Một bộ đàn hồi (lò xo hay nhíp) không có kèm theo ống giảm chấn (còn gọi là ống nhún) là một điều không tưởng, Vậy thì điều gì ẩn chưa trong nhiệm vụ của một bộ 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 chính của ống nhún chính là dập tắt các dao động tự do nói trên, tùy theo nguyên lý hoạt động ngừời ta có thể chia ra vài loại ống nhún như sau :
-Ống nhún loại 1 ống
-Ống nhún loại 2 ống
-Ống nhún hơi áp lực 2 ống
-Ống nhún Vario
-Ống nhún vói lò xo hơi
-Ống nhún thủy lực
1-Ống nhún loại 2 ống :
Đây là loại ống nhún được dùng phổ biến trong các loại xe con, xe tải. Trong 1 ống đổ đầy dầu người ta bố trí 1 Piston chuyển dộng, một ống khác bao trùm bên ngoài nhóm thứ nhất. Ở giữa hai ống hình thành một không gian nhỏ và nơi đó dùng để cân bằng lượng dầu do Píton tác động từ trong buồng dầu. Trên thân Piston và nền của buồng chứa dầu, người ta bố trí các van tiết lưu. Ngoài cùng là ống bảo vệ chung cho cả ống nhún.
Trục của Piston được nối vô khung xe, một đầu đối diện của vỏ ống chứa dầu được nối vào giá treo bánh xe. Khi xe nhún xuống, lực đẩy của Piston ép dầu chạy qua van trên mặt piston tràn về phía trên của buồng dầu, cùng với sự xâm nhập của trục Pisston dầu bị ép mạnh hơn nữa bắt buộc phải thoát ra van ở dưới nền của ống chứa dầu, và tràn ra bên ngoài không gian giữa 2 ống như đã mô tả ở trên, như thế nhiệm vụ chủ yếu của phần không gian giữa 2 ống như đã nói trên là để bù trừ lượng dầu chênh lệch do quá trình nhún lên nhún xuống của Piston vì sự xuất hiện của trục Piston trong không gian buồng dầu (không được lọt khí). Khi ống nhún bung lên quá trình diễn ra ngược lại, dầu từ buồng trên chạy qua van nghịch dồn xuống dưới, đồng thời với việc dầu từ buồng ngoài chạy trở lại thông qua một van thứ 2 dưới đáy buồng dầu.
Đây là loại ống nhún có tuổi thọ khá dài, giảm dao động tốt, nhược điểm nhất là việc rò rỉ dầu qua các khe chuyển động, hơn nữa việc lắp đòi hỏi chính xác, chỉ được chuyển hướng theo 1 phương nghiêng, xe bị thường xuyên rùng lắc ngang (địa hình nghiêng, chạy bên hông đồi núi) sẽ làm hư nhanh chóng loại ống nhún 2 nói trên.
2- Ống nhún loại 1 ống:
Nguyên tắc làm việc không khác gì nhiều so với loại 2 ống đã nói trên, chỉ có điều là không có ống thứ 2 bao trùm ở bên ngoài mà thôi, chức năng bù trừ dầu được đảm nhận bởi một buồng hơi nằm bên dưới buồng dầu làm việc như hình vẽ sau:
Buồng dầu và buồng hơi được ngăn cách bở một Piston chuyển động tự do và kín, cả dầu lẫn hơi đều chịu đựng một áp lực khoảng 20 đến 30 Bar khi xe chuyển động và có dằn xóc!
Khi xe nhún xuống, trục Piston chính (có van tiết lưu) ép sâu vô buồng dầu, áp lực cũng tạo ra lực để mở van cho dầu thoát về buồng trên như trường hợp giảm chấn 2 ống, tuy nhiên, khi trục Piston càng xuống sâu hơn làm nhỏ thể tích buồng chứa dầu (trong khi thể tích dầu không đổi) làm cho áp lực dầu gia tang mạnh mẽ, đẩy Piston ” Tự do ” (không có lỗ van) ép xuống buồng khí bên dưới, khi đó ống nhún được được đàn hồi bởi khối hơi bên dưới, ngược với chiều chuyển động của sức ép do xe tác động, làm hoàn thiện nhanh quá trình giảm chấn. Trên sơ đồ nguyên lý có thể biểu diễn bởi 2 lò xo (Lò xo ôtô và đệm hơi có tính chất hoạt động như lò xo) có “Chiều” dao động ngược nhau và cùng ” Pha”, đó là lý do mà dao động trong các xe bố trí loại Một ống giảm chấn tốt hơn loại Hai ống .
Loại một ống thường có giá thành đắt hơn, do những phức tạp khi chế tạo các vòng làm kín nới trục Piston và vỏ hộp chứa dầu. Cùng một tác động bên ngoài (ví dụ cùng lắp ở 1 loại xe) thì loại 1 Ống dập tắt dao động nhanh hơn hẳn, không những do nguyên tắc hoạt động đa dạng hơn mà còn do việc cùng một kích cỡ ống nhún thì Piston ép dầu có thể chế tạo với đường kính lớn hơn . Bên cạnh đó, do áp lực làm việc của dầu lớn hơn, việc sủi bọt dầu (gây lão hóa dầu nhanh chóng ) cũng hạn chế nhiều, ống nhún tuy làm việc áp lực cao hơn nhưng lại đuợc giải nhiệt tốt hơn, do không bị 1 lớp ” Áo Dầu “bao bọc” bên ngoài như loại trên 2 ống nhún.
Tóm lại: Thay vì cho dầu thoát ra một cách tương đối thoải mái qua các van (van mở ra khi áp lực đạt giá trị ngưỡng) vào vùng đệm như ở loại 2 ống khi áp lực tác động mạnh, thì ở loại 1 ống cả Dầu và Hơi bị nhốt kín, áp lực dầu chỉ có thể nén lên khí, gây ra sự đàn hồi thay đổi theo mức tác động của buồng hơi, đó là điểm cải tiến về cách hoạt động.
3- Ống nhún loại 2 ống với hơi áp lực :
Kết hợp tính ưu việt của 2 loại trên, người ta làm ra loại ống nhún Dầu-Khí kết hợp, hoạt động theo nguyên tắc kết hợp của loại 2 và 1 ống ở trên, điểm cần lưu ý của loại này là trong trạng thái đứng yên của xe thì phần dưới ống nhún không phải chứa đầy dầu, mà 1/3 thể tích trong đó là khí nén 6 đến 7 Bar, như vậy, quá trình nhún và giãn bao giờ cũng có sự hỗ trợ đàn hồi của buồng khí, lưu chuyển từ ngăn trên xuống dưới và ngược lại như đã trình bày ở các loại trên, sự tham gia đàn hồi ngược chiều của các lớp khí giúp cho việc dập tắt dao động nhanh chóng hơn, loại ống nhún này đặc biệt thích hợp cho các loại xe đi địa hình xấu, rung xóc tần số cao, mạnh và đột ngột .
Với yêu cầu chế tạo chính xác cao, đòi hỏi kiểm tra bảo dưỡng gắt gao, loại ống giảm chấn trên chỉ dùng cho những xe có yêu cầu đặc biệt, đôi khi cũng được sử dụng trong bộ bánh xe hạ cánh của những máy bay cánh quạt thể thao loại nhỏ .
4. Ống nhún Vario :
Với một kết cấu có nét tương tự như Ống nhún loại 2 Ống, Ống nhún Vario nổi lên đặc điểm là thích nghi nghi được với tình trạng dằng xóc khác nhau để có thể thay đổi đặc tính giảm chấn :
Khi xe có tải trọng nhẹ, vị trí của Piston nằm ở vùng trên của ống dầu, nơi đó được thiết kế những khe nhỏ bên vách để tạo điều kiện cho dầu di chuyển xuống vùng dưới một cách tương đối dễ dàng, trở lực trên Piston giảm nhỏ, hiệu ứng giảm chấn vì vậy cũng thấp……..khi xe chở nặng, vị trí cân bằng của Piston chìm xuống thấp, khi đó dầu từ ngăn trên không dễ dàng tràn xuống ngăn dưới và ngược lại như trường hợp trên, chúng bắt buộc phải chạy qua van tiết lưu chứ không có khe hở bên hông Piston để lưư thông nữa . Trở lực chuyển đọng trên làm tăng khả năng dập tắt giao động của của ống nhún, phần dầu dư do áp lực cao cũng được dẫn qua van dưới đáy để vô khoang bù trừ như các truờng hợp trên .
5-Ống nhún hơi :
Đó là sự kết hợp hoạt động của một ” Lò xo khí nén ” (khác với lò xo kim loại hay nhíp) vói một bộ giảm chấn theo nguyên lý Hoi và Dầu đã nêu ở các mục trên :
Hình vẽ cấu tạo thể hiện rõ nguyên tắc hoạt động, ở phần dưới các kết cấu không có gì đặc biệt về nguyên lý, ở phần trên chính là đặc điểm nổi bật trong cấu tạo của loại ống nhún này, ở đó, trong một ống kín, khí nén được dẫn vào dưới 1 áp lực điều khiển được, tùy mức độ áp lực khí nén ở trong đo mà độ đàn hồi của lò xo khí thay đổi được, tạo ra sự chủ dộng trong việc thay đổi khỏang làm việc cũng như hiệu quả tôt nhất cho cả bộ Giảm xóc- Khử dao động .
Tuy nhiên, lò xo khí thường được kết hợp thêm 1 lò xo cơ khí khác, nhằm mục đích giới hạn việc hoạt động của lò xo khí trong phạm vi điều chỉnh độ cao gầm xe cũng như tăng giảm hệ số đàn hồi khi xe có tải trọng thay đổi lớn (ví dụ khi chở nhiều hay chở ít người, đường xấu hay đường cao tốc) chứ không đảm đương hoàn toàn tải trọng của xe.
Bất tiện là loại ống hơi này chỉ hoạt động khi máy đã nổ, nếu vô ý tắt máy ở những chỗ có gờ cao thì đôi khi xe hạ xuống làm hư vỏ, bửng hoặc những bộ phận khác. Citroen sau này đã có hệ thống cảnh báo khi mỏ và tắt máy .
Sau đây là loại ống nhúng cuối cùng được trình bày trong mục “Ống nhún “:
6-Ống nhún Khí- Thủy lực :
Đây là tổng hợp của Lò xo đàn hồi có giảm chấn cùng với Lò xo Khí thủy lực, trong hệ thống này Piston của phần đàn hồi cũng như trục của nó đồng thời là Trục của bộ giảm chấn. Phần lò xo Khí nằm trong một khối cầu bao bọc bởi 1 màng cao su đặc biệt (màu xanh trong hình vẽ). Phần Tích trữ Khí cùng với không gian mặt trên (theo quy ước trên dưới khi Ống nhún thẳng đứng) của Piston được nối với nhau bởi 1 đường ống thủy lực (Ống màu xanh).
Khi ống nhún và lò xo bị đè xuống, dầu bị ép chạy theo ống đó (màu xanh) chạy sang buồng khí nén, Khi bị nén mạnh, tăng áp suất, làm tăng thêm sức đàn hồi của lò xo khí, lò xo này cùng với lò xo kim loại tác động trực tiếp lên khung xe, tạo sức đàn hồi tổng hợp thay đổi được theo tải trọng. Không những thế, trên đường ống dẫn Dầu và khi về để ép Tui Khí, người ta còn bố trí thêm van điều khiển nhằm chủ động thay đổi mức tác động của Dầu và khí nén lên túi khí, đưa đến việc thay đổi độ cứng đàn hồi tổng hợp của cả hệ thống nhún. (quan sát các xe tải lớn, có thẻ thấy rõ túi khí lớn cỡ thùng dầu ăn nằm kề bên bánh xe). Cũng nhờ cơ chế hồi tiếp như vậy, mà khoảng cách giữa trục bánh xe và khung xe gần như được giữ nguyên bất chấp tải trọng, khi xe nặng dầu ép mạnh làm túi khí đội lên mạnh hơn, khi xe nhẹ thì áp lực dầu giảm và túi khí mềm đi, giảm bớt tác động lên khung bán xe tải.
Tài xế có thể tự điều chỉnh van điều khiển cho phù hợp tình trạng tải trọng và đường xá.
Loại ống nhún -giảm chấn trên đây giá thành cao, vận hành phức tạp, lại thêm hệ thống nén khí cao áp rất đắt đỏ, nên hầu như không dùng cho xe con và xe hạng trung .
Vài lưu ý nhỏ về Ống nhún trong thực tế :
– Ống nhún hoạt động lâu bền, thông thường sau hơn 20.000 Km mới phải nghĩ tới chuyện thay, đôi khi xe hoạt động hơn 100.000 Km mà ống nhún vẫn tốt .
-Thay ống nhún bắt buộc phải thay cả đôi trên cùng 1 trục (đôi trước hoặc đôi sau).
-Ống nhún bị chảy dầu, dù rất ít cũng bị coi là hư và phải thay.
-Ống nhún liên quan mật thiết đến an toàn ( Và cũng là sinh mạng ) nhất là khi đi đường đèo dốc, nhiều cua gấp hoặc đường nghiêng.
-Độ ống nhún, thay đổi ống nhún khác kiểu ảnh hưởng đến độ đàn hồi và giảm chấn chung của cả xe, đòi hỏi kinh nghiệm và sự hiểu biết .
-Theo kinh nghiệm của nhiều lái xe, khi bị ấn mạnh xuống bằng trọng lượng thân người (60-70 Kg) rồi đột ngột buông ra, chiếc xe có ống nhún tốt chỉ được dội lên rồi hạ xuống 1 lần, xe nào nhún nhảy thêm lần thứ 2 coi như ống nhún đã “Lão”.
-Dằn xóc đột ngột là kẻ thù của ống nhún chứ không phải là tải trọng nặng, leo lề cao, nhảy vỉa hè, cán đá lớn làm ảnh hưởng nghiêm trọng tuổi thọ của ống nhún.
