Hệ thống truyền động được xem là một trong những hệ thống quan trọng nhất của xe tải, quyết định trực tiếp đến khả năng vận hành và hiệu quả làm việc của xe. Bất cứ một lái xe nào cũng cần hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống truyền động trên ô tô. Trong bài viết này TERACO Thiên Hòa An sẽ đưa ra những thông tin đầy đủ và chi tiết nhất về hệ thống truyền động giúp người sử dụng xe tải vận hành và bảo dưỡng xe một cách tốt nhất.
Giới thiệu về hệ thống truyền động trên ô tô
Hệ thống truyền động trên xe tải là một tập hợp các cơ cấu và thiết bị nối từ động cơ tới bánh xe chủ động. Nó bao gồm các bộ phận như hệ thống truyền lực, cơ cấu cắt, thiết bị đổi chiều quay và các bộ phận chuyển đổi mô-men xoắn. Hệ thống này có vai trò quan trọng trong việc truyền tải và điều chỉnh năng lượng từ động cơ đến các bánh xe, đảm bảo xe hoạt động một cách hiệu quả.
Vai trò của hệ thống truyền động
Hệ thống truyền động của xe tải, tương tự như trên các loại xe khác, đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải và quản lý năng lượng từ động cơ đến bánh xe, giúp xe di chuyển được. Các chức năng chính của hệ thống truyền động bao gồm:
- Truyền tải năng lượng: Hệ thống truyền động đảm nhiệm việc truyền năng lượng từ động cơ đến các bánh xe. Điều này bao gồm việc điều chỉnh mô-men xoắn và tốc độ, giúp xe hoạt động hiệu quả trong nhiều điều kiện khác nhau, từ đường bằng phẳng đến địa hình khó khăn.
- Điều khiển tốc độ và mô-men xoắn: Hệ thống này cho phép người lái điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn của xe qua hộp số. Điều này rất quan trọng để xe có thể khởi động, tăng tốc hoặc 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, chẳng hạn như chạy lùi, thông qua hộp số. Đây là một tính năng cần thiết để điều khiển xe trong các tình huống cần thiết.
- Giảm tải cho động cơ: Hệ thống truyền động, đặc biệt là hộp số, giúp giảm tải cho động cơ bằng cách điều chỉnh tỷ số truyền. Điều này giúp động cơ hoạt động nhẹ nhàng hơn và không bị quá tải.
- Tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu: Hệ thống truyền động giúp tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu bằng cách điều chỉnh tỷ số truyền và mô-men xoắn sao cho xe tiết kiệm nhiên liệu hơn, từ đó giảm chi phí vận hành.
- Tăng cường khả năng vận hành trong điều kiện khắc nghiệt: Hệ thống truyền động giúp xe tải hoạt động hiệu quả trong các điều kiện khắc nghiệt như địa hình đồi núi, đường trơn trượt hoặc khi chở tải nặng. Điều này giúp xe duy trì khả năng di chuyển và hiệu suất làm việc dù gặp phải các điều kiện khó khăn.
Yêu cầu đối với hệ thống truyền động
Để đảm bảo xe hoạt động ổn định và hiệu quả, hệ thống truyền động cần đáp ứng các yêu cầu sau:
- Hiệu suất cao: Truyền tải năng lượng với tổn hao nhỏ nhất, đảm bảo hiệu suất làm việc cao.
- Độ bền cao: Chịu được tải trọng lớn, hoạt động ổn định trong thời gian dài.
- Độ tin cậy cao: Ít hỏng hóc, đảm bảo xe vận hành liên tục.
- Dễ bảo dưỡng: Tiện lợi trong việc kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa.
Cấu tạo của hệ thống truyền động xe ô tô
Hệ thống truyền động của xe ô tô bao gồm nhiều bộ phận khác nhau, mỗi bộ phận đóng góp một chức năng quan trọng trong việc truyền tải năng lượng từ động cơ đến bánh xe. Dưới đây là các bộ phận chính của hệ thống truyền động.
Bộ ly hợp
Bộ ly hợp là một thành phần thiết yếu trong hệ thống truyền động, đóng vai trò ngắt kết nối giữa động cơ và hộp số khi cần thiết. Điều này giúp xe có thể khởi động một cách êm ái, chuyển số mượt mà, và đặc biệt là ngắt truyền động khi xe dừng lại.
Có nhiều loại bộ ly hợp khác nhau, phổ biến nhất là bộ ly hợp đĩa đơn, bộ ly hợp đa đĩa và bộ ly hợp tự động. Bộ ly hợp đĩa đơn thường được sử dụng trên các dòng xe phổ thông, trong khi bộ ly hợp đa đĩa và bộ ly hợp tự động thường xuất hiện trên các dòng xe cao cấp. Sự khác biệt giữa các loại này nằm ở cơ chế hoạt động và khả năng chịu tải của chúng. Bộ ly hợp tự động, chẳng hạn, mang lại sự tiện lợi hơn cho người lái bằng cách loại bỏ hoàn toàn việc phải chuyển số bằng tay.
Hộp số
Hộp số có chức năng điều chỉnh tỉ số truyền giữa động cơ và bánh xe, giúp thay đổi tốc độ và lực kéo của xe tùy theo điều kiện lái. Hộp số có thể là hộp số tay (manual) hoặc hộp số tự động (automatic).
Hộp số tay giúp người lái sử dụng cần số để chọn tỷ số truyền phù hợp, điều chỉnh trực tiếp tốc độ và lực kéo của xe. Cấu tạo hộp số tay bao gồm các bánh răng, trục và cơ cấu điều khiển. Mỗi bánh răng trong hộp số có một tỷ số truyền nhất định, giúp điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn phù hợp với từng điều kiện lái.
Hộp số tự động tự động thay đổi tỷ số truyền dựa trên tốc độ xe và tải trọng, giúp người lái không cần phải thay đổi số tay. Hộp số tự động phức tạp hơn hộp số tay, bao gồm bộ biến mô, các bánh răng hành tinh và các van điều khiển thủy lực.
Trục các đăng
Trục các đăng (hay còn gọi là trục truyền động) là bộ phận truyền tải mô-men xoắn từ hộp số đến cầu chủ động. Trục các đăng đóng vai trò rất quan trọng trong việc truyền động lực, đặc biệt là trong các xe có cấu trúc dẫn động cầu sau hoặc dẫn động 4 bánh.
Cấu tạo trục các đăng:
- Trục chính: Trục chính của các đăng là một thanh thép dài, có khả năng chịu lực tốt và có độ cứng cao để đảm bảo truyền tải mô-men xoắn một cách hiệu quả.
- Khớp nối: Các khớp nối U (universal joint) hoặc khớp nối CV (constant velocity) cho phép trục các đăng chuyển động linh hoạt, đặc biệt là khi xe di chuyển trên địa hình không bằng phẳng hoặc trong các điều kiện lái phức tạp.
Cầu chủ động
Cầu chủ động là nơi mô-men xoắn từ trục các đăng được chuyển đổi và phân phối đến các bánh xe. Cầu chủ động có thể là cầu trước, cầu sau hoặc cả hai tùy thuộc vào cấu hình dẫn động của xe (dẫn động cầu trước, cầu sau hoặc dẫn động 4 bánh).
Cấu tạo cầu chủ động bao gồm:
- Vi sai (differential): Là thành phần quan trọng nhất của cầu chủ động, vi sai cho phép bánh xe ở mỗi bên trục quay với tốc độ khác nhau, điều này đặc biệt quan trọng khi xe quay vòng.
- Bánh răng côn (crown gear) và bánh răng đầu trục (pinion gear): Cặp bánh răng này giúp truyền tải và điều chỉnh mô-men xoắn từ trục các đăng đến vi sai.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động trên xe ô tô
Để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của hệ thống này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về từng thành phần trong hệ thống truyền động.
Lá côn (đĩa ly hợp)
Lá côn hay còn gọi là đĩa ly hợp, đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối và ngắt kết nối động cơ với hộp số. Khi người lái nhấn bàn đạp côn, đĩa ly hợp sẽ tách rời khỏi bánh đà, ngắt kết nối giữa động cơ và hộp số. Điều này giúp xe dừng lại mà không làm tắt động cơ. Khi người lái nhả bàn đạp côn, đĩa ly hợp lại kết nối với bánh đà, truyền động lực từ động cơ tới hộp số và từ đó tới bánh xe.
Đĩa ly hợp được làm từ các vật liệu chịu nhiệt và ma sát cao, như amiăng hoặc composite, để có thể chịu được ma sát lớn trong quá trình hoạt động. Đĩa ly hợp cũng cần có độ bền cao để đảm bảo hoạt động ổn định trong thời gian dài.
Vòng bi T
Vòng bi T hay còn gọi là vòng bi đẩy, đóng vai trò quan trọng trong việc giảm ma sát giữa các bộ phận trong hệ thống truyền động. Khi bàn đạp côn được nhấn, vòng bi T sẽ đẩy vào đĩa ly hợp, tách nó khỏi bánh đà. Vòng bi T phải hoạt động một cách mượt mà để đảm bảo quá trình chuyển đổi diễn ra suôn sẻ, không gây rung động hay tiếng ồn lớn.
Vòng bi T được làm từ các vật liệu bền bỉ và chịu mài mòn tốt, thường là thép hoặc hợp kim nhôm. Chúng cần được bôi trơn định kỳ để duy trì hiệu suất hoạt động và tránh hiện tượng kẹt hoặc mài mòn.
Bàn ép
Bàn ép là một bộ phận trong hệ thống ly hợp có nhiệm vụ giữ đĩa ly hợp sát vào bánh đà. Khi bàn đạp côn không được nhấn, lò xo của bàn ép sẽ ép đĩa ly hợp vào bánh đà, giúp truyền động lực từ động cơ tới bánh xe. Khi người lái nhấn bàn đạp côn, bàn ép sẽ rút lại, tách rời đĩa ly hợp khỏi bánh đà.
Bàn ép được thiết kế với độ chính xác cao để đảm bảo lực ép đồng đều trên toàn bộ bề mặt đĩa ly hợp. Điều này giúp tăng hiệu suất truyền động và giảm thiểu hao mòn không đều trên các bộ phận của hệ thống.
Bàn đạp chân côn
Bàn đạp chân côn là bộ phận mà người lái tương tác trực tiếp khi muốn ngắt hoặc kết nối động cơ với hộp số. Khi người lái nhấn bàn đạp, lực từ chân sẽ được truyền qua hệ thống thủy lực hoặc cơ khí đến vòng bi T, từ đó đẩy bàn ép ra xa đĩa ly hợp.
Bàn đạp côn phải có độ nhạy tốt và cảm giác chân ổn định để giúp người lái dễ dàng kiểm soát quá trình truyền động. Độ nặng của bàn đạp côn cũng cần phải vừa phải để không gây mệt mỏi cho người lái trong quá trình điều khiển xe.
Tổng côn trên
Tổng côn trên là bộ phận nằm trong hệ thống thủy lực của bàn đạp côn. Khi người lái nhấn bàn đạp côn, tổng côn trên sẽ tạo ra áp lực thủy lực, truyền lực qua ống dẫn tới tổng côn dưới. Tổng côn trên đóng vai trò quan trọng trong việc truyền động lực từ bàn đạp chân côn tới các bộ phận khác trong hệ thống ly hợp.
Tổng côn trên cần được kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ để đảm bảo hệ thống hoạt động một cách mượt mà và không gặp phải tình trạng rò rỉ dầu.
Tổng côn dưới
Tổng côn dưới nhận áp lực từ tổng côn trên và chuyển đổi nó thành lực cơ học để điều khiển vòng bi T. Khi nhận được áp lực thủy lực, tổng côn dưới sẽ đẩy vòng bi T vào đĩa ly hợp, tách nó khỏi bánh đà.
Tổng côn dưới cũng cần được bảo dưỡng định kỳ để đảm bảo không có sự cố rò rỉ hoặc hỏng hóc, gây ảnh hưởng tới hoạt động của toàn bộ hệ thống ly hợp.
Xem thêm: Hệ thống lái xe tải tài xế cần nắm rõ
Các hệ thống dẫn động xe ô tô
Tùy thuộc vào thiết kế và mục đích sử dụng của xe, các hệ thống dẫn động có thể khác nhau. Dưới đây là ba loại hệ thống dẫn động phổ biến trên xe ô tô hiện nay.
Dẫn động cầu trước (FWD)
Hệ thống dẫn động cầu trước, hay còn gọi là FWD (Front-Wheel Drive), là hệ thống dẫn động phổ biến nhất trên các dòng xe du lịch hiện đại. Trong hệ thống này, động cơ sẽ truyền lực trực tiếp tới bánh trước của xe. Điều này giúp giảm trọng lượng và tiết kiệm không gian, do không cần sử dụng trục truyền động dài từ động cơ tới bánh sau.
Ưu điểm của FWD là khả năng kiểm soát xe tốt hơn trong điều kiện đường trơn trượt, do trọng lượng của động cơ nằm trên bánh trước. Ngoài ra, FWD cũng giúp xe tiết kiệm nhiên liệu hơn do cấu trúc đơn giản và nhẹ hơn. Tuy nhiên, nhược điểm của hệ thống này là không phù hợp với những xe có công suất lớn, do khả năng kéo yếu hơn so với hệ dẫn động cầu sau.
Dẫn động cầu sau (RWD)
Hệ thống dẫn động cầu sau, hay còn gọi là RWD (Rear-Wheel Drive), là hệ thống dẫn động truyền thống, được sử dụng nhiều trên các dòng xe thể thao và xe tải. Trong hệ thống này, động cơ sẽ truyền lực tới bánh sau của xe, giúp tăng cường khả năng tăng tốc và kéo của xe.
Ưu điểm lớn nhất của RWD là khả năng phân bổ trọng lượng đều hơn, giúp xe vận hành ổn định ở tốc độ cao. Hệ thống này cũng giúp tăng khả năng kéo, đặc biệt là trên các dòng xe tải và xe thể thao. Tuy nhiên, RWD có nhược điểm là dễ mất kiểm soát trong điều kiện đường trơn trượt, do trọng lượng phần lớn nằm ở phía trước xe.
Dẫn động bốn bánh (AWD)
Hệ thống dẫn động bốn bánh, hay còn gọi là AWD (All-Wheel Drive), là hệ thống dẫn động hiện đại nhất, cung cấp lực kéo đồng đều tới cả bốn bánh xe. Hệ thống này được sử dụng rộng rãi trên các dòng xe SUV và xe cỡ lớn, nhằm cải thiện khả năng vận hành trên mọi địa hình.
Ưu điểm của AWD là khả năng cung cấp lực kéo vượt trội, giúp xe vận hành tốt trong mọi điều kiện đường xá, bao gồm đường trơn trượt, đường gồ ghề hay đường núi. AWD cũng giúp xe vận hành ổn định hơn trong các tình huống khẩn cấp, do lực kéo được phân bổ đồng đều. Tuy nhiên, nhược điểm của AWD là hệ thống phức tạp hơn, nặng hơn và tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn so với FWD và RWD.
Trên đây là toàn bộ thông tin chi tiết về hệ thống truyền động trên ô tô giúp người lái có thêm nhiều kiến thức về cấu tạo, nhiệm vụ và cách hoạt động của thiết bị này. Hy vọng rằng qua những điều đã chia sẻ, bạn đã nắm rõ về hệ thống truyền động xe ô tô.
Đừng quên chia sẻ bài viết này đến bạn bè và người thân để cùng nhau nâng cao kiến thức về xe ô tô. Chúc các bác tài có những hành trình lái xe an toàn!
