Trong suốt thời gian học tập tại trường Đại Học Giao Thông Vận Tải TP.HCM, dưới sự truyền đạt kiến thức và giúp đỡ tận tình của quý Thầy Cô giảng viên tại trường là hành trang quý báu cho sự nhận thức và hiểu biết của em ngày hôm nay. Em xin ghi nhận nơi này lòng biết ơn chân thành nhất đối với các thầy cô giảng viên và đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến với thầy Nguyễn Văn Thắng, người đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
TỔNG QUAN HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
Lịch sử hình thành và phát triển hệ thống truyền lực
Sự phát triển các bộ truyền động
Bánh răng đã được sử dụng cách đây hàng 2000 - 1000 năm TCN để nâng cao năng suất lao động cho con người và động vật
Hình 1.1 Bánh xe nước Ai Cập (Sakia) ở Luxor, khoảng 2000 đến 1000 trước Công nguyên
Năm 1784, hộp số có 2 cấp số, ăp khớp bằng cách khớp trượt cài răng vào bánh răng
Hình 1.2 Sự phát triển các bộ phận truyền động năm 1784 - 1834
Năm 1821, hộp số có 2 cấp, ăn khớp bằng cách trượt các bánh răng để ăn khớp với nhau
Năm 1827, bộ bánh răng vi sai đầu tiên xuất hiện
Năm 1834, bộ truyền động bánh răng hành tinh
Năm 1849, bộ truyền dây curoa 2 tốc độ
Năm 1879, bộ truyền bánh răng với sự xuất hiện của số lùi và ly hợp
Năm 1885, bộ côn ly hợp
Năm 1886, bộ vi sai dẫn động bằng dây đai
Hình 1.3 Sự phát triển các bộ phận truyền động năm 1849 – 1886
Năm 1889, hộp số 4 cấp với các bánh răng trượt và có ly hợp
Năm 1890, hộp số 4 cấp với các bánh răng trượt kết hợp với bộ bánh răng truyền lực chính – vi sai
Hình 1.4 Hệ thống truyền lực của 2 hãng nổi tiếng Mayback và Peugoet
Công dụng, yêu cầu của hệ thống truyền lực
1.2.1 Công dụng của hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực trên ô tô là tập hợp các cơ cấu kết nối từ động cơ đến bánh xe chủ động, bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay và biến đổi giá trị mô men truyền Hệ thống này đảm bảo thực hiện các chức năng chính của xe, giúp tối ưu hóa hiệu suất vận hành.
Truyền và biến đổi mô men quay cùng số vòng quay từ động cơ đến bánh xe chủ động là rất quan trọng để đảm bảo sự phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mô men cản sinh ra trong quá trình ô tô di chuyển.
Cắt dòng truyền trong thời gian ngắn hoặc dài
Thực hiện đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ô tô
Tạo khả năng chuyển động êm dịu và thay đổi tốc độ cần thiết trên đường
1.2.2 Yêu cầu của hệ thống truyền lực
Trên hệ thống truyền lực, mối liên kết giữa động cơ, bánh xe và các cơ cấu nối phải đảm bảo đủ khả năng truyền lực Sự quan hệ này được thể hiện qua các yêu cầu chính cần thiết cho hiệu suất hoạt động của hệ thống.
Truyền công suất từ động cơ đến bánh xe chủ động với hiệu suất cao, độ tin
Thay đổi được mô men của động cơ một cách dễ dàng
Cấu tạo đơn giản, dễ dàng bảo dưỡng, sửa chữa.
Các bộ phận chính trên hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực trên ô tô bao gồm các bộ phận quan trọng như ly hợp (bao gồm ly hợp ma sát, ly hợp thủy lực, và biến mô thủy lực), hộp số (gồm hộp số có cấp và hộp số vô cấp), cùng với các bộ phận truyền lực như truyền lực các đăng, truyền lực chính, bộ vi sai và bánh xe chủ động.
Hình 1.5 Bố trí chung của hệ thống truyền lực
Ly hợp là bộ phận quan trọng giúp truyền hoặc ngắt công suất từ động cơ đến hệ thống truyền lực Nó cho phép cắt truyền động một cách nhanh chóng và dứt khoát, đặc biệt khi cần chuyển số một cách êm ái Ngoài ra, ly hợp cũng cho phép động cơ hoạt động khi xe dừng mà không cần phải chuyển hộp số về số trung gian.
Hình 1.6 Cấu tạo của bộ ly hợp ma sát
1 Bánh đà; 2 Đĩa bị động; 3 Đĩa ép;
4 Vỏ ly hợp; 5 Vỏ lò xo ép; 6 Vỏ ly hợp;
7 Lò xo giảm chấn; 8 Ổ bi tì; 9 Càng gạt; 10 Đòn mở;
11 Nạng gạt và đai ốc; 12 Các te; 13 Ổ con lăn; 14 Ổ bi kim Cấu tạo của bộ ly hợp gồm:
Phần chủ động: Gồm những chi tiết bắt trực tiếp hoặc gián tiếp với bánh đà như: Bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp, lò xo ép
Phần bị động: Gồm các chi tiết lắp trực tiếp hoặc gián tiếp với trục bị động (trục sơ cấp của hộp số): Trục bị động, đĩa ma sát
Phần dẫn động điều khiển: Ổ bi mở ly hợp, cần mở ly hợp, các đòn dẫn động, bàn đạp ly hợp
Bộ phận tạo lực ép: Vỏ ly hợp, lò xo ép, đĩa ép
Hộp số có nhiệm vụ chuyển đổi mô men xoắn từ động cơ đến các bánh xe để phù hợp với các chế độ tải Tuy nhiên, sự mất mát công suất trong hộp số là điều không thể tránh khỏi, dẫn đến công suất thực tế đến các bánh xe luôn thấp hơn công suất đầu ra từ trục khuỷu động cơ, phản ánh hiệu suất của hộp số.
Hình 1.7 Cấu tạo hộp số sàn
Hộp số sàn được cấu tạo từ các bộ phận chính như bánh răng, trục hộp số, bộ đồng tốc và ổ bi, tất cả đều được bảo vệ bởi vỏ và nắp hộp số.
Bánh răng: Đây là bộ phận chính, có nhiệm vụ thay đổi tỷ số truyền, từ đó làm thay đổi tốc độ quay giữa các chi tiết
Hộp số dọc thường bao gồm ba trục: trục sơ cấp, trục trung cấp và trục thứ cấp, trong khi hộp số ngang chỉ có hai trục, đó là trục sơ cấp và trục thứ cấp.
Bộ đồng tốc là một bộ phận quan trọng giúp duy trì tốc độ đồng đều cho các bánh răng khi vào số, ngăn chặn tình trạng va đập giữa các bánh răng Nhờ vào tính năng này, quá trình chuyển số của xe trở nên êm ái và dễ dàng hơn.
Vỏ và nắp hộp số: Chứa các bộ phận bên trong hộp số, có nhiệm vụ bảo vệ các bộ phận này khỏi va đập
Truyền động các đăng là phương pháp truyền mô men xoắn giữa các trục không thẳng hàng, với các trục lệch nhau một góc α > 0° Giá trị của góc α thường thay đổi, cho thấy tính linh hoạt trong ứng dụng của hệ thống truyền động này.
Hình 1.8 Cấu tạo trục các đăng
1 Ổ đỡ giữa; 2 Vòng bi trục chữ thập; 3 Chạc đầu trục; 4 Chạc ống trượt; 5 Ống dẫn; 6 Vòng bi trục chữ thập; 7 Chạc đầu trục
Trục các đăng là một ống thép nhẹ làm từ thép cacbon, có khả năng chống cong và xoắn hiệu quả Thường được thiết kế dưới dạng ống liền với hai khớp nối ở hai đầu, tạo thành các khớp các đăng Để giảm thiểu rung động nhẹ ở dải tốc độ cao, hiện nay, trục các đăng 3 khớp nối đang được ưa chuộng hơn.
1.3.4 Bộ vi sai và cầu chủ động
Bộ vi sai giúp các bánh xe quay với tốc độ khác nhau khi xe di chuyển qua các đoạn đường cong hoặc không bằng phẳng, đồng thời điều chỉnh mô men xoắn cho hai trục, đặc biệt khi có sự chênh lệch kích thước lốp.
Cầu xe chủ động nhận công suất từ động cơ và phân phối đến các bánh xe theo phương vuông góc, đồng thời nâng đỡ các bộ phận gắn liền như hệ thống treo và sắt xi.
Hình 1.9 Cấu tạo cầu chủ động
1 Bánh răng vành chậu ; 2 Bánh răng hành tinh; 3 Bánh răng bán trục; 4 Bánh răng quả dứa; 5 Bán trục
Cầu xe có tổng cộng 4 bộ phận chính, bao gồm:
Trục các đăng là bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền lực, có chức năng truyền lực cuối cùng và chứa các bánh răng quả dứa khớp với bánh răng vành chậu Hai bánh răng này giúp giảm số vòng quay và tăng mô men, cải thiện hiệu suất truyền động.
Vỏ bộ vi sai: phần vỏ của bộ vi sai được gắn lên phía bánh răng bị động
Bánh răng hành tinh: ngoài việc kết nối ra thì bánh răng hành tinh còn điều khiển tốc độ của các bánh răng bán trục
Bộ phận bán trục trong/ngoài: có công dụng kết nối bánh răng bán trục với bánh xe.
Các kiểu bố trí hệ thống truyền lực
1.4.1 Hệ thống truyền động FR (Động cơ đặt trước – bánh sau chủ động)
Trên xe với động cơ đặt trước cầu trước chủ động Sơ đồ truyền lực:
5 Động cơ đặt trước (nằm ngang) → ly hợp (ly hợp ma sát, biến mô thủy lực)
Hộp số đặt ngang, bao gồm hộp số có cấp và hộp số vô cấp, đóng vai trò quan trọng trong việc truyền lực chính và bộ vi sai Hệ thống này kết hợp với trục các đăng đồng tốc, dẫn đến bánh xe chủ động, là cách bố trí phổ biến trên xe con.
Hệ thống truyền lực FF có ưu điểm nổi bật là lực được truyền từ động cơ đến bánh xe qua quãng đường ngắn, giúp giảm hao tổn lực Bên cạnh đó, việc hai bánh trước nằm gần vị trí người lái cũng mang lại sự chủ động hơn khi xe vào cua gấp hoặc di chuyển trên những con đường trơn trượt.
Bánh trước dẫn động mang lại lợi ích vượt trội khi xe quay vòng và di chuyển trên đường trơn trượt Sự ổn định hướng tuyệt vời này cải thiện cảm giác lái khi vào cua Việc không có trục các đăng giúp gầm xe thấp hơn, hạ trọng tâm, từ đó tăng cường sự ổn định khi xe di chuyển.
1.4.2 Hệ thống truyền động FR (Động cơ đặt trước – bánh sau chủ động) Động cơ phía trước, cầu chủ động phía sau: Sơ đồ truyền lực: Động cơ đặt trước (nằm dọc) → ly hợp (ly hợp ma sát, biến mô thủy lực) → hộp số đặt dọc ( hộp số có cấp, hộp số vô cấp) → trục các đăng → truyền lực chính, vi sai →
Bán trục → Bánh xe chủ động (thường được bố trí trên xe con, xe khách nhỏ, SUV)
Hệ thống truyền động FR có ưu điểm là động cơ được làm mát nhanh hơn và lực đẩy từ bánh sau giúp thân xe cân bằng hơn Tuy nhiên, nhược điểm của hệ thống này là lực phải di chuyển một quãng đường tương đối xa, dẫn đến thất thoát một phần năng lượng Trục các đăng chạy dọc dưới gầm xe yêu cầu gầm xe phải cao hơn, điều này làm cho không gian nội thất cần phải được bố trí lại, gây bất tiện nếu gầm xe quá thấp.
1.4.1 Hệ thống truyền động RR ( Động cơ đặt sau – bánh sau chủ động)
Hệ thống truyền lực RR với động cơ đặt phía sau và cầu chủ động phía sau tạo thành một khối gọn gàng, bao gồm các thành phần như động cơ, ly hợp, hộp số
Cấu trúc này thường gặp trên các xe khách cỡ lớn Hệ thống truyền động RR này hiện nay đang ít được sử dụng
1.4.2 Hệ thống truyền động 4WD (4 wheel driver – 4 bánh chủ động)
Xe ô tô sử dụng hệ thống điều khiển chủ động cho cả 4 bánh, tuy nhiên cấu tạo của hệ thống này khá phức tạp Để xe hoạt động ổn định, cần ít nhất 3 bộ vi sai được lắp đặt tại cầu trước, cầu sau và ở giữa xe.
Hệ dẫn động này thường được sử dụng trên những chiếc xe địa hình do chúng cần độ bám đường lớn
- Phân loại hệ thống truyền động 4WD:
4WD thường xuyên có khớp mềm V a) Hệ thống 4WD gián đoạn
Với loại 4WD này, người lái phải chuyển đổi giữa chế độ 2WD và 4WD bằng hộp số phụ theo điều kiện của đường xá
Bình thường, xe chạy theo chế độ 2WD, còn khi đường xấu và có tuyết, v.v thì sử dụng 4WD
Hệ thống 4WD gián đoạn có kết nối trực tiếp giữa các truyền lực phía trước và phía sau, dẫn đến hiện tượng phanh khi xe quay vòng, gây ra cảm giác không êm ái trong quá trình điều khiển.
Vì vậy, cần phải chuyển từ chế độ 4WD về 2WD khi xe chạy trên đường bình thường
Hình 1.13 Hệ thống 4WD gián đoạn b) Hệ thống 4WD thường xuyên
Hình 1.14 Hệ thống 4WD thường xuyên
Xe 4WD thường xuyên có thể hoạt động trong mọi điều kiện đường xá, từ đường bình thường đến đường gồ ghề và có hệ số ma sát thấp Các loại xe này thường được trang bị bộ vi sai trung tâm, giúp cải thiện khả năng kiểm soát và ổn định khi di chuyển Hệ thống 4WD thường xuyên cũng có khớp mềm V, mang lại hiệu suất vận hành tối ưu trong nhiều tình huống khác nhau.
Hệ thống 4WD trang bị khớp mềm V cho phép xe hoạt động hiệu quả ở chế độ 2WD trong điều kiện chạy bình thường, giúp giảm thiểu sự chênh lệch tốc độ quay giữa các bánh xe trước và sau.
Hình 1.15 Hệ thống 4WD thường xuyên có khớp mềm V Ưu nhược điểm của hệ thống treo 4WD
Tính ổn định khi quay vòng của xe được cải thiện nhờ vào việc cả bốn bánh xe đều truyền lực đồng đều, thay vì chỉ hai bánh Điều này giúp giảm tải trọng trên mỗi lốp, cho phép sử dụng lực quay vòng một cách hiệu quả hơn, từ đó tạo ra sự quay vòng rất ổn định.
Xe 4WD có tính ổn định cao khi chạy trên đường thẳng nhờ vào lực bám dư của mỗi lốp xe, giúp xe không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài Điều này mang lại sự an toàn và kiểm soát tốt hơn khi di chuyển.
Lốp của xe 4WD có độ bám gần gấp đôi so với xe 2WD, giúp cải thiện khả năng khởi hành và tăng tốc Điều này đặc biệt quan trọng ngay cả khi xe được trang bị động cơ công suất cao, mang lại hiệu suất vận hành vượt trội.
Xe 4WD có khả năng leo dốc vượt trội nhờ lực bám gần gấp hai lần so với xe 2WD, cho phép nó chinh phục những con dốc mà xe 2WD không thể thực hiện.
HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC AWD
Hệ thống truyền lực AWD
Hệ thống truyền lực AWD (All-Wheel Drive) là một công nghệ dẫn động 4 bánh toàn thời gian, cho phép xe luôn hoạt động với cấu hình dẫn động 4 bánh mà không cần phân biệt giữa các chế độ Low hay High AWD sử dụng công nghệ điện tử và thuật toán tiên tiến để tối ưu hóa hiệu suất vận hành của xe trong mọi điều kiện.
Hệ thống dẫn động bốn bánh All-Wheel Drive (AWD) cung cấp khả năng phân phối lực cho tất cả các bánh xe, bất kể là bán thời gian hay theo yêu cầu của người điều khiển Xe trang bị AWD luôn có bộ vi sai với khả năng khóa, giúp tối ưu hóa hệ dẫn động Phổ biến nhất trong các hình thức AWD là 4×4, cho phép điều chỉnh lực giữa các cầu.
Sự phát triển của hệ thống truyền lực AWD
Chiếc Dernburg-Wagen, mẫu xe dẫn động AWD đầu tiên do Daimler-Motoren-Gesellschaft (DMG) sản xuất vào năm 1907, nổi bật với thiết kế 4 bánh dẫn hướng Vào năm 1908, mẫu xe này đã gây ấn tượng mạnh khi hoàn thành hành trình hàng ngàn cây số từ miền nam nước Đức đến Tây Phi, hiện nay là Cộng hòa Namibia.
Hình 2.1 Mẫu xe Dernburg-Wagen
Các dòng xe sử dụng hệ thống dẫn động AWD trong thời kỳ này vẫn chưa đạt được tính thông minh và khả năng biến thiên tỷ số truyền giữa hai cầu như hiện tại Hệ dẫn động AWD chủ yếu dựa trên cấu trúc 4WD với khóa vi sai và tỷ số truyền cố định, phản ánh giai đoạn sơ khai Đây là nền tảng cho sự phát triển của các hệ thống dẫn động 4 bánh toàn thời gian thông minh trong tương lai.
Từ năm 1972, Subaru đã ghi dấu ấn trong ngành ô tô với việc ra mắt mẫu Leone, trang bị hệ thống dẫn động 4 bánh toàn thời gian tiên tiến đầu tiên trên thế giới Năm 1973, Jeep cũng không kém phần ấn tượng khi giới thiệu hệ thống dẫn động Quadra Trac, được trang bị trên ba mẫu xe nổi bật: Wagoneer, Cherokee và Gladiator.
Vào năm 1980, Audi ra mắt hệ thống dẫn động Quattro, đánh dấu bước tiến lớn trong công nghệ ô tô Đến năm 1985, Mercedes-Benz giới thiệu hệ thống 4MATIC, cung cấp khả năng dẫn động 4 bánh toàn thời gian Cùng năm đó, BMW cũng giới thiệu hệ thống AWD trên mẫu E30 325iX, và đến năm 2003, hãng chính thức sử dụng tên gọi xDrive cho hệ thống này.
Sau Subaru, các hãng xe Nhật Bản đã phát triển hệ dẫn động AWD riêng với những tên gọi đặc trưng Nissan giới thiệu hệ thống ATTESA vào năm 1987, trong khi Toyota ra mắt All-Trac vào năm 1988.
Mitsubishi đã tiên phong trong việc trang bị hệ dẫn động AWD cho mẫu xe biểu tượng 3000GT từ năm 1990, và sau đó chính thức đặt tên hệ thống này là S-AWC (Super All-Wheel Control) vào năm 2007 Honda cũng đã giới thiệu Hệ thống phân phối mô-men xoắn chủ động ATTS vào năm 1997, và sau đó cải tiến với tên gọi SH-AWD ra mắt năm 2004, tuy nhiên chậm chân hơn Mitsubishi trong việc phát triển công nghệ này.
Cấu tạo của hệ thống truyền lực AWD
Hệ thống truyền lực AWD bao gồm các thành phần chính như động cơ, ly hợp, hộp số, bộ vi sai trung tâm và trục các đăng phía trước và phía sau.
Hệ thống AWD bao gồm ba bộ vi sai: một vi sai trung tâm và hai vi sai trước/sau, được lắp đặt ở cầu trước và cầu sau, cùng với hai trục các đăng phía trước và phía sau, giúp bánh xe chủ động hoạt động hiệu quả.
Hình 2.2 Các bộ phận của hệ thống truyền lực AWD
Cụm truyền lực cầu trước Động cơ
Hộp số Đầu trục ra hộp số Bộ vi sai trung tâm
Cụm truyền lực cầu sau Trục các đăng
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí hệ thống AWD Front/rear drive shaft: Trục các đăng trước/sau;
Front/rear/center differential: Bộ vi sai trước, sau, trung tâm
2.3.1 Bộ vi sai trung tâm
Hệ thống truyền động AWD trang bị cho xe khả năng điều khiển cả 4 bánh, với 2 bộ vi sai trên mỗi cầu giúp các bánh quay với vận tốc khác nhau khi vào cua, đảm bảo sự ổn định Ngoài ra, bộ vi sai trung tâm phân bố năng lượng và vận tốc giữa cầu trước và cầu sau, tối ưu hóa hiệu suất vận hành của xe.
Hình 2.4 Cấu tạo bộ vi sai trung tâm AWD
O-ring: Vòng đệm hình O; ring gear: vòng răng bánh đà; control coupling: khớp nối điều khiển; inner bearing race: rãnh trong ổ bi; inner bearing: ổ bỉ; washer: vòng đệm; driven pinion: trục bánh răng điều khiển; spacer: miếng đệm; oil seal: phớt dầu; center differential lock sleeve: khóa ống lót vi sai trung tâm; snapring: vòng chặn; intermediate differential side gear: bánh răng côn trục cầu xe trung gian; dust deflector: bộ làm lệch bụi
Trục các đăng là bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền động của xe, giúp truyền chuyển động quay từ động cơ đến cầu trước và cầu sau Nó được chia thành trục cầu trước và trục cầu sau, đảm bảo cả hai cầu có thể hoạt động hiệu quả trên các bề mặt khác nhau, đặc biệt là trong điều kiện đường ghồ ghề.
Hình 2.5 Trục các đăng Flange yoke: mép niềng; U-joint bearing plate: bạc lót chữ U;
The slip yoke BP style features a tube shaft connection and a U-joint bearing, essential components for efficient power transmission The tube serves as the conduit for motion, while the tube yoke ensures a secure link between the drive shaft and the vehicle's drivetrain Understanding these elements is crucial for maintaining optimal performance in automotive applications.
Midship shaft: trục tàu giữa; And yoke: kết thúc mối nối
2.3.3 Khớp nối nhớt (Viscous coupling)
Các khớp nối nhớt trong bộ truyền động của xe giúp dẫn động trục với lực kéo thấp, thay thế cho bộ vi sai giữa các trục Bộ ly hợp nhớt trong hệ dẫn động AWD là một bộ phận khép kín, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
Hệ thống AWD hoạt động thông qua một chuỗi các thành phần liên kết chặt chẽ, bắt đầu từ động cơ, tiếp đến là cụm hộp số, sau đó là bộ vi sai trung tâm, tiếp theo là vi sai trước và sau, rồi đến trục các đăng trước và sau, cuối cùng là các bánh xe.
Nguyên lý hoạt động
Hệ thống điều khiển trung tâm của xe hoạt động tự động mà không cần sự can thiệp của người lái, tuy nhiên, một số hệ thống cho phép lựa chọn mức độ kiểm soát mô men xoắn Các cảm biến trên xe cung cấp thông tin về độ lệch thân xe, tốc độ và vị trí bướm ga, từ đó hệ thống sử dụng thuật toán chính xác để điều khiển lực truyền đến từng bánh xe Mô men xoắn được phân phối qua các bộ vi sai, khớp nối nhớt hoặc ly hợp đa đĩa, giúp tối ưu hóa lực kéo và đảm bảo xe vận hành êm ái trên mọi điều kiện địa hình.
Ưu, nhược điểm của hệ thống truyền lực AWD
Hệ thống có khả năng tự động điều chỉnh lực kéo cho cầu trước, cầu sau hoặc cả hai, đảm bảo luôn truyền mô-men xoắn đến các bánh xe trong mọi tình huống.
Hệ thống này được thiết kế nhằm tăng hiệu suất trên mọi điều kiện thời tiết
Làm việc tự động bằng cách tính toán tín hiệu mức ga và góc đánh vô-lăng giúp kiểm soát bộ ly hợp, cải thiện độ bám đường và nâng cao khả năng điều khi
Hệ thống dẫn động bốn bánh AWD tự động kích hoạt phanh khi phát hiện bánh xe bị trượt hoặc có sai số về tốc độ, giúp phân bổ lại mô-men xoắn giữa hai cầu xe.
Tăng lượng tiêu hao nhiên liệu
Tăng trọng lượng cũng như độ phức tạp của xe
Không thực sự tốt ở điều kiện địa hình quá hiểm trở
Chi phí sữa chữa bảo dưỡng cao hơn so với các hệ thống khác
Hệ thống truyền lực trên các ô tô hiện đại
Một số tên gọi AWD khác của riêng từng hãng xe:
Tại Việt Nam, hệ thống dẫn động bốn bánh (AWD) thường không được trang bị trên các mẫu xe Sedan và Hatchback do giá thành cao và quy trình sản xuất phức tạp.
2.6.1 Hệ dẫn động 4 bánh toàn thời gian HTRAC (HUYNDAI)
2.6.1.1 Hệ dẫn động 4 bánh HTRAC là gì?
“H” là viết tắt cho “Hyundai”
“TRAC” là viết tắt cho “Traction” (lực kéo)
Công nghệ HTRAC được Hyundai ra mắt lần đầu vào tháng 10/2013, với ứng dụng đầu tiên trên mẫu xe Genesis Đến năm 2018, HTRAC đã được cập nhật và trang bị cho mẫu xe Hyundai Santa Fe, đánh dấu bước tiến mới trong công nghệ của hãng.
Hệ dẫn động HTRAC của Hyundai là hệ thống điều khiển phân bố lực kéo 4 bánh toàn thời gian, giúp kiểm soát tốc độ và điều kiện vận hành mặt đường Hệ thống này tối ưu hóa lực phanh giữa hai bên trái và phải, đồng thời phân bổ lực kéo giữa bánh trước và bánh sau, đảm bảo an toàn khi vào cua và lái xe trên đường mất độ bám.
2.6.1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ dẫn động 4 bánh HTRAC
Hệ thống HTRAC được thiết kế với hộp điều khiển tích hợp trong hộp số, giúp truyền năng lượng đến hai bánh trước của xe Bộ vi sai điện tử chống trượt trung tâm điều chỉnh lực kéo giữa cầu trước và cầu sau, trong khi momen xoắn được phân bổ chính xác nhờ vào hệ thống cảm biến điện tử So với Quattro của Audi, HTRAC có cấu tạo đơn giản hơn, cho phép linh hoạt trong việc áp dụng cho cả hệ dẫn động cầu trước và cầu sau.
HTRAC sẽ thu thập các tham số dữ liệu từ những hệ thống an toàn điện tử trên xe, bao gồm cân bằng điện tử ECS, kiểm soát lực kéo TCS, chống bó cứng phanh ABS và kiểm soát hệ thống cân bằng VCM.
Tùy thuộc vào từng model xe, việc cài đặt tham số sẽ khác nhau Đối với SantaFe, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh lực kéo và phân bổ trên các bánh xe theo từng chế độ lái, đảm bảo sự phù hợp và hiệu suất tối ưu.
COMFORT: Phân bổ lực kéo bánh trước – bánh sau 80:20 ~ 65:35
SPORT: Phân bổ lực kéo bánh trước – bánh sau 65:35 ~ 50:50
SMART: Linh hoạt phân bổ và chọn lựa chế độ lái theo cảm biến chân ga
Khóa vi sai trung tâm điện tử giúp phân bổ lực kéo cân bằng giữa các bánh 50:50 nhằm vượt địa hình khó
HTRAC có khả năng phân bổ mô-men linh hoạt nhờ vào việc tự động nhận diện sự thay đổi độ bám của bánh xe trong các điều kiện đường khác nhau Hệ thống sẽ điều chỉnh lực kéo cho từng bánh xe, đảm bảo khả năng vận hành linh hoạt tối ưu Quá trình này được thực hiện thông qua hệ thống cảm biến kiểm tra liên tục với tần suất 0,1 giây mỗi lần.
Hyundai đã trang bị công nghệ dẫn động bốn bánh toàn thời gian HTRAC thông minh, giúp hãng vượt trội hơn so với nhiều đối thủ trong cùng phân khúc Công nghệ này mang lại khả năng đi địa hình xuất sắc và trải nghiệm vận hành linh hoạt, ổn định hơn cho người dùng.
Hình 2.10 chế độ comfort/Smart
Chế độ Comfort trên Hyundai Santa mang lại cảm giác lái nhẹ nhàng và thoải mái Tuy nhiên, chân ga phản hồi chậm hơn khi người lái tăng tốc, điều này có thể ảnh hưởng đến trải nghiệm lái xe Hộp số 8 cấp hoạt động hiệu quả trong chế độ này, giúp cải thiện khả năng vận hành tổng thể.
Xe đạt vòng tua 1.700 vòng/phút khá sớm và duy trì ổn định ở 1.800 vòng/phút khi di chuyển với tốc độ 120 km/h Chế độ này rất phù hợp cho việc vận hành
Chế độ Smart sẽ tự động chuyển đổi giữa các chế độ lái khác tùy thuộc vào địa hình, tốc độ và phong cách lái
Chế độ Eco trên Hyundai Santa Fe 2019 mang lại trải nghiệm lái xe thoải mái với sự điều khiển trung tính ở vô-lăng, chân ga và hộp số Đây là lựa chọn lý tưởng cho những tài xế muốn vận hành xe một cách dễ dàng trên nhiều loại địa hình mà không cần lo lắng về chế độ lái Khi chuyển sang chế độ Sport trên đường cao tốc, vô-lăng sẽ phản hồi nhanh nhạy hơn, nâng cao cảm giác lái.
Xe Fe 2019 có độ đầm chắc và nhạy bén hơn, với cảm giác chân ga được cải thiện rõ rệt, phản hồi gần như ngay lập tức Chỉ cần nhấn nhẹ chân ga, vòng tua máy nhanh chóng vượt qua 2.000 vòng/phút và xe sang số ở khoảng 2.300 vòng/phút Khi đạt tốc độ tối đa 120 km/h và duy trì ổn định, đồng hồ tua máy sẽ nhanh chóng trở về mức 1.800 vòng/phút.
Chế độ Sport của Hyundai SantaFe 2020 mang lại cảm giác lái đầm chắc và nhạy bén hơn, với phản hồi chân ga nhanh chóng Chỉ cần nhấn nhẹ chân ga, vòng tua máy lập tức vượt qua 2.000 vòng/phút và sang số ở khoảng 2.300 vòng/phút Khi đạt tốc độ tối đa 120 km/h, đồng hồ tua máy nhanh chóng trở về mức 1.800 vòng/phút, cho thấy khả năng vận hành ổn định của xe.
Hệ thống dẫn động HTRAC là một tính năng quan trọng trên các phiên bản đặc biệt và Premium của Hyundai SantaFe 2020, mang lại khả năng vận hành tối ưu và an toàn trên nhiều loại địa hình và điều kiện thời tiết khác nhau.
Hiện nay, phân khúc SUV 7 chỗ đang có sự cạnh tranh quyết liệt, với Ford Everest gặp sự cố chảy dầu ở động cơ 2.0L Bi-Turbo và Fortuner cần nâng cấp để không bị tụt lại Trong bối cảnh đó, Santa Fe đã chứng tỏ được sức hút của mình khi đáp ứng nhu cầu của khách hàng Việt Nam với thiết kế đẹp, khả năng vận hành ấn tượng cùng trang bị đầy đủ Nếu Santa Fe tiếp tục duy trì phong độ này, nó sẽ giữ vững vị thế trong thị trường SUV 7 chỗ.
Fe sẽ tiếp tục gặt hái thành công và trở thành một tượng đài mới trong phân khúc SUV 7 chỗ tại Việt Nam
2.6.2 Hệ dẫn động 4 bánh toàn thời gian 4MOTION của Volkswagen
BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC AWD
Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống truyền lực AWD
Hệ thống truyền lực AWD là một công nghệ tiên tiến, nhưng cũng dễ gặp phải một số hư hỏng ở các bộ phận như ly hợp nhớt, hộp số, vi sai, cầu xe, khớp nối, truyền động các đăng và bánh xe Ngoài ra, hư hỏng cũng có thể xảy ra ở bộ phận điều khiển và nhận biết tín hiệu Để duy trì hiệu suất của hệ thống, việc bảo dưỡng ly hợp nhớt là rất quan trọng.
Ly hợp nhớt khi hoạt động sai, hư hỏng thì nó chỉ có biện pháp thay thế như một bộ phận lắp ráp b) Bảo dưỡng hộp số
- Kiểm tra dầu bảo dưỡng định kỳ
- Bảo dưỡng hệ thống làm mát của động cơ
- Để xe nóng lên trước khi di chuyển
- Không sử dụng ô tô để kéo tải nặng c) Bảo dưỡng cầu xe
Các hư hỏng chính trong hệ thống truyền động bao gồm mòn hoặc gãy răng của bánh răng, hỏng hóc vòng bi, mòn rãnh then hoa và mối ghép của các bán trục, cũng như hỏng trục bánh răng hành tinh và các đệm bao kín, đệm điều chỉnh.
Vỏ cầu bị cong vênh sẽ được nắn lại trên bàn nắn, trong khi các cổ lắp vòng bi bị mòn sẽ được sửa chữa và phục hồi thông qua hàn đắp và gia công để đạt kích thước nguyên thủy Đối với ren hỏng, quá trình phục hồi sẽ được thực hiện bằng cách làm lại ren với kích thước mới.
Kiểm tra và điều chỉnh biến dạng của dầm cầu trước là cần thiết để đảm bảo góc nghiêng thiết kế của lỗ lắp trục đứng, vì điều này ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định lái Nếu trục đứng bị mòn, cần thay thế bằng trục mới để duy trì hiệu suất và an toàn.
Bộ truyền lực chính và bộ vi sai được sửa chữa và phục hồi tương tự như hộp số Khi bánh răng và trục bánh răng hành tinh bị mòn hoặc hỏng, cần thay mới để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
Khi bán trục bị xoắn, cần phải loại bỏ, trong khi nếu bị cong nhẹ có thể nắn lại Để phục hồi then hoa hỏng, có thể sử dụng phương pháp hàn đắp và làm lại răng hoặc cắt bỏ và hàn nối đầu then hoa mới Tuy nhiên, việc phục hồi đầu then hoa chỉ nên thực hiện trong trường hợp phụ tùng thay thế khan hiếm hoặc khó mua Trong trường hợp bình thường, nếu đầu then hoa hỏng, cần thay thế bằng bán trục mới Bảo dưỡng bộ vi sai cũng là một yếu tố quan trọng cần chú ý.
Kiểm tra các chi tiết của bộ vi sai
Làm sạch và kiểm tra các chi tiết đã tháo, xác định độ mòn, hư hỏng và tình trạng kẹt Nếu phát hiện hư hỏng, tiến hành sửa chữa hoặc thay thế chi tiết khi cần thiết.
- Kiểm tra hư hỏng, mòn hoặc cháy vòng bi
- Kiểm tra hư hỏng hoặc mòn của các bu lông
- Kiểm tra hư hỏng, mòn hoặc cháy của bánh răng vành chậu hoặc bánh răng quả dứa
- Kiểm tra vết nứt trên vỏ bộ vi sai
- Kiểm tra độ mòn những phần lắp ráp của vòng bi bán trục và bánh răng bán trục
- Kiểm tra hư hỏng, mòn hoặc cháy của bánh răng
- Kiểm tra khe hở của các bánh răng hành tinh
- Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ vòng bi của bánh răng quả dứa
- Kiểm tra, điều chỉnh độ rơ ăn khớp
- Kiểm tra độ rơ các vòng bi của bánh răng vành chậu
- Kiểm tra và điều chỉnh vết tiếp xúc răng giữa hai bánh răng e) Hư hỏng các đăng
- Kiểm tra: dùng kính phóng đại để quan sát các vết nứt bên ngoài trục và các khớp nối của truyền động trục các đăng
Khi vận hành ô tô, cần chú ý lắng nghe tiếng kêu ở cụm truyền động trục các đăng Nếu phát hiện tiếng kêu khác thường, việc kiểm tra và sửa chữa kịp thời là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu suất của xe.
- Kiểm tra truyền động trục các đăng khác tốc
- Trục và nạng bị nứt, mòn phần then hoa quá giới hạn cho phép cần được thay mới
- Trục bị cong có thể nắn trên thiét bị, nếu bị vênh phải thay thế
Các lỗ lắp bi hoặc rãnh bi bị mòn quá mức cho phép có thể được phục hồi thông qua phương pháp mạ thép hoặc hàn đắp, sau đó gia công lại để đạt kích thước danh định Đối với lỗ ren bị hỏng, tiến hành hàn đắp và sau đó ta có thể thực hiện việc tạo ren lại.
Trục chữ thập bị nứt và phần lắp ổ bi mòn vượt quá giới hạn cho phép có thể được phục hồi bằng phương pháp mạ thép hoặc hàn đắp, sau đó gia công lại để đạt kích thước danh định.
- Các ổ bi kim (hoặc các viên bi) mòn, gãy phải thay thế
- Các phanh hãm và đệm, phớt chắn mỡ hỏng đều được thay mới
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG KHAI THÁC MÔ HÌNH HỆ THỐNG TREO ĐỘC LẬP TRÊN Ô TÔ CAMRY VÀ HỘP SỐ XE CON
4.1 Chọn vật liệu và dụng cụ tiến hành làm khung giá đỡ mô hình:
Mục đích của việc cắt bổ hệ thống treo là để khám phá cấu tạo và nguyên lý hoạt động bên trong, từ đó giúp hiểu rõ hơn về quy trình bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống này.
Vật liệu được chọn cần có khả năng chịu lực tốt, đồng thời dụng cụ sử dụng phải phù hợp, thuận tiện và đảm bảo yếu tố an toàn.
Bảng vật liệu cần thiết:
Số thứ tự Vật liệu được chọn
1 Các thanh sắt dạng hộp vuông và chữ nhật
2 Các bánh xe để di chuyển mô hình
3 Các thép dạng tấm, dang ống để cố định các thanh, trục, tay đòn
Bảng dụng cụ cần chuẩn bị:
Số thứ tự Dụng cụ cần chuẩn bị
6 Cờ lê và cần xiết lực
4.2 Tiến hành tháo rã các chi tiết từ xe và lắp đặt thành mô hình
4.2.1 Tiến hành tháo rã các chi tiết từ xe
Hình 4 13Các chi tiết vừa được tháo rã từ xe
Tháo rã các chi tiết gồm:
- Hệ thống treo (bộ phận đàn hồi, bộ phận giảm chấn, bộ phận dẫn hướng)
4.2.2 Tiến hành vệ sinh và lắp đặt mô hình
Bước 1: Vệ sinh tất cả các chi tiết
Bước 2: Tiến hành phun sơn các chi tiết thành màu đen
Bước 3: Xác định kích thước khung giá đỡ mô hình, lên bảng vẽ và tiết hành cắt thép dạng hộp
Bước 4: Làm phần khung sàn và hàn 4 bánh xe di chuyển mô hình
Hình 4 14 Phần khung sàn có 4 bánh xe di chuyển mô hình
Bước 5: Hàn giá đỡ hệ thống treo mô phỏng khung xe
Hình 4 15 Hàn thêm khung giá đỡ mô hình
Bước 6: Tiến hành lắp ráp cụm cơ cấu phanh, bánh xe vào hệ thống treo đã phun sơn trước đó
Bước 7: Lắp mô hình lên khung giá đỡ và tiến hành bắt ốc, hàn nẹp
Hình 4 16 Hoàn thiện mô hình hệ thống treo độc lập
Bước 8: Tiến hành cắt vỏ mô hình để lộ kết cấu bên trong hệ thống Cắt bộ phận giảm chấn:
Hình 4 17 Bộ phận giảm chấn đã cắt vỏ lộ cấu tạo bên trong
Bước 9: Cắt xi lanh phanh bánh xe
Hình 4 18 Xi lanh phanh bánh xe đã cắt lộ rõ piston phanh và đường dầu vào
4.3 Cấu tạo mô hình hệ thống treo độc lập
Hình 4 19 Toàn bộ mô hình hệ thống treo độc lập
Cấu tạo mô hình hệ thống treo độc lập gồm:
- Bộ phận đàn hồi: là lò xo xoắn, có tác dụng hấp thụ dao động theo phương thẳng đứng tạo độ êm dịu cho người lái
Bộ phận giảm chấn là một hệ thống giảm chấn thủy lực, có chức năng dập tắt dao động từ bánh xe lên thân xe, giúp tăng cường tính êm dịu cho hành khách ngồi trên xe.
Hình 4 21 Giảm chấn thủy lực
- Bộ phận dẫn hướng: là các tay đòn
4.4 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo độc lập
4.4.1 Cấu tạo mô hình hệ thống treo độc lập gồm:
- Bộ phận đàn hồi: là lò xo xoắn, có tác dụng hấp thụ dao động theo phương thẳng đứng tạo độ êm dịu cho người lái
Bộ phận giảm chấn là thiết bị giảm chấn thủy lực, giúp dập tắt dao động từ bánh xe lên thân xe, mang lại sự êm ái cho hành khách ngồi trên xe.
- Bộ phận dẫn hướng: là các tay đòn