Ưu, nhược điểm bốn hệ thống treo độc lập trên ôtô

Bài viết "Hệ thống treo - tấm đệm cho người đi ôtô" đã cung cấp cấu tạo cơ bản của hệ thống treo (giảm xóc). Xe hơi hiện nay sử dụng hai kiểu hệ thống treo chính gồm treo phụ thuộc và treo độc lập. Hệ thống treo phụ thuộc có bộ phận dẫn hướng đơn giản hơn. Hai bánh xe gắn vào hai đầu một thanh cầu, hệ thống treo dạng lá nhíp sẽ là cầu nối giữa hệ thống cầu với khung gầm và thân xe.

Bên cạnh hệ thống treo phụ thuộc thì hệ thống treo độc lập là một bước tiến dài của nền công nghiệp ôtô thế giới. So với hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo độc lập có cấu tạo ngược lại, hai bánh xe tách riêng ra, chuyển động tự do không phụ thuộc bánh còn lại. Trên thị trường hiện nay có bốn loại hệ thống treo độc lập phổ biến là hệ thống treo MacPherson, hệ thống treo tay đòn kép, hệ thống treo đa liên kết và hệ thống treo khí nén.

Hệ thống treo MacPherson

Hệ thống treo này được đặt theo tên của người đã phát minh ra nó - Earle S. MacPherson (1891 - 1960) - một kỹ sư ôtô người Mỹ gốc Scotland. Hệ thống treo này được phát minh vào năm 1946, khi ông là trưởng phụ trách dự án sản xuất xe ôtô trọng lượng nhẹ của Chevrolet. Tuy nhiên, một năm sau đó dự án này bị hủy, ông đầu quân cho Ford và áp dụng hệ thống treo do mình phát minh lần đầu tiên trên chiếc Vedette năm 1949.

Hiện nay, hầu hết các mẫu xe có hệ thống treo trước sử dụng phát minh có từ cách đây 70 năm này. Hệ thống treo MacPherson cấu tạo cơ bản gồm ba bộ phận: giảm chấn thủy lực, lò xo và cánh tay điều hướng. Hệ thống treo MacPherson thực sự phát triển khi kết cấu khung xe liền khối unibody sử dụng cầu trước ngày càng được sử dụng nhiều hơn.

MarPherson có thể coi là hệ thống treo độc lập sơ khai và đơn giản nhất. Vì thế, lợi thế lớn nhất của hệ thống treo này là sử dụng ít linh kiện hơn, giúp cho việc sửa chữa bảo dưỡng đơn giản và tiết kiệm hơn. Với việc thường sử dụng cho các bánh trước, hệ thống treo này giúp giảm khối lượng phần đầu xe, giải phóng không gian cho khoang lái. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của MacPherson là bánh xe lắc ngang so với mặt đường. Độ chụm của xe dễ bị lệch hơn và chủ xe cần đi kiểm tra góc đặt bánh xe nhiều hơn.

Hệ thống treo tay đòn kép

Hệ thống treo tay đòn kép lần đầu tiên xuất hiện vào những năm 30 của thế kỷ trước. Hãng xe Citroen nước Pháp là nơi đầu tiên sử dụng hệ thống treo này trên chiếc Rosalie 1934 và trên mẫu Traction Avant. Còn tại Mỹ, Packard giới thiệu hệ thống treo tay đòn kép trên chiếc One-Twenty 1935 và quảng cáo nó như là một tính năng an toàn của xe.

Cấu tạo của hệ thống treo này vẫn bao gồm ba bộ phận lò xo, giảm xóc giảm chấn và bộ phận điều hướng. Điểm khác biệt so với hệ thống treo MacPherson là bộ phận điều hướng bao gồm hai thanh dẫn hướng trong đó thanh ở trên thường có chiều dài ngắn hơn. Chính vì vậy, hệ thống treo này có tên gọi là tay đòn kép. Kiểu này được dùng phổ biến ở hệ thống treo trước của xe tải nhỏ, hệ thống treo trước và treo sau ở các xe du lịch.

Lý do của việc tay đòn trên ngắn hơn là khi xe di chuyển, góc nghiêng giữa bánh xe so với phương thẳng đứng (góc camber) sẽ thay đổi còn khoảng cách bánh xe không đổi khi xe nhún. Camber dương tức bánh xe có xu hướng ngửa ra ngoài, trong khi Camber âm ngược lại, úp vào trong.

Khi xe vào cua, bánh sẽ lăn theo đường cong đồng thời nhún dao động. Vì tay đòn trên ngắn hơn nên bánh sẽ không bị ngửa ra ngoài, giúp việc quay vòng ổn định. Bên cạnh đó, khoảng cách bánh xe không thay đổi nên hạn chế được mòn lốp.

Ưu điểm của treo tay đòn kép là góc đặt bánh ổn định, giúp cảm giác lái khi xe vào cua tốt hơn, hạn chế lắc ngang, tạo sự linh hoạt trong việc sắp xếp các thành phần như lò xo, giảm chấn, giúp dễ dàng điều chỉnh động học của hệ thống treo. Việc này sẽ giúp chủ xe tối ưu hóa quá trình vận hành tùy vào từng mục đích khác nhau. Tuy nhiên, đi kèm với đó là sự phức tạp trong cấu tạo cũng như sửa chữa, bảo dưỡng sẽ tốn kém hơn so với kiểu MacPherson.

Hệ thống treo đa liên kết

Hệ thống treo đa liên kết là một sự cải tiến của hệ thống treo tay đòn kép. Hệ thống này không chỉ sử dụng một thanh điều hướng như trên MacPherson hay hai thanh điều hướng trên tay đòn kép. Treo đa liên kết dùng tới ba, bốn thậm chí năm thanh điều hướng khác nhau hoặc kết hợp với càng chữ A.

Hiện nay, mỗi hãng xe lại sản xuất ra một cơ cấu hệ thống treo đa liên kết khác nhau. BMW sản xuất một số loại hình chữ Z hoặc treo 4 thanh thể thao. Trên xe Honda lại giống đòn chữ A đôi và thêm một cần điều khiển thứ năm. Còn Audi trang bị hệ thống treo trước bốn thanh và có kiểu dáng tương tự loại đòn chữ A đôi. Trong khi đó, Hyundai Genesis sở hữu hệ thống treo trước và sau dạng năm thanh thể thao.

Với việc trang bị nhiều thanh điều hướng, việc di chuyển của xe sẽ tốt hơn. Khi vào cua, khi đi đường gồ ghề, đường xấu, hệ thống treo này tỏ rõ sự hiệu quả của mình. Chính vì vậy, đây được xem là giải pháp mà các nhà sản xuất sử dụng trên những chiếc xe dành riêng cho off-road kiểu như G-Class. Ngoài ra, kiểu treo này cũng giúp cho việc can thiệp thay đổi một tham số trong hệ thống treo mà không ảnh hưởng đến toàn bộ tổ hợp. Đây là một sự khác biệt lớn so với hệ thống treo tay đòn kép.

Tuy nhiên, cũng chính sự phức tạp của treo đa liên kết mà giá thành để sản xuất khá cao. Việc bảo hành, thay thế sửa chữa cũng sẽ mất nhiều thời gian và khó khăn hơn. Gần đây, một công ty của Italy từng là tài sợ của đội đua F1 Ferrari là Magneti Marelli đã tìm ra cách để giảm chi phí sản xuất.

Hệ thống treo khí nén

Đây là hệ thống treo hiện đại nhất hiện nay, được áp dụng trên những mẫu xe hạng sang. Khác với các hệ thống treo thông thường, cấu tạo của hệ thống treo khí nén phức tạp hơn khá nhiều. Chi tiết quan trọng nhất là bộ phận giảm chấn sử dụng một bầu hơi bằng cao su bên trong chứa khí. Bầu hơi này có thể điều chỉnh áp suất, độ cứng, chiều cao khác nhau tùy vào từng điều kiện đường phố cũng như sở thích của lái xe.

Ngoài ra, hệ thống treo khí nén còn những bộ phận không kém phần quan trọng khác như cảm biến tốc độ, cảm biến độ cao, bộ điều khiển ECU và một vài chi tiết khác. Thông thường, những chiếc xe sử dụng treo khí nén được cung cấp ba mức điều chỉnh khác nhau tương đương với ba chế độ lái.

Chế độ thể thao: hệ thống treo hạ thấp, cứng hơn giúp xe đi tốt ở tốc độ cao. Ở chế độ bình thường, hệ thống treo được thiết lập ở mức vừa phải, không quá cứng để đi trong phố, đủ mềm để cho cảm giác êm ái nhưng không bồng bềnh. Ngoài ra, chế độ cuối cùng hệ thống treo sẽ được nâng cao, dùng để đi ở những mặt đường xấu hoặc off-road nhẹ trên một số chiếc SUV.

Ưu điểm của hệ thống này là tài xế có thể làm chủ được chiếc xe theo ý muốn, nâng cao cảm giác lái xe và sự an toàn trong quá trình vận hành xe. Với những mẫu xe hạng sang đến siêu sang, treo khí nén còn giúp các nhà sản xuất giảm thiểu dao động của xe. Điều này mang đến một không gian yên tĩnh, cảm giác êm ái dành cho khoang sau, chỗ ngồi dành cho một ông chủ thực sự.

Theo Anh Vũ (VnExpress.net)