Trục các đăng ô tô: Cấu tạo, phân loại và vai trò trong hệ thống truyền động

Trục các đăng là bộ phận then chốt trong hệ thống truyền động xe FR và 4WD, đảm nhận việc truyền công suất từ hộp số đến bộ vi sai. Với khả năng di chuyển linh hoạt và thích ứng với điều kiện vận hành thay đổi, trục các đăng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo xe hoạt động êm ái và hiệu quả.

Vị trí của trục các đăng

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Phần thân trục

Thân trục các đăng được chế tạo từ ống thép carbon chất lượng cao, đủ độ bền để chống cong và xoắn trong quá trình vận hành. Tùy theo thiết kế, trục có thể là dạng liền khối hoặc chia làm nhiều đoạn:

Trục hai khớp nối có tổng chiều dài mỗi đoạn tương đối lớn. Khi quay ở tốc độ cao, trục dễ bị cong và rung động do mất cân bằng, ảnh hưởng đến độ êm ái khi vận hành.

Trục ba khớp nối khắc phục nhược điểm trên bằng cách rút ngắn chiều dài mỗi đoạn. Điều này giảm thiểu độ cong do mất cân bằng, từ đó hạn chế rung động ở dải tốc độ cao.

Hình ảnh thực tế của trục các đăng

Ổ đỡ giữa trên trục ba khớp nối đỡ hai phần trục và được lắp qua mặt bích vào rãnh then hoa ở đầu trục trung gian. Ổ đỡ có ống lót cao su che chắn và được gá vào thân xe bằng giá đỡ chuyên dụng. Nhờ ống lót cao su, độ rung trong trục được hấp thụ hiệu quả, ngăn không cho rung động truyền đến khung xe.

Khớp các đăng

Khớp các đăng có nhiệm vụ truyền lực các đăng và khử những biến đổi về góc phát sinh từ thay đổi vị trí tương đối giữa bộ vi sai và hộp số. Nhờ đó, việc truyền công suất từ hộp số đến bộ vi sai diễn ra êm dịu.

Khớp các đăng

Khớp các đăng kiểu chữ thập được sử dụng phổ biến nhờ cấu tạo đơn giản và hoạt động hiệu quả. Một trong hai chạc đầu trục được hàn vào trục các đăng, chạc còn lại gắn liền vào bích nối hoặc đoạn trục rỗng (khớp trượt).

Để tránh vòng bi bị văng ra khi trục quay ở tốc độ cao, người ta sử dụng phanh hãm hoặc tấm chặn giữ chặt nắp vòng bi trong loại vòng bi mềm (loại nắp vòng bi cứng không thể tháo rời).

Cấu tạo của trục các đăng

Phân loại trục các đăng

Theo kết cấu

Trục các đăng rỗng thường được lắp giữa hộp số (hoặc hộp số phụ) và hộp giảm tốc cầu trên xe vận tải, hoặc trên ô tô có động cơ đặt phía trước dẫn động cầu sau.

Ưu điểm: Trọng lượng nhẹ giúp giảm tải trọng cho hệ thống truyền động và tiết kiệm nhiên liệu. Số vòng quay nguy hiểm cao, khả năng chịu xoắn tốt, ít bị gãy đứt khi hoạt động ở tốc độ cao.

Nhược điểm: Kích thước lớn, chiếm nhiều không gian, khó lắp đặt ở vị trí chật hẹp.

Trục các đăng đặc 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 lắp đặt ở 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.

Theo tốc độ góc

Khớp các đăng đồng tốc thường được lắp ở 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 hộp số xe hơi, máy công cụ và thiết bị tự động hóa.

Nhược điểm: Giá thành cao.

Khớp các đăng khác tốc thường sử dụng ở bộ truyền giữa hộp số và hộp giảm tốc cầu xe.

Ưu điểm: 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 đáp ứng được yêu cầu chuyển động của bộ truyền động các đăng.

Theo số lượng khớp

Khớp các đăng đơn thường được lắp ở cầu sau của ô tô, đặc biệt là xe tải nhỏ và xe du lịch.

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

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

Khớp các đăng kép thường được lắp ở cầu sau của xe tải lớn và xe chuyên dụng.

Ưu điểm: Phù hợp với 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.

Biến thiên tốc độ góc của khớp trục các đăng

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

Khi bán trục A (trục thứ cấp của hộp số) quay một vòng, trục bị dẫn B (trục các đăng) cũng quay một vòng. Tuy nhiên, bán kính quay của khớp thay đổi theo vị trí của trục chữ thập:

• Lớn nhất (r2) khi trục chữ thập vuông góc với trục dẫn động (góc quay 90° và 270°)
• Nhỏ hơn (r1) khi trục chữ thập không vuông góc với trục dẫn động (0° – 180° – 360°)

Tốc độ biên của chạc nối ở trục bị dẫn thay đổi mỗi lần quay đi 90°, tạo ra sự thay đổi về vận tốc góc đối với trục dẫn động. Sự thay đổi này trở nên lớn hơn khi góc giữa trục dẫn động A và trục bị dẫn B lớn hơn.

Khớp nối mềm

Khớp nối mềm

Đường tâm nối trục các đăng, hộp số và bộ vi sai càng thẳng, độ rung và tiếng ồn sẽ càng nhẹ. Vì vậy, ở một số xe chở khách kiểu FR mới nhất, người ta sử dụng trục các đăng có góc bằng 0 kết hợp với khớp nối mềm để đảm bảo ít độ rung và tiếng ồn nhất.

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 so với khớp thông thường.

Vai trò của trục các đăng trong hệ thống truyền động

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

• 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 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 tương đối đơn giản, phù hợp với kỹ thuật viên có kiến thức nền tảng về hệ thống truyền động ô tô. Để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất hoạt động, nên kiểm tra định kỳ các khớp nối, ổ đỡ và bôi trơn theo khuyến cáo của nhà sản xuất.

Ngày cập nhật gần nhất 09/03/2026 by David Nguyễn