Phát triển hệ thống treo lò xo lá

Lá nhíp sau bằng vật liệu composite hứa hẹn khả năng thích ứng cao hơn và trọng lượng nhẹ hơn.

Nhắc đến thuật ngữ "lò xo lá", người ta thường nghĩ ngay đến những chiếc xe cơ bắp cổ điển với đuôi xe đơn giản, lò xo trụ đặc, hoặc, theo thuật ngữ xe máy, là những chiếc xe đạp thời tiền chiến với hệ thống treo trước lò xo lá. Tuy nhiên, hiện nay chúng ta đang hướng đến việc hồi sinh ý tưởng này cho xe máy địa hình.

Trên thực tế, trong khi các hệ thống treo thô sơ, cũ kỹ thường sử dụng nhíp lá, thì bản thân lò xo thường không phải là nguyên nhân khiến chúng thiếu tinh vi. Chevrolet Corvette đã sử dụng nhíp lá ngang trên hệ thống treo độc lập từ thế hệ thứ hai vào năm 1963 cho đến khi ra mắt thế hệ thứ tám vào năm 2020, áp dụng nhíp lá đơn bằng nhựa composite vào những năm 80. Ít nổi tiếng hơn, Volvo sử dụng nhíp lá ngang composite trong một số mẫu xe mới nhất của mình. Nếu được sử dụng đúng cách, nhíp lá làm bằng vật liệu hiện đại có thể nhẹ hơn cuộn thép và trong một số trường hợp, hình dạng dài, phẳng của chúng dễ đóng gói hơn. Nhíp lá composite, được làm từ một mảnh duy nhất thay vì các lá xếp chồng lên nhau của nhíp lá kim loại truyền thống, cũng tránh được ma sát của nhiều lá cọ xát vào nhau, đây là một trong những nhược điểm chính của các thiết kế cũ.
Nhíp lá đã xuất hiện trên xe máy địa hình từ thời hiện đại trước đây. Chiếc xe địa hình Yamaha YZM250 0WE4 sản xuất năm 1992–93, sử dụng một lá đơn composite ở phía sau, đầu xe kẹp dưới động cơ và đuôi xe được bắt vít vào một thanh nối bên dưới gắp sau, do đó, khi bánh sau nâng lên, lá nhíp sẽ uốn cong để tạo ra lực nhún. Ý tưởng là để giải phóng khu vực mà lò xo và giảm chấn sau thường nằm, cho phép đường nạp thẳng hơn cho động cơ. Một bộ giảm chấn xoay nhỏ gọn cũng được trang bị và chiếc xe đã giành chiến thắng trong cả hai cuộc đua năm 1992 và 1993 tại Giải vô địch toàn Nhật Bản.
Thiết kế mới của chúng tôi, được tiết lộ trong đơn xin cấp bằng sáng chế từ công ty Áo, lấy cảm hứng từ Yamaha và chỉ ra những ưu điểm tương tự về mặt thiết kế, nhưng áp dụng một bố cục khác. Như trong hình, chúng tôi đặt lá giảm xóc gần như thẳng đứng, áp sát vào phía sau động cơ để giải phóng không gian thường được lấp đầy bởi hệ thống treo lò xo trụ (bằng sáng chế xác nhận rằng mặc dù hình ảnh chính cho thấy hệ thống được chồng lên hình ảnh của một chiếc xe mô tô địa hình thông thường, nhưng lò xo trụ trong hình sẽ không có).

Phần trên và phần dưới của lò xo đều được kẹp chặt vào đầu các thanh liên kết. Thanh liên kết trên được lắp xoay trên khung chính của xe, trong khi thanh liên kết dưới xoay từ giá đỡ dưới gắp. Kết quả là, khi gắp di chuyển lên trên, một độ cong được tạo ra trên lá nhíp composite. Để tăng khả năng điều chỉnh, chiều dài của thanh liên kết trên có thể điều chỉnh thông qua ren vít và núm điều chỉnh, giúp dễ dàng tăng hoặc giảm tải trước trong hệ thống.Bằng sáng chế không cho thấy bộ giảm chấn cho đuôi xe, nhưng nội dung của nó xác nhận rằng bộ giảm chấn thông thường sẽ được sử dụng để điều khiển hệ thống treo sau. Tuy nhiên, bộ giảm chấn này sẽ phải nhỏ gọn hơn giảm xóc sau thông thường, hoặc được lắp đặt khác biệt, để KTM có thể tận dụng những lợi thế của nhíp lá, phần lớn liên quan đến không gian mà nó giải phóng. Bằng sáng chế cho thấy không gian này có thể được sử dụng để làm cho các bộ phận của hệ thống truyền động như hộp gió, đường ống nạp hoặc ống xả, chẳng hạn, lớn hơn hoặc hiệu quả hơn. Ngoài ra, thiết kế này có thể cho phép bố trí linh hoạt hơn trên các xe mô tô địa hình chạy điện trong tương lai.

Ngoài những ưu điểm về bao bì, lợi ích khác của hệ thống là khả năng điều chỉnh. Bằng sáng chế của chúng tôi cho thấy việc thay đổi chiều dài hoặc hình dạng của các liên kết giữ hai đầu lò xo có thể thay đổi hành vi của hệ thống treo. Trong một hình minh họa (Hình 7 trong bằng sáng chế), bốn cách bố trí đòn bẩy khác nhau được thể hiện để thay đổi hành vi của hệ thống treo sau: thay đổi từ tốc độ tăng (7a) sang tốc độ không đổi (7b), và tốc độ lò xo giảm (7c và 7d). Những hành vi hoàn toàn khác biệt này đạt được mà không cần thay đổi bản thân lò xo.
Như thường lệ, việc xin cấp bằng sáng chế không đảm bảo rằng một ý tưởng sẽ được đưa vào sản xuất, nhưng lợi thế về bao bì của phần đuôi xe có nhíp lá có thể ngày càng có giá trị, đặc biệt là trong tương lai khi hệ thống truyền động điện buộc các kỹ sư phải suy nghĩ lại về cách bố trí thông thường đã được hoàn thiện trong suốt một thế kỷ của xe máy động cơ piston.