Hệ thống treo là gì? Tác dụng như thế nào trên xe ô tô?

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. Nói một cách dễ hiểu 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.

Hệ thống treo dùng để kết nối đàn hồi khung hoặc vỏ ô tô với các cầu. Nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống treo là giúp ô tô 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.

Một hệ thống treo cơ bản sở hữu 3 bộ phận chính, bao gồm: Đàn hồi, giảm chấn và 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 trên các mẫu xe hạng sang. 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 này 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 : 

• Nhíp: thường sử dụng trên những chiếc xe tải vì chúng chịu được tải cao nhưng độ êm dịu thấp
• Lò xo: thường sử dụng trên xe con nhờ công nghệ đơn giản, độ êm dịu tốt tuy nhiên khó bố trí
• Thanh xoắn: 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
• Khí nén: thường sử dụng trên những chiếc xe hơi hạng sang, xe tải hoặc xe bus
• 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 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

Đúng như tên gọi, bộ phận này chịu trách nhiệm dẫn hướng, 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). Và 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),…

Các loại hệ thống treo trên ô tô

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 chủ yếu xuất hiện trên 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, ví dụ như những cặp xe: Toyota Fortuner – Hilux, Ford Everest – Ranger, Chevrolet Trailblazer – Colorado, Isuzu Mu-X – D-Max, Nissan Xterra – Navara.

Tuy nhiên, để gia tăng giá trị xe, các hãng cung cấp cho những biến thể bản cao cấp và đặc biệt những hệ thống treo hơi khác biệt. Ford Ranger Raptor sử dụng kết nối Watt cũng là một dạng hệ thống treo phụ thuộc, bộ phận giảm chấn là hệ thống phuộc thủy lực của thương hiệu Fox đình đám. Ngoài ra, chiếc Nissan Navara phiên bản EL cũng dùng hệ thống treo đa liên kết, không sử dụng nhíp lá như thông thường.

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.

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),…

• 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, treo đa liên kết 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. Tuy nhiên, đối với treo trước, cần bên được thay thế bằng thanh giằng nối khung hoặc hộp cơ cấu nối với moayer.

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 không có dầm cầu liền nối thân xe nên có thể bố trí trọng tâm xe thấp đi, nhưng ngược lại 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. Những mẫu xe tiêu biểu có thể kể đến 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​

Cấu hình 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 (torsion beam) kết hợp với thanh cân bằng (stabilizer bar). Hệ thống này thường được sử dụng ở cầu sau một số mẫu xe như Toyota Corolla Altis, Toyota Vios.

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.