. Qua đó,
hai đầu bánh xe có thể chuyển động riêng lẻ,
dịch chuyển tự do mà không gây ảnh hưởng
lẫn nhau. Nhờ vậy, các dao động từ mặt đường
lên khung vỏ xe có thể được kiểm soát tốt hơn.
Các kiểu hệ thống treo độc lập tiêu biểu là hệ
thống treo MacPherson, hệ thống treo tay đòn
kép (double wishbone), hệ thống treo đa liên
kết (multi-link),…
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 trị trọng tâm xe thấp đi, nhưng ngược
lại hệ thống treo độc lập có cấu trúc và thành
phần phức tạp hơn,…
Hình 2.3. Minh họa hệ thống treo độc lập
4


Hệ thống treo độc lập được sử dụng rất rộng rãi và phổ biến trên ô tô. Những mẫu
xe tiêu biểu có thể kể đến như Honda Civic, Honda CR-V, Toyota Camry, Mercedes Cclass, Mercedes GLE-class,…
❖ Hệ thống treo bán độc lập:
Hệ thống treo này vẫn cho phép hai bánh xe chuyển động tương đối với nhau, tuy
nhiên chuyển động của chúng vẫn có ảnh hưởng đến nhau. Ngày nay, hệ thống treo này
xuất hiện phổ biến nhất dưới dạng thanh xoắn kết hợp với thanh cân bằng. Hệ thống
này thường được sử dụng ở cầu sau một số mẫu xe như Toyota Corolla Altis, Toyota
Vios.

Hình 2.4. Hệ thống treo bán độc lập trang bị trên dòng xe Toyota Vios
❖ Hệ thống treo MacPherson:
Thiết kế đơn giản, tương đối nhẹ và nhỏ gọn (cấu tạo chỉ gồm giảm xóc, lị 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 khơng phải bảo trì quá
nhiều.

Hình 2.5. Hệ thống treo MacPherson
5


Tuy nhiên, độ chụm và góc đặt bánh xe khơng ổn định, bánh xe và thân xe vẫn lắc

ngang so với mặt đường. Khơng thích hợp với những xe u cầu cao về trải nghiệm lái.
❖ Hệ thống treo thanh chống kép (Double Wishbone – Hai càng chữ A):
Với thiết kế 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,…Dễ dàng điều chỉnh động học của hệ thống treo, qua đó
tối ưu hóa q trình vận hành của xe.

Hình 2.6. Hệ thống treo thanh chống kép – Hai càng chữ A
Tuy nhiên, cấu tạo gồm nhiều thành phần và phức tạp hơn so với MacPherson. Do
đó, giá cũng cao hơn, khâu sửa chữa và bảo trì cũng tốn nhiều thời gian và công sức
hơn.
❖ Hệ thống treo đa liên kết (Multi Link):
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. 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.

6


Hình 2.7. Hệ thống treo đa liên kết
Tuy vậy, việc phát triển và thiết kế rất phức tạp. Do đó, hệ thống này có giá thành
cũng như độ phức tạp trong khâu sửa chữa và bảo dưỡng cũng rất cao.

Hình 2.8. Hệ thống treo đa liên kết trên dòng xe của hãng Audi
2.3 Cấu tạo cơ bản của hệ thống treo:
2.3.1 Bộ phận đàn hồi:


7


Vai trò của bộ phận đàn hồi giúp giảm thiểu sức nặng tác động lên khung xe để bánh
xe dao động mượt hơn, tạo sự êm dịu cho xe khi di chuyển. Bộ phận đàn hồi của hệ
thống treo được thiết kế với các kiểu cơ bản sau:
- Nhíp: Kiểu đàn hồi này thường được sử dụng chủ yếu cho loại xe tải, có ưu điểm
chịu sức tải cao nhưng độ êm dịu lại hạn chế.

Hình 2.9. Nhíp xe ơ tơ
-

-

Lị xo: Kiểu đàn hồi này thường được trang bị cho loại xe con. Ưu điểm của kiểu
đàn hồi lò xo là cấu tạo không quá phức tạp, đảm bảo độ êm dịu nhưng lại khó bố
trí điểm đặt thích hợp trên xe.
Thanh xoắn: Trái ngược với kiểu đàn hồi lị xo, kiểu thanh xoắn lại dễ bố trí nhưng
lại có kết cấu phức tạp.

Hình 2.10. Hệ thống treo sử dụng bộ phận đàn hồi bằng thanh xoắn
-

Khí nén: Loại đàn hồi khí nén vừa đảm bảo được độ êm dịu và sức tải tốt, thường
được sử dụng cho các loại xe khách, xe bus... Độ cứng của bộ phận đàn hồi phụ
8


thuộc vào áp suất khí nén. Do vậy có thể thay đổi độ cứng của bộ phận đàn hồi bằng
cách thay đổi áp suất. Đây là một ưu điểm nổi bật, cho phép điều chỉnh độ cứng khi

điều kiện vận hành thay đổi.
2.3.2 Bộ phận giảm chấn:
Chức năng của bộ phận giảm chấn chính là giảm thiểu sự dao động của bánh xe
và thân xe, giúp bánh xe bám đường tốt hơn từ đó khiến cho xe di chuyển ổn định và
mượt mà. Bộ phận giảm chấn thường có 2 loại cơ bản:
-

-

Giảm chấn thủy lực: Quy trình hoạt động của giảm chấn thủy lực chính là tận dụng
lực ma sát của các lớp dầu để giảm thiểu sự dao động. Giảm chấn thủy lực có 2 loại
là giảm chấn dạng ống và giảm chấn dạng đòn.
Giảm chấn ma sát: Tận dụng lực ma sát giữa các lá nhíp để giảm thiểu sự dao động.

Hình 2.11. Các loại giảm chấn thủy lực trong hệ thống treo trên ô tô
2.3.3 Bộ phận dẫn hướng:
Bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo cịn có tên gọi khác là thanh ổn định. Đúng
như tên gọi, vai trị của bộ phận dẫn hướng vơ cùng quan trọng, ảnh hưởng đến chức
năng hoạt động của hệ thống treo trên xe ô tô.
Bộ phận dẫn hướng có vai trị tiếp nhận, truyền lực và mơ men giữa bánh và
khung xe, giúp cho xe di chuyển ổn định, đầm chắc và êm mượt. Có 2 kiểu dẫn hướng
chính là dùng nhíp (đối với xe tải) và dùng các cơ cấu tay đòn (xe con). Và tương ứng
với việc bố trí và sắp xếp các tay địn mà hãng sản xuất sẽ 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),…

9


Hình 2.12. Cơ cấu tay địn trong bộ phận dẫn hướng trên hệ thống treo của ô tô

2.4. Động lực học trên hệ thống treo:
2.4.1 Hệ thống treo phụ thuộc:
Cách tối thiểu và đơn giản nhất để gắn một cặp bánh xe vào xe là gắn chúng ở
hai đầu đối diện của một cầu xe được hiển thị trong hình 2.13.

Hình 2.13. Hệ thống treo phụ thuộc
Cầu xe phải được gắn vào thân sao cho có thể chuyển động lên và xuống theo
hướng z, cũng như xoay vòng quanh trục x. Vì vậy, khơng được phép dịch chuyển ngang
và dịch chuyển về trước, và cũng không được phép xoay quanh trục z. Có nhiều kết hợp
các liên kết và lị xo có thể cung cấp các yêu cầu về động học và động lực học. Thiết kế
đơn giản nhất là kẹp trục vào giữa hai lò xo lá với hai đầu được buộc hoặc xiềng vào
khung xe như thể hiện dưới dạng sơ đồ trong hình 2.14. Một hệ thống treo có kết nối
chắc chắn giữa bánh xe bên trái và bên phải được gọi là hệ thống treo phụ thuộc.

10


Hình 2.14. Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng lá nhíp
Nhíp là một dầm ghép các lá thép mỏng để có độ đàn hồi cao. Kích thước các lá
thép nhỏ dần từ lá lớn nhất gọi là lá nhíp chính hay lá nhíp gốc, hai đầu lá nhíp được
uốn cong thành 2 tai để nối với khung.

Hình 2.15. Nhíp lá dưới dạng tổng quát
Khối lượng được treo M gồm những cụm, những chi tiết mà trọng lượng của
chúng tác động lên hệ thống treo như: khung, cabin, động cơ và một số chi tiết gắn liền
với chúng. Trong hệ dao động tương đương, khối lượng được treo được xem như là một
vật thể đồng chất, cứng hoàn toàn, được biểu diễn như một thanh AB có khối lượng M
tập trung vào trọng tâm T. Các điểm A, B ứng với vị trí cầu trước và cầu sau của xe.
Khối lượng phân bố lên cầu trước là M1, lên cầu sau là M2.


Hình 2.16. Mơ hình hóa trạng thái khối lượng được treo
Khối lượng không được treo m gồm những cụm và chi tiết mà trọng lượng của
chúng không tác dụng lên hệ thống treo. Chúng ta coi phần không được treo là một vật
thể đồng nhất cứng hoàn toàn và có khối lượng m tập trung vào tâm bánh xe.
11


Hình 2.17. Trạng thái của khối lượng khơng được treo
Các hệ thống treo phụ thuộc với lò xo lá dọc có nhiều nhược điểm. Vấn đề chính
nằm ở chỗ các lị xo tự đóng vai trị là bộ định vị. Lò xo bị uốn cong do tác dụng của
tải, nhưng tính mềm dẻo của chúng chỉ cần theo một hướng. Tuy nhiên, bản chất của lò
xo lá là xoắn và uốn cong về phương ngang và do đó, uốn cong trong các mặt phẳng
khác với mặt phẳng lốp. Lò xo lá khơng thích hợp để tiếp nhận các lực kéo và phanh.
Các lực này có xu hướng đẩy các lị xo vào một mặt cắt hình chữ S như trong hình 2.18.
Sự biến dạng của lị xo lá khi tăng tốc và phanh tạo ra một góc caster âm và tăng sự bất
ổn.

Hình 2.18. Trạng thái của nhíp lá khi tăng tốc (a) và khi phanh (b)
Để hạn chế sự dịch chuyển theo chiều dịch của nhíp lá trong trường hợp xe tăng
tốc và phanh như trên, người ta lắp thêm 1 thanh gọi là thanh chống dịch chuyển như
hình 2.19.

12


Hình 2.19. Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp lá có thanh chống dịch chuyển
Mặc dù thanh chống dịch chuyển có thể kiểm sốt hình dạng của lị xo lá trong
khi xe tăng tốc hoặc khi phanh , nhưng nó gây ra vấn đề góc xoắn khi cầu xe di chuyển
lên và xuống, như trong hình 2.20.


Hình 2.20. Trạng thái của thanh chống dịch chuyển khi cầu xe dịch chuyển lên (a) và
xuống (b)
Các bánh trước cần có khơng gian để lái sang trái và phải. Do đó, lị xo lá không
thể được gắn gần với các bánh xe, và phải được đặt gần giữa trục. Điều đó làm chiều
dài và khơng gian của lị xo lá hẹp lại, do đó khi có một lực ngang tác dộng sẽ làm khối
lượng được treo dao động lớn. Điều này gây khó chịu cho hành khách trên xe, và làm
giảm hiệu quả lái.
Một hệ thống treo phụ thuộc được xem như là khối lượng khơng được treo, và
do đó, khối lượng không được treo tăng lên khi sử dụng hệ thống treo phụ thuộc. khối
lượng không được treo lớn sẽ ảnh hưởng đến khả năng điều khiển. Tuy nhiên nếu làm
trục nhẹ đi thì sẽ làm cho nó yếu hơn và làm tăng vấn đề nguy hiểm trên xe: gãy trục.
Trục phải đủ mạnh để đảm bảo nó sẽ khơng bị gãy trong mọi điều kiện tải.
13


Theo ước tính sơ bộ, 90% khối lượng nhíp lá cũng có thể được tính là khối lượng
khơng được treo, làm cho vấn đề trở nên tồi tệ hơn. và do đó ngày nay hệ thống treo
phụ thuộc khơng cịn được sử dụng trên các xe du lịch, tuy nhiên nó vẫn cịn được sử
dụng trên các loại xe tải vì hệ thống treo phụ thuộc này khơng làm ảnh hưởng nhiều đến
tỷ lệ khối lượng được treo và khối lượng khơng được treo. Khi một chiếc xe có bánh
sau là bánh chủ động và hệ thống treo phụ thuộc được sử dụng ở cầu sau, hệ thống treo
được gọi là hệ thống treo trục dẫn động. Một hệ thống treo trục dẫn động là một vỏ có
chứa vi sai và hai trục truyền động (bán trục trái và phải). Các trục truyền động được
kết nối với các bạc đạn bánh xe. Một cầu dẫn động có thể nặng gấp ba đến bốn lần so
với cầu không dẫn động.
Để giảm khối lượng khơng được treo và tăng tính linh hoạt theo chiều dọc của
hệ thống treo phụ thuộc, người ta trang bị cho chúng lị xo cuộn. Một mơ hình của hệ
thống treo phụ thuộc với lò xo cuộn được thể hiện trong hình 2.21. Cơ cấu treo được
làm bằng bốn thanh dọc giữa trục và khung xe.


Hình 2.21. Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng lò xo cuộn
Hệ thống treo phụ thuộc loại thường thấy hiện nay có ưu điểm là kết cấu đơn
giản và rẻ tiền: nhíp vừa làm nhiệm vụ đàn hồi, giảm chấn và dẫn hướng. Hệ thống treo
phụ thuộc dể bảo dưỡng sửa chữa vì kết cấu đơn giản, sử dụng hệ thống treo phụ thuộc
lốp cũng ít mịn vì khi quay vịng chỉ có thùng xe nghiêng còn cầu vẫn thăng bằng.
Tuy nhiên hệ thống treo phụ thuộc có một nhược điểm cụ thể, khi nâng 1 bánh
xe lên, vệt bánh xe thay đổi ( ΔB ), phát sinh lực ngang Y làm khả năng bám đường của
ô tô giảm và ô tô dễ bị trượt ngang.

Hình 2.22. Tác động đến hệ thống treo phụ thuộc khi nâng một bánh xe lên
14


2.4.2 Hệ thống treo độc lập:
Hệ thống treo độc lập là hệ thống treo sao cho một bánh xe di chuyển lên xuống
mà không ảnh hưởng đến bánh xe đối diện.

Hình 2.23. Hệ thống treo độc lập
Có nhiều hình thức và thiết kế của hệ thống treo độc lập. Tuy nhiên, hệ thống
treo thanh chống kép và MacPherson là những thiết kế đơn giản và phổ biến nhất trên
các dòng xe ơ tơ hiện nay. Ngồi ra, vẫn cịn nhiều các cơ chế hệ thống treo độc lập
khác tùy theo từng dòng xe hoặc từng nhu cầu sử dụng khác nhau như: hệ thống treo đa
liên kết, hệ thống treo trục xoay hoặc tay đòn di động,…
2.4.2.1 Hệ thống treo thanh chống kép (A-arm) – Hai càng chữ A:

Hình 2.24. Hệ thống treo độc lập sử dụng thanh chống kép A-arm

-

Với một cơ chế lò xo cuộn trong hệ thống treo độc lập sử dụng thanh chống kép:

Lò xo cuộn có thể nằm giữa cánh tay dưới và khung máy.
(1)
Lị xo cuộn có thể đặt ở giữa cánh tay trên và khung xe.
(2)
Lị xo cuộn có thể đặt ở giữa cánh tay chữ A trên và dưới.
(3)
15


Trong trường hợp (1) và (2), cánh tay dưới hoặc cánh tay trên được làm mạnh
hơn và cánh tay kia hoạt động như một cánh tay kết nối.
2.4.2.2 Hệ thống treo MacPherson:
Đây là biến thể của hệ thống treo sử dụng thanh chống kép.
Coi cánh tay trên có chiều dài bằng 0 và cánh tay dưới có chiều dài khác 0. Chính
nhờ cấu trúc này mà ta có thể có được khoảng khơng gian rộng rãi phía trong để bố trí
hệ thống truyền lực hoặc khoang hành lý.
Cấu tạo của hệ treo MacPherson trong hình 2.25 bao gồm: một cánh tay phía
dưới, giảm chấn đặt theo phương thẳng đứng, một đầu được gối ở khớp cầu, đầu còn lại
được bắt vào khung xe. Lị xo có thể được đặt lồng giữa vỏ giảm chấn và trục giảm
chấn.

Hình 2.25. Hệ thống treo độc lập theo cơ chế MacPherson
Nếu ta so sánh với hệ treo độc lập sử dụng thanh chống kép A-arm 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 thống treo MacPherson là do giảm chấn vừa
phải làm chức năng của giảm chấn lại vừa làm nhiệm vụ của trụ đứng nên trục giảm
chấn chịu tải lớn nên giảm chấn cần phải đủ độ cứng vững và độ bền cao hơn, do đó kết
cấu của giảm chấn phải có những thay đổi cần thiết nhằm đáp ứng được điều kiện làm
việc khắc nghiệt.

2.4.2.3 Hệ thống treo đa liên kết:
Khi hai thanh bên của một cánh tay chữ A được gắn với nhau bằng khớp, như
trong hình 2.26, thì cánh tay chữ A kép được gọi là cơ chế đa liên kết. Cơ chế đa liên
kết là cơ chế sáu thanh có thể có chuyển động khớp nối tốt hơn cơ chế chữ A kép.
Tuy nhiên, hệ thống treo đa liên kết đắt hơn, kém tin cậy hơn và phức tạp hơn so
với hệ treo độc lập sử dụng thanh chống kép A-arm. Có những chiếc xe có nhiều hơn
sáu liên kết với hiệu suất động học tốt hơn, đặc biệt xuất hiện trên các dịng xe có nhu
cầu di chuyển trên các địa hình và điều kiện làm việc phức tạp.
16


Hình 2.26. Hệ thống treo độc lập theo cơ chế đa liên kết
2.4.2.4 Hệ thống treo trục xoay hoặc tay địn di động:
Một hệ thống treo độc lập có thể có cơ cấu đơn giản như một hình tam giác như
trong hình 2.27. Cơ chế treo như vậy được gọi là trục xoay hoặc tay địn di động.

Hình 2.27. Hệ thống treo độc lập theo cơ chế tay đòn di động
2.4.2.5 Hệ thống treo tay đòn liên kết kéo:
Sự thay đổi góc camber cho hệ thống treo tay địn là tối đa, so với các cơ cấu
treo khác.
Hình 2.28 minh họa một hệ thống treo kiểu cánh tay đòn liên kết kéo là một cánh
tay dọc với trục xoay bên. Góc camber của bánh xe, được hỗ trợ bởi một cánh tay kéo,
sẽ khơng thay đổi trong q trình chuyển động lên và xuống.

17


Hình 2.28. Hệ thống treo độc lập theo cơ chế tay địn liên kết kéo
2.4.3 Tâm quay và trục quay:


Hình 2.29. Hệ thống treo thanh chống kép (càng chữ A) với tâm quay I18 là giao điểm
của 2 đường I28I12 và I38I13

18


Trục quay là đường tức thời được vẽ bởi thân xe khi quay. Trục quay được vẽ
bằng cách kết nối tâm quay của hệ thống treo trước và sau của xe. Chúng ta cắt một
chiếc xe để ngắt kết nối nửa trước và sau của chiếc xe. Sau đó, tâm quay của hệ thống
treo trước hoặc sau là trung tâm xoay tức thời của thân xe với mặt đất.
Hình 2.29 minh họa một mơ hình hệ thống treo trước của xe ô tô với cơ chế thanh
chống kép càng chữ A. Để tìm tâm quay của thân xe so với mặt đất, chúng ta phân tích
cơ chế tương đương động học hai chiều như trong hình 2.29, trung tâm của lốp xe là
tâm quay tức thời của bánh xe so với mặt đất, vì vậy các bánh xe được liên kết với mặt
đất ở trung tâm của lốp xe.
Điểm I28 và I38 là tâm quay tức thời của các bánh xe. Tâm quay tức thời của bánh
xe đối với thân xe được gọi là tâm quay của hệ thống treo, Vì vậy, để tìm tâm quay của
nửa trước hoặc nửa sau của ô tô, chúng ta phải xác định tâm quay hệ thống treo và tìm
giao điểm của các đường nối giữa tâm quay hệ thống treo với tâm của lốp xe liên kết
với chúng.
❖ Tâm quay hệ thống treo MacPherson:
Hệ thống treo MacPherson là một cơ cấu tay quay trượt ngược. Các tâm quay
tức thời của một ví dụ về cơ chế quay tay trượt ngược được thể hiện trong hình 2.30.
Trong hình này, điểm I12 là tâm quay của hệ thống treo, là tâm quay tức thời cho liên
kết bánh xe số 2 đối với liên kết khung gầm số 1.

Hình 2.30. Các tâm quay tức thời của cơ chế quay tay trượt ngược
Một chiếc xe có hệ thống treo MacPherson được mơ hình hóa trong hình 2.31.
Cơ chế tương đương động học được mơ tả trong hình 2.32. Các tâm quay của hệ thống
treo cùng với tâm quay của thân xe được thể hiện trong hình 2.33. Để tìm tâm quay của

nửa trước hoặc nửa sau của ô tô, chúng ta xác định từng tâm quay của hệ thống treo và
sau đó tìm giao điểm của các đường nối giữa tâm quay của hệ thống treo với tâm của
lốp xe được gắn lên nó.

19


Hình 2.31. Mơ hình hệ thống treo MacPherson

Hình 2.32. Cơ chế động học của hệ thống treo MacPherson

Hình 2.33. Tâm quay của xe trong hệ thống treo MacPherson
❖ Tâm quay hệ thống treo thanh chống kép chữ A:
Mơ hình động học của hệ thống treo tay đòn chữ A kép cho bánh trước bên trái
của ô tô được minh họa trong hình 2.34. Một tâm quay của hệ thống treo bên trong
là khi nó nằm về phía thân xe, trong khi một tâm quay của hệ thống treo bên ngoài
là khi nó nằm về phía ngồi của thân xe.
20