Hệ thống treo trên ô tô có những loại nào?

1. Hệ thống treo là gì? 

Hệ thống treo là bộ phận kết nối vỏ khung ô tô với các cầu xe, nó thường được đặt ở vị trí phía trên cầu trước và cầu sau của xe, có chức năng giúp xe vận hành êm ái và ổn định khi qua các địa hình không bằng phẳng. Song song đó, nó còn đóng vai trò quan trọng trong việc truyền lực và mô-men từ bánh xe lên đến khung hoặc vỏ xe, giúp bánh xe đảm bảo hoạt động đúng quy trình.

2. Cấu tạo của hệ thống treo

Hệ thống treo được cấu tạo từ 3 thành phần cơ bản sau: bộ phận đàn hồi, bộ phận giảm chấn và bộ phận dẫn hướng.

Bộ phận đàn hồi

Bộ phần này giữ vai trò giảm thiểu sức nặng tác động lên khung xe để bánh xe dao động mượt hơn, giúp hấp thụ dao động từ mặt đường tạo sự êm dịu cho xe khi di chuyển. Hiện nay, bộ phận đàn hồi của hệ thống treo được thiết kế với các kiểu cơ bản sau:

- Nhíp: có khả năng chịu tải cao nhưng độ êm dịu thấp, được sử dụng chủ yếu trên xe tải.

- Lò xo: công nghệ chế tạo đơn giản, độ êm dịu tốt, công nghệ chế tạo đơn giản nhưng nhược điểm là khó bố trí. Thường sử dụng phổ biến trên hầu hết các dòng xe con như Hyundai Grand i10, Honda Civic, Toyota Camry,….

- Thanh xoắn: độ dịu êm khá tốt. Trái ngược với lò xo thì thanh xoắn dễ bố trí hơn những công nghệ chế tạo phức tạp và được sử dụng trên nhiều dòng xe.

- Khí nén: độ êm dịu cao như xe khách trên 29 chỗ, xe bus, xe cần tải lớn và.. Bên cạnh đó, còn được ứng dụng trên những dòng xe sang đầu bảng như Mercedes S-Class, BMW 7-series,…

Bộ phận giảm chấn

Bộ phận giảm chấn hay còn gọi là giảm xóc hoặc phuộc, có tác dụng dập tắt nhanh dao động của bánh xe và thân xe để đảm bảo cho bánh xe bám đường tốt hơn,mang lại tính êm dịu và độ ổn định trong quá trình vận hành.

Giảm chấn được chia làm 2 loại 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 được sử dụng đa số ở các dòng xe hiện nay. 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: giảm chấn cho, tận dụng lực ma sát giữa các lá nhíp

Bộ phận dẫn hướng

Như tên gọi của nó, bộ phận hướng dẫn giúp dẫn hướng, đảm bảo đúng động học bánh xe, hướng cho xe chỉ di chuyển trong mặt phẳng thẳng đứng. Nó còn có vai trò tiếp nhận và truyền lực, mô-men 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),…

3. Các loại hệ thống treo cơ bản trên ô tô

Có thể dựa vào các yếu tố về thành phần cấu tạo để phân loại các hệ thống treo khác nhau. Cách phân loại cơ bản và tổng quát nhất đó là phân loại theo bộ phận dẫn hướng. Xét theo bộ phận dẫn hướng thì hệ thống treo có thể được chia thành hai loại chính là hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập.

Hệ thống treo phụ thuộc

Được thiết kế các bánh xe sẽ được nối trên 1 dầm cầu liền, các chi tiết hệ thống treo sẽ nối dầm cầu với thân xe. Sự chuyển động của bánh xe sẽ ảnh hưởng và phụ thuộc lẫn nhau. Các kiểu hệ thống treo phụ thuộc phổ biến hiện nay có thể kể đến là treo liên kết Satchell, liên kết Watt, nhíp lá,…

+ Ưu điểm: đơn giản, độ bền cao, chịu tải tốt, ….phù hợp cho các loại ô tô con sử dụng kết cấu khung vỏ rời (body – on – frame) và các loại ô tô tải.

+ Nhược điểm: độ dịu êm và ôn định kém (do khối lượng phần không được treo lớn), xe dễ rung động,…

Hệ thống treo phụ thuộc thường được sử dụng ở cầu sau của các mẫu xe 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,…

Hệ thống treo độc lập

Khác với hệ thống treo phụ thuộc, ở hệ thống treo độc lập các bánh xe được gắn với thân xe một cách tách biệt với nhau. Khi bánh xe chuyển động sẽ không gây ảnh hưởng lẫn nhau nên 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),…

+ Ưu điểm:  phần không được treo nhỏ nên khả năng bám đường của bánh xe cao, tính êm dịu chuyển động cao. 

+ Nhược điểm: hệ thống treo độc lập có cấu trúc và thành phần phức tạp hơn,…

Hệ thống treo độc lập được sử dụng rất rộng rãi và phổ biến trên ô tô như Honda Civic, Honda CR-V, Toyota Camry (đều dùng cấu hình treo trước MacPherson/treo sau đa liên kết multi-link), Mercedes C-class (đa liên kết trước sau), Mercedes GLE-class (treo trước tay đòn kép/treo sau đa liên kết),…

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. Ở hệ thống treo bán độc lập, khi hai bánh xe chuyển động riêng lẻ nhưng chúng vẫn có ảnh hưởng lẫn nhau. Có thể thấy hệ thống treo này nhất dưới dạng thanh xoắn (torsion beam) kết hợp với thanh cân bằng (stablizer bar) và được dùng ở cầu sau ở các xe như Toyota Corolla Altis, Toyota Vios.

4. So sánh ba cấu hình hệ thống treo phổ biến nhất trên ô tô hiện nay

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.

- Tương đối nhẹ và nhỏ gọn

- Tiết kiệm được diện tích cho các thành phần truyền động khác. Phù hợp với những xe dẫn động cầu trước (FWD)..

- Độ ma sát và mài mòn của bộ phận giảm chấn được giảm, không cần bảo trì 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, vì thế thích hợp với những xe yêu cầu cao về trải nghiệm lái.

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

Ưu điểm:

- Góc đặt bánh xe được ổn định, hạn chế lắc ngang thân xe khi vào cua 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, tối ưu hóa quá trình vận hành của xe.

Nhược điểm:

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

- 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)

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:

- Việc phát triển và thiết kế rất phức tạp.

- Có giá thành, độ phức tạp trong khâu sửa chữa và bảo dưỡng cao.