Tìm hiểu chi tiết về "cầu chủ động"

1. Cầu chủ động là gì ?

Cầu chủ động là để tăng mômen xoắn và truyền nó qua cơ cấu phân chia đến các bán trục đặt dưới một góc nào đó (thường 900) đối với trục dọc của ô tô và biến chuyển động quay dọc của động cơ thành chuyển động quay ngang của bán trục. 

Đối với ô tô cầu chủ động có thể là một cấp hoặc hai cấp có hai tỷ số truyền tùy khi cài số ở tuyền lực chính 2 cấp dùng thay thế luôn cho số truyền tăng của hộp số.

2. Các loại cầu chủ động

2.1 Cầu chủ động loại đơn

Cầu chủ động loại đơn thường thường là cặp bánh răng nón , hoăc bánh răng trụ (răng thẳng hoặc răng xoắn) hoặc một cặp bánh răng HYPOID, hoặc một cặp bánh răng vít để tăng mômen quay (tỷ số truyền i>1) và thông qua bộ vi sai truyền mômen xoắn đến hai bán trục (nửa trục) của xe.

Hình 1. Kết cấu của các bánh răng
a- bánh răng nón. b- bánh răng hypôit. c- bánh răng vít. 1-bánh chủ động, 2-bánh bị động.

2.2 Bánh răng côn chủ động: (bánh răng cùi thơm)

Hình 2. Bánh răng côn chủ động

Khi trục chủ động quay làm bánh răng chủ động và vòng răng (bánh răng vành chậu) quay . Đoạn ngoài cùng của bánh răng chủ động được chốt chặn với khớp chữ U hay mặt bích của đoạn cuối trục cacđăng. Đoạn trong cùng của bánh răng chủ động ăn khớp với bánh răng trên vòng răng. Bánh răng chủ động được rắp trên các ổ bi côn. Các ổ bi cho phép các bánh răng côn chủ động quay tự do trong vỏ cầu. Ống Giữ hoặc vòng đệm chiệu áp lực nén cho ổ bi bánh côn chủ động.

Với một số loại vi sai, đầu trong cùng của trục bánh răng chủ động được gối hoặc bạc bợ trục (bạc lót định tâm), là một bạc đạn đũa. Bạc bợ trục giúp hai ổ bi côn đỡ bánh răng chủ động trong lúc tải trọng nặng.

- Vòng răng ( bánh răng vành chậu, bánh răng bị động) 

Hình 3. Cấu tạo vòng răng được dẫn động bởi bánh răng.

Vòng răng được dẫn động bánh răng chủ động, và được truyền công suất thông qua một góc 900. Vòng răng có chiều răng hơn bánh răng chủ động, có nghĩa là trong hệ thống truyền động ô tô có sự giảm tốc giữa trục chủ động và các bán trục hay bánh xe chủ động. 

Các bulông giữ vòng răng chắc chắn trên vỏ vi sai.

Vòng răng và các bánh răng chủ động thường được bố trí ăn khớp nhau. Chúng được mài đều (ăn khớp quay đều với nhau làm mài mòn hai mặt răng) tại xưởng chế tạo. Sau đó mỗi răng trên mỗi bánh răng được đánh dấu để biểu diễn ăn khớp răng đúng. Sự mài mòn này đem lại sự hoạt động êm dịu và giữ cho bánh răng bền hơn.

Xe có động cơ nằm ngang, cầu trước chủ động. Cụm HSC và cầu chủ động chế tạo lyên khối bằng hợp kim nhôm.

- Trục bị động của HSC đặt giữa hai ổ côn và chế tạo lyên tục. Khoảng cách giữa đường tâm trục bị động với đường tâm trục cầu xe lớn, trên kết cấu dùng một bánh răng trụ răng nghiêng trung gian để truyền lực cho bánh răng bị động cầu chủ động. Bánh răng trụ răng nghiêng này đặt trên trục trung gian nhờ hai ổ thanh răng côn. Trục trung gian cố định bởi hộp số. Các ổ trên trục trung gian được điều chỉnh nhờ căn đệm trên mặt bích của và được xiết chặt nhờ một bulông xuyên qua trục. Bánh răng trung gian vai trò như bánh răng chủ động của cầu chủ động.

Hình 4. Cấu tạo cầu trước của NISSAN.

- Trục bị động đồng thời là vỏ vi sai. Bánh răng bị động cầu chủ động chế tạo rời ghép với vỏ vi sai bằng bulông. Nhằm tạo điều kiện cân đối chiều dài bán trục nối ra hai bánh răng bị động bố trí lệch, còn cụm vi sai đặt gần tâm trục dọc của xe.

- Không gian của ba bánh răng chung nhau và nằm trong vỏ của cụm HSC được bôi trơn riêng bằng dầu APIGL4.

- Điều chỉnh vị trí ăn khớp của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng bằng đệm điều chỉnh đặt cạnh ổ côn của trục bị động.

Không gian của cụm HSC, cầu khá hợp lý và nằm gọn ở phần bên trái của đầu xe. Khi tháo có thể tách rời các phần HSC cùng với bánh răng trung gian, và phần bánh răng bị động cầu chủ động, vi sai.

2.3 Cầu chủ động kép

Cầu chủ động kép thường có hai cặp bánh răng (một cặp bánh răng nón, một cặp bánh răng trụ). Nhằm đạt được tỷ số truyền lớn ở nhữmg xe có động cơ cao tốc. Tuỳ theo cách bố trí và sắp xếp 2 cặp bánh răng mà ta có cầu chủ động kép loại Tập Trung và Phân Tán.

Cầu chủ động kép loại tập trung:

Gồm 2 cặp bánh răng lắp giáp chung vào hộp giảm tốc trung tâm. Trục trung gian và trục bị động của hộp giảm tốc có thể đặt trong mặt phẳng nằm ngang như ở các xe ZIL.130, CA-10 hoặc trong mặt phẳng thẳng đứng như xe ba cầu ZIL.131 với mục đích truyền lực cho cầu sau, cầu giữa bằng một trục trục các đăng.

Hình 5. Sơ đồ nguyên lý cầu chủ động kép kiểu tập trung
a- hai trục trong mặt phảng ngang; b- hai trục trong mặt phang đứng.
VD: Ở ô tô ZIL.130 

Hình 6. Cơ cấu cầu chủ động ô tô ZIL-130

Khi cầu chủ động làm việc, mômen xoắn truyền qua hai cặp bánh răng: 1 cặp bánh răng hình côn và một cặp bánh răng hình trụ. Trục chủ động cùng với bánh răng bé đẩy quay bánh răng bị động lắp ở đầu trục trung gian, rồi từ bánh răng hình trụ bé rồi truyền đến bánh răng lớn hình trụ bắt ở vỏ bộ vi sai và cùng quay trong các vòng bi ở vỏ cầu chủ động.

Truyền lực kiểu phân tán:

Phân chia cặp bánh răng nón và cặp bánh răng trụ thành hai hộp giảm tốc, một ở trung tâm (còn gọi là truyền lực trung ương hay truyền lực giữa). Một ở ngay cạnh bánh chủ động (còn gọi là truyền lực cạnh hay truyền lực cuối cùng).
Loại này phổ biến được dùng trên máy kéo và ô tô tải nặng. Trong đó cầu chủ động là cặp bánh răng nón. Nó có thể đặt trong ngăn chung hoặc trong ngăn riêng trong thân cầu sau.
 

Hình 7. Sơ đồ nguyên lý cầu chủ động kép phân tán.

2.4 Cầu chủ động 2 cấp

Trên một số xe ô tô tải để tăng khả năng di chuyển, tạo ra nhiều cấp độ cho xe ô tô, cải thiện đường đặc tính kéo của ô tô, người ta kết cấu bộ cầu chủ động hai cấp, có thể thay đổi được tỷ số truyền của cầu chủ động.

Hình 8. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo truyền động của cầu chủ động 2 cấp
truyền. a- sơ đồ động học; b- sơ đồ cẩu tạo; 1- khớp gài; 2-cặp bánh răng côn của truyền lực chỉnh; 3-cặp bánh răng trụ số truyền 1; 4-cặp bánh răng trụ số truyền 2; 5-trục chủ động; 6-trục bị động(cặp bánh răng côn); 7,8-bánh răng quay trơn trên trục.

Trên trục bị động của cặp bánh răng côn có hai bánh răng 7,8 quay trơn trên trục, bánh răng khớp 1, lắp then trên trục 7, 8 luôn luôn ăn khớp với bánh răng truyền động cho bán trục. Khi gài 1 lên trên ta được số truyền 1 (i1) dịch 1 xuống dưới ta được số truyền 2 (i2).

3. Quy trình tháo lắp cầu chủ động

-    Tháo từ trên xe xuống:
Kê kích ôtô, tháo bánh xe chủ động, tháo hệ thống phanh, tháo trục trục các đăng, cơ cấu lái, hệ thống treo, dầm cầu,
-    Tháo rời các chi tiết:
-    Xả dầu bôi trơn cầu chủ động.
-    Tháo bán trục ra khỏi vỏ cầu.
-    Tháo mặt bích lắp trục cacđăng.
-    Tháo đai ốc lắp hộp truyền lục chính ra khỏi vỏ cầu.
-    Lắp cầu chủ động lên ô tô:
Khi lắp ráp chi tiết. Các bước thực hiện ngược lại với lúc tháo

4. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng của cầu chủ động

Trong điều kiện làm việc bình thường, các chi tiết cơ bản của cầu, vỏ cầu, các bộ phận truyền lực của cầu thường rất ít khi bị hư hỏng. Trừ trường hợp biến dạng do xe quá tải hoặc bị tai nạn nên không yêu cầu phải kiểm tra, bảo dưỡng định kỳ. Nhưng khi phát hiện có hiện tượng làm việc không bình thường, cần kiểm tra để sửa chữa kịp thời. Các hiện tượng, hư hỏng chính bao gồm:

Mòn hoặc bị gẫy các răng của bánh răng truyền lực chính, mòn rãnh then hoa và mối ghép then hoa của khớp nối chữ Y cardan, hỏng các đệm bao kín và đệm điều chỉnh.

Tiếng kêu khi xe chuyển động thẳng về phía trước.

-    Do thiếu dầu hộp số.
-    Vết ăn khớp răng hoặc khe hở ăn khớp giữa bánh răng vành chậu và bánh răng quả dứa không đúng.
-    Do tải trọng ban đầu của vòng bi trục bánh răng quả dứa hoặc vòng bi bán trục không đúng.
-    Do mòn hoặc hư hỏng vòng bi trục bánh răng quả dứa hoặc vòng bi bán trục.
-    Do mòn hoặc hư hỏng bánh răng quả dứa hoặc bánh răng vành chậu.
* Tiếng kêu khi quay vòng.
-    Do lỏng vòng bi trục cầu sau. 
-    Do mòn, hư hỏng ... của bánh răng bán trục, bánh răng vi sai hoặc trục bánh răng vi sai.
-    Nếu nghe thấy một trong hai loại tiếng kêu này của bộ vi sai phải được kiểm tra và điều chỉnh đúng theo cẩm nang sửa chữa tương ứng.
-    Rò rỉ bôi trơn.
-    Biến dạng vỏ cầu.