NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Hưng Yên, ngày…..tháng…..năm 2013
Giáo viên hướng dẫn

1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Hưng Yên, ngày…..tháng…..năm 2013
Giáo viên phản biện


2


Mục lục

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Hệ thống truyền lực trên ô tô
Hình 1.2a. FF

Hình 1.2b. FR

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý bộ vi sai
Hình 1.4 Quan hệ động học và động lực học vi sai côn đối xứng(bỏ qua ma sát)
3


Hình 1.5 Công dụng của bộ vi sai khi quay vòng.
Hình1.6 Cầu đơn
Hình 1.7 Cầu kép.
Hình 1.8 Cầu trước chủ động.
Hình 1.9 Cầu sau chủ động.
Hình 1.10 Sơ đồ cặp bánh răng truyền lực chính đơn.
Hình 1.11 truyền lực chính loại bánh răng côn thẳng.
Hình 1.12 Bộ truyền lực chính loại đơn dạng bánh răng côn xoắn
Hình 1.13 Truyền lực chính đơn trục vít bánh vít.
Hình 1.14 Bộ truyền lực chính loại đơn dạng bánh răng Hypoit
Hình 1.15 Bộ truyền chính kép
Hình 1.16 Bộ vi sai tháo rời
Hình 1.17 Bộ vi sai hoàn chỉnh.
Hình 1.18 Nguyên lý hoạt động của bộ vi sai.

Hình 1.19. Vi sai và khóa vi sai loại cơ khí.
Hình 1.20 Bộ vi sai có khóa vi sai giới hạn trượt.
Hình 1.21 Sơ đồ nguyên lý của bộ vi sai có khóa vi sai ma sát kép.
Hình 1.22 Bộ vi sai có khóa vi sai loại khớp nối thủy lực.
Hình 1.23 Khóa vi sai thủy lực.
Hình 1.24 Truyền động tới
Hình 1.25 Máy rẽ trái
Hình 1.26 Hệ thống chống trượt quay ASD trên xe Porsche:
Hình 1.27 Vi sai LSD khớp thủy lực.
Hình 1.28 Vi sai LSD cảm biến mô men kiểu bánh răng xoắn
Hình 1.29 Vi sai LSD loại cảm nhận mô men quay.
Hình 1.30 Vi sai LSD loại có nhiều đĩa.
Hình 1.31 Vi sai khớp nối dính.
HÌnh 1.32 Vi sai Torsen.
Hình 1.33 Bán trục loại hệ thống treo phụ thuộc.
Hình 1.34. Bán trục không giảm tải
Hình 1.35 Bán trục giảm tải trọng 1/2
4


Hình 1.36. Bán trục giảm tải trọng 3/4
Hình 1.37 . Bán trục giảm tải hoàn toàn.
Hình 1.38 Bán trục loại hệ thống treo độc lập.
Hình 1.39 Nửa bán trục hai bên trái phải có chiều dài khác nhau.
Hình 1.40 Giảm chấn động học
Hình 1.41 Kiểu trục rỗng.
Hình 1.42 Kiểu bán trục giữa.
Hình 1.43 Góc nghiêng kiểu dùng bán trục giữa.
Hình 1.44 Khớp nối Rzeppa
Hình 1.45 Khớp nối chạc 3.

Hình 1.46 Khớp tốc độ không thay dổi có độ lệc kép.
Hình 1.47 khớp nối tốc độ không đổi kiểu rãnh chéo.
Hình 1.48 Vỏ cầu theo kết cấu.
Hình 1.49 Các loại vỏ cầu liền.
Hình 2.1 Hệ thống truyền lực trên xe Huyndai Tucson G2.0 2010
Hình 2.2 Cách bố trí hệ thống truyền lực.
Hình 2.3. Cấu tạo cầu trước.
Hình 2.4 Cấu tạo hộp phân phối.
Hình 2.5 Kết cấu cầu sau.
HÌnh 2.6 Bộ truyền lực chính.
Hình 2.7 Bộ vi sai cầu trước.
Hình 2.8 Bộ vi sai cầu sau
Hình 2.9 Khớp ly hợp thủy lực điện từ.
Hình 2.10 Ly hợp ma sát ướt.
Hình 2.11 Cam bi khuyếch đại lực.
Hình 2.12 Ly hợp từ.
Hình 2.13 Vị trí của EMC 4WD
Hình 2.14 Bán trục trước.
Hình 2.15 Bán trục trái.
Hình 2.16 Bán trục phải.
Hình 2.17 Bán trục cầu sau.
5


Hình 2.18 Khớp bán trục trước.
Hình 2.19 Khớp bán trục sau.
Hình 2.20 Moay ơ bánh xe trước.
Hình 2.21 Moay ơ bánh xe sau.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong bối cảnh nền kinh tế nước ta hiện nay, đang từng bước trở thành một
nước công nghiệp phát triển. Nhờ có sự phát triển vượt bậc đó mà đời sống của người
dân được nâng cao, ô tô ngày càng được sử dụng rộng rãi làm phương tiện đi lại,
lượng ô tô lưu hành trên đường tăng nhanh. Tuy vậy, nước ta nền công nghiệp ô tô vẫn
còn non trẻ. Để làm chủ được nền công nghiệp này đòi hỏi phải có nguồn nhân lực dồi
dào và trình độ kỹ thuật cao, mỗi người phải tự tìm tòi học tập và nghiên cứu. Với xu
6


thế phát triển của nước ta hiện nay thì ngành công nghiệp ô tô sẽ có nhiều cơ hội phát
triển nhưng cũng không ít thách thức.
Trước những nhu cầu của xã hội thì chúng ta phải có một nền móng vững chắc
để làm bàn đạp cho sự phát triển của nền công nghiệp ô tô. Vì vậy đòi hỏi mỗi người
thợ sửa chữa ô tô phải nắm vững được các hệ thống trên ô tô, các phương tiện kiểm
tra, sửa chữa, quy trình công nghệ bảo dưỡng ô tô, phải thường xuyên cập nhật các
kiến thức công nghệ mới.
Là sinh viên khoa cơ khí động lực, em đã được nhận và thực hiện đồ án với đề
tài: “Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật, nghiên cứu quy trình chẩn đoán, kiểm
tra, sửa chữa cụm cầu Tucson G2.0 2010”. Thông qua quá trình nghiên cứu đồ án và
khảo sát sự hoạt động của cầu chủ động trên dòng xe du lịch chúng ta có thể giải thích
cấu tạo chung của cầu chủ động, các kiểu bộ truyền động cuối cùng, các loại bán trục,
cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bộ vi sai, tình trạng hoạt động của cầu chủ động.
Để từ đó đề ra biện pháp kiểm tra sửa chữa.
Trong quá trình thực hiện đồ án, do trình độ và hiểu biết còn hạn chế. Nhưng
được sự chỉ bảo tận tình của Thầy (Cô) trong khoa, đặc biệt là thầy hướng dẫn Vũ
Đình Nam. Với những kiến thức đã học, sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo và sự đóng
góp trao đổi của các bạn cùng lớp nay em đã hoàn thành bản đồ án. Song với sự hiểu
biết còn hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm thực tế nên không thế tránh khỏi những
thiếu xót. Em mong các Thầy cô và toàn thể các bạn sinh viên có những ý kiến đóng
góp để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!
Hưng Yên, ngày.......tháng.......năm 2013
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quý Chiến

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CẦU CHỦ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ
1.1Giới thiệu chung về hệ thống truyền lực.
1.1.1. Các bộ phận trên hệ thống truyền lực.

7


Hình 1.1. Hệ thống truyền lực trên ô tô
Hệ thống truyền lực hoàn chỉnh của một chiếc xe ô tô gồm có ly hợp (biến mô),
hộp số, trục các đăng, cầu chủ động (truyền lực chính, vi sai, bán trục, moay ơ bánh
xe).
Công dụng của hệ thống truyền lực:
Truyền và biến đổi mô men xoắn từ động cơ tới bánh xe chủ động sao cho phù
hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mô men cản sinh ra trong quá trình ô tô
chuyển động.
Cắt dòng công suất trong thời gian ngắn hoặc dài.
Thực hiện đổi chiều chuyển động giúp ô tô chuyển động lùi.
Tạo khả năng êm dịu và thay đổi tốc độ cần thiết trên đường.
a) Ly hợp.
Ly hợp dùng để truyền hay không truyền công suất từ động cơ đến hệ thống
truyền lực. Cắt truyền động từ động cơ tới hệ thống truyền lực nhanh và dứt khoát
trong những trường hợp cần thiết như khi chuyển số một cách êm dịu. Nó cũng cho
động cơ hoạt động khi dừng xe mà không cần chuyển hộp số về số trung gian.
b) Hộp số.

Hộp số dùng để biến đổi mô men xoắn của động cơ tới các bánh xe chủ động
sao cho phù hợp với các chế độ tải...bằng cách thay đổi tỉ số truyền động giữa động cơ
với bánh xe chủ động . Ngoài ra hộp số còn cho phép xe thực hiện chuyển động lùi
bằng cách gài số lùi và cho xe đứng yên trong khi động cơ vẫn hoạt động và ly hợp
chưa ngắt truyền động.
Chắc chắn sự mất mát công suất ở hộp số là không tránh khỏi vì thế công suất
thực tế đưa đến các bánh xe luôn nhỏ hơn công suất đưa ra của trục khuỷu động cơ
( hiệu suất của hộp số).
c) Trục các đăng.

8


à cơ cấu nối và truyền mô men quay từ hộp số hoặc hộp phân phối tới cầu xe
trong điều kện góc nghiêng giữa trục ra của hộp số hoặc hộp phân phối và trục bánh
răng quả dứa lệch nhau một góc α >00 và giá trị của α luôn thay đổi khi xe chạy.
d) Cầu chủ động.
Cầu chủ động là bộ phận cuối cùng trong HTTL, là bộ phận giảm tốc cuối cùng
trong hệ thống truyền lực do vậy cầu chủ động cũng làm cho tỉ số truyền của hệ thống
truyền lực được tăng lên.
Cầu chủ động truyền công suất của động cơ đến các bánh xe theo phương
vuông góc.
Cầu chủ động phân phối mô men tới các bánh xe trong khi cho phép chúng
quay với tốc độ là khác nhau từ đó đảm bảo cho xe quay vòng hay đi trên đường
không bằng phẳng được dễ dàng hơn. Tránh được hiện tượng trượt lết bánh xe và hạn
chề lật xe khi quay vòng.
1.1.2. Các kiểu bố trí hệ thống truyền lực.

Hình 1.2a. FF


Hình 1.2b. FR

Hệ thống truyền lực chủ yếu được sử dụng là:
FF : Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động.
FR : Động cơ đặt trước – Bánh sau chủ động.
Ngoài xe FF và FR còn có các loại xe 4WD (bốn bánh chủ động), RR (động cơ
đặt sau bánh sau chủ động) hiện nay ít được sử dụng, và xe Hybrid đang bắt đầu được
phát triển.

1.2 Tổng quan về cầu chủ động.
1.2.1 Công dụng, phân loại và yêu cầu.
a) Công dụng.
Giá đỡ hai bánh xe chủ động
9


Phân phối mô men của động cơ tới hai bahs xe chủ động theo phương vuông
góc.
Tăng tỉ số truyền để tăng mô men xoắn,tăng lực kéo của các bánh xe chủ động.
Cho phép hai bánh xe chủ động quay với vận tốc khác nhau khi xe quay vòng
hoặc xa lầy.
Đỡ toàn bộ trọng lượng của các bộ phận đặt trên xe.
Thu hút và truyền dẫn mô men xoắn của cầu lên khung xe khi tăng tốc hoặc
phanh xe.
b) Phân loại.
* Theo truyền lực chính người ta chia ra làm hai loại:
Cầu đơn: Có một cặp bánh răng ăn khớp ở truyên lực chính, thường được đặt
trên các ô tô du lịch hoặc trên các ô tô vận tải có tải trọng nhỏ và trung bình.
Cầu kép: Có hai cặp bánh răng ở truyền lực chính, thường được đặt trên xe ô tô
vận tải có tải trọng trung bình và lớn.

* Theo các loại bánh răng người ta phân ra làm các loại:
Bánh răng nón răng thẳng: Loại này ngày nay ít dùng.
Bánh răng nón răng cong: loại này thường được dùng trên tất cả các loại xe.
Bánh răng Hypoit: Loại này thường dùng trên xe du lịch và hiện nay được áp
dụng trên cả các loại xe tải.
Bánh răng trục vít: Ngày nay ít dùng.
c)Yêu cầu.
Phải đảm bảo tỷ số truyền cần thiết để phù hợp với chất lượng kéo
Có kích thước nhỏ gọn để tăng khoảng sáng gầm xe.
Hiệu suất truyền động phải lớn.
Đảm bảo độ cứng vững, làm việc êm dịu, tuổi thọ cao.
Cầu đủ bền và gọn nhẹ.
Phân phối mô men xoắn giữa các bánh xe hay giữa các trục theo tỷ lệ, đảm bảo sử
dụng trọng lượng bám của ô tô là tốt nhất.
1.2.2. Lý thuyết về cầu chủ động.
a) Tăng tỷ số truyền và truyền mô men từ trục các đăng tới các bánh xe chủ động.
Bộ truyền lực chính trên cầu chủ động là bộ truyền và giảm tốc bánh răng 1 cấp
hoặc 2 cấp (tức là gồm một hoặc một cặp bánh răng truyền lực) lắp trên cầu chủ động
của ô tô có nhiệm vụ:
Truyền mô-men từ các trục các-đăng hoặc trực tiếp từ hộp số đến bộ vi sai.
Trong trường hợp hộp số đặt dọc và truyền mô-men ra cầu sau qua các-đăng dọc
xe thì bộ truyền bánh răng của truyền lực chính có cặp bánh răng côn để truyền mômen giữa hai trục vuông góc, truyền lực chính loại đơn chỉ có một cặp bánh răng côn,
còn loại kép có thêm một cặp bánh răng trụ.
Trong trường hợp động cơ và hộp số đặt ngang và hộp số truyền động trực tiếp
truyền lực chính thì truyền lực chính là cặp bánh răng trụ răng nghiêng và bánh răng
chủ động thường nằm trên hộp số.
10


Giảm tốc và tăng mô-men truyền đến các bánh xe để đảm bảo tỷ số truyền chung

và thích hợp của hệ thống truyền lực trong khi hộp số vẫn nhỏ gọn
Tỷ số truyền của truyền lực chính:
Số răng của vành răng nhiề̀u hơn số răng của bánh răng hình côn, có nghĩa la
trong hệ thống truyền động ô tô có sự giảm tốc và tăng mô-men giữa trục truyền cácđăng và bánh xe chủ động. Tỷ số giảm tốc này thay đổi tùy theo tính năng ô tô và kiểu
thiết kế động cơ. Nó thay đổi từ 3.36:1 đế́n 5:1 đối với xe du lịch. Đối với xe tải nặng,
tỷ số giảm tốc khoảng 9:1. Với yêu cầu giảm tốc lớn như thế, bộ vi sai được trang bị
thêm một số bánh răng để̉ giảm tốc để̉ giảm tốc hai lần.
Tỷ số truyền bộ truyền lực chính được diễn tả như sau:
Tỷ số truyền = Số răng của bánh răng vành chậu / số răng của bánh răng quả dứa
Thông thường tỷ số truyền không được làm tròn thành số nguyên, làm như vậy để
tránh cho cặp bánh răng luôn ăn khớp cùng nhau, giúp cho các bánh răng mòn đều.
Truyền lực chính phải đảm bảo một số yêu cầu sau:
Phải đảm bảo tỷ số truyền cần thiết để phù hợp với chất lượng kéo và tính kinh tế
nhiên liệu tốt nhất.
Đảm bảo hiệu suất truyền động phải cao ngay cả khi thay đổi nhiệt độ và tốc độ
quay.
Đảm bảo có độ cứng vững tốt, làm việc không ồn để tăng thời hạn làm việc.
Có kích thước chiều cao không lớn để tăng khoảng sáng gầm xe.
b) Nguyên lý quay vòng của cầu chủ động
Bộ vi sai của cầu chủ động có tác dụng đảm bảo cho các bánh xe quay với vận
tốc khác nhau khi xe quay vòng, chuyển động không bằng phẳng, hoặc có sự khác
nhau giữa các bán kính lăn của hai bánh xe, đồng thời phân phối lại mô-men xoắn cho
hai nửa trục khi xảy ra trong các trường hợp nêu trên.
Bộ vi sai đặt giữa các cầu chủ động có tác dụng phân phối mô-men xoắn cho các
cầu theo yêu cầu thiết kế nhằm nâng cao tính năng kéo của xe có nhiều cầu chủ động.
Bộ vi sai có 3 nhiệm vụ chính:
Truyền mô-men của động cơ đến các bánh xe.
Đóng vai trò là cơ cấu giảm tốc cuối cùng trước khi mô-men xoắn truyền đến các
bánh xe.
Truyền mô-men đến các bánh xe trong khi cho phép chúng quay với tốc độ khác

nhau.

•

Tính năng hoạt động.

11


Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý bộ vi sai
Khi chuyển động thẳng trên đường bằng phẳng, quãng đường lăn của hai bánh xe
bằng nhau, nếu lực cản trên hai bánh xe như nhau, sẽ làm cho các bánh răng bán trục
quay cùng tốc độ, như vậy bánh răng hành tinh không quay quanh trục của nó, mà chỉ
cùng quay quanh trục của bán trục. Mômen truyền xuống từ vỏ vi sai cân bằng với
mômen cản lăn tại vết tiếp xúc của bánh xe, tức là:
nt = np = n0 và mt = mp = 0,5m0
Nt , np , n0 – tốc độ quay của bánh xe trái, phải, vỏ vi sai, vg/ph;
Mt , mp , m0 – mômen trên bánh xe trái, phải, vỏ vi sai.
Có thể hiểu các bánh răng đóng vai trò là chêm truyền lực

Hình 1.4 Quan hệ động học và động lực học vi sai côn đối xứng(bỏ qua ma sát)
a.Khi đi thẳng Vt=Vp; b.Khi quay vòng Vt # Vp;
c.Quan hệ lực và bánh răng vi sai
Khi đi trên đường vòng, quãng đườnglăn của các bánh xe khác nhau, các bánh
răng bán trục quay với các tốc độ góc khác nhau, hoặc lực cản của các bánh xe khác
nhau dẫn tới tốc độ góc các bánh răng bán trục cũng khác nhau. Như vậy bánh răng
hành tinh vừa quay quanh trục của nó với tốc độ góc ωht và quay quanh đường tâm
trục của bánh răng bán trục vớitốc độ Vht. Mô-men truyền xuống từ vỏ vi sai cân bằng
với momen cản đặt tại tâm trục của bánh răng vi sai m t + mp. Trên bánh răng vi sai: Do
12



sự không cân bằng của các lực ăn khớp tạo nên mômen quay bánhrăng vi sai xung
quanh trục của nó với gía trị bằng m t – mp, mômen còn lại bằng giá trị m p tác dụng cho
cả các bánh răng bán trục hai bên. Như vậy:Mt = mp
Nếu np = 2n0 thì nt = 0 và khi đó bánh xe phải quay gấp đôi, còn bánh xe trái
không quay. Mặt khác bánh xe bên phải có lực cản trở rấtnhỏ, coi như bằng không m t
= 0, thì mt = mp = 0. Do vậy xe không còn khả năng khắc phục lực cản đường đó chính
là hiện tượng patinê.
Quan hệ tổng quát của vi sai là: nt + np = 2n0
Nt # np
Mt = mp
Việc sử dụng vi sai đối xứng như trên cho phép các bánh xe quay với tốc độ khác
nhau, hạn chế mài mòn lốp xe, nhưng lại làm xấu khả năng truyền lực của cầu chủ
động, đồng thời có thể làm tăng khả năng tiêu hao nhiên liệu của ôtô.
• Mục đích

Hình 1.5 Công dụng của bộ vi sai khi quay vòng.
Khi xe vào đường vòng, vết các bánh xe sẽ tạo một đường tròn đồng tâm, tâm các
đường tròn nằm trên một đường thẳng nối dài đi qua hai tâm của bánh xe. Do đó
bánhxe ngoài sẽ lăn nhiều hơn bánh xe trong.
Nếu các bánh xe sau được ăn khớp bánh răng cố định với trục các đăng thẳng vào
trục bánh xe bên trong sẽ trượt trên mặt đường. Như vậy vỏ (lốp) xe sẽ mòn nhanh hơn
và gây ứng suất xoắn trên trục làm cho việc đi vào đường không ổn định bộ vi sai sẽ
loại bỏ được trục trặc này, bởi vì nó cho phép các bánh xe quay ở những đường tròn
khác nhau.
• Yêu cầu của bộ vi sai.
Phân phối mô-men xoắn từ động cơ cho các bánh xe (loại vi sai giữa các bánh)
hay cho các cầu (loại vi sai giữa các cầu) theo tỷ lệ cho trước phù hợp với khả năng
bám của bánh xe (hay cầu) đối với mặt đường.

Đảm bảo số vòng quay của các bánh xe chủ động khác nhau trong khi ô tô quay
vòng hoặc chuyển động trên đường không bằng phẳng và những trường hợp khác,
hoặc khi bán kính lăn của hai bánh xe chủ động ở cùng một cầu không bằng nhau.
Kết cấu bộ vi sai phải gọn nhẹ.

13


1.2.3. Một số loại cầu thường dùng trên ô tô hện nay.
1.2.3.1. Cầu chủ động loại đơn.

Hình1.6 Cầu đơn
Cầu chủ động đơn bao gồm: bánh răng chủ động (quả dứa ) bánh răng bị động
(bánh răng vành chậu ) bán trục, bánh răng bán trục, bánh răng hành tinh, vỏ vi sai.
Mô men được truyền từ trục các đăng tới bánh răng chủ động (quả dứa) sau đó
mô men được truyền tới bánh răng bị động (vành chậu) rồi đi đến bộ vi sai mô men lại
từ bộ vi sai đi tới các bán trục mô men từ bán trục được phân bổ đến các bánh xe .
Cầu đơn là loại cầu có một cặp bánh răng ăn khớp ở truyền lực chính được
sử dụng cho xe du lịch, kết cấu nhỏ gọn, rễ tháo lắp sửa chữa, giá thành hợp lý.

14


1.2.3.2. Cầu kép.

Hình 1.7 Cầu kép.
1- Trục bánh răng quả dứa
2- Bánh răng chủ dộng (quả dứa )
3- Bánh răng vành chậu
4- Bánh răng vi sai

5- Bánh răng bán trục.
6- Bánh răng trụ thứ hai
7- Bán trục
8- Trục bánh răng vi sai
9- Trục bánh răng trụ thứ nhất
10- Bánh răng trụ thứ nhất
Cầu kép bao gồm các chi tiết như cầu đơn và có thêm một cặp bánh răng ăn
khớp ở truyền lực chính được sử dụng ở ô tô vận tải loại trung bình và lớn. Tương ứng
với mỗi cặp bánh răng ăn khớp là một tỉ số truyền, tích của hai tỉ số truyền này là tỉ số
truyền của cầu chủ động loại kép. Bộ vi sai trong loại cầu này có thể đặt sau cặp bánh
răng thứ nhất hoặc thứ hai. Dưới đây là hình vẽ mô tả kết cấu của loại cầu kép trung
tâm có vi sai bố trí sau cặp bánh răng thứ hai.
• Ưu điểm.
Nhờ áp dụng cặp bánh răng thứ hai trong truyền lực chính nên tăng được tỉ số
0

truyền của truyền lực chính (i ) mà không cần tăng kích thước bánh răng vành chậu.
Không cần phải chọn số răng bánh răng quả dứa quá nhỏ nên việc tính bền bánh
răng không gặp khó khăn.
• Nhược điểm:
Kết cấu cồng kềnh.
Khó khăn trong tháo lắp, sửa chữa.
Giá thành đắt do thêm chi tiết

15


1.2.3.3. Cầu chủ động cho xe cầu trước là cầu chủ động.

Hình 1.8 Cầu trước chủ động.

Bộ vi sai trong động cơ đặt trước –cầu trước chủ động có động cơ đặt ngang
được gắn liền với hộp số
Cụm vi sai được đặt giữa vỏ phía hộp số và vỏ phía vi sai.
Bánh răng nghiêng được dùng làm bánh răng lớn. Bánh răng này liền với vỏ vi
sai và được lắp trong vỏ hộp số phía vi sai qua hai vòng bi bán trục.
16


Một đệm điều chỉnh được lắp vào bên trái của vòng bi bán trục bên trái và một
đệm điều chỉnh lắp vào phía bên phải của vòng bi bán trục bên phải. Tải trọng ban đầu
trên các vòng bi được điều chỉnh bằng sự thay đổi chiều dày của đệm này. Bán trục ăn
khớp với các then hoa bên trong bánh răng bán trục.
Thông thường có 2 bánh răng vi sai, nhưng ở bộ vi sai cho xe công suất cao, thì
thường dùng bốn bánh răng vi sai.
1.2.3.4. Cầu chủ động cho xe cầu sau là cầu chủ động.

Hình 1.9 Cầu sau chủ động.
Truyền lực cuối và bộ vi sai được lắp thành một cụm và được lắp đặt trực tiếp
trong cỏ hộp vi sai và tiếp tục lắp vào hộp cầu sau.
Khớp nối các đăngcủa trục các đăng được lắp cố định vào mặt bích nối làm
quay bánh răng quả dứa.
Bánh răng quả dứa được lắp trong vỏ bộ vi sai trên hai ổ bi côn. Người ta lắp
bánh răng vành chậu liện với vỏ hộp vi sai vào giá đỡ vi sai qua hai vòng bi bán trục.
Các bánh răng bán trục và bán trục được lắp với nhau bằng rãnh then.

17


1.2.4. Các cụm chi tiết trong cầu chủ động.
1.2.4.1 Truyền lực chính.

Trên ô tô hiện nay thường sử dụng hai loại truyền lực chính là:
+ Truyền lực chính đơn.
+ truyền lực chính kép.
a) Truyền lực chính đơn.
Bộ truyền lực chính hay truyền lực trung gian loại đơn chỉ có một cặp bánh
răng ăn khớp bao gồm bánh răng chủ động 1 và bánh răng bị động 2, dạng côn xoắn
hay dạng Hypoid hoặc dạng trụ thẳng hay răng nghiêng.
Sơ đồ cấu trúc cặp bánh răng truyền lực chính:

Hình 1.10 Sơ đồ cặp bánh răng truyền lực chính đơn.
a) Côn xoắn; b) Hypoit.
•

Truyền lực chính đơn loại bánh răng côn thẳng.

Hình 1.11 truyền lực chính loại bánh răng côn thẳng.
1. Bánh răng chủ động (quả dứa)
2. Bánh răng bị động (vành chậu )
3. Cụm vi sai.
Cầu chủ động loại này bao gồm có bánh răng chủ động và bánh răng bị động
đều là bánh răng côn răng thẳng ăn khớp với nhau. Bánh răng chủ động còn gọi là
bánh răng quả dứa và bánh răng bị động còn gọi là bánh răng vành chậu. Ngay sau
bánh răng vành chậu có bố trí cụm vi sai để truyền mô men đến các bánh xe.
18


* Ưu điểm:
Loại bánh răng côn răng thẳng có ưu điểm là dễ chế tạo;
Dễ tháo lắp, bảo dưỡng, sửa chữa;
Dễ chế tạo.

* Nhược điểm:
Số răng của bánh răng chủ động phải ≥ 9 (theo tài liệu [I]) để ăn khớp đều đảm
bảo không bị cắt chân răng;
Truyền động ồn nhất là khi chạy với tốc độ cao và chạy trên cung đường dài;
Khả năng chịu tải kém.
• Bộ truyền lực chính loại đơn dạng bánh răng côn xoắn
Cầu chủ động loại bánh răng côn răng xoắn bao gồm có bánh răng chủ động và
bánh răng bị động đều là loại bánh răng côn răng xoắn ăn khớp với nhau. Ngay sau
bánh răng côn xoắn bị động có bố trí cụm vi sai để truyền mô men đến các bánh xe.
Kết cấu của cầu chủ động loại này được minh hoạ trong hình

Hình 1.12 Bộ truyền lực chính loại đơn dạng bánh răng côn xoắn
1;3. Ổ bi.
2. Bánh răng chủ động.

4. Bánh răng bị động.
5. Đầu trục có ren

* Ưu điểm:
Số răng ít nhất của bánh răng chủ động có thể lấy 6-7 răng (theo tài liệu [I]) mà
vẫn ăn khớp tốt và đủ bền. Chính vì vậy mà tăng được tỉ số truyền của truyền lực
0

chính i , giảm được kích thước và trọng lượng cầu chủ động;
Truyền động êm dịu ngay cả khi ô tô chạy với tốc độ cao và chạy trên cung
đường dài;
Khả năng chịu tải lớn.
* Nhược điểm:
Chế tạo khó.
Phải tính đến thành phần lực dọc trục


19


Truyền lực chính đơn loại trục vít bánh vít.
Bánh răng chủ động có kết cấu của trục vít và bánh răng bị động có kết cấu của
bánh vít. Tuỳ từng loại cầu xe mà trục vít có thể đặt trên hoặc đặt dưới so với bánh vít.
Cụm vi sai được đặt trong bánh vít và có kết cấu giống như loại cầu chủ động thông
thường
•

Hình 1.13 Truyền lực chính đơn trục vít bánh vít.
1. Trục vít.
2. Bánh vít.
3.Vỏ cầu.

4. Bánh răng bán trục.
5. Bánh răng vi sai.
6. Ổ bi đỡ trục vít.

* Ưu điểm:
Có tỷ số truyền lớn, kích thước bộ truyền lại nhỏ;
Làm việc êm dịu hơn các loại truyền động khác;
Khi đặt trục vít xuống dưới hạ thấp được trọng tâm , nâng cao độ ổn định khi ô
tô chạy trên đường.
* Nhược điểm:
Hiệu suất truyền động thấp;
Khi đặt trục vít dưới bánh vít khoảng sáng gầm xe sẽ bé, làm tăng góc nghiêng
của trục các đăng nhưng khi đặt trục vít lên trên bánh vít thì việc bôi trơn cặp bánh vít
lại kém tuy góc nghiêng của trục các đăng có giảm đi;

Chế tạo cặp trục vít bánh vít phức tạp.
• Truyền lực chính đơn dạng bánh răng Hypoid.
Cầu chủ động loại bánh răng hypôit có các răng của bánh răng chủ động và bị
động của truyền lực chính là loại răng cong. Loại truyền động này có đường tâm trục
bánh răng chủ động và đường tâm trục bánh răng bị động không cắt nhau tại một điểm
mà lệch với nhau một khoảng e nhằm tăng chiều dài ăn khớp giữa các răng. Nhờ có
khoảng lệch này mà xe ô tô có thể hạ thấp được trọng tâm xe, giảm góc nghiêng của
20


trục các đăng, nâng cao tính ổn định khi ô tô chuyển động. Kết cấu của cầu chủ động
loại này được mô tả trong (hình vẽ 1.14)

Hình 1.14 Bộ truyền lực chính loại đơn dạng bánh răng Hypoit
1. Bánh răng chủ động; 2. Bánh răng bị động
* Ưu điểm:
Trọng tâm ô tô được hạ thấp nên nâng cao độ ổn định khi xe chạy trên đường;
So với cặp bánh răng côn (có đường tâm hai trục các bánh răng cắt nhau) có
cùng tỉ số truyền và cùng một mô men thì đường kính của bánh răng chủ động trong
truyền động hypôit lớn hơn và trục bánh chủ động lớn hơn. Do đó kết cấu vững hơn,
độ bền lớn hơn và làm việc êm dịu hơn;
Áp suất tổng hợp lên răng giảm xuống so với bánh răng nón răng xoắn cùng
kích thước;
Do bề mặt tiếp xúc lớn nên ứng suất tiếp xúc trong các răng của truyền động
hypôit có giá trị bé hơn so với bánh nón răng cong.
* Nhược điểm:
Sự trượt giữa các răng tăng theo cả chiều dài và mặt cạnh nên phải dùng dầu bôi
trơn đặc biệt.
Đòi hỏi phải lắp đặt thật chính xác đảm bảo khoảng lệch khe giữa bánh răng
chủ động và bị động của truyền lực chính;

Bánh răng chủ động phải có điểm tựa vững chắc.

21


b) Truyền lực chính kép.

Hình 1.15 Bộ truyền chính kép
1, 2. Cặp bánh răng xoắn hoặc Hypoit
3, 4. Cặp bánh răng trung gian
Bộ truyền lực chính kép có hai cặp bánh răng ăn khớp: Cặp bánh răng (1, 2)
dạng côn xoắn và cặp bánh răng (3, 4) dạng trụ thẳng hoặc nghiêng.
Thông thường truyền lực chính loại kép được sử dụng trên các ô tô có sức chở
lớn. Loại này ứng dụng ở những nơi cần có tỷ số truyền lớn và khoảng cách vỏ vi sai
với mặt đường bé.
Truyền lực chính loại kép gồm hai cặp bánh răng: Một cặp bánh răng nón và
một cặp bánh răng trụ. Có hai phương án đặt bánh răng:
Phương án tương đối phổ biến là hai cặp bánh răng cùng đặt trong một vỏ và vi
sai đặt sau cặp thứ hai, hai cặp bánh răng và vi sai đặt giữa cầu.
Phương án hai là cặp bánh răng nón và vi sai đặt ngay sau hộp số hay giữa cầu,
bánh răng trụ đặt trên bán trục.
Trong phương án đầu mô-men xoắn truyền đến vi sai sẽ lớn hơn trong phương
án sau, nên các chi tiết vi sai được chế tạo với kích thước lớn hơn. Ở phương án hai,
cặp bánh răng trụ có thể bố trí ăn khớp với truyền động xích, nhưng đều có khuyết
điểm là cồng kềnh, đắt tiền vì thêm chi tiết.
Kiểu truyền động kép phổ biến nhất hiện nay được trình bày như hình bên dưới,
trong đó cặp bánh răng thứ nhất là cặp bánh răng nón hay bánh răng Hypoid, còn cặp
bánh răng thứ hai là cặp bánh răng răng thẳng hay răng nghiêng. Răng nghiêng làm
việc êm dịu hơn răng thẳng và tuổi thọ cao hơn. Nhưng khi ôtô chuyển động lùi, lực
chiều trục của bánh răng trụ răng nghiêng và tải trọng lên ổ bi bên phải sẽ tăng lên rất

cao. Vì có lực chiều trục tác dụng lên bánh răng trụ bị động nên cần phải lắp ổ bi nón
trên vỏ vi sai có thể điều chỉnh được trong quá trình sử dụng.

22


1.2.4.2 Bộ vi sai.
a) Cấu tạo của bộ vi sai.

Hình 1.16 Bộ vi sai tháo rời
1: Bánh răng hành tinh.
2: Trục chữ thập.
3: Bánh răng bán trục.
4: Vỏ bộ vi sai.
5: Bánh răng bị động của bộ truyền lực chính.

Hình 1.17 Bộ vi sai hoàn chỉnh.

23


b) Nguyên lý hoạt động của bộ vi sai.

Khi bánh răng vành chậu nhận mô men từ bánh răng quả dứa ( bánh răng chủ
động ) của bộ truyền lực chính làm cho bánh răng vành chậu quay đồng thời làm cho
vỏ bộ vi sai và các bánh răng hành tinh, bánh răng bán trục quay. Các bánh răng hành
tinh đồng thời xảy ra hai chuyển động là : Bánh răng hành tinh quay trên trục của bánh
răng hành tinh ( trục chữ thập ) và quay xung quanh trục của bánh răng vánh chậu. Các
bánh răng bán trục se truyền mô men cho bán trục và tới bánh xe chủ động.


Hình 1.18 Nguyên lý hoạt động của bộ vi sai.
Khi xe chạy thẳng lực cản tác động lên cả bánh xe bên phải và bánh xe bên trái
là bằng nhau, vì vậy bánh răng vành chậu,bánh răng vi sai và bánh răng bán trục đều
quay như một khối liền để truyền lực dẫn động đến hai bánh xe. Các bánh răng vi sai
và bánh răng bán trục lúc này không quay quanh trục của chúng mà chỉ quay xung
quanh trục của bánh răng vành chậu.
Khi xe chạy trên đường vòng, tốc độ của bánh xe bên ngoài và bánh xe bên
trong sẽ khác nhau. Bên trong bộ vi sai bánh răng vi sai phải quay sao cho bánh răng
bán trục B phía trong sẽ quay chầm hơn bánh răng bán trục A phía ngoài. Lúc này
bánh răng vi sai đồng thời thực hiện hai chuyển động là vừa quay quanh trục của
chúng và vừa quay xung quanh trục của bánh răng vành chậu.
c) Khóa vi sai.
Hệ thống khóa vi sai là một hệ thống hạn chế tác dụng của bộ vi sai khi cần
thiết công suất truyền đến các bánh xe chủ động là đều như nhau. Nếu một trong các
bánh xe chủ động kẹt (xa lầy, hố sâu...) bánh còn lại vẫn quay. Do đó bộ khóa vi sai sẽ
khiến cho công suất được phân phối đều cho tất cả các bánh chủ động và làm cho bánh
xe bị kẹt có thể thoát ra.

24


d) Một số loại vi vai và khóa vi sai thường gặp.
• Khóa vi sai loại cơ khí.

Hình 1.19. Vi sai và khóa vi sai loại cơ khí.
1. Chốt điều khiển.
4. Khớp gải vi sai
2. Càng cua (càng đẩy).
5. Vỏ vi sai
3. Bán trục.

6. Hướng dịch chuyển.
Khi cho xe chạy thẳng cưỡng bức , người điều khiển gạt cần tác động vào bộ
khóa vi sai: Khi đó từ cần điều khiển tác động qua dây cáp kéo chốt số 1 tác động vào
càng đẩy 2 làm cho các vấu răng 4 ăn khớp với nhau. Nhờ đó bán trục được liên kết
cứng với vỏ của bộ vi sai ,cho nên mô men sẽ được truyền từ bộ truyền lực chính qua
bộ vi sai và phân bố đều về 2 bên bán trục nhờ vậy xe chạy thẳng
• Bộ vi sai giới hạn trượt (loại ma sát đơn).

Hình 1.20 Bộ vi sai có khóa vi sai giới hạn trượt.
1. Lò xo.
5. Trục vi sai.
2,8. Vỏ bộ vi sai.
6. Bánh răng bán trục.
3, 4. Bánh răng hành tinh.
7. Đĩa ma sát.
Khi cho xe chạy thẳng cưỡng bức, người điều khiển gạt cần tác động vào bộ
khóa vi sai: Khi đó từ cần điều khiển tác động vào lò xo số 1 tác động vào đĩa ma sát 7
ăn khớp với nhau. Nhờ đó bán trục được liên kết cứng với vỏ của bộ vi sai, cho nên
mô men sẽ được truyền từ bộ truyền lực chính qua bộ vi sai và phân bố đều về 2 bên
bán trục nhờ vậy xe chạy thẳng .
25