Bộ phận đàn hồi là bộ phận quan trọng của hệ thống treo ô tô, nối đàn hồi khung vỏ và bánh xe với nhiệm vụ làm giảm dao động. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu 3 loại bộ phận đàn hồi phổ biến trong hệ thống treo ô tô.
Bộ phận đàn hồi kim loại
- Nhíp lá
Nhíp là được dùng nhiều trên hệ thống treo xe tải loại nhỏ và trung bình. Nhíp lá có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ lắp ráp, giá thành rẻ thích hợp cho các loại xe có giá thành rẻ và đòi hỏi độ êm dịu không cao.
Hình trên thể hiện một bộ nhíp lá được dùng trên hệ thống treo ô tô và đã được lắp ghép hoàn chỉnh. Bó nhíp trên có 5 lá nhíp là những thanh kim loại cong, đàn hồi có tiết diện chữ nhật và có chiều dài khác nhau, bao gồm lá nhíp cái và 4 lá khác. Lá nhíp cái có chiều dài lớn nhất, các lá còn lại có chiều dài nhỏ dần, lá cuối cùng có chiều dài nhỏ nhất. Các lá nhíp có chiều rộng giống nhau.
Về chiều dày, có thể có 1-3 nhóm (hay gặp là 1 hoặc 2 nhóm). Nếu chỉ có một nhóm thì chiều dày tất cả các lá giống nhau. Nếu có 2 nhóm thì sẽ là nhóm lá nhíp cái và nhóm lá còn lại. Nhóm nhíp cái có thể có 1, 2 hoặc 3 lá. Nếu 1 lá thì chiều dày của lá nhíp cái lớn hơn chiều dày các lá còn lại. Nếu nhóm nhíp cái có từ 2 lá trở lên thì chiều dày của các lá nhíp cái giống nhau và nhỏ hơn chiều dày các lá còn lại.
Thông thường nếu chưa lắp ghép, bán kính cong của các lá nhíp không bằng nhau: các lá nhíp cái có bán kính cong lớn nhất, các lá còn lại có bán kính cong nhỏ dần.
Với cách bố trí như vậy khi ghép lại với nhau, các lá nhíp ôm khít vào nhau. Mặt khác các lá nhíp phía trên sẽ chịu ứng suất lắp ghép ngược với ứng suất khi chịu tải (trọng lượng xe) và vị vậy ứng suất sẽ giảm. Tuy vậy tác dụng này không nhiều.
- Lò xo xoắn
Lò xo xoắn có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, có trọng lượng nhỏ hơn nhiều so với nhíp. Nhược điểm của lò xo xoắn là chỉ chịu được lực thẳng đứng, không chịu được lực ngang, lực dọc. Vì vậy lò xo xoắn dùng trên hệ thống treo ô tô chỉ làm được nhiệm vụ bộ phận đàn hồi và hệ thống treo phải có bộ phận hướng riêng biệt.
Bộ phận đàn hồi là lò xo xoắn cũng có đường đặc tính tuyến tính. Do đó nếu giảm độ cứng để tăng êm dịu thì biến dạng sẽ tăng và ảnh hưởng đến không gian treo của xe. Đường đặc tính tuyến tính là đặc điểm chung của bộ phận đàn hồi kim loại.
Bộ phận đàn hồi khí nén
Khí là một chất nén được do đó có thể làm lò xo. Lò xo khí nén được dùng trên hệ thống treo với chức năng là bộ phận đàn hồi. Hệ thống treo dùng lò xo khí làm bộ phận đàn hồi được gọi là hệ thống treo khí. Hệ thống treo khí đã xuất hiện trên ô tô từ đầu thế kỷ 20. Lò xo khí nén dùng làm bộ phận đàn hồi trên ô tô là một ba lông khí có vỏ làm bằng vải cao su có độ bền cao (sợi tổng hợp hoặc ni lông), vành kim loại tạo hình dáng cho ba lông
Bộ phận đàn hồi khí nén có ưu điểm:
– Đường đặc tính đàn hồi có dạng phi tuyến, đặc tính này có thể làm giảm không gian treo của xe.
– Độ cứng của bộ phận đàn hồi phụ 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 (ví dụ thay đổi tải trọng).
Đây là một ưu điểm vượt trội so với lò xo kim loại. Do ô tô đặc biệt là ô tô tải có tải trọng thay đổi trong một khoảng rộng nên bộ phận đàn hồi kim loại khó đáp ứng yêu cầu về độ êm dịu cũng như các yêu cầu khác trong các chế độ vận hành khác nhau. Trong lúc đó bộ phận đàn hồi khí nén có thể đáp ứng nhu cầu này. Khi tải trọng thay đổi, độ cứng của bộ phận đàn hồi có thể thay đổi theo bằng cách thay đổi áp suất trong bộ phận đàn hồi.
Phương pháp này có nhược điểm là độ nhạy kém. Người ta đã chế tạo bộ phận đàn hồi thủy khí là loại bộ phận đàn hồi chứa cả chất khí và chất lỏng. Chất khí để tạo độ đàn hồi, chất lỏng để điều chỉnh áp suất.
