Đồ án Xây dựng và mô phỏng hệ thống treo bằng phần mềm adams-Car

LỜI CẢM ƠN Việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp sau năm năm học tập tại trường Đại học Giao thông vận tải đánh dấu một mốc quan trọng trong cuộc đời học tập nghiên cứu của cá nhân em. Mặc dù tại thời điểm vừa kết thúc này, mức độ thành công của Đồ án chưa được đánh giá nhưng quá trình thực hiện đã đem lại cho em những bài học quý giá về phương pháp tiếp cận nghiên cứu một vấn đề khoa học. Để hoàn thành Đồ án, em đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiệt tình của các thầy cô giáo và bạn bè. Nếu thiếu sự giúp đỡ của họ, nhiệm vụ của em chắc chắn sẽ khó khăn hơn rất nhiều. Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Phạm Thế Minh giáo viên hướng dẫn trực tiếp đồ án tốt nghiệp của em. Thầy đã dành nhiều thời gian giúp em lựa chọn đề tài và giới hạn phạm vi đồ án, đọc và cho ý kiến nhận xét về bản đề cương và các bản nháp trong suốt quá trình thực hiện. Xin cảm ơn Thầy rất nhiều về những góp ý sâu sắc và sự chỉ bảo tận tình. Em xin dành lời cảm ơn đặc biệt tới tất cả các thầy giáo, cô giáo, cán bộ trường Đại học Giao thông vận tải vì những kiến thức khoa học và cuộc sống, những sự giúp đỡ hỗ trợ tận tình mà em nhận được trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường. Mục lục LỜI NÓI ĐẦU 4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ 6 1.1 Công dụng, yêu cầu kĩ thuật và phân loại 6 1.1.1 Công dụng 6 1.1.2 Yêu cầu kĩ thuật của hệ thống treo 6 1.1.3 Phân loại 8 1.2 Cấu tạo hệ thống treo 12 1.2.1 Bộ phận đàn hồi 13 1.2.2.1 Chức năng của bộ phận đàn hồi 13 1.2.3.2 Cấu tạo bộ phận đàn hồi 13 1.2.2 Bộ phận giảm chấn 21 1.2.3 Chức năng giảm chấn 22 1.2.4 Yêu cầu của giảm chấn 22 1.2.3 Bộ phận ổn định và thanh dẫn hướng 29 CHƯƠNG II: XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG TREO 31 2.1 Mô hình không gian cả xe 31 2.2 Xây dựng mô hình và tính toán động lực học cho một phần hai xe trong mặt phẳng dọc 34 2.3 Xây dựng mô hình và tính toán động lực học cho một phần hai xe trong mặt phẳng ngang 40 2.4 Xây dựng mô hình và tính toán động lực học cho một phần hai xe trong mặt phẳng ngang 40 2.5 Xây dựng mô hình và tính toán động lực học cho toàn bộ xe trong không gian….. 42 CHƯƠNG III: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO BẰNG PHẦN MỀM ADAMS/CAR 53 3.1 Giới thiệu chung về phần mềm Adams/car 53 3.2 Xây dựng một hệ thống treo từ thư viện của chương trình và chạy mô phỏng hệ thống treo 56 3.2.1 Tạo một Front Suspension Subsystem 57 3.2.2 Xây dựng một Suspension Assembly 60 3.2.3 Lựa chọn các chương trình phân tích 62 3.2.4 Chạy mô phỏng hệ thống và in kết quả dưới dạng đồ thị các tham số của hệ thống. 66 3.3 Đánh giá chất lượng làm việc của hệ thống khi thay đổi thông số cho hệ thống treo….. …74 3.3.1 Đánh giá chất lượng làm việc của hệ thống khi thay đổi độ cứng của bộ phận đàn hồi 77 3.3.2 Đánh giá chất lượng làm việc của hệ thống khi thay đổi hệ số giảm chấn của bộ phận giảm chấn 84 KẾT LUẬN 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC 96 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển của nền kinh tế nước nhà thì nhu cầu của người dân nói chung và nhu cầu đi lại nói riêng được tăng lên một cách rõ rệt. Khi sử dụng một phương tiện giao thông ngoài những yêu cầu về khả năng thuận lợi trong lưu thông thì một phương tiện gọi là tốt còn phải đảm bảo an toàn trong chuyển động, tính thẩm mỹ cao và độ êm dịu cao trong quá trình sử dụng để bảo sức khỏe cho người tham gia giao thông. Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang có những bước đi ban đầu về thiết kế, chế tạo ôtô. Song do điều kiện đường xá kém chất lượng, ở các xe này chưa đáp ứng được một số các yêu cầu đòi hỏi về độ êm dịu chuyển động, tính tiện nghi, tính an toàn chuyển động,...Một trong những nguyên nhân là do chất lượng đường của chúng ta còn hạn chế. Chính vì vậy, việc quan tâm đến độ êm dịu cho một chiếc xe khi tham gia giao thông là một quan trọng trong quá trình chế tạo một phương tiện giao thông nói chung và ô tô nói riêng. Trong nội dung của đề tài này được chia làm các chương sau: Chương 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ Chương này bao gồm trình bày về công dụng, phân loại, cấu tạo và nguyên lý làm việc của từng bộ phận cũng như toàn hệ thống treo trên ô tô con. Chương 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG TREO Trong chương này trình bày về mô hình vật lý của hệ thống treo trong không gian, tính toán động lực học cho hệ thống treo trên xe con gồm hệ thống treo trước và sau là hệ thống treo độc lập. Việc tính toán sẽ thực hiện cho mặt phẳng dọc xe, ngang xe và cho toàn hệ thống treo trong không gian. Chương 3: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO BẰNG PHẦN MỀM ADAMS/CAR Trong chương này sẽ đi xây dựng một hệ thống treo độc lập từ thư viện của phần mềm Adams/car, thay đổi các thông số cho hệ thống treo rồi tiến hành mô phỏng hệ thống treo. Từ đó lấy các thông số đầu ra dưới dạng đồ thị theo thời gian. Lần lượt hai thông số đầu vào là độ cứng bộ phận đàn hồi và hệ số giảm chấn rồi đánh giá sự thay đổi các thông số đầu ra cho từng trường hợp theo một số tiêu chuẩn đánh giá về gia tốc. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ Công dụng, yêu cầu kĩ thuật và phân loại Công dụng Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung hoặc vỏ ô tô với hệ thống truyền động. Nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống treo là giảm các va đập sinh ra trong quá trình chuyển động và làm cho ô tô chuyển động êm dịu khi gặp phải mặt đường gồ ghề không bằng phẳng. Hệ thống treo có nhiệm vụ truyền lực và momen giữa bánh xe và khung xe: Bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng xe, phản lực từ đường), lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh, lực đẩy hoặc lực đẩy với khung vỏ), lực ngang (lực ly tâm, lực gió bên hoặc phản lực ngang,...), momen chủ động hoặc momen phanh. Đỡ thân xe lên trên cầu xe, cho phép bánh xe chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng với vỏ xe hoặc khung xe. Hạn chế những chuyển động không mong muốn khác của bánh xe như: chuyển động lắc ngang hay lắc dọc của bánh xe. Những bộ phận của hệ thống treo làm nhiệm vụ hấp thụ và dập tắt những dao động, rung động, va đập từ mặt đường truyền lên đảm bảo tính êm dịu trong chuyển động của xe. Yêu cầu kĩ thuật của hệ thống treo Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng với khung xe hoặc vỏ xe , theo yêu cầu dao động êm ái hạn chế tới mức có thể chấp nhận được những chuyển động không muốn khác của bánh xe (như lắc ngang, lắc dọc ). Vì vậy hệ thống treo phải có những yêu cầu cơ bản sau : Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật của xe như chạy trên nền đường tốt hoặc xe có khả năng chạy trên mọi địa hình khác nhau. Bánh xe có chuyển động không mong muốn hạn chế. Có độ bền cao. Không gây tải trọng lớn tại các mối liên kết khung và vỏ. Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thỏa mãn mục đích chính của hệ thống treo, làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe. Ngoài các yêu cầu nêu trên, hệ thống treo phải đảm bảo các yêu cầu đặc biệt sau đây: Có tần số dao động riêng của vỏ thích hợp, tần số dao động này được xác định bằng độ võng tĩnh (ft). Có độ võng động (fđ) đủ để cho không sinh ra va đập lên các ụ đỡ cao su. Có độ dập tắt dao động của vỏ và bánh xe thích hợp. Khi quay vòng hoặc phanh thì ôtô không bị nghiêng trục đứng của bánh xe dẫn hướng không đổi. Đảm bảo cho chiều rộng cơ sở và góc đặt các trục đứng của bánh xe dẫn hướng không đổi. Đảm bảo cho sự tương ứng giữa động học các bánh xe và động học của truyền động lái. Phân loại Có rất nhiều cách phân loại hệ thống treo trên ô tô. Dựa vào những căn cứ khác nhau ta có thể phân loại hệ thống treo trên ô tô thành các loại cơ bản sau: Dựa vào bộ phận dẫn hướng chia thành: Hệ thống treo phụ thuộc: - Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá; - Hệ thống treo phụ thuộc loại lò xo xoắn ốc; - Hệ thống treo phụ thuộc loại đàn hồi khí nén.
Hình 1.1: Cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc cầu sau Nhược điểm của hệ thống treo phụ thuộc: - Khối lượng phần không được treo là rất lớn, đặc biệt ở trên cầu chủ động. Khi ôtô di chuyển trên những con đường không bằng phẳng, tải trọng sinh ra sẽ gây nên va đập mạnh giữa phần không được treo với phần được treo, sẽ làm giảm độ êm dịu trong khi chuyển động. Mặt khác bánh xe va đập mạnh trên nền đường làm xấu đi sự tiếp xúc các bánh xe với mặt đường. - Khoảng không gian phía dưới sàn ôtô phải lớn để đủ bảo đảm cho dầm cầu thay đổi vị trí, cho nên chiều cao trọng tâm của ôtô sẽ lớn và sẽ làm giảm đi thể tích chứa hàng hóa sau ôtô. - Sự nối cứng giữa hai bánh xe nhờ vào dầm cầu liền gây nên các trạng thái điển hình về động học. Nếu bố trí hệ thống treo này cho cầu trước dẫn hướng sẽ làm xấu đi tính ổn định trong khi chuyển động trên đường không bằng phẳng. Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc: - Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định, do vậy độ mòn lốp xe ít. - Khi chịu lực bên (ly tâm, đường ngang, gió bên) hai bánh xe liên kết cứng làm hạn chế hiện tượng trượt bên của bánh xe. - Công nghệ chế tạo đơn giản, số lượng các chi tiết ít, dễ tháo lắp và sửa chữa và bảo dưỡng, giá thành thấp. Hệ thống treo độc lập: - Hệ thống treo hai đòn ngang; - Hệ thống treo Macpherson; - Hệ thống treo đòn dọc; - Hệ thống treo đòn chéo.
Hình 1.2: Cấu tạo hệ thống treo độc lập cầu trước Ưu điểm của hệ thống treo độc lập: - Khối lượng phần không được treo là nhỏ, đặc tính bám đường của bánh xe là tốt, vì vậy sẽ êm dịu trong khi di chuyển và có tính ổn định tốt. - Nhiều kiểu ô tô được trang bị thanh ổn định để giảm sự lắc ngang khi ô tô chuyển động quay vòng, cải thiện được tính ổn định và các tính năng khác. - Do không có sự nối cứng giữa bánh xe phía trái phải nên có thể hạ thấp sàn ô tô và vị trí lắp động cơ, do đó có thể hạ thấp được trọng tâm của ô tô. - Các lò xo trong hệ thống treo độc lập chỉ làm nhiệm vụ đỡ thân ô tô mà không có tác dụng định vị các bánh xe (đó là chức năng của các thanh liên kết), do đó có thể sử dụng lò xo mềm hơn. Nhược điểm của hệ thống treo độc lập: - Do hai bánh xe liên kết với nhau là liên kết mềm nên trong quá trình chuyển động vết bánh xe thay đổi và xảy ra sự trượt bên; - Số chi tiết là khá nhiều so với hệ thống treo phụ thuộc nên khó khăn trong chế tạo và giá thành chế tạo tăng; - Khoảng cách các xe và vị trí đặt bánh xe thay đổi cùng với sự dịch chuyển lên xuống của bánh xe; - Kết cấu của hệ thống treo phức tạp hơn. Dựa theo bộ phận đàn hồi ta có thể chia ra: - Treo nhíp lò xo; - Treo có nhíp thanh xoán; - Treo loại cao su; - Treo loại hơi; - Treo loại thủy lực; - Treo loại liên hợp. Dựa vào phương pháp dập tắt dao động (giảm chấn) ta chia ra: - Giảm chấn thủy lực: có loại tác động một chiều và hai chiều; - Giảm chấn ma sát cơ: có thể là ma sát trong bộ phận đàn hồi hoặc trong bộ phận dẫn hướng. Dựa vào phương pháp điều khiển ta có thể chia ra: - Hệ thống treo bị động (không có điều khiển) – passive suspension; - Hệ thống treo chủ động (có điều khiển được) – active suspension; - Hệ thống treo bán chủ động (sự kết hợp của hai loại trên) – semi active suspension. Cấu tạo hệ thống treo
Hình 1.3: Cấu tạo chung hệ thống treo ( Trong ôtô thông thường sử dụng chủ yếu hai hệ thống treo phụ thuộc và độc lập, hầu hết ở các hệ thống treo phụ thuộc đầu trước nhíp nối với khung bằng khớp cố định, nhíp đặt dọc thường làm bộ phận dẫn hướng truyền lực đẩy hoặc lực phanh lên khung. Hệ thống treo phụ thuộc được sử dụng rộng rãi ở các ôtô vận tải, hành khách và một số ôtô du lịch. Còn hệ thống treo độc lập sử dụng khá nhiều ở ôtô du lịch và một số loạ ôtô vận tải đời mới. Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc là đơn giản về kết cấu, trong khi đó vẫn đảm bảo được yêu cầu êm dịu cần thiết của ôtô nhất là những ôtô có tốc độ chuyển động không lớn. Còn hệ thống treo độc lập có ưu điểm chủ yếu là tăng được khá nhiều tính êm dịu của ôtô khi chuyển động ở các điều kiện đường xá khác nhau, nhưng nó có kết cấu phức tạp nên gía thành cao nó được áp dụng cho các loại xe có vận tốc lớn, hiện đại. Ở hệ treo phụ thuộc các bánh xe đặt trên dầm liền bộ phận giảm chấn và đàn hồi đặt giữa thung xe và dầm cầu liền. Qua cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc sự dịch chuyển của một bên bánh xe theo phương thẳng đứng sẽ gây nên chuyển vị nào đó của bánh xe bên kia nên chúng phụ thuộc lẫn nhau. Ở trên hệ thống treo độc lập các bánh xe gắn (độc lập) với khung vỏ thông qua các đòn, bộ phận giảm chấn, đàn hồi. Các bánh xe độc lập dịch chuyển tương đối với khung vỏ. Trong thực tế chuyển động của xe, điều này chỉ đúng khi ta coi thùng và vỏ xe đứng yên. Tuy nhiên dù là hệ thống treo nao đi nữa thì cũng bao gồm có 3 bộ phận chính dưới đây: - Bộ phận đàn hồi; - Bộ phận giảm chấn; - Bộ phận ổn định và thanh dẫn hướng. Bộ phận đàn hồi Chức năng của bộ phận đàn hồi Với công dụng để truyền chủ yếu các lực thẳng đứng và để giảm tải trọng động khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng, cũng như để đảm bảo độ êm dịu chuyển động cần thiết. Tạo ra các đường đặc tính đàn hồi phù hợp với các chế độ hoạt động của xe. Ở bộ phận đàn hồi có thể dùng loại nhíp, lò xo, thanh xoắn, cao su, loại hơi thuỷ lực va liên hợp. Cấu tạo bộ phận đàn hồi Phần tử đàn hồi trong hệ thống treo được chế tạo có thể từ kim loại như lò xo nhíp, lò xo trụ, thanh xoắn. Hoặc có thể từ cao su, sử dụng khí nén, thủy lực,... Nhíp lá Được sử dụng rộng rãi ở các ôtô có dầm cầu không cắt. Kết cấu của nhíp gồm nhiều lá nhíp hợp lại. Các lá nhíp được nối với nhau bởi bu lông trung tâm, lá nhíp có thể dịch chuyển tương đối với nhau theo chiều dọc, do đó khi nhíp biến dạng sẽ sinh ra sự ma sát làm giảm các dao động khi ôtô chuyển động. Trong trường hợp tải trọng tác dụng lên cầu có thể thay đổi đột ngột như cầu sau của ôtô tải, người ta bố trí nhíp đôi gồm một nhíp chính và một nhíp phụ. Nhíp phụ có thể đặt trên hoặc dưới nhíp chính tuỳ thuộc vào vị trí giữa cầu và khung, kích thước của nhíp và biến dạng yêu cầu của nhíp. Có hai loại nhíp đơn và nhíp kép. Nhíp đơn Nhíp đơn bao gồm những lá nhíp có chiều dài khác nhau ghép lại, để tránh xê dịch giữa các lá nhíp người ta dùng bu lông giữa và 4 đai nhíp để cố định những lá nhíp.
Hình 1.4: Nhíp đơn (Nguồn 1. Đinh tán; 2. Chốt nhíp; 3. Bu lông tai nhíp; 4. Lá nhíp số 1; 5. Lá nhíp số 2; 6. Sát xi; 7. Lá nhíp số 3; 8. Quang treo; 9. Bu lông quang nhíp; 10. Đệm cầu; 11. Ụ hạn chế; 12. Bu lông treo giảm chấn; 13. Giảm chấn; 14. Quang treo; 15. Bích che tai nhíp; 16. Đinh tán. Nhíp kép Nhíp kép được chế tạo bằng cách ghép hai tấm nhíp có chiều dài khác nhau lại với nhau, trong suốt quá trình hoạt động lò xo nhíp bị nén lại và hấp thụ dao động của mặt đường, lò xo nhíp có thể bị uốn cong và bị trượt trong quá trình hoạt động.
Hình 1.5: Nhíp kép ( 1. Sát xi; 2. Giá đỡ nhíp bên trái; 3. Bu lông; 4. Nhíp chính lắp ghép; 5. Giá đỡ nhíp phụ; 6. Quang nhíp chính; 7. Lá nhíp chính của nhíp phụ; 8. Lá nhíp thứ hai của nhíp chính; 9. Lá nhíp phụ số 5; 10. Lá nhíp phụ số 6; 11. Bu lông quang nhíp; 12. Vỏ cầu; 13. Bán trục; 14. Đệm vênh; 15. Tấm đệm nhíp; 16. Bu lông quang nhíp; 17. Quang nhíp phụ; 18. Đinh tán; 19. Giá đỡ nhíp chính bên phải; 20. Đinh tán; 21. Tai nhíp; 22. Bạc chốt nhíp; 23. Chốt nhíp; 24. Vú mỡ; 25. Bu lông giữ các nhíp phụ; 26. Bu lông giữ các nhíp chính; 27. Bạc của bu lông quang nhíp; 28. Vít. Nhíp lá có những ưu điểm đó là độ cứng lớn, có thể làm thay nhiệm vụ cho cả giảm chấn và thanh dẫn hướng, đặc tính đàn hồi của nhíp lá là tuyến tính, đường đặc tính ít thay đổi dưới tác dụng của trọng lực. Tuy nhiên nhíp lá cũng có một số nhược điểm đó là kích thước cồng kềnh, tốn kim loại, độ cứng lớn nên không tạo được độ êm dịu cao. Lò xo trụ Lò xo trụ được sử dụng rộng rãi trên ô tô con và xe tải hạng nhẹ. Đòi hỏi sự êm dịu cao khi chuyển động. Độ cứng của lò xo trụ được quyết định bởi chất liệu, đường kính và chiều dài của dây kim loại chế tạo lò xo. Đường kính dây thép càng lớn thì độ cứng lò xo càng cao ngược lại chiều dài dây càng lớn thì độ cứng lò xo càng thấp, tính đàn hồi của lò xo càng cao. Lò xo trụ áp dụng đối với hệ treo độc lập. Lò xo trụ trong hệ thống treo chỉ làm nhiệm vụ đàn hồi mà không làm nhiệm vụ đẩy hoặc nhiệm vụ hướng bánh xe.
Hình 1.6: Lò xo trụ ( Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, có tuổi thọ cao hơn nhíp lá do không có ma sát khi làm việc, ít phải bảo dưỡng sửa chữa. Đường đặc tính đàn hồi là phi tuyến. Nhược điểm: Không có khả năng giảm chấn và dẫn hướng do vậy bố trí hệ thống treo phức tạp hơn dùng nhíp lá. Lò xo khí Lò xo khí được sử dụng rộng rãi trên xe khách, xe tải hạng nhẹ cũng như hạng nặng. Lò xo khí nén là một xi lanh chứa khí nén bằng cao su, piston được gắn lên thanh ngang phía dưới và chuyển dịch lên xuống cùng với thanh ngang đó. Chính khí nén trong xi lanh cao su đã tạo ra khả năng đàn hồi của lò xo. Nếu tải trọng của xe thay đổi một van điều chỉnh lượng khí trong xi lanh được mở để cung cấp hoặc xả bớt khí trong xi lanh.
Hình 1.7: Hệ thống treo sử dụng lò xo khí ( Kết cấu của lò xo khí nén có thể là: lò xo có dạng ống hình sóng (tròn) hoặc ô van, loại lò xo hình trụ ống làm bằng sợi vải tổng hợp và loại liên hợp.
Hình 1.8: Lò xo khí nén dạng sóng 1.Nắp trên; 2.Vòng kim loại; 3.Vỏ;4.Vấu cao su; 5.Nắp dưới. ( theo [4]) Bộ phận quan trọng nhất của lò xo có dạng ống hình sóng có vỏ là cao su đàn hồi 3 hình gợn sóng liên kết trên cốt vải tổng hợp (ni lông hoặc captôn). Nó được phân luồng nhờ vòng kim loại 2. Thể tích đàn hồi của không khí được đóng nhờ các nắp trên 1 và nắp dưới 5. Biến dạng của phần tử đàn hồi khí nén được hạn chế nhờ vấu cao su 4. Vấu hạn chế hành trình được đặt trên dầm cầu khung để ngăn ngừa các phần tử đàn hồi khí nén bị giật đứt các mặt lắp phép. Vấu hạn chế hành trình phía trên được bắt chặt trên ống đặt trong vỏ 3, có đủ độ đàn hồi và được xác định kích thước để đảm bảo khả năng chuyển động cưỡng bức khi các phần tử đàn hồi khí nén bị hư hỏng. Thể tích làm việc của không khí được tạo bởi thể tích bên trong của vỏ 3 và thể tích của bình chứa phụ bố trí gần lò xo khí nén. Khi thay đổi tải bên ngoài, vỏ đàn hồi 3 sẽ biến dạng. Độ cứng của nó hướng theo biên dạng của lò xo thường được bỏ qua vì nó không đáng kể so với độ cứng được tạo ra bởi sự thay đổi áp suất khí nén bên trong vỏ. Hình dạng vỏ, thể tích trong vỏ và áp suất trong đó cũng thay đổi.
Hình 1.9: Lò xo khí nén dạng ống trụ 1.Nắp trên; 2.Vòng kim loại; 3.Vỏ;4.Vấu cao su; 5.Nắp dưới. ( theo [4]) Hình 1.9 đưa ra cấu tạo của lò xo khí nén dạng ống trụ làm bằng vật liệu sợi tổng hợp bọc cao su. ở phía nắp trên và nắp dưới được tăng cường bằng các đế và được bắt chặt nhờ các vít và vòng thép. Vấu cao su hạn chế hành trình phía trên cũng được bắt trên ống thép đặt trong vỏ. Khi biến dạng, vỏ sẽ lăn trên đế phía dưới và thay đổi hình dạng của mình theo hình dạng của đế. Diện tích hiệu quả sẽ thay đổi tuỳ theo hình dạng của đế phía dưới và có thể tăng chậm hoặc không đổi, hoặc giảm đi. Hình dạng của đế phía dưới được thiết kế để tạo ra không gian bên trong nhằm đạt được thể tích cần thiết không khí trong lò xo. Khi chọn các kích thước cơ bản và hình dạng đế hợp lý sẽ nhận được dáng điệu độ cứng thay đổi phi tuyến.
Hình 1.10: Lò xo khí nén dạng liên hợp 1.Nắp trên; 2.Vòng kim loại; 3.Vỏ;4.Đế hình trụ; 5.Nắp dưới. (theo [4]) Trên hình 1.10 đưa ra cấu tạo của lò xo khí nén dạng liên hợp. Nó kết hợp ưu điểm của hai loại lò xo khí nén ở trên. Phần trên gồm vỏ có dạng hình sóng còn phần dưới có dạng hình trụ. Cùng với hạn chế đảm bảo không cho piston chuyển dịch quá lớn và sự mở rộng thể tích bên trong của phần tử. Lò xo dạng liên hợp có đặc tính thay đổi nhỏ ở gần giá trị tải trọng tĩnh, khi tăng tải trọng cho đến piston tiến đến gần bộ hạn chế thì độ cứng thay đổi với tốc độ lớn hơn.
Hình 1.11: Cách bố trí chung hệ thống treo khí nén 1.Lò xo; 2.Cầu xe; 3.Khung xe; 4.Bình khí nén phụ; 5.đường ống dẫn; 6. Thanh kéo; 7.Đòn; 8.Van điều chỉnh; 9.Bầu lọc khí; 10.Bình chứa khí nén; 11.Điều chỉnh áp suất; 12.Bộ xả nước và dầu; 13.Máy nén khí. H 0- Chiều cao của lò xo khí nén ở dạng tĩnh. (theo [4]) Nguyên lý làm việc của lò xo khí : Lò xo khí nén hình sóng 1 được bố trí giữa cầu xe 2 và khung xe 3. Lò xo được ghép nối với hệ thống khí nén qua bình khí nén 4, đường ống 5, van điều chỉnh 8 để điều chỉnh chiều cao không đổi ở trạng thái tĩnh H0. Khí nén được máy nén khí 13 cung cấp qua bộ xả nước và dầu 12, điều chỉnh áp suất 11 và bình chứa 10, qua bầu lọc 9 rồi van điều chỉnh 8. Van điều chỉnh 8 được bắt cố định trên phần treo (khung, vỏ xe) và liên hệ động học với phần không treo (cầu xe) qua đòn 7 và thanh kéo 6. Nhiệm vụ của van điều chỉnh 8 là tự động giữ chiều cao không đổi của của lò xo khí nén tuỳ theo sự thay đổi của tải trọng tĩnh. Trong trường hợp khi tăng tải trọng, lò xo khí nén bị ép, thông qua thanh 6 và đòn 7 sẽ làm dịch chuyển piston trong van điều chỉnh xuống dưới, sau đó sẽ mở thông cho khí nén từ bình chứa 10 cung cấp cho bình phụ 4 và vào lò xo khí nén. Áp suất khí nén trong lò xo sẽ được tăng lên và khắc phục được sự tăng của tải trọng đưa khung hoặc vỏ xe lên cao cho đến khi piston ở van điểu chỉnh trở về vị trí giữa để đóng cửa cung cấp khí, nhờ vậy giữ được chiều cao không đổi của lò xo. Ưu điểm của hệ thống treo dùng lò xo khí: Có khả năng tự điều chỉnh độ cứng của lò xo nhờ việc điều chỉnh lượng khí nén trong xi lanh. Không có ma sát trong phần tử đàn hồi, kích thước và khối lượng phần tử đàn hồi nhỏ, việc truyền rung động và tiếng ồn từ bánh xe lên thân xe là nhỏ. Đặc tính thay đổi đảm bảo tần số dao động riêng không đổi trong toàn bộ khoảng thay đổi của tải trọng ô tô. Đảm bảo chiều cao của thân xe với mặt đường không thay đổi, không phụ thuộc vào sự thay đổi tải trọng. Độ nghiêng ngang và dọc thân xe không thay đổi ngay cả khi xếp tải không đều. Nhược điểm: Không có khả năng tự dẫn hướng do độ cứng ngang là nhỏ. Hệ thống điều khiển phức tạp, cần phải có hệ thống cung cấp khí nén như máy nén khí, bình chứa,... Thường xuyên phải kiểm tra độ kín khít của hệ thống khí nén, không để dầu mỡ văng vào túi cao su của lò xo khí nén. Bộ phận giảm chấn Khi xe dao động khi chịu kích thích từ lực của mặt đường thì bộ phận đàn hồi của hệ thống treo thực hiện chức năng nối mềm giữa thân xe và nền đường tạo cảm giác dễ chịu cho người ngồi trên xe. Tuy nhiên nếu cứ dao động mãi thì sẽ gây cảm giác khó chịu cho con người và ta cần dập tắt nhanh dao động đó. Do đó hệ thống treo cần một bộ phận làm triệt tiêu năng lượng được tích trữ trong lò xo một cách nhanh nhất. Giảm chấn là một bộ phận dùng để triệt tiêu năng lượng tích trữ này từ đó ta có thể kiểm soát được dao động của thân xe. Bộ phận giảm chấn có hai loại. Ngoài ra còn chia bộ phận giảm chấn ra hai loại tác dụng một chiều và tác dụng hai chiều ở giảm chấn tác dụng một chiều dao động được dập tắt ở hành trình trả, nghĩa là khi bánh xe đi ra khỏi khung, còn ở giảm chấn tác dụng hai chiều dao động được dập tắt ở hai hành trình trả và nén. Ngày nay, ở các hệ thống treo thường dùng giảm chấn tác dụng hai chiều để dập tắt dao động nhanh hơn. Chức năng giảm chấn Thực tế mặt đường không bao giờ hoàn toàn bằng phảng cùng với sự chuyển hướng của xe trong quá trình di chuyển luôn luôn hình thành các dao động tác động lên bánh xe, và qua đó truyền tới thân xe và người lái ...lò xo nhằm giảm xung lực tác động, song bản thân nó lại bị dao động theo nhừng xung va đập từ mặt đường dội tới và khối lượng xe đè bên trên. Dao động của hệ thân xe và lo xò sẽ kéo dài rất lâu nếu như nó không bị triệt tiêu đi, chiếc xe sau một lần dằn xóc sẽ bị bồng bềnh như 1 chiếc thuyền trong suốt thời gian dài sau đó và mang đến nhiều nguy hiềm tiềm tàng trong giao thông.  Nhiệm vụ của giảm chấn là dập tắt dao động tự đo này. Đảm bảo dao động của phần không được treo nhỏ nhất, đảm bảo sự tiếp xúc của bánh xe trên mặt đường, nâng cao khả năng bám đường và an toàn trong quá trình chuyển động. Yêu cầu của giảm chấn Đảm bảo giảm trị số và sự thay đổi đường đặc tính của các dao động như dập tắt càng nhanh các dao động nếu tần số dao động càng lớn mục đích là để thùng. Xe khỏi bị lắc qua lắc lại khi qua đường mấp mô, dập tắt chậm các dao động nếu .ôtô chạy trên đường ít mấp mô. Hạn chế lực truyền qua giảm chấn lên thùng xe. Làm việc ổn định khi ôtô chuyển động trong các địa hình thay đổi. Có tuổi thọ làm việc cao. Trọng lượng kích thước nhỏ gọn giá thành hạ. Cấu tạo giảm chấn Giảm chấn có chức năng dập tắt những dao động của xe sinh ra trong suốt quá trình chuyển động của xe. Cấu tạo của giảm chấn gồm những thành phần chính:
Hình 1.12: Cấu tạo giảm chấn ( Phân loại giảm chấn Tùy theo cấu tạo, nguyên lý hoạt động và môi chất làm việc của giảm chấn ta có thể phân loại giảm chấn gồm một số loại chính sau: