Hệ thống truyền động: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các hư hỏng

03/07/2024
Nguồn: U-TRUCK.VN

(4.75/5)

4.75/5 trong 4 Đánh giá

Hệ thống truyền động được ví như trái tim mạnh mẽ, đảm nhiệm vai trò quan trọng trong việc truyền tải sức mạnh từ động cơ đến bánh xe, giúp xe tải vận hành và di chuyển trên mọi địa hình. Bài viết này sẽ đưa bạn khám phá "thế giới" bên trong hệ thống truyền động xe tải, bao gồm cấu tạo, chức năng và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính.

Hệ thống truyền động là gì?

Hệ thống truyền lực trên xe tải là hệ thống tập hợp tất cả các cơ cấu nối từ động cơ tới bánh xe chủ động, bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biển đổi giá trị moment truyền. Hệ thống truyền động bao gồm nhiều thành phần khác nhau.

Hệ thống truyền động xe tải

Hệ thống truyền động xe tải

Chức năng của hệ thống truyền động

Hệ thống truyền động của xe tải, giống như các loại xe khác, có chức năng quan trọng trong việc chuyển đổi và truyền tải năng lượng từ động cơ đến bánh xe để xe có thể di chuyển. Các chức năng chính của hệ thống truyền động bao gồm:

  • Truyền tải năng lượng: Hệ thống truyền động truyền năng lượng từ động cơ đến các bánh xe. Điều này bao gồm việc điều chỉnh mô-men xoắn và tốc độ để xe có thể hoạt động hiệu quả trong các điều kiện khác nhau.
  • Điều khiển tốc độ và mô-men xoắn: Hệ thống truyền động cho phép người lái điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn của xe thông qua hộp số. Điều này giúp xe có thể khởi động, tăng tốc và duy trì tốc độ ổn định một cách hiệu quả.
  • Đảo chiều chuyển động: Hệ thống truyền động cho phép xe thay đổi hướng di chuyển (chạy lùi) thông qua hộp số.
  • Giảm tải cho động cơ: Hệ thống truyền động, đặc biệt là hộp số, giúp giảm tải cho động cơ bằng cách điều chỉnh tỉ số truyền để động cơ không phải làm việc quá sức.
  • Tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu: Bằng cách điều chỉnh tỉ số truyền và mô-men xoắn phù hợp, hệ thống truyền động giúp tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu, giúp xe tiết kiệm nhiên liệu hơn.
  • Tăng cường khả năng vận hành trong điều kiện khắc nghiệt: Hệ thống truyền động giúp xe tải vận hành hiệu quả trong các điều kiện khắc nghiệt như địa hình đồi núi, đường trơn trượt, hoặc khi chở tải nặng.

Yêu cầu làm việc của hệ thống truyền động:

  • Truyền công suất từ động cơ đến bánh xe chủ động với hiệu suất cao, độ tin cậy lớn
  • Thay đổi được moment của động cơ một cách dễ dàng.
  • Cấu tạo đơn giản, dễ bảo dưỡng, sửa chữa.

Cấu tạo của hệ thống truyền động

Cấu tạo của hệ thống truyền động gồm các bộ phận chính sau

Bộ ly hợp

Bộ ly hợp là một phần quan trọng trong hệ thống truyền động, cho phép ngắt kết nối giữa động cơ và hộp số. Bộ ly hợp giúp xe khởi động êm ái, chuyển số mượt mà và ngắt truyền động khi dừng xe. Các loại bộ ly hợp phổ biến bao gồm bộ ly hợp đĩa đơn, bộ ly hợp đa đĩa và bộ ly hợp tự động.

Bộ ly hợp

Bộ ly hợp

Hộp số

Nhiệm vụ của hộp số là biến đổi mô men xoắn của động cơ truyền tới các bánh xe sao cho phù hợp với các chế độ tải. Công suất thực tế đưa đến các bánh xe luôn luôn nhỏ hơn công suất đưa ra của trục khuỷu động cơ.

Có hai loại hộp số chính: hộp số tay và hộp số tự động. Hộp số tay yêu cầu người lái phải chuyển số thủ công, trong khi hộp số tự động có khả năng tự động chuyển số dựa trên tốc độ và tải trọng của xe.

Hộp số

Hộp số

Trục các đăng

Trong hệ thống truyền lực ô tô không phải trục truyền lực nào cũng được làm thẳng hàng. Tuy nhiên lực phân phối vẫn phải được cung cấp đều cho mỗi bánh xe. Do vậy cần một bộ phận để giải quyết vấn đề này. Và đó là nhiệm vụ của trục các đăng.

Các đăng và khớp nối là cơ cầu nối và truyền mômen. Nó được sử dụng để truyền mômen giữa các cụm không cố định trên cùng một đường trục và các cụm này có thể bị thay đổi vị trí tương đối trong quá trình làm việc. Ví dụ trong hệ thống truyền lực của ôtô, các đăng được dùng để nối giữa hộp số với câu giữa hoặc để nối giữa cầu giữa với câu sau.

Vì đặc điểm trên nên truyền động các đăng không những phải bảo đảm động học giữa đầu vào và đầu ra mà còn phải có khả năng dịch chuyển dọc trục để thay đổi độ dài của trục các đăng.

Cầu chủ động

Cầu chủ động nhận công suất từ động cơ truyền tới để phân phối đến các bánh xe theo phương vuông góc. Cầu xe nâng đỡ các phẩn gắn lên nó như hệ thống treo, sắc xi.

Trên mỗi xe sẽ có 1 hay 2 cầu chủ động tùy thuộc vào thiết kế của xe (xe 6x4, 8x4, 4x2...). Trên bộ cần có các bánh răng vành chậu quả dứa, bộ vi sai cầu, hệ thống may ơ...

Cầu chủ động

Nguyên lý hoạt động hệ thống truyền động

Khi động cơ hoạt động (nổ máy) nếu bộ ly hợp đóng mô men quay sẽ truyền từ động cơ tới hộp số thông qua đầu a cơ (trục sơ cấp), hộp số tiếp tục truyền chuyển động tới các đăng sau đó tới các cầu chủ động dẫn động tới các bánh xe làm xe di chuyển.

Khi muốn xe dừng lại ta cần đạp côn ngắt ly hợp, lúc này lá côn sẽ ngắt mô men quay từ động cơ. Tuy nhiên theo quán tính xe vẫn lăn bánh trên đường, ta cần đạp phanh để xe hoàn toàn dừng lại.

Lá côn (đĩa ly hợp)

Lá côn được lắp ráp với nguồn, sao cho tiếp xúc một cách đồng đều với bề mặt ma sát của bàn ép và bánh đà.

Lá côn hình tròn, mỏng được làm từ thép với một moay ơ đặt ở giữa, bể mặt ngoài của lá côn được ép vật liệu ma sát bằng đinh tán.

Vật liệu ma sát hay còn gọi là fero côn được tán vào những phần gợn sóng ở phần ngoài của lá côn. Chúng như đệm đàn hồi, giúp giảm va chạm khi lá côn bị ép mạnh vào bánh đà.

Lá côn có thể dịch chuyển dọc theo trục, nhưng khi đĩa quay thì trục cũng phải quay theo.

Cấu tạo của lá côn

Cấu tạo của lá côn

Vòng bi T

Vòng bi T là một chi tiết khá quan trọng trong cấu tạo.... có vai trò đóng và cắt ly hợp.

Vòng bi được gắn trên ống trượt có thể chuyển động trượt dọc trục, nó đã được bôi mỡ đầy đủ tại nhà máy và không cần bảo dưỡng trong suốt thời gian sử dụng.

Vòng bi T ly hợp hấp thụ chênh lệch tốc độ quay giữa càng cắt côn (bộ phận không quay) và lò xo đĩa. Bộ phận quay sau đó truyền chuyển động của càng cắt vào lò xo đĩa.

Vòng bi T tự định tâm dùng để tránh tiếng ồn do ma sát giữa lò xo đĩa và vòng bi T

Bàn ép

Bàn ép có tác dụng để nối và ngắt công suất của động cơ khi đạp côn, cắt côn. Bàn

ép có lò xo (nén bàn ép) để đẩy mặt bàn ép vào lá côn.

Bàn đạp chân côn

Bàn đạp chân côn có vai trò là tạo ra áp suất thủy lực trong tổng côn trên khi đạp côn, áp suất này tác dụng lên tổng côn dưới và sẽ tạo ra việc đóng và ngắt côn.

Trong những tình huống khi đạp hết côn (ly hợp) vào mà không thể cắt được động lực thì nguyên nhân lá côn đã bị mòn hoặc hành trình tự do của bàn đạp chân côn không chuẩn.

Tổng côn trên

Tổng côn trên gồm có cần đẩy, piston xi lanh chính, các lò xo hãm và lò xo hồi vị, buồng chứa dầu.

Trong quá trình hoạt động, sự trượt của piston tạo ra áp suất thuỷ lực đề điều khiển đóng cất côn. Lò xo sẽ phản hồi của bàn đạp liên tục kéo cẩn đây về phía bàn đạp ly hợp.

Tổng côn dưới

Tổng côn dưới nhận áp suất dầu thủy lực từ tổng côn trên để điều khiển pít tông dịch chuyển, từ đó điều khiến càng cắt côn thông qua cần đẩy. Các xe HOWO sử dụng tổng côn dưới là loại tự điều chỉnh.

Đối với loại tự điều chỉnh thì có một lò xo côn ngay trong buồng xy- lanh cắt ly hợp. Lò xo này luôn luôn ép cần đầy vào càng cắt ly hợp để làm cho hành trình tự do của bàn đạp không thay đổi.

Tổng công dưới

Tổng công dưới

Nguyên lý hoạt động hệ thống côn

Khi muốn điều khiển xe dừng lại theo ý muốn mà động cơ vẫn nổ máy thì phải cần bộ ly hợp ngắt truyền động của động cơ xuống các bánh xe. Dưới đây là nguyên lý hoạt động của bộ ly hợp:

  • Để đóng ly hợp, người lái nhả chân khỏi bàn đạp ly hợp hay còn gọi là chân côn. 
  • Lúc này bánh đà quay, lá côn bị lò xo đẩy áp chặt lên bánh đà thông qua bàn ép. Nhờ có lực ma sát, mômen được truyền từ trục khuỷu- bánh đà qua lá côn và then hoa đến đầu A cơ của hộp số, các chi tiết trên tạo thành một khối cùng quay theo bánh đà.
  • Khi ngắt hay cắt côn - tức là lúc không truyền momen thì sẽ đạp pê-đan hay gọi là đạp côn để thông qua đòn bẩy và khớp nối, trượt chuyển động sang trái ép vào đầu cần bẩy để chúng quay trên giá đỡ và đầu kia của cần bẩy kéo bàn ép thắng lực ép lò xo, dịch chuyển sang phải và tách lá côn khỏi mặt bánh đà.
  • Lúc này lá côn ở trạng thái tự do, các bề mặt bị hở ra và mômen động cơ không thể truyền, qua đĩa tới trục sơ cấp hộp số.
  • Để ngắt côn, đối với một số loại ly hợp cần phải ép khớp trượt vào đầu cần bẩy hoặc lò xo màng, nhưng đối với một số bộ ly hợp khác lại cần phải kéo khớp trượt đầu cần bẩy hoặc đầu lò xo màng ra.

Phân loại các hệ thống truyền động

Hệ thống truyền động cầu trước (FWD - Front-Wheel Drive)

Hệ thống truyền động cầu trước (FWD) truyền lực từ động cơ đến bánh trước của xe. Đây là loại hệ thống phổ biến trên các loại xe nhỏ gọn và xe gia đình do thiết kế đơn giản và chi phí sản xuất thấp. Các đặc điểm chính của FWD bao gồm:

  • Ưu điểm: Trọng lượng xe nhẹ hơn, không gian nội thất rộng hơn do không cần trục các đăng và cầu sau, hiệu quả nhiên liệu tốt hơn, đặc biệt trong điều kiện đường trơn trượt nhờ trọng lượng động cơ đặt trên bánh xe dẫn động.
  • Nhược điểm: Hiệu suất không cao khi tải nặng hoặc điều kiện địa hình khó khăn, hiện tượng thiếu lái trong các tình huống lái xe tốc độ cao.

Hệ thống truyền động cầu sau (RWD - Rear-Wheel Drive)

Hệ thống truyền động cầu sau (RWD) truyền lực từ động cơ đến bánh sau của xe. RWD thường được sử dụng trên các loại xe thể thao, xe bán tải và xe hạng sang do khả năng truyền lực mạnh mẽ và phân bổ trọng lượng tốt hơn. Các đặc điểm chính của RWD bao gồm:

  • Ưu điểm: Khả năng xử lý tốt hơn và cân bằng hơn trong các tình huống lái xe tốc độ cao, hiệu suất cao trong việc kéo và chở nặng, giảm hiện tượng thiếu lái so với FWD.
  • Nhược điểm: Hiệu suất không tốt trên đường trơn trượt, hệ thống phức tạp hơn và chi phí sản xuất cao hơn, chiếm không gian nội thất do cần trục các đăng và cầu sau.

Hệ thống truyền động toàn thời gian (AWD - All-Wheel Drive)

Hệ thống truyền động toàn thời gian (AWD) phân phối lực đến cả bốn bánh xe của xe, thường là tự động điều chỉnh dựa trên điều kiện lái xe. AWD phổ biến trên các loại xe SUV do khả năng vận hành tốt trong nhiều điều kiện địa hình và thời tiết khác nhau. Các đặc điểm chính của AWD bao gồm:

  • Ưu điểm: Cải thiện độ bám đường và ổn định trong điều kiện đường trơn trượt hoặc địa hình khó khăn, hệ thống hoạt động tự động không cần sự can thiệp của người lái.
  • Nhược điểm: Tăng trọng lượng và tiêu thụ nhiên liệu do hệ thống phức tạp, chi phí bảo dưỡng và sửa chữa cao hơn.

Hệ thống truyền động bốn bánh (4WD - Four-Wheel Drive)

Hệ thống truyền động bốn bánh (4WD) cũng truyền lực đến cả bốn bánh xe, nhưng thường có khả năng chuyển đổi giữa chế độ 2WD và 4WD tùy theo nhu cầu. 4WD thường được sử dụng trên các loại xe tải do khả năng vận hành mạnh mẽ trên địa hình khó khăn. Các đặc điểm chính của 4WD bao gồm:

  • Ưu điểm: Khả năng vượt địa hình xuất sắc, người lái có thể kiểm soát và chuyển đổi giữa các chế độ truyền động tùy theo điều kiện lái xe.
  • Nhược điểm: Tăng trọng lượng và tiêu thụ nhiên liệu, hệ thống phức tạp và đắt đỏ, cần kỹ năng lái xe và hiểu biết để sử dụng hiệu quả các chế độ 4WD.

Hư hỏng thường gặp ở hệ thống truyền động

Hệ thống truyền động có thể gặp phải nhiều hư hỏng do mài mòn hoặc vận hành sai cách. Các hư hỏng phổ biến bao gồm:

  • Mòn đĩa ly hợp: Làm giảm khả năng ngắt kết nối giữa động cơ và hộp số.
  • Hỏng bánh răng hộp số: Gây ra tiếng ồn lớn và làm giảm hiệu quả truyền động.
  • Gãy hoặc hỏng khớp nối trục các đăng: Gây rung lắc và tiếng ồn khi xe vận hành.
  • Hư hỏng vi sai: Làm xe mất ổn định khi quay vòng.

Việc bảo dưỡng định kỳ và kiểm tra các bộ phận của hệ thống truyền động là rất quan trọng để đảm bảo xe vận hành an toàn và hiệu quả.

Tags:

(4.75/5)

Đánh giá bài viết!

TIN LIÊN QUAN

FacebookZaloYoutubeTiktok