Bài 23: Bánh xe và hệ thống treo ô tô – Lý thuyết, Công nghệ 11

Cách đảo vị trí lốp thường được áp dụng (Ảnh sách KNTT)

A. Lý thuyết trọng tâm

I. Bánh xe ô tô

Bánh xe ô tô (Ảnh sách KNTT)
Bánh xe ô tô (Ảnh sách KNTT)

1. Vai trò

Bánh xe là bộ phận của ô tô tiếp xúc trực tiếp với mặt đường. Bánh xe đảm nhận các vai trò chính sau:

  • Đỡ toàn bộ trọng lượng của xe.
  • Tiếp nhận các phản lực từ mặt đường tác dụng lên xe.
  • Góp phần giảm lực va đập từ mặt đường không bằng phẳng, giúp xe chuyển động an toàn.

2. Cấu tạo

Cấu tạo của bánh xe (Hình 23.2) bao gồm: vành (liền đĩa) (1), lốp (2), van khí (3) và có thể có săm.

a) Vành bánh xe
Vành bánh xe: a) Ô tô con; b) Ô tô tải (Ảnh sách KNTT)
Vành bánh xe: a) Ô tô con; b) Ô tô tải (Ảnh sách KNTT)

Vành bánh xe được chế tạo khác nhau tuỳ loại ô tô:

Loại xe Vật liệu Cách chế tạo
Ô tô con Hợp kim nhôm Đúc liền với đĩa thành một khối
Ô tô tải, ô tô chở khách Thép Chế tạo rời và hàn với đĩa thành một khối
b) Lốp xe
Lốp xe ô tô. (Ảnh sách KNTT)
Lốp xe ô tô. (Ảnh sách KNTT)

Lốp được chế tạo từ cao su, có cấu tạo nhiều lớp khá phức tạp gồm 7 thành phần:

Số Thành phần Vai trò
1 Lớp hoa lốp Nằm ở mặt ngoài, tăng khả năng bám của bánh xe với mặt đường
2 Lớp lót bảo vệ Bảo vệ các lớp bên trong
3 Các lớp sợi mành Cấu trúc chịu lực chính của lốp, tăng khả năng chịu lực
4 Lớp lót trong Giữ kín khí bên trong lốp
5 Lớp thành bên Bảo vệ thành lốp
6 Tanh lốp Giữ nguyên vị trí của lốp đối với vành, giúp lốp lắp được vào lòng vành bánh xe
7 Đệm tanh lốp Hỗ trợ tanh lốp
c) Không gian chứa khí

Không gian tạo bởi lốp và vành được bơm căng khí nén thông qua van khí. Chính áp suất khí nén này tạo ra áp lực giữa lốp và vành, giúp giữ nguyên vị trí của lốp đối với vành.

II. Hệ thống treo

Hình 23.5 – Hệ thống treo độc lập (a) và hệ thống treo phụ thuộc (b).
Hình 23.5 – Hệ thống treo độc lập (a) và hệ thống treo phụ thuộc (b).

1. Nhiệm vụ

Cùng với lốp bơm hơi, hệ thống treo có tác dụng giảm các lực va đập giữa bánh xe với phần mấp mô trên mặt đường truyền đến người và hàng hoá trên xe, giúp xe chuyển động được êm dịu và an toàn.

Hệ thống treo được phân loại thành hai loại chính:

Loại Đặc điểm Thường gặp trên
Hệ thống treo độc lập Mỗi bánh xe được treo riêng biệt, dao động của bánh xe này không ảnh hưởng trực tiếp đến bánh xe kia Ô tô con
Hệ thống treo phụ thuộc Hai bánh xe được nối với nhau bằng cầu xe cứng, dao động của một bánh xe ảnh hưởng đến bánh xe còn lại Ô tô tải

2. Cấu tạo

Hệ thống treo của ô tô gồm ba bộ phận chính nối cụm bánh xe (hoặc cầu xe) với thân xe (Hình 23.6):

Hình 23.6 – Hệ thống treo (Ảnh sách KNTT)
Hình 23.6 – Hệ thống treo (Ảnh sách KNTT)
a) Bộ phận đàn hồi (1)
Hình 23.7a – Bộ phận đàn hồi. (Ảnh sách KNTT)
Hình 23.7a – Bộ phận đàn hồi. (Ảnh sách KNTT)

Bộ phận đàn hồi nối bánh xe với thân xe, có nhiệm vụ giảm lực va đập từ mặt đường truyền lên thân xe. Bộ phận đàn hồi có nhiều dạng khác nhau tuỳ loại xe:

Loại bộ phận đàn hồi Thường dùng trên
Lò xo xoắn Ô tô con
Nhíp lá Ô tô tải
Bóng khí nén Ô tô khách
b) Bộ phận giảm chấn (2)
Hình 23.7b – Bộ phận giảm chấn (Ảnh sách KNTT)
Hình 23.7b – Bộ phận giảm chấn (Ảnh sách KNTT)

Bộ phận giảm chấn được thiết kế để tạo ra lực cản chống lại sự dịch chuyển của bánh xe, giúp dập tắt nhanh chóng dao động của bánh xe và thân xe. Nói cách khác, giảm chấn chuyển đổi năng lượng dao động thành nhiệt năng toả ra môi trường.

c) Bộ phận liên kết (3)

Bộ phận liên kết gồm các thanh đòn và khớp nối, giúp truyền các thành phần phản lực của mặt đường tác dụng vào bánh xe (theo phương dọc và phương ngang đối với thân xe) lên thân xe.

Lưu ý: Trong hệ thống treo phụ thuộc, bộ phận đàn hồi loại nhíp lá thường đảm nhận luôn vai trò là bộ phận liên kết.

3. Nguyên lí hoạt động

Khi xe chuyển động qua mặt đường không bằng phẳng, nhờ có bộ phận đàn hồi liên kết giữa bánh xe và thân xe, lực va đập (xóc) được giảm thiểu trước khi truyền lên thân xe. Đồng thời, bộ phận giảm chấn tạo ra lực cản chống lại dao động, dập tắt nhanh chóng dao động đó, giúp xe chuyển động êm dịu và an toàn.

III. Sử dụng và bảo dưỡng

1. Bảo dưỡng hệ thống treo

Hệ thống treo cần được kiểm tra, bảo dưỡng định kì, bao gồm:

  • Kiểm tra các khớp nối các thanh liên kết với khung xe và với bánh xe, cầu xe → điều chỉnh hoặc thay bạc lót mới nếu cần.
  • Kiểm tra giảm chấn → nếu thấy giảm chấn bị chảy dầu, cần thay giảm chấn mới.

2. Bảo dưỡng lốp xe

Cách đảo vị trí lốp thường được áp dụng (Ảnh sách KNTT)
Cách đảo vị trí lốp thường được áp dụng (Ảnh sách KNTT)

Lốp xe ảnh hưởng rất lớn đến tính năng an toàn của ô tô trong quá trình chuyển động. Các nội dung kiểm tra, bảo dưỡng lốp bao gồm:

  • Theo dõi áp suất: Thường xuyên kiểm tra áp suất và bơm đủ áp suất cho lốp xe, nhằm đảm bảo lốp vận hành hiệu quả, an toàn, giảm sự cố lốp nhanh mòn và hư hỏng.
  • Đảo lốp định kì: Lốp thường được đảo vị trí cho nhau sau mỗi hành trình khoảng 10 000 km để các lốp mòn đồng đều. Cách đảo phổ biến nhất: lốp phía trước bên phải đổi cho lốp phía sau bên trái; lốp phía trước bên trái đổi cho lốp phía sau bên phải (Hình 23.8).
  • Thay lốp khi mòn: Khi lốp xe bị mòn nhiều, cần thay lốp mới đúng kích thước và các chỉ số khác tương đương lốp xe đang sử dụng.
  • Kiểm tra mòn lệch: Khi thấy lốp mòn lệch một bên → cần kiểm tra và điều chỉnh góc đặt bánh xe.
  • Thay lốp theo thời gian: Không sử dụng lốp đã quá số năm kể từ ngày sản xuất theo khuyến cáo của nhà sản xuất.

B. Phương pháp giải các dạng bài tập

Dạng: So sánh cấu tạo và chức năng các bộ phận của bánh xe, hệ thống treo giữa các loại phương tiện

Phương pháp giải:

  • Nắm vững cấu tạo bánh xe ô tô (vành, lốp, van khí) và phân biệt rõ vành ô tô con (hợp kim nhôm đúc liền) với vành ô tô tải (thép hàn rời).
  • Nắm vững cấu tạo hệ thống treo gồm 3 bộ phận chính: đàn hồi, giảm chấn, liên kết – và phân biệt hai loại treo: độc lập (ô tô con) và phụ thuộc (ô tô tải).
  • Khi so sánh giữa ô tô và xe máy: chú ý sự khác biệt về số lượng bánh xe, cấu trúc lốp (có/không có săm), loại hệ thống treo, vị trí và số lượng giảm chấn.
  • Khi nhận diện chi tiết: lớp sợi mành là cấu trúc chịu lực chính của lốp; tanh lốp giữ vị trí lốp trên vành; lớp hoa lốp tăng bám đường.

Bài tập 1 (Luyện tập – SGK): Hãy cho biết lớp cấu trúc nào chịu lực chính của lốp.

Lời giải:

Lớp cấu trúc chịu lực chính của lốp là các lớp sợi mành (số 3 trên Hình 23.4). Các lớp sợi mành được bố trí bên trong lốp, tạo thành bộ khung chịu lực giúp lốp giữ được hình dạng và chống chịu được áp suất khí nén bên trong cũng như các lực tác dụng từ mặt đường khi xe vận hành.

Bài tập 2 (Vận dụng – SGK): Hãy so sánh cấu tạo của bánh xe ô tô và bánh xe máy.

Lời giải:

Tiêu chí Bánh xe ô tô Bánh xe máy
Số lượng bánh 4 bánh (hoặc nhiều hơn) 2 bánh
Vành Đúc hợp kim nhôm liền đĩa (ô tô con) hoặc thép hàn (ô tô tải); kích thước lớn Đúc hợp kim hoặc nan hoa; kích thước nhỏ hơn
Lốp Chủ yếu lốp không săm, bản rộng; nhiều lớp cấu trúc phức tạp Có thể có săm hoặc không săm; bản hẹp hơn
Khả năng chịu tải Lớn (phải đỡ trọng lượng xe nặng, hàng hoá) Nhỏ hơn (trọng lượng xe máy nhẹ hơn nhiều)
Van khí

Bài tập 3 (Vận dụng – SGK): So sánh hệ thống treo của xe máy và hệ thống treo của ô tô.

Lời giải:

Tiêu chí Hệ thống treo ô tô Hệ thống treo xe máy
Số lượng vị trí treo 4 vị trí (4 bánh xe) 2 vị trí (trước và sau)
Bộ phận đàn hồi Lò xo xoắn (ô tô con), nhíp lá (ô tô tải), bóng khí nén (ô tô khách) Lò xo xoắn (phổ biến ở cả trước và sau)
Bộ phận giảm chấn Giảm chấn thuỷ lực riêng biệt Giảm chấn thuỷ lực (thường tích hợp chung với lò xo ở phía sau)
Bộ phận liên kết Các thanh đòn, khớp nối phức tạp Phuộc trước dạng ống lồng; tay đòn hoặc giảm xóc sau đơn giản
Phân loại Hệ thống treo độc lập (ô tô con), hệ thống treo phụ thuộc (ô tô tải) Trước: dạng ống lồng (tương tự treo độc lập); Sau: giảm xóc đơn hoặc đôi
Mức độ phức tạp Phức tạp hơn vì phải đỡ trọng lượng lớn và đảm bảo ổn định cho 4 bánh Đơn giản hơn, trọng lượng xe nhẹ

C. Sơ đồ tư duy

                                ┌─ Vai trò: đỡ trọng lượng xe,
                                │  tiếp nhận phản lực mặt đường,
              ┌─ I. BÁNH XE    │  giảm va đập, giúp xe an toàn
              │   Ô TÔ         │
              │                 └─ Cấu tạo:
              │                    ├─ Vành (liền đĩa)
              │                    │  (HK nhôm – ô tô con)
              │                    │  (Thép hàn – ô tô tải)
              │                    ├─ Lốp (7 lớp cấu trúc)
              │                    │  Sợi mành = chịu lực chính
              │                    │  Tanh lốp = giữ vị trí lốp
              │                    │  Hoa lốp = tăng bám đường
              │                    └─ Van khí (bơm khí nén)
              │
  BÁNH XE VÀ  │                 ┌─ Nhiệm vụ: giảm va đập
  HỆ THỐNG   │                 │  từ mặt đường → êm dịu,
  TREO Ô TÔ  ├─ II. HỆ THỐNG  │  an toàn
              │   TREO          │
              │                 ├─ Phân loại:
              │                 │  Độc lập (ô tô con)
              │                 │  Phụ thuộc (ô tô tải)
              │                 │
              │                 ├─ Cấu tạo 3 bộ phận:
              │                 │  ├─ (1) Đàn hồi: lò xo xoắn,
              │                 │  │     nhíp lá, bóng khí nén
              │                 │  ├─ (2) Giảm chấn: tạo lực
              │                 │  │     cản, dập tắt dao động
              │                 │  └─ (3) Liên kết: thanh đòn,
              │                 │        khớp nối
              │                 │
              │                 └─ Nguyên lí: đàn hồi giảm
              │                    va đập + giảm chấn dập
              │                    tắt nhanh dao động
              │
              │                 ┌─ Hệ thống treo:
              │                 │  kiểm tra khớp nối,
              └─ III. SỬ DỤNG  │  thay giảm chấn khi
                 & BẢO DƯỠNG   │  chảy dầu
                                │
                                └─ Lốp xe:
                                   ├─ Theo dõi áp suất
                                   ├─ Đảo lốp / 10 000 km
                                   ├─ Thay lốp mòn đúng
                                   │  kích thước
                                   ├─ Mòn lệch → chỉnh
                                   │  góc đặt bánh xe
                                   └─ Không dùng lốp quá
                                      hạn sử dụng
ThS. Hồ Thị Thư

ThS. Hồ Thị Thư

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Công Nghệ THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Công nghệ, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Hoàng Hoa Thám