Phần 1: Nghiên cứu hệ thống truyền lực trên ô tô CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ
1.3 Các kiểu bố trí
Hình 1.3: Kiểu bố trí hệ thống truyền động FF (A) và FR (B) Hệ thống truyền động chủ yếu sử dụng là:
- FF (Động cơ đặt trước - Bánh trước chủ động) với kiểu hộp số đặt ngang.
- FR (Động cơ đặt trước- Bánh sau chủ động) với kiểu hộp số đặt dọc.
Ngoải xe sử dụng kiểu đặt FF và FR ra còn có các loại xe 4WD (4 bánh chủ động), RR (Động cơ đặt sau - Cầu sau chủ động) kiểu xe hiện nay ít được sử dụng, và xe Hybrid đang bắt đầu được phát triển.
1.3.1 Kiểu FF (Động cơ đặt trước - Bánh trước chủ động)
- Kiểu thiết kế động cơ đặt trước và kéo dẫn động cả bánh trước chiếm đa số số lượng xe ô tô cỡ nhỏ trong thành phố vì thiết kế gọn gàng giúp tạo thêm không gian cho khoang lái, tăng thêm hiệu suất làm việc của xe vì có thể tối giản hóa hết mức so với các kiểu truyền động khác. Nguyên nhân là khoảng cách truyền tải năng lượng được giảm tối đa, do đó số lượng các chi tiết cơ khí giảm, lượng thoát năng lượng và khối lượng xe cũng giảm và chưa kể giá thành sản xuất của chiếc xe sẽ vì thế mà
giảm thấp hơn.
- Tuy nhiên, ngoài rất nhiều ưu điểm thiết kế kể trên thì vẫn có một số nhược điểm liên quan đến tính năng vận hành của xe. Do được cấu tạo phần lớn được tập trung phần trước xe nên sẽ khó có thể tăng tốc nhanh và luôn thất thế hơn so với xe dẫn động cầu sau trên các đoạn đường thẳng.
- Vì phần lớn trọng lượng tập trung ở phía trước nên ở phía đuôi xe dễ có cảm giác mất kiểm soát lái khi xe vào cua. Nguyên nhân dẫn tới tình trạng trên là vì thiết kế cầu sau nhẹ hơn nên khi vào các khúc cua, các bánh sau không có đủ lực tác dụng lên bề mặt đường để tạo độ bám vì vậy bánh sau sẽ dễ bị trượt và ma sát với mặt đường không còn, nhất là trong điều kiện đường trơn trượt.
- Với kiểu bố trí động cơ đặt trước - bánh trước chủ động như vậy thì cả phần trước của xe đảm nhiệm khá nhiều nhiệm vụ như định hướng, phanh, chịu tải, tăng tốc lên mỗi hai bánh trước mà khiến cho các lốp xe sẽ mau giảm tuổi thọ hơn so với hai bánh sau khi nhiệm vụ chỉ nâng đỡ và di chuyển theo hai bánh trước.
- Tuy nhiên, trình độ khoa học kỹ thuật ngày nay phát triển thì những nhược điểm trên đã dần được khắc phục dù là chưa triệt để nhằm đáp ứng nhu cầu rất lớn của người tiêu dùng cũng như nhà sản xuất. Đó cũng chính là hai ưu điểm lớn nhất của hệ thống dẫn động cầu trước FF: tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu chi phí sản xuất.
- Trên xe với kiểu động cơ đặt trước, bánh trước chủ động thì động cơ, ly hợp, hộp số, cầu chủ động tạo nên một khối lượng đơn nên mô-men động cơ sẽ truyền trực tiếp đến các bánh trước.
Hình 1.4: Kiểu xe FF với hộp số thường 1.3.2 Kiểu FR (Động cơ đặt trước - Bánh sau chủ động)
- Đây là kiểu xe được thiết kế cho những xe cần sức kéo lớn như các xe du lịch, xe bán tải hoặc xe có tải trọng lớn chuyên chở các vật nặng với thiết kế động cơ đặt trước và dẫn truyền mô-men đến bánh sau. Đây là dạng chuyển động của xe khi bánh sau chuyển động thì sẽ đẩy bằng hai bánh trước chuyển động theo xe giúp xe có thể
di chuyển được.
- Những nhược điểm của kiểu xe thiết kế FF lại chính là ưu điểm của kiểu xe thiết kế FR. Rõ rệt nhất chính là sự cân bằng về trọng lượng của xe, với việc chuyển các kết cấu cơ khí nặng ra phía sau, trọng lượng xe được dàn đều trên toàn bộ chiều dài của xe dẫn đến khả năng vận hành ổn định hơn, giảm thiểu các nguy cơ giật, lắc hoặc mất lái khi vào cua và quay vòng.
- Tuy vậy, các thiết kế của xe FR được cải thiện đáng kể hơn khi trình độ phát triển của khoa học kỹ thuật ngày nay của các kỹ sư thiết kế đã cải tiến thêm một số hệ thống
như hệ thống điện tử kiểm soát thân xe sẽ cho phép tối ưu hóa hoạt động của xe ngay cả trong điều kiện không lí tưởng để giúp xe ô tô có được trải nghiệm tốt nhất có thể.
Đó cũng chính là lí do cho sự quay lại của những chiếc xe dẫn động cầu sau trong thời gian sắp tới, thậm chí là đối với những chiếc xe cỡ nhỏ di chuyển trong thành phố.
Hình 1.5: Kiểu xe FR với hộp số thường 1.3.3 Kiểu bốn bánh chủ động 4WD
Hình 1.6: Thiết kế kiểu xe 4WD
- Các xe thường xuyên di chuyển ở mọi địa hình hay điều kiện di chuyển khó khắn cần được trang bị kiểu thiết kế dẫn động bốn bánh chủ động và được dẫn động mô-men
thông qua hộp số phụ.
- Khác với các xe dẫn động thông thường, xe dạng 4WD sẽ được trang bị bộ vi sai ở phía trước và phía sau để giảm thiểu tối đa sự chênh lệch tốc độ quay của các bánh xe trước và sau. Sự hoạt động của các bộ vi sai này đảm bảo được việc truyền công suất đến các bánh xe được đều nhau, làm xe di chuyển êm dịu hơn rất nhiều, kể cả khi xe quay vòng. Đặc điểm của hệ thống 4WD là tất cả các bánh xe đều phải có đường kính giống nhau ở cả trước và sau, mục đích là tránh cho bộ vi sai trung tâm phải làm việc liên tục dễ dẫn đến hư hỏng sau thời gian dài xe chạy.