Hệ thống treo trên ô tô là gì? Cấu tạo, công dụng và nguyên lý làm việc

Hệ thống treo là gì?

Hệ thống treo là bộ phận kết nối khung xe ô tô với bánh xe và với hệ thống khung gầm. Bộ phận này được đặt ở phía trên và phía dưới cầu trước, cầu sau của xe, kiểm soát chuyển động của xe. Đồng thời, đây cũng là yếu tố giúp xe vận hành ổn định và êm ái hơn, đặc biệt là khi xe di chuyển trên các quãng đường gồ ghề hay trong lúc ra/vào cua.

Hệ thống này là một trong những bộ phận ảnh hưởng đến độ thoải mái, êm ái cho xe ô tô. Việc các loại xe ô tô trang bị hệ thống này làm giảm bớt sự rung lắc, dao động cho người ngồi trên xe trước những ngoại lực phản hồi từ mặt đường. Vì lý do đó, việc xe trang bị loại hệ thống treo nào cũng là một trong những mối quan tâm hàng đầu của khách hàng khi lựa chọn một mẫu xe ô tô.

Hệ thống treo kết nối khung xe với các bánh xe và khung gầm

Cấu tạo của hệ thống treo

Hệ thống này trên ô tô được cấu tạo gồm 3 bộ phận chủ chốt sau đây:

• Bộ phận đàn hồi

Bộ phận này được trang bị trên ô tô dưới nhiều dạng khác nhau (dạng lá nhíp, thanh xoắn, lò xo, dạng khí nén…), phù hợp với đặc tính và công năng của từng dòng xe. Nhiệm vụ của bộ phận đàn hồi là làm giảm sức nặng tác động lên khung xe, hấp thụ những tác dao động phản hồi từ mặt đường. Bộ phận này mang đến sự êm ái cho xe, giúp người ngồi trên xe luôn thoải mái, không bị rung lắc quá nhiều khi xe di chuyển.

• Bộ phận giảm chấn

Bộ phận này bao gồm hai loại: giảm chấn ma sát (giảm chấn thông qua quá trình ma sát giữa các lá nhíp) và giảm chấn thủy lực (làm giảm các dao động nhờ lực ma sát giữa lớp chất lỏng). Trong quá trình xe di chuyển, bộ phận giảm chấn sẽ hấp thụ các dao động liên tục của bộ phận đàn hồi tạo ra chuyển động êm dịu giúp cho việc lái xe trở nên thoải mái.

• Bộ phận dẫn đường

Đây là bộ phận quan trọng trong hệ thống treo ô tô. Bộ phận này chịu trách nhiệm về độ dao động bánh xe theo phương thẳng đứng, đảm bảo độ động học của xe . Ngoài ra, bộ phận dẫn đường còn tiếp nhận và truyền lực và momen từ bánh xe lên phần khung xe và vỏ xe giúp xe di chuyển ổn định. Có hai loại dẫn hướng chính là dùng nhíp (thường có trên xe tải) và dùng cơ cấu tay đòn (thường trang bị trong các mẫu xe con).

Hệ thống treo được cấu tạo gồm 3 bộ phận chủ chốt

Công dụng của hệ thống treo trên xe ô tô

Sự kết hợp của ba bộ phận chủ chốt trong hệ thống treo đảm bảo cho xe ô tô vận hành an toàn, ổn định hơn trên mọi quãng đường. Dưới đây là những công dụng chính của hệ thống này:

• Hỗ trợ nâng đỡ, chịu tải trọng xe. Hệ thống này giúp phân bổ đều trọng lượng của xe lên 4 bánh, giúp xe cân bằng hơn, đồng thời đảm bảo độ bám của bánh xe với mặt đường. Nhờ vậy, người lái có thể dễ dàng xử lý, điều khiển khi xe chuyển hướng, tăng tốc hoặc khi xe phanh gấp..
• Hấp thụ các dao động từ mặt đường trong quá trình xe di chuyển. Khi xe di chuyển vào các quãng đường không bằng phẳng, hệ thống sẽ giúp làm giảm những tác động của rung động, mang đến sự êm ái, thoải mái hơn cho người ngồi trên xe.
• Làm giảm độ nghiêng, vặn của thân xe, nhất là khi xe đi vào các khúc cua. Hệ thống treo sẽ giúp cho thân xe nằm ngang và hạn chế bị lật nghiêng quá mức cũng như giữ cho bánh xe tiếp xúc với mặt đường luôn ổn định và đảm bảo việc xe chuyển động đúng hướng khi ra/vào cua.

Hệ thống treo giúp xe vận hành êm ái trên mọi quãng đường

Nguyên lý làm việc của hệ thống treo 

Về cơ bản, nguyên lý hoạt động của hệ thống này chính là sự tương tác giữa các bộ phận như lò xo, giảm xóc, cần điều khiển… trong quá trình xe di chuyển. Khi xe đi trên mặt đường không bằng phẳng, bánh xe sẽ tác động trực tiếp với các phần đường gồ ghề. Từ đó, những rung động sẽ được tạo ra. Lúc này lò xo sẽ nén và hấp thụ những rung động đó. Tiếp đó, bộ phận giảm xóc sẽ kiểm soát độ nảy lò xo, giúp cho ô tô không bị nảy lên quá mức. Đồng thời với quá trình này là sự hoạt động của cần điều khiển và thanh cân bằng. Hai bộ phận này sẽ giữ cho bánh xe thẳng đứng với khung xe, từ đó hạn chế nguy cơ xe lật, đổ.

Ví dụ sau đây sẽ giúp người dùng hiểu cụ thể hơn về nguyên lý hoạt động của từng loại hệ thống treo trên ô tô.

Các bộ phận trong hệ thống treo hoạt động tương tác nhau khi xe di chuyển

Đối với hệ thống treo độc lập

Lấy ví dụ về nguyên lý hoạt động chung của hệ thống này. Trong trường hợp phía bên trái và bánh trái của xe ô tô tác động với phần đường gồ ghề thì lúc này. Do xe sử dụng loại hệ thống độc lập nên không có sự kết nối giữa bánh phải và trái. Vì vậy, chuyển động nâng lên chỉ xảy ra ở bánh xe bên trái.

Khi tác động giữa bánh xe và mặt đường xảy ra, lò xo nén và bộ giảm chấn ở phần giữa khớp nối giữa bánh xe với khung chính sẽ hấp thụ chấn động do tác động này. Độ cứng của lò xo và giảm chấn giúp duy trì lực ma sát của bánh xe với mặt đường, giúp xe cân bằng và ổn định hơn.

Đối với hệ thống treo không độc lập/phụ thuộc

Lấy ví dụ về va chạm xảy ra đối với xe được trang bị hệ thống treo phụ thuộc với lò xo lá. Trong trường hợp xe gặp tác động ở bánh xe bên trái.

Ở phân loại hệ thống không độc lập (phụ thuộc), các cặp bánh xe đối diện được liên kết với nhau bởi một trục đặc hoặc trục sống có lò xo lá. Vậy nên, khi tác động làm bánh trái bị nâng lên thì chuyển động ở phía bên trái và bên phải sẽ tác động qua lại với nhau. Đồng thời, lò xo lá sẽ duỗi ra và hấp thụ chấn động đó.

Các loại hệ thống treo trên ô tô 

Có nhiều cách để phân loại hệ thống treo trong ô tô dựa trên các yếu tố về cấu tạo. Dưới đây là 2 loại hệ thống treo chính, phổ biến và thông dụng được phân loại theo bộ phận dẫn hướng.

Hệ thống treo độc lập

Ở hệ thống này, các bánh xe sẽ không kết nối với nhau. Vì vậy, mỗi bánh xe sẽ chuyển động độc lập. Những dao động, va chạm ở bánh xe này sẽ không ảnh hưởng đến bánh xe phía đối diện.

So với hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo độc lập có cấu tạo phức tạp hơn dẫn đến việc bảo dưỡng sẽ phức tạp hơn. Thế nhưng loại hệ thống độc lập lại có ưu điểm đó là giúp xe có độ êm ái cao, bám đường tốt. Ngoài ra, do không có dầm cầu nên phần gầm xe có thể hạ thấp xuống, từ đó giúp trọng lượng ô tô nhẹ hơn và xe vận hành ổn định hơn.

Do có nhiều ưu điểm nên hệ thống này được sử dụng phổ biến trên nhiều dòng xe hiện nay. Các kiểu hệ thống độc lập thường được trang bị trên ô tô gồm: hệ thống tay đòn kép, hệ thống MacPherson, hệ thống đa liên kết (bán độc lập)…

Hệ thống treo độc lập giúp xe có độ êm ái và độ bám đường cao

Hệ thống treo phụ thuộc

Đối với loại hệ thống này, các bánh xe sẽ được kết nối với một trục chung (dầm cầu liền). Trục này sẽ kết nối với thân xe. Vì vậy, khi có lực tác động lên một bánh xe sẽ ảnh hưởng đến bánh xe của phía đối diện.

Hệ thống treo phụ thuộc có cấu tạo khá đơn giản. Ưu điểm của loại hệ thống này là độ bền cao, có khả năng chịu tải lớn, đặc biệt đảm bảo được độ cân bằng cho xe khi vào khúc cua, giúp xe ít bị lật nghiêng. Hệ thống thường đặt tại vị trí cầu sau của xe ô tô nhằm giảm trọng lượng và tiết kiệm không gian cho cabin xe. Tuy nhiên, với xe được trang bị loại hệ thống này thường sẽ có độ êm ái kém hơn so với các loại hệ thống khác.

Với ưu điểm như trên, hệ thống này thường được ứng dụng trên các loại xe có tải trọng lớn như xe tải, các dòng xe bán tải hay xe SUV. Một số mẫu xe Toyota phổ biến, quen thuộc với người dùng như Toyota Fortuner hay Toyota Hilux cũng sử dụng loại hệ thống treo này.

Hệ thống treo phụ thuộc (phía sau) trên mẫu xe Toyota Hilux

Hệ thống treo được trang bị trên ô tô mang đến cảm giác lái thoải mái và an toàn cho người dùng. Để đảm bảo hệ thống này luôn bền bỉ, ngoài việc nắm rõ những thông tin về chúng, người dùng nên chú ý đến việc bảo dưỡng thường xuyên, định kỳ. Người dùng ô tô nói chung và người dùng các dòng xe của Toyota nói riêng có thể đăng ký lịch bảo dưỡng định kỳ tại các đại lý ủy quyền Toyota. Quá trình bảo dưỡng sẽ giúp kiểm tra sự hoạt động ổn định và bền bỉ của các hệ thống trên xe, giúp xe vận hành trong điều kiện tốt nhất.