Hệ thống treo trên ô tô là gì? Cấu tạo, phân loại và công dụng

Hệ thống treo trên ô tô là bộ phận quyết định cảm giác lái của xe êm ái hay xóc nảy, ổn định hay không ổn định. Hệ thống treo trên ô tô hiện nay có rất nhiều loại. Vậy hệ thống treo trên ô tô là gì? Cấu tạo chức năng và các loại hệ thống treo phổ biến hiện nay.

Hệ thống treo trên ô tô là gì?

Hệ thống treo là bộ phận quan trọng của xe ô tô, chúng quyết định cảm giác lái của xe êm ái hay xóc nảy, ổn định hay không ổn định. Đây là bộ phận đóng vai trò trong việc chuyển động của toàn bộ thân xe, đặc biệt khi xe di chuyển qua những cung đường gồ ghề.

Nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống treo ô tô là giúp xe chuyển động êm dịu khi đi qua các mặt đường không bằng phẳng. Ngoài ra hệ thống treo còn dùng để truyền các lực và mômen từ bánh xe lên khung hoặc vỏ xe, đảm bảo đúng động học bánh xe.

Chức năng của hệ thống treo trên ô tô

Công dụng của hệ thống treo trên ô tô là đảm nhận nhiều vai trò khác nhau như: chịu sức nặng của xe, tạo cảm giác êm ái, giảm xóc khi lái xe và đảm bảo bánh xe chuyển động theo phương thẳng đứng. Ngoài ra, hệ thống còn giúp đảm bảo độ bám và ma sát của bánh xe với mặt đường. Nhờ đó, xe có thể linh hoạt trong mọi tình huống như phanh, vào cua, tăng tốc hay chuyển hướng. Bộ phận cũng giúp xe có thể vận hành êm ái, ổn định, đảm bảo an toàn và thoải mái nhất cho người ngồi trong xe.

Cấu tạo hệ thống treo trên ô tô chi tiết nhất

Cấu tạo một hệ thống treo cơ bản có cấu tạo 3 bộ phận chính là: Bộ phận đàn hồi, Bộ phận giảm chấn và bộ phận dẫn hướng.

Bộ phận đàn hồi

Bộ phận đàn hồi trên các ô tô hiện nay khá đa dạng như: Lá nhíp, lò xo, thanh xoắn hay khí nén ( dùng trên các mẫu xe hạng sang, xe giường nằm…). Chúng đều có tác dụng tạo điều kiện cho dao động của bánh xe theo phương thẳng đứng, đảm bảo độ êm của xe khi vận hành.

Bộ phận đàn hồi làm nhiệm vụ hấp thụ những tác động từ mặt đường, giảm nhẹ ảnh hưởng lên khung xe, tạo điều kiện cho bánh xe dao động. Bộ phận đàn hồi sẽ nâng đỡ toàn bộ trọng lượng của chiếc xe, giúp xe di chuyển êm ái, không gây khó chịu cho người ngồi bên trong.

Bộ phận đàn hồi có nhiều dạng như sau :

• Bộ phận đàn hồi lá nhíp: thường sử dụng trên những chiếc xe tải vì chúng chịu được tải cao nhưng độ êm dịu thấp

• Bộ phận đàn hồi lò xo: thường sử dụng trên xe con nhờ công nghệ đơn giản, độ êm dịu tốt tuy nhiên khó bố trí

• Bộ phận đàn hồi thanh xoắn ô tô: được sử dụng trên nhiều dòng xe con, công nghệ chế tạo phức tạp nhưng bù lại dễ bố trí, độ êm dịu cũng tốt

• Bộ phận đàn hồi khí nén: thường sử dụng trên những chiếc xe hơi hạng sang, xe tải hoặc xe bus
• Bộ phận đàn hồi cao su: dạng này ít gặp nhất trong tất cả các dạng của bộ phận đàn hồi

Bộ phận giảm chấn:

Có nhiệm vụ dập tắt dao động của bánh xe và thân xe một cách nhanh chóng, đảm bảo cho bánh xe bám đường tốt hơn, có cảm giác lái êm dịu hơn cũng như là chuyển động ổn định hơn. Bộ phận giảm chấn này còn được gọi với cái tên dễ hiểu hơn là giảm xóc hoặc phuộc. Hiện nay, nhiều người thường nghe giảm xóc lò xo lá chính là hệ thống treo xe lexus sử dụng lá nhíp. Hệ thống giảm xóc lò xo sử dụng bộ phận giảm chấn là lò xo. Bên cạnh đó, các loại giảm xóc dầu, giảm xóc gas hay giảm xóc hơi là những loại khác nhau phân theo cấu tạo của bộ phận giảm chấn thủy lực. Bộ phận giảm chấn có 2 loại:

Giảm chấn thủy lực: Đa số các dòng xe hiện nay sử dụng loại giảm chấn này. Chúng lợi dụng ma sát giữa các lớp dầu lỏng để dập tắt dao động. Trong giảm chấn thủy lực cũng được chia ra làm 2 loại nhỏ là giảm chấn dạng ống và giảm chấn dạng đòn.

Giảm chấn ma sát: Thông qua ma sát giữa các lá nhíp để giảm chấn cho xe. Loại này không được sử dụng nhiều vì tính ổn định không cao. Phần lớn các xe hiện nay đều sử dụng giảm chấn thủy lực gồm một hệ thống piston và xi-lanh. Ngoài ra, số ít các xe sử dụng giảm chấn cơ là các lá nhíp. Bộ phận này giúp triệt tiêu dao động của bánh xe và thân xe để đảm bảo cho bánh xe bám đường tốt, giúp xe không bị rung lắc mạnh.

Bộ phận dẫn hướng: Bộ phận dẫn hướng chịu trách nhiệm giữ cho xe dao động trong mặt phẳng thẳng đứng, chạy đúng tính chất chuyển động đối với khung vỏ xe giúp cho xe di chuyển ổn định, đầm chắc và êm mượt. Ngoài ra, bộ phận này còn có chức năng tiếp nhận và truyền lực, momen giữa bánh xe và phần khung vỏ của xe. Có 2 kiểu dẫn hướng chính là dùng nhíp (đối với xe tải) và dùng các cơ cấu tay đòn (xe con).

Phân loại hệ thống treo trên ô tô phổ biến nhất 2023

Hệ thống treo thường được chia làm 2 loại chính là treo độc lập và treo phụ thuộc.

Hệ thống treo phụ thuộc

Hệ thống treo phụ thuộc 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 hệ thống treo thanh xoắn ô tô (torsion beam) kết hợp với thanh cân bằng (stabilizer bar). Hệ thống này thường được sử dụng ở xe tải hoặc bán tải, hầu hết các mẫu SUV khung xe rời (body on frame) và bán tải tại Việt Nam đều sử dụng hệ thống treo dạng này.

Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc là cấu tạo đơn giản, ít linh kiện. Nhờ đó, việc bảo dưỡng tháo lắp để sửa chữa sẽ đơn giản hơn với chi phí bảo dưỡng hiển nhiên cũng sẽ thấp hơn. Dù có cấu tạo đơn giản, vật liệu sử dụng của hệ thống này thường là loại cứng, có khả năng chịu tải tốt. Điểm này lí giải vì sao hệ thống treo này thường được sử dụng trên các xe tải, xe bán tải và những mẫu xe SUV cỡ lớn tại Việt Nam.

Tuy nhiên, hệ thống treo này vẫn tồn tại những điểm trừ cố hữu. Cũng bởi vì có cấu tạo từ các vật liệu khá cứng, xe không được êm ái, người ngồi trong xe sẽ bị xóc. Ngoài ra, khi chạy ở tốc độ cao, nếu tài xế vào cua gấp sẽ gây ra hiện tượng trượt bánh làm mất lái và có thể dẫn đến tai nạn.

Hệ thống treo độc lập

Khác với hệ thống treo phụ thuộc, 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.

So với hệ thống treo xe lexus phụ thuộc, phần không được treo nhỏ nên khả năng bám đường của bánh xe cao, tính êm dịu chuyển động cao. Tương ứng với việc bố trí và sắp xếp các tay đòn 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),…

Hệ thống treo độc lập được sử dụng rất rộng rãi và phổ biến trên ô tô. 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),…

Hệ thống treo MacPherson (1 càng chữ A)

Thiết kế đơn giản, ít chi tiết, giúp đẩy nhanh quá trình lắp ráp, hạ giá thành sản xuất, giảm nhẹ và tạo thêm không gian cho khoang động cơ vốn rất chật hẹp của xe dẫn động cầu trước, đồng thời giúp cho việc sửa chữa, bảo dưỡng đơn giản và tiết kiệm hơn. Vì vậy đây loại hệ thống treo phổ biến nhất trên các xe ô tô.

Treo tay đòn kép (2 càng chữ A)

Khác biệt so với hệ thống treo MacPherson (1 càng chữ A) là bộ phận điều hướng bao gồm 2 thanh dẫn hướng với thanh ở trên có chiều dài ngắn. Chính vì vậy mà nó này được gọi là tay đòn kép. Ưu điểm của hệ thống này là giúp cảm giác lái khi xe vào cua tốt hơn nhờ góc đặt bánh ổn định. Hạn chế lắc ngang và giúp tài xế tối ưu hóa quá trình vận hành tùy vào từng mục đích khác nhau. Nhưng hệ thống này lại rất phức tạp trong cấu tạo và sửa chữa, đi kèm với sự tốn kém trong việc bảo dưỡng.

Treo đa liên kết (Multi-Link):

Được cải tiến từ hệ thống treo tay đòn kép, hệ thống treo đa liên kết (Multi-Link) sử dụng ít nhất 3 cần bên và 1 cần dọc, những cần này không nhất thiết phải dài bằng nhau và có thể xoay theo các hướng khác nhau so với ban đầu. Mỗi cần đều có 1 khớp nối cầu hoặc ống lót cao su ở cuối, nhờ đó chúng luôn ở trạng thái căng, nén và không bị bẻ cong. Bố cục đa liên kết được sử dụng cho cả hệ thống treo trước và sau.

Hệ thống treo bán độc lập​

Hệ thống treo bán độc lập còn được gọi với cái tên khác là hệ thống treo chùm xoắn. Hệ thống cho phép 2 bánh xe chuyển động khá riêng lẻ tuy nhiên chuyển động của chúng vẫn có ảnh hưởng đến nhau.

Ngày nay, xuất hiện phổ biến nhất dưới dạng hệ thống treo thanh xoắn (torsion beam) kết hợp với thanh cân bằng (stabilizer bar).

Hệ thống treo cân bằng

Loại hệ thống treo cần bằng này chỉ được sử dụng đối với xe tải 3 cầu trở lên thì mới có thêm loại treo cân bằng (thăng bằng) được bố trí giữa 2 cầu chủ động liên tiếp làm tăng khả năng chịu tải trọng cho xe.