Những ưu, nhược điểm của các hệ thống treo độc lập trên ô tô

Bài viết "Hệ thống treo trên ô tô là gì?" đã cung cấp các kiến thức cơ bản của hệ thống treo (giảm xóc). Các ô tô hiện nay sử dụng 2 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 liên kết hệ thống cầu với khung gầm và thân xe.

Bên cạnh hệ thống treo phụ thuộc thì hệ thống treo độc lập là một phát minh cách mạng của nền công nghiệp ô tô thế giới. So với hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo độc lập có cấu tạo trái ngược hoàn toàn, hai bánh xe tách riêng ra, chuyển động tự do không phụ thuộc vào bánh còn lại. Trên thị trường hiện nay có 3 loại hệ thống treo độc lập phổ biến: Hệ thống treo MacPherson, hệ thống treo tay đòn kép, hệ thống treo đa liên kết.

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 xe hơi người Mỹ gốc Scotland. Hệ thống treo này được ông phát minh vào năm 1946, khi đó, ông là trưởng phụ trách dự án sản xuất xe ô tô trọng lượng nhẹ của hãng xe Chevrolet. Tuy nhiên, dự án này bị hủy sau một năm, ông đầu quân cho Ford và áp dụng hệ thống treo do mình phát minh lần đầu tiên trên chiếc Vedette năm 1949.

Hệ thống treo MacPherson.

Hiện nay, phần lớn các mẫu xe có hệ thống treo trước sử dụng phát minh này. Hệ thống treo MacPherson sở hữu cấu tạo cơ bản gồm 3 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 phổ biến hơn.

Có thể nói, MarPherson là hệ thống treo độc lập sơ khai và đơn giản nhất. Do đó, 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 ô tô, giải phóng không gian cho khoang lái. Tuy nhiên, điểm trừ 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 phải kiểm tra góc đặt bánh xe nhiều hơn.

Hệ thống treo tay đòn kép

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

Cấu tạo của hệ thống tay đòn kép 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 2 thanh dẫn hướng trong đó thanh ở trên thường có chiều dài ngắn hơn. Chính vì lí do này, hệ thống treo này có tên gọi là tay đòn kép. Kiểu này được dùng phổ biến ở hệ thống treo trước của các xe tải nhỏ, hệ thống treo trước và treo sau ở các xe du lịch.

Hệ thống treo tay đòn kép.

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

Khi xe vào cua, bánh sẽ lăn theo đường cong đồng thời nhún dao động. Nhờ có tay đòn trên ngắn hơn nên bánh sẽ không bị ngửa ra ngoài, giúp việc quay vòng ổn định. Ngoài ra, 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 ô tô vào cua tốt hơn, hạn chế lắc ngang, mang lại 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 sở hữu có thể 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 phí sửa chữa, bảo dưỡng sẽ tốn kém hơn so với kiểu hệ thống treo 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. Hệ thống này dùng ba, bốn thậm chí đến năm thanh điều hướng khác nhau hoặc kết hợp với càng chữ A.

Hệ thống treo đa liên kết.

Hiện nay, mỗi thương hiệu 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 các xe Honda lại giống đòn chữ A đôi và thêm một cần điều khiển thứ năm. Còn hãng xe Đức 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, khả năng 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. Nhờ đó, 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. Bên cạnh đó, kiểu treo này cũng giúp cho việc can thiệp thay đổi một tham số trong hệ thống treo mà không làm ảnh hưởng đến toàn bộ tổ hợp. Đây là sự khác biệt lớn nhất so với hệ thống treo tay đòn kép.

Hệ thống treo đa liên kết trên Mercedes E-Class

Mặt khác, cũng chính vì 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 Ý từng là tài sợ của đội đua F1 Ferrari là Magneti Marelli tuyển bố đã tìm ra cách để giảm chi phí sản xuất.

Carmudi Việt Nam