Trục các đăng là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng

Trục các đăng (trên các xe FR và các xe 4WD) truyền công suất từ hộp số ngang/dọc tới bộ vi sai. Chúng có thể di chuyển lên xuống tương ứng với điều kiện vận hành và triệu tiêu sự thay đổi về chiều dài bằng rãnh then. Người ta thường lắp đặt trục các đăng sao cho bộ vi sai thấp hơn hộp số, do đó trục bị nghiêng đi.

Bởi những lý do này, người ta thường thiết kế trục các-đăng sao cho nó truyền công suất từ hộp số tới bộ vi sai được êm dịu, không chịu ảnh hưởng của những thay đổi nói trên. Hãy cùng VATC tìm hiểu thêm những thông tin về chúng ngay dưới đây.

1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của trục các đăng

1.1. Phần trục

Trục các đăng là một ống thép nhẹ được làm từ thép cacbon, nó đủ khỏe để chống cong và xoắn.

Thông thường, chúng là một ống liền có hai khớp nối ở hai đầu hình hình thành các khớp các đăng. Vì có sự rung động nhẹ ở dải tốc độ cao, nên ngày nay người ta thường sử dụng loại trục các-đăng 3 khớp nối.

• Trục các đăng có hai khớp nối: Tổng chiều dài mỗi đoạn của loại trục tương đối lớn. Điều này có nghĩa là khi trục các-đăng quay ở dải tốc độ cao, nó sẽ có xu hướng cong đi một chút và rung động mạnh hơn do mất đi độ cân bằng.
• Trục các đăng có ba khớp nối: Chiều dài mỗi đoạn trục của trục các-đăng ba khớp nối ngắn hơn, vậy nên độ cong do không cân bằng ngắn hơn. Độ rung động ở dải tốc độ cao từ đó cũng giảm.
• Ổ đỡ giữa: Ổ đỡ giữa sẽ đỡ hai phần của trục các đăng và được lắp qua mặt bích vào các rãnh then hoa ở đầu trục trung gian. Bản thân ổ đỡ giữa có ống lót cao su che chắn và ổ đỡ này lại đỡ các trục các đăng. Nó được lắp vào thân xe bằng một giá đỡ.

Bởi vì người ta tách trục các đăng làm hai đoạn, ống lót cao su sẽ khử độ rung trong trục để ngăn sự rung này truyền tới khung xe. Vậy nên, độ rung và tiếng ồn từ trục các đăng ở dải tốc độ cao sẽ được giảm xuống mức thấp nhất.

1.2. Khớp các đăng

Khớp các đăng có nhiệm vụ của truyền lực các đăngkhử những biến đổi về góc phát sinh từ những thay đổi vị trí tương đối giữa bộ vi sai và hộp số, nhờ vậy mà việc truyền công suất từ hộp số tới bộ vi sai được diễn ra êm dịu.

Khớp các đăng kiểu chữ thập:

• Khớp các đăng kiểu chữ thập được sử dụng phổ biến bởi chúng có cấu tạo đơn giản và hoạt động hiệu quả. Một trong hai chạc đầu trục được hàn vào trục các đăng, chạc còn lại được gắn liền vào một bích nối hoặc một đoạn trục rỗng (khớp trượt).
• Để tránh vòng bi bị văng ra khi trục các đăng đang quay ở dải tốc độ cao, người ta sử dụng một phanh hãm hoặc một tấm chặn để giữ chặt nắp vòng bi trong loại vòng bi mềm này (loại nắp vòng bi cứng không thể tháo rời được).

2. Phân loại trục các đăng

2.1. Theo kết cấu

Trục các đăng rỗng

– Vị trí lắp đặt: đối với các ô tô vận tải, trục các đăng rỗng thường được lắp ở giữa hộp số ô tô (hoặc hộp số phụ) và hộp giảm tốc cầu. Bên cạnh đó, loại trục này cũng được lắp trên ô tô có động cơ đặt phía trước dẫn động ra các cầu phía sau.

– Ưu điểm:

• Trọng lượng nhẹ: Giảm tải trọng cho hệ thống truyền động, tiết kiệm nhiên liệu.
• Số vòng quay nguy hiểm cao: Khả năng chịu xoắn tốt hơn, ít bị gãy đứt khi hoạt động ở tốc độ cao.

– Nhược điểm: kích thước lớn, chiếm nhiều không gian, khó lắp đặt ở những vị trí chật hẹp. Vì vậy chỉ có thể sử dụng ở những vị trí không bị giới hạn về không gian.

Trục các đăng đặc

– Vị trí lắp đặt: Thường được sử dụng ở bộ truyền động các đăng kết nối giữa bánh xe chủ động và hộp giảm tốc cầu.

– Ưu điểm: kích thước nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt ở những vị trí hạn chế không gian.

– Nhược điểm:

• Số vòng quay nguy hiểm thấp: Dễ bị gãy đứt khi hoạt động ở tốc độ cao.
• Độ dài cố định: Không thể điều chỉnh độ dài, hạn chế tính linh hoạt trong thiết kế.

* Trục các đăng còn được chia theo kết cấu khớp các đăng, cụ thể: khớp các đăng mềm và khớp các đăng cứng.

Khớp các đăng mềm:

được làm từ cao su với chiều dài trục là rất ngắn. Giúp thay đổi phương truyền mô men ở mức cực kỳ nhỏ (khoảng 6 độ) và ghép nối giữa các bộ truyền động các đăng để tăng thêm khoảng cách.

Khớp các đăng cứng:

sử dụng chủ yếu trên xe ô tô, sở hữu độ bền cao, góc thay đổi phương truyền lớn. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là có kết cấu phức tạp, cần thường xuyên bảo dưỡng và chăm sóc.

2.2. Theo tốc độ góc

Khớp các đăng đồng tốc

– Vị trí lắp đặt: thường được lắp ở các vị trí không gian hẹp. Các đăng đồng tốc có cùng số răng, module và được thiết kế để ăn khớp với nhau. Khi một đăng quay, đăng còn lại sẽ quay theo với cùng tốc độ và chiều quay.

– Ưu điểm: truyền động êm ái, ít tiếng ồn, đảm bảo tỷ số truyền chính xác. Thường được sử dụng trong các hệ thống yêu cầu độ chính xác cao như hộp số xe hơi, máy công cụ và các thiết bị tự động hóa.

– Nhược điểm: giá thành cao.

Khớp các đăng khác tốc

– Vị trí lắp đặt: thường sử dụng ở bộ truyền giữa hộp số và hộp giảm tốc cầu xe.

– Ưu điểm: sở hữu góc thay đổi mô- men lớn, kết cấu đơn giản, giá thành thấp.

– Nhược điểm: cần kết hợp tối thiểu với một khớp khác tốc nữa mới có thể đáp ứng được yêu cầu chuyển động của bộ truyền động các đăng.

2.3. Theo số lượng khớp các đăng có trong bộ truyền

Khớp các đăng đơn

– Vị trí lắp đặt: thường được lắp ở cầu sau của xe ô tô, đặc biệt là các dòng xe tải nhỏ và xe du lịch.

– Ưu điểm: Ít bộ phận, dễ dàng bảo dưỡng và sửa chữa, giúp giảm tải trọng cho xe, tiết kiệm nhiên liệu.

– Nhược điểm: Không phù hợp với các dòng xe tải lớn hoặc chở hàng nặng, xe dễ bị mất lái khi vào cua ở tốc độ cao hoặc chở tải trọng lệch.

Khớp các đăng kép

– Vị trí lắp đặt: thường được lắp ở cầu sau của xe tải lớn và xe chuyên dụng.

– Ưu điểm: Phù hợp với các dòng xe tải trọng lớn, đảm bảo an toàn khi vận chuyển hàng hóa nặng, giúp xe vận hành êm ái, bám đường tốt, đặc biệt khi vào cua hoặc di chuyển trên địa hình xấu.

– Nhược điểm: Nhiều bộ phận, khó bảo dưỡng và sửa chữa, giá thành sản xuất và thay thế đắt hơn so với trục đơn.

Xem thêm: Vòi phun cao áp: Cấu tạo, nguyên lý và phương pháp sửa chữa

3. Sự thay đổi về tốc độ góc của khớp trục các đăng

Hình ảnh trên minh họa sự thay đổi về tốc độ của trục bị dẫn B, tạo thành một góc 30 độ với trục dẫn động A, khi bán trục A quay ở tốc độ không đổi.

• Khi bán trục A (trục thứ cấp của hộp số) của khớp các đăng quay một vòng, trục bị dẫn B (trục các đăng) cũng quay một vòng.
• Bán kinh quay của khớp này là lớn nhất (r2) khi mà trục chữ thập vuông góc với trục dẫn động (các góc quay là 90 và 270 độ). Nó hơi nhỏ hơn một chút (r1) khi trục chữ thập không vuông góc với trục dẫn động (0 – 180 – 360 độ).
• Bởi vì tốc độ biên của chạc nối ở trục bi dẫn thay đổi mỗi lần quay đi 90 độ, tạo ra sự thay đổi về vận tốc góc đối với trục dẫn động. Sự thay đổi vận tốc góc này trở nên lớn hơn khi góc (a) giữa trục dẫn động A và trục bị dẫn B lớn hơn.
• Các khớp các đăng ở đầu dẫn động (phía hộp số) của khớp kiểu Hook sẽ bị triệu tiêu các biến thiên về vận tốc góc này. Ngoài ra, các trục dẫn động và trục bị dẫn được đặt song song với nhau để tránh những biến động về tốc độ quay và momen quay.

Tham khảo: Các khóa học ngành công nghệ ô tô

3.1. Khớp nối mềm

Đường tâm nối trục các đăng, hộp số và bộ vi sai càng thẳng, thì độ rung và tiếng ồn sẽ càng nhẹ.

Vậy nên, ở một vài xe chở khách kiểu FR mới nhất, người ta sử dụng trục các đăng có góc bằng 0. Trục các đăng này cũng có các khớp nối mềm để đảm bảo ít độ rung và tiếng ồn nhất.

3.2. Khớp nối có tốc độ không đổi

Các khớp nối có tốc độ không đổi truyền mô-men quay êm dịu hơn, nhưng đắt tiền hơn.

4. Vai trò của trục các đăng

Trục các đăng đóng vai trò quan trọng trong hệ thống truyền động của ô tô, cụ thể:

• Đảm nhận nhiệm vụ then chốt là truyền lực và mô-men xoắn từ hộp số đến bộ vi sai.
• Nhờ khả năng thay đổi chiều dài và góc độ linh hoạt, trục các đăng giúp kết nối hai bộ phận này một cách êm ái, ngay cả khi xe di chuyển trên địa hình gồ ghề hay vào cua.
• Có khả năng hấp thụ các rung động và giảm thiểu tiếng ồn, mang lại trải nghiệm lái xe thoải mái hơn.
• Là một mắt xích không thể thiếu, đảm bảo sự vận hành ổn định và hiệu quả của toàn bộ hệ thống truyền động trên ô tô.

Công việc bảo dưỡng và sửa chữa trục các đăng là khá đơn giản, đối với bất kỳ kỹ thuật viên hay thợ sửa chữa ô tô nào có kiến thức nền tảng đều có thể thực hiện được. Chúc các bạn có những kiến thức thú vị với bài viết này.

Nếu bạn quan tâm tới các khóa học về sửa chữa ô tô thì liên hệ ngay với VATC để được tư vấn chi tiết nhất nhé!

Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam – VATC

• Địa chỉ: Số 4-6, Đường số 4, khu phố 6, Phường Hiệp Bình Phước, Thành Phố Thủ Đức, Tp.HCM
• Điện thoại: 0945711717
• Email: info@oto.edu.vn