Ưu và nhược điểm của Hệ thống treo khí nén ô tô

Hệ thống treo khí nén (Air suspension) đã trở thành một trong những công nghệ tiên tiến nhất trong ngành công nghiệp ô tô. Được phát triển từ những năm đầu thế kỷ 20, hệ thống này không chỉ mang lại sự thoải mái cho hành khách mà còn cải thiện hiệu suất vận hành của xe. Trong bài viết này, Giaxeotovn sẽ cùng bạn tìm hiểu về khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cũng như các ưu điểm vượt trội của hệ thống treo khí nén trên ô tô.

Hệ thống treo khí nén trên ô tô là gì?

Hệ thống treo khí nén (Air suspension System) là một loại hệ thống treo xe được cung cấp bởi máy bơm hoặc máy nén khí chạy bằng điện hoặc động cơ. Máy nén này bơm không khí vào ống thổi linh hoạt, thường được làm từ cao su gia cố bằng vải. Không giống như hệ thống treo thủy lực có nhiều tính năng tương tự, hệ thống treo khí nén không sử dụng chất lỏng điều áp mà sử dụng không khí điều áp. Áp suất không khí làm phồng ống thổi và nâng khung xe lên khỏi trục xe.

Phạm vi sử dụng:

Hệ thống treo khí nén được sử dụng thay cho lò xo thép thông thường trong các ứng dụng của xe hạng nặng như xe buýt, xe tải và trong một số xe khách. Nó được sử dụng rộng rãi trên sơ mi rơ moóc và xe lửa (chủ yếu là tàu khách). Ngày nay, hệ thống này cũng được áp dụng trên các dòng xe du lịch, thường là xe hạng sang, cao cấp.

Mục đích của hệ thống treo khí nén:

Mang lại chất lượng lái êm ái, ổn định, nhưng trong một số trường hợp nó được sử dụng cho hệ thống treo thể thao. Các hệ thống điều khiển điện tử hiện đại trên ô tô và xe tải nhẹ hầu như luôn có tính năng tự cân bằng cùng với chức năng nâng hạ. Mặc dù theo truyền thống được gọi là túi khí hoặc ống thổi khí, thuật ngữ chính xác là lò xo không khí (mặc dù những thuật ngữ này cũng chỉ được sử dụng để mô tả bộ phận ống thổi cao su với các tấm cuối của nó).

Ưu điểm vượt trội của hệ thống treo khí nén trên xe hơi

Hệ thống treo khí nén mang lại nhiều lợi ích đáng kể so với các loại hệ thống treo truyền thống. Dưới đây là một số ưu điểm nổi bật:

Tăng cường sự thoải mái khi lái xe

Một trong những ưu điểm lớn nhất của hệ thống treo khí nén là khả năng cung cấp một chuyến đi êm ái hơn. Bằng cách sử dụng không khí để điều chỉnh độ cao của xe, hệ thống này giúp giảm thiểu rung lắc và va chạm khi di chuyển trên những con đường gồ ghề. Điều này đặc biệt quan trọng đối với những chiếc xe tải hoặc xe buýt chở nhiều hành khách.

Tính năng tự cân bằng

Hệ thống treo khí nén có khả năng tự cân bằng, nghĩa là nó có thể điều chỉnh độ cao của từng bánh xe một cách độc lập để đảm bảo rằng xe luôn ở trạng thái cân bằng. Điều này không chỉ giúp cải thiện tính ổn định khi lái xe mà còn làm tăng độ an toàn cho người lái và hành khách.

Linh hoạt trong việc điều chỉnh chiều cao

Với hệ thống treo khí nén, người lái có thể dễ dàng điều chỉnh chiều cao của xe tùy theo nhu cầu sử dụng. Ví dụ, khi cần vượt qua những đoạn đường khó khăn, người lái có thể nâng cao xe để tránh va chạm với mặt đất. Ngược lại, khi di chuyển trên đường phố, họ có thể hạ thấp xe để cải thiện hiệu suất khí động học.

Tiết kiệm nhiên liệu

Hệ thống treo khí nén giúp tối ưu hóa hiệu suất khí động học của xe, từ đó tiết kiệm nhiên liệu. Khi xe được hạ thấp, lực cản không khí giảm, giúp xe tiêu thụ ít nhiên liệu hơn. Điều này không chỉ có lợi cho môi trường mà còn giúp chủ xe tiết kiệm chi phí vận hành.

Các loại hệ thống treo khí nén phổ biến trên ô tô

Hiện nay, có nhiều loại hệ thống treo khí nén khác nhau được sử dụng trên các mẫu xe ô tô. Dưới đây là một số loại phổ biến:

Hệ thống treo khí nén đơn giản

Hệ thống này thường bao gồm một bầu khí nén duy nhất cho mỗi bánh xe. Nó hoạt động bằng cách bơm không khí vào bầu khí nén để điều chỉnh chiều cao của xe. Hệ thống này thường được sử dụng trên các xe tải nhẹ và xe SUV.

Hệ thống treo khí nén tự động

Hệ thống treo khí nén tự động sử dụng cảm biến để theo dõi tình trạng của xe và tự động điều chỉnh chiều cao của từng bánh xe. Điều này giúp đảm bảo rằng xe luôn ở trạng thái cân bằng, ngay cả khi có sự thay đổi về tải trọng. Hệ thống này thường được sử dụng trên các mẫu xe cao cấp và xe thể thao.

Hệ thống treo khí nén kết hợp

Đây là loại hệ thống kết hợp giữa khí nén và lò xo. Hệ thống này sử dụng lò xo để hỗ trợ lực nén từ bầu khí nén, giúp tăng cường độ cứng và khả năng chịu tải của xe. Loại hệ thống này thường được sử dụng trên các xe thể thao và xe đua.

Hệ thống treo khí nén điện tử (Electronic Air Suspension - EAS)

Hệ thống treo khí nén điện tử sử dụng công nghệ điện tử để điều khiển quá trình bơm và xả không khí. Điều này giúp tăng cường độ chính xác và tốc độ phản hồi của hệ thống. Hệ thống này thường được trang bị trên các mẫu xe sang trọng và hiện đại.

Cấu tạo và hoạt động của Hệ thống treo khí nén điện tử

Vào đầu những năm 1990, công ty Dunlop Systems and Components đã phát triển và lắp đặt Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử (ECAS) trên Range Rover Classic 1993 và một lần nữa trên Range Rover P38A. Công ty có trụ sở tại Vương quốc Anh đã phát triển ECAS để bao gồm một số tính năng chính:

Lò xo không khí cao su lưu hóa, chịu lực cao ở mỗi bánh xe

• - Máy nén khí trong cốp xe hoặc dưới mui xe
• - Một bể chứa khí nén, cho phép bạn lưu trữ không khí ở mức trung bình khoảng 150 PSI
• - Các khối van dẫn không khí đến bốn lò xo từ bình chứa thông qua một bộ van điện từ, van và vòng chữ o
• - Máy tính ECAS giao tiếp giữa máy tính chính của xe để tính toán nơi điều chỉnh áp suất không khí
• - Các ống dẫn khí nối từ bình chứa đến lò xo không khí dẫn luồng không khí đi khắp hệ thống treo
• - Một hộp chứa chất hút ẩm chứa đầy chất hút ẩm để giữ cho các phần bên trong của hệ thống luôn khô ráo

Hệ thống treo khí điều khiển điện tử cũng có cảm biến độ cao dựa trên cảm biến lực cản tiếp xúc với địa hình ở cả bốn góc của xe để cung cấp tham chiếu độ cao cho tất cả các góc. Ngoài ra, những tiến bộ hơn nữa đang bắt đầu bao gồm một số Bộ điều khiển điện tử (ECU) có thể đặt vừa dưới sàn xe, giúp hệ thống treo khí nén trở nên phổ biến hơn trong việc lái xe hàng ngày.

Cấu tạo hệ thống (Electronic Air Suspension - EAS) bao gồm các bộ phận chính:

- Giảm xóc khí nén

Hệ thống treo khí nén - điện tử EAS bao gồm 4 giảm xóc khí nén đặt ở các bánh xe và hoạt động như một lò xo thông thường. Cấu tạo của lò xo khí nén này bao gồm 1 màng cao su bao bọc bên ngoài và lớp khí được bơm từ máy nén ở bên trong. Tùy vào lượng khí bơm vào, lực giảm chấn sẽ khác nhau với 2 hoặc 3 mức độ mềm, trung bình, cứng để phù hợp với từng loại địa hình.

- Cảm biến độ cao

Cũng như giảm xóc, hệ thống treo khí nén điện tử được trang bị 4 cảm biến độ cao. Các bộ cảm biến này được gắn trên thân xe để theo dõi khoảng cách giữa thân xe và hệ thống treo, giúp đo lường độ cao gầm xe. Dựa vào đó, máy nén sẽ bơm một lượng khí thích hợp vào xi lanh

Cấu tạo hệ thống treo khí nén điện tử

- Cảm biến tốc độ

Cảm biến này được gắn trong công tơ mét, có nhiệm vụ ghi nhận và gửi tín hiệu tốc độ xe đến ECU.

- ECU hệ thống treo

2 bộ điều khiển điện tử (ECU) được đặt ở đỉnh của 2 xi lanh khí. ECU có chức năng nhận tín hiệu từ các cảm biến để điều khiển lực giảm chấn, độ cứng giảm xóc...phù hợp với từng điều kiện.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống treo khí nén điện tử

Hệ thống treo khí nén điện tử hoạt động dựa trên tính đàn hồi của không khí khi bị nén. Bộ giảm xóc khí nén có khả năng hấp thụ những rung động nhỏ, dễ dàng điều chỉnh được độ cao của khoảng sáng gầm xe.

Khi di chuyển trên đường không bằng phẳng, tải trọng khác nhau ở mỗi bánh xe sẽ làm thay đổi độ cao của xe. Lúc này, các cảm biến sẽ truyền tín hiệu về ECU. Bộ điều khiển điện tử này sẽ tự động nạp hoặc xả khí trong các xi lanh để điều chỉnh và khống chế độ cao ổn định của bánh xe.

Theo đó, độ cao của xe sẽ tăng khi khí nén được bơm vào xi lanh và ngược lại, khi khí nén được giải phóng, độ cao của xe sẽ giảm xuống. Sự êm ái và ổn định của chiếc xe phụ thuộc vào độ đàn hồi của lượng khí nén bơm vào xi lanh. Khi khí nén có độ đàn hồi tốt, hiệu quả giảm chấn sẽ tối ưu giúp xe di chuyển mượt mà, ổn định.

Lựa chọn hệ thống treo khí nén phù hợp cho xe của bạn

Khi lựa chọn hệ thống treo khí nén cho xe của mình, có một số yếu tố cần xem xét:

Mục đích sử dụng

Trước hết, bạn cần xác định mục đích sử dụng xe. Nếu bạn sử dụng xe để chở hàng nặng hoặc di chuyển trên những đoạn đường gồ ghề, hệ thống treo khí nén tự động hoặc kết hợp có thể là lựa chọn tốt nhất. Ngược lại, nếu bạn chỉ sử dụng xe cho mục đích đi lại hàng ngày, hệ thống treo khí nén đơn giản có thể đủ đáp ứng nhu cầu.

Chi phí

Chi phí cũng là một yếu tố quan trọng khi lựa chọn hệ thống treo khí nén. Các hệ thống cao cấp hơn thường có giá thành cao hơn nhưng lại đi kèm với nhiều tính năng tiện ích. Bạn nên cân nhắc giữa ngân sách và nhu cầu sử dụng để đưa ra quyết định hợp lý.

Thương hiệu và chất lượng

Cuối cùng, bạn nên xem xét thương hiệu và chất lượng của hệ thống treo khí nén. Nên chọn những thương hiệu uy tín và có tiếng tăm trong ngành công nghiệp ô tô để đảm bảo rằng bạn nhận được sản phẩm chất lượng và dịch vụ hậu mãi tốt.

Báo giá và bảo dưỡng hệ thống treo khí nén ô tô

Giá cả của hệ thống treo khí nén có thể dao động rất lớn tùy thuộc vào loại hệ thống, thương hiệu và nơi cung cấp. Dưới đây là một số thông tin cơ bản về báo giá và bảo dưỡng hệ thống này:

Giá cả

Giá của hệ thống treo khí nén có thể dao động từ vài triệu đến hàng chục triệu đồng, tùy thuộc vào loại hệ thống và thương hiệu. Hệ thống treo khí nén đơn giản thường có giá thấp hơn, trong khi hệ thống tự động hoặc điện tử có thể có giá cao hơn do tính năng phức tạp và công nghệ tiên tiến.

Chi phí bảo trì

Bảo trì hệ thống treo khí nén là rất quan trọng để đảm bảo hoạt động hiệu quả và kéo dài tuổi thọ của hệ thống. Chi phí bảo trì có thể bao gồm việc kiểm tra định kỳ, thay thế bầu khí nén hoặc sửa chữa các linh kiện hỏng hóc. Bạn nên thực hiện bảo trì định kỳ để tránh các sự cố không mong muốn.

Dịch vụ bảo trì

Nhiều trung tâm dịch vụ ô tô hiện nay cung cấp dịch vụ bảo trì hệ thống treo khí nén. Bạn nên chọn những trung tâm uy tín và có đội ngũ kỹ thuật viên chuyên nghiệp để đảm bảo rằng hệ thống của bạn được bảo trì đúng cách.

Ví dụ một số mẫu xe dùng hệ thống treo khí nén

Nhiều hãng xe nổi tiếng đã áp dụng hệ thống treo khí nén vào các mẫu xe của họ. Dưới đây là một số ví dụ điển hình:

Audi

Audi là một trong những thương hiệu đầu tiên áp dụng hệ thống treo khí nén trên các mẫu xe của mình. Hệ thống này giúp cải thiện sự thoải mái và hiệu suất lái xe, đồng thời mang lại trải nghiệm sang trọng cho người dùng.

Mercedes-Benz

Mercedes-Benz cũng là một trong những thương hiệu nổi bật với hệ thống treo khí nén. Hệ thống này không chỉ giúp xe duy trì độ ổn định mà còn mang lại cảm giác lái tuyệt vời, đặc biệt là trên các mẫu xe cao cấp như S-Class.

Tesla

Tesla đã tích hợp hệ thống treo khí nén vào các mẫu xe điện của mình, giúp cải thiện hiệu suất khí động học và tiết kiệm năng lượng. Hệ thống này cho phép người lái điều chỉnh chiều cao của xe để tối ưu hóa hiệu suất.

Land Rover

Land Rover sử dụng hệ thống treo khí nén trên các mẫu xe SUV của mình, giúp cải thiện khả năng off-road và mang lại trải nghiệm lái xe thoải mái trên mọi địa hình.

Hệ thống treo khí nén trên Range Rover

Giaxeotovn nhận định

Hệ thống treo khí nén ô tô là một công nghệ tiên tiến mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng ô tô. Với khả năng cung cấp sự thoải mái, tính năng tự cân bằng và khả năng điều chỉnh chiều cao linh hoạt, hệ thống này đang ngày càng trở nên phổ biến trong ngành công nghiệp ô tô. Tuy nhiên, việc lựa chọn và bảo trì hệ thống treo khí nén cũng cần được chú ý để đảm bảo hiệu suất và độ bền của xe. Hy vọng rằng bài viết này đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về hệ thống treo khí nén trên ô tô.