Home / Ô Tô / Trục các đăng ô tô: cấu tạo, phân loại, nguyên lý hoạt động

Trục các đăng ô tô: cấu tạo, phân loại, nguyên lý hoạt động

/

Trục các đăng có rất nhiều ứng dụng trong hệ thống truyền lực của ô tô, cấu trúc cũng có nhiều loại khác nhau, nhưng chức năng chính đều giống nhau.

trục các đăng ô tô là gì

1. Trục các đăng ô tô là gì?

Trục các đăng có rất nhiều ứng dụng trong hệ thống truyền lực của ô tô, cấu trúc cũng có nhiều loại khác nhau, nhưng chức năng chính đều giống nhau. Đó là, truyền dẫn động lực giữa hai trục không có liên kết cứng với nhau, đồng thời góc (hoặc cả góc và khoảng cách) giữa chúng luôn thay đổi.

Cơ cấu truyền động các đăng được lắp giữa hộp số và cầu xe
Cơ cấu truyền động các đăng được lắp giữa hộp số và cầu xe

Có thể thấy một ứng dụng thường thấy nhất là truyền động các đăng được lắp giữa hộp số và cầu xe. Trong đó, ai là góc giữa trục thứ cấp của hộp số và trục truyền, 2 là góc giữa trục sơ cấp của cầu xe và trục truyền. 

Do nguyên nhân thiết kế, trục thứ cấp của hộp số và trục sơ cấp của cầu xe không nằm trên một đường thẳng. Hơn nữa, hộp số được lắp đặt trên khung xe, có thể nói rằng vị trí của nó cố định, nhưng cầu xe lại được lắp đặt trên hệ thống treo, nên vị trí thường xuyên thay đổi. 

Việc lắp đặt trục truyền và khớp các đăng giữa hộp số và cầu xe có thể giải quyết được vấn đề truyền mô-men và công suất từ hộp số đến cầu xe.

2. Tác dụng của trục các đăng ô tô

Cơ cấu truyền động trục các đăng có một số ứng dụng chủ yếu sau trên ô tô:

– Kết nối hộp số và cầu xe.

– Kết nối trục ra của bộ truyền động cầu xe chủ độngbánh xe dẫn hướng.

– Kết nối trục lái và cơ cấu lái trong hệ thống lái.

3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của trục các đăng ô tô

Cơ cấu truyền động các đăng gồm hai thành phần chính là trục truyền và khớp các đăng. Nếu trục truyền quá dài, người ta thường chia làm 2 đoạn, phần giữa trục được lắp thêm một ổ đỡ trung gian với mục đích làm tăng độ cứng của trục.

Thành phần của cơ cấu truyền động các đăng ô tô
Thành phần của cơ cấu truyền động các đăng ô tô

3.1. Khớp các đăng

Hiện nay, khớp các đăng sử dụng trên ô tô phần lớn là khớp các đăng chữ thập cứng và khớp các đăng đồng tốc. Khớp các đăng chữ thập thường được lắp đặt giữa hộp số và cầu dẫn động của loại ô tô FR (động cơ đặt trước, bánh xe dẫn động phía sau). Khớp các đăng đồng tốc thường được lắp đặt làm bán trục trong và bán trục ngoài của loại ô tô FF (động cơ đặt trước, bánh xe dẫn động phía trước). 

Phân loại khớp các đăng
Phân loại khớp các đăng

3.2. Nguyên lý làm việc của khớp các đăng đồng tốc

Nguyên lý làm việc của khớp các đăng đồng tốc là: điểm truyền lực luôn nằm trên mặt phân giác của góc giữa hai trục truyền. Giao điểm 2 trục truyền là O, góc giữa 2 trục truyền là α. Điểm tiếp xúc P của 2 bánh răng côn có kích thước giống nhau nằm trên mặt phân giác của 2 trục truyền, khoảng cách vuông góc từ P đến hai trục đều bằng r. 

Tại điểm P, vận tốc theo hướng tiếp tuyến của 2 bánh răng bằng nhau, và vận tốc góc của 2 bánh răng cũng bằng nhau. Có thể thấy, nếu góc α giữa hai trục truyền thanh đổi, mà điểm truyền lực P luôn nằm trên mặt phẳng phân giác, thì có thể đảm bảo truyền động đồng tốc giữa 2 trục truyền.

Nguyên lý làm việc của các đăng đồng tốc
Nguyên lý làm việc của các đăng đồng tốc

3.3. Cấu tạo của khớp các đăng đồng tốc

Khớp các đăng đồng tốc kiểu bi gồm 2 loại là khớp các đăng đồng tốc Veise-Bendix và khớp các đăng đồng tốc Rzeppa. Phần dưới giới thiệu về khớp các đăng đồng tốc Rzeppa. Đây là khớp các đăng đồng tốc hay được sử dụng nhất.

Cấu tạo khớp các đăng đồng tốc
Cấu tạo khớp các đăng đồng tốc

Khớp các đăng đồng tốc Rzeppa gồm các thành phần như 6 viên bị cầu, lõi, hốc cầu, vòng định vị. Lõi được kết nối với trục truyền (trục chủ động) bằng then hoa. Mặt ngoài của lõi có 6 rãnh. Trục bị động có một hốc cầu cũng có sáu rãnh ở mặt trong. Các viên bị nằm trong các rãnh của hốc cầu và rãnh của lõi, được định vị bằng vòng định vị. Vòng định vị này nằm sát với hốc cầu của trục bị động, tạo nên mặt phẳng phân giác chứa các viên bi. 

Đường truyền công suất như sau: trục truyền (trục chủ động) → các viên bi cầu → hốc cầu → trục bị động. Khi khớp các đăng làm việc, cả 6 viên bi cầu đều tham gia quá trình truyền lực, nên làm cho sự mài mòn của mỗi viên bị giảm xuống, tuổi thọ tăng lên.

3.4. Trục truyền và ổ đỡ trung gian

Trục truyền (trục các đăng) và ổ đỡ trung gian thường được sử dụng trên ô tô loại FR (động cơ đặt trước, bánh dẫn động phía sau) hoặc 4WD (dẫn động bốn bánh). Công suất từ hộp số sẽ đi vào bộ truyền lực chính và bộ vi sai của cầu xe thông qua trục truyền, từ đó làm cho các bánh dẫn động chuyển động.

Trục các đăng là một ống thép cacbon rỗng nhẹ và đủ độ bền để chịu được lực xoắn và uốn. Hai đầu được hàn nạng khớp các đăng.

Nếu trục truyền động quá dài, người ta thường chia làm 2 đoạn, phần giữa trục được lắp thêm một ổ đỡ trung gian. Ổ đỡ gồm có ống lót cao su che chắn. Ổ đỡ được lắp vào thân xe bằng một giá đỡ.

4. Khớp các đăng chữ thập

4.1. Cấu tạo khớp các đăng chữ thập

Khớp các đăng hình chữ thập được sử dụng phổ biến vì cấu tạo của chúng đơn giản, dễ chế tạo, rẻ tiền và làm việc rất chính xác.

Khớp các đăng chữ thập cứng cho phép góc lệch lớn nhất giữa 2 trục cạnh nhau trong khoảng 15 – 20 độ, gồm hai thành phần chính là nặng đầu và trục chữ thập.

Thành phần khớp các đăng chữ thập
Thành phần khớp các đăng chữ thập

Khớp các đăng gồm 2 nạng đầu trục, một nạng được hàn với trục các đăng và nạng còn lại được gắn liền với bích nối hoặc khớp trượt. Trục chữ thập được lắp vào giữa 2 chạc qua các vòng bi. Trục chữ thập được rèn từ loại thép cacbon đặc biệt và có 4 cổ trục với bề mặt được biến cứng có độ bền cao và khả năng chống mài mòn tốt.

Vòng bi kim được lắp vào trong cốc bị, cốc bị được lắp ép vào lỗ trên nạng để giảm tối thiểu sự cản trở khi hoạt động giữa các cổ trục và nạng. Để ngăn cản vòng bi nhảy ra ngoài khi trục các đăng quay ở tốc độ cao, vòng hãm hoặc tấm hãm được dùng để cố định nắp vòng bi.

Để bôi trơn vòng bi, bên trong trục chữ thập có khoan đường dẫn dầu nối với van an toàn. Để tránh dầu bôi trơn chảy ra, đồng thời tránh bụi bẩn chui vào vòng bị, thì bên trong cổ trục chữ thập có lắp các phớt chắn dầu. Tác dụng của van an toàn là khi áp lực của dầu bôi trơn ở bên trong trục chữ thập vượt qua giới hạn cho phép thì van sẽ mở, dầu sẽ tràn ra ngoài, từ đó giúp cho phớt chắn dầu không bị hư hại vì áp lực dầu quá lớn. Các dòng ô tô hiện đại đều sử dụng phớt chắn dầu bằng cao su, nên lượng dầu dư thừa sẽ tràn ra ngoài ở bề mặt tiếp xúc giữa mặt trụ trong của phớt chắn dầu và cổ trục chữ thập, chính vì thế không cần lắp van an toàn.

4.2. Đặc tính tốc độ của khớp các đăng chữ thập

Giả sử trục chủ động và trục bị động của khớp các đăng chữ thập nghiêng với nhau một góc a nào đó. Trục chủ động quay một vòng thì trục bị động cũng quay một vòng. Tuy nhiên, có một điểm đặc điểm là, mặc dù trục chủ động quay với vận tốc góc không thay đổi, thì trục bị động lại quay với vận tốc góc thay đổi. Đây chính là đặc tính khác tốc của khớp các đăng chữ thập. Góc nghiêng α giữa 2 trục càng lớn, thì đặc tính khác tốc lại càng thể hiện rõ.

Đặc tính khác tốc của khớp các đăng chữ thập
Đặc tính khác tốc của khớp các đăng chữ thập

Đặc tính khác tốc của khớp các đăng chữ thập tạo nên rung lắc xoắn ở trục bị động và các chi tiết nối với trục bị động, từ đó làm tăng tải và ảnh hưởng tuổi thọ của các chi tiết và linh kiện.

Vì thế, có thể sử dụng hai khớp các đăng chữ thập nối tiếp với nhau. Sự khác tốc bị gây ra bởi khớp các đăng chữ thập thứ nhất sẽ bị triệt tiêu bởi sự khác tốc của khớp các đăng chữ thập thứ hai, từ đó thực hiện được truyền động đồng tốc giữa hai trục. Tuy nhiên, để thực hiện được điều này, cần phải có điều kiện là góc α1 giữa 2 trục của khớp các đăng thứ nhất phải bằng góc α2 giữa 2 trục của khớp các đăng thứ hai, hơn nữa nạng bị động của khớp các đăng thứ nhất và nạng chủ động của khớp các đăng thứ hai phải nằm trong cùng một mặt phẳng.

Tuy nhiên, trong thực tế, vì sự rung lắc của hệ thống treo, nên không thể đảm bảo được α = α2 tại mọi thời điểm. Vì thế, giải pháp mắc nối tiếp hai khớp các đăng chữ thập không thể giải quyết được vấn đề khác tốc giữa trục chủ động và trục bị động. Hơn nữa, góc nghiêng lớn nhất giữa 2 trục là 20, nên giải pháp này khi sử dụng bị hạn chế.

Đặc tính đồng tốc của khớp các đăng chữ thập kép
Đặc tính đồng tốc của khớp các đăng chữ thập kép

5. Bộ truyền lực chính loại kép

Thông thường, truyền lực chính loại kép (hay còn gọi là bộ truyền lực chính 2 cấp) được sử dụng trên các ô tô có sức chở lớn. Nó được sử dụng ở các loại xe cần có tỷ số truyền lớn và khoảng cách vỏ vi sai với mặt đường bé. Truyền lực chính loại kép sử dụng 2 cặp bánh răng. 

Có hai phương án đặt bánh răng:

– Phương án tương đối phổ biến là hai cặp bánh răng cùng đặt trong một vỏ. Vi sai đặt sau cặp thứ hai. Hai cặp bánh răng và vi sai đặt giữa cầu. 

– Phương án hai là cặp bánh răng côn và vi sai đặt ngay sau hộp số hay giữa cầu. Bánh răng trụ đặt trên bán trục.

Trong phương án đầu mô-men xoắn truyền đến vi sai sẽ lớn hơn trong phương án sau, nên các chi tiết vi sai được chế tạo với kích thước lớn hơn. Ở phương án hai, cặp bánh răng trụ có thể bố trí ăn khớp với truyền động xích, nhưng đều có khuyết điểm là cổng kềnh, đắt tiền vì thêm chi tiết.

Kiểu truyền động kép phổ biến nhất hiện nay được trình bày. So với bộ truyền lực chính đơn, bộ truyền lực chính loại kép sử dụng thêm một bánh răng trung gian. 

Bánh răng trung gian này gồm một bánh răng côn xoắn và một bánh răng trụ nghiêng. Như vậy sẽ có 1 cặp bánh răng côn và một cặp bánh răng trụ. Bánh răng côn xoắn chủ động (bánh răng quả dứa) ăn khớp với phần bánh răng côn xoắn của bánh răng trung gian. 

Phần bánh răng trụ nghiêng của bánh răng trung gian ăn khớp với bánh răng bị động (bánh răng vành chậu). Răng nghiêng làm việc êm dịu hơn răng thẳng và tuổi thọ cao hơn. 

Thành phần chính bộ truyền lực chính loại kép
Thành phần chính bộ truyền lực chính loại kép

Nhưng khi xe chuyển động lùi, lực chiều trục của bánh răng trụ răng nghiêng và tải trọng lên ổ bị bên phải sẽ tăng lên rất cao. Vì có lực chiều trục tác dụng lên bánh răng trụ bị động nên cần phải lắp ổ bị côn trên vỏ vi sai có thể điều chỉnh được trong quá trình sử dụng.

This div height required for enabling the sticky sidebar
error: Content is protected !!
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :