Gearhead 101:Hệ thống truyền lực

Chào mừng bạn quay trở lại Gearhead 101 - một loạt bài về những kiến ​​thức cơ bản về cách ô tô hoạt động đối với những tân sinh viên ô tô ngoài kia.

Trong bài viết đầu tiên của loạt bài này, chúng tôi đã thảo luận về chi tiết và nội dung của cách hoạt động của động cơ ô tô. Chúng tôi biết được rằng thông qua một loạt các vụ nổ nhỏ, động cơ ô tô của bạn tạo ra chuyển động quay trong trục khuỷu. Chuyển động quay này - được gọi là mô-men xoắn - là thứ cung cấp năng lượng cho chiếc xe.

Tất cả tốt và tốt. Nhưng làm cách nào để chúng ta truyền mô-men xoắn từ động cơ để di chuyển các bánh xe của ô tô?

Câu trả lời cho câu hỏi đó là chủ đề của bài đăng hôm nay:hệ thống truyền lực.

Hệ thống truyền lực là gì

Hệ thống truyền lực không phải là một bộ phận riêng lẻ trong ô tô của bạn, mà là một loạt các bộ phận hoạt động cùng nhau để truyền lực quay được tạo ra trong động cơ đến các bánh xe của bạn để ô tô của bạn có thể di chuyển.

Bạn có thể đã bắt gặp từ “hệ thống truyền lực” trước đây. Mặc dù nó thường được sử dụng thay thế cho nhau với hệ thống truyền lực, nhưng chúng không giống nhau. Hệ thống truyền lực bao gồm tất cả mọi thứ làm cho chiếc xe đi, bao gồm cả động cơ. Hệ thống truyền lực bao gồm những thứ làm cho chiếc xe đi, không kể cả động cơ. Đó là những bộ phận dành riêng cho động cơ mà chúng tôi sẽ tập trung vào bên dưới.

Có một số cách sắp xếp hệ thống truyền lực. Đối với bài viết này, tôi sẽ tập trung vào hai loại được tìm thấy trong hầu hết các loại xe:hệ dẫn động cầu sau và hệ dẫn động cầu trước. Trong bài viết tiếp theo của tôi, chúng ta sẽ đi vào thế giới phức tạp đáng ngạc nhiên của hệ dẫn động bốn bánh và tất cả các bánh!

Hệ thống truyền động bánh sau

Trong bố trí hệ thống truyền động cầu sau, công suất được truyền đến các bánh sau để chuyển động của ô tô. Đây là cách sắp xếp hệ thống truyền lực tồn tại lâu nhất và vẫn được sử dụng cho đến ngày nay trên nhiều ô tô và xe tải.

Sự sắp xếp này mang lại vô số lợi ích so với các loại bánh trước. Đầu tiên, nó phân bổ trọng lượng đồng đều hơn cho mỗi lốp, do đó mang lại khả năng lái và xử lý tốt hơn. Thứ hai, hệ dẫn động cầu sau có thể mang lại khả năng phanh vượt trội so với các phương tiện dẫn động cầu trước. Cuối cùng, và có lẽ là quan trọng nhất, việc bố trí hệ thống truyền động bánh sau phân chia công việc của việc lái và điều khiển xe, có thể dẫn đến khả năng xử lý và tăng tốc tốt hơn. Với xe dẫn động cầu sau, bánh sau chỉ có nhiệm vụ di chuyển xe. Trong xe ô tô dẫn động cầu trước, các bánh xe phải chuyển động cả xe về phía trước hoặc phía sau và lái nó sang trái hoặc phải. Chúng ta sẽ nói thêm về vấn đề này khi chúng ta thảo luận về cách bố trí hệ thống dẫn động cầu trước bên dưới.

Hệ dẫn động cầu sau bao gồm các bộ phận chính sau:

Truyền tải. Tôi dự định dành toàn bộ một bài báo về cách hoạt động của hộp số, nhưng hiện tại, hãy hiểu rằng hộp số kiểm soát lượng điện truyền từ động cơ đến bánh xe của bạn. Ở ô tô dẫn động cầu sau, bộ truyền động được gắn vào phía sau động cơ bằng bánh đà. Hộp số nhận chuyển động quay - mô-men xoắn - từ trục khuỷu của động cơ và truyền nó tới…

Trục truyền động. Trục truyền động là một ống quay kết nối với phía sau của hộp số và truyền lực quay bắt đầu trong động cơ đến phía sau của xe tại bộ vi sai (nói thêm một chút về điều đó). Thiết kế trục truyền động có hai loại:ống mô-men xoắn và Hotchkiss.

Trục truyền động ống mô-men xoắn đã được sử dụng trên các loại xe cũ và ngày nay vẫn được sử dụng trên một số xe tải và xe SUV. Bản thân trục truyền động được kèm theo trong một ống. Các ống mô-men xoắn kết nối bộ truyền động và bộ vi sai thông qua một khớp nối đa năng, gọi tắt là khớp chữ U.

Trục truyền động Hotchkiss là thiết kế trục truyền động phổ biến hơn. Không giống như trục truyền động ống mô-men xoắn, trục truyền động Hotchkiss có thiết kế mở, nghĩa là bạn thực sự có thể nhìn thấy trục truyền động quay bên dưới ô tô của mình khi xe đang di chuyển. Ngoài ra, thay vì chỉ sử dụng một khớp chữ U để kết nối hộp số và bộ vi sai, trục truyền động Hotchkiss sử dụng hai khớp chữ U.

Khác biệt. Bộ vi sai là bộ phận có kích thước bằng quả dưa nằm giữa hai bánh sau. Đây là điểm dừng cuối cùng dọc theo hệ thống truyền lực trước khi mô-men xoắn được truyền đến bánh sau. Bộ vi sai truyền mô-men xoắn, khiến chúng quay, từ đó chuyển động của ô tô.

Nó được gọi là "vi sai" vì nó cho phép hai bánh sau trên cùng một trục chuyển động ở khác nhau tốc độ. Có thể bạn đang nghĩ, "Khi nào thì bánh sau của tôi sẽ chuyển động ở các tốc độ khác nhau?" Một ví dụ phổ biến là bất cứ khi nào bạn đi vòng quanh một góc. Khi bạn rẽ phải, bánh xe bên trong (bánh xe bên phải) sẽ di chuyển một khoảng cách nhỏ hơn bánh xe bên ngoài (bánh xe bên trái). Để theo kịp bánh xe bên trong, bánh xe bên ngoài phải quay nhanh hơn một chút. Sự khác biệt làm cho điều này có thể. Nếu có một kết nối chắc chắn giữa cả hai bánh xe, thì một trong các bánh xe sẽ cần phải trượt để trục tiếp tục chuyển động.

Nếu bạn muốn biết rõ hơn về cách hoạt động của bộ vi sai, hãy xem video tuyệt vời này từ năm 1937:

Hệ thống truyền động bánh trước

Nhiều ô tô ngày nay sử dụng hệ dẫn động cầu trước. Thay vì các bánh sau cung cấp năng lượng cho chuyển động, các bánh trước thực hiện. Do đó, bạn không cần trục truyền động dài chạy theo chiều dài của ô tô để truyền mô-men xoắn để di chuyển các bánh xe. Tất cả các thành phần của bộ truyền động - hộp số, bộ vi sai và trục truyền động - đều nằm ở phía trước của ô tô. Để lắp tất cả các bộ phận này ở phía trước, ô tô có hệ thống dẫn động cầu trước đặt động cơ sang một bên trong ô tô. Đây được gọi là “vị trí đặt động cơ ngang”. Mở mui xe ô tô của bạn - nếu động cơ chạy theo chiều ngang chứ không phải theo chiều dọc, có thể bạn đã có một chiếc xe dẫn động cầu trước.

Bởi vì tất cả các bộ phận của hệ thống truyền động cầu trước đều được bố trí ở phía trước của một chiếc xe, bạn có thể làm cho chúng nhỏ hơn và nhẹ hơn. Hoặc bạn có thể làm cho những chiếc xe lớn hơn, nhưng chỉ có đủ chỗ cho hành khách. Do đó, hầu hết xe tải nhỏ sử dụng hệ dẫn động cầu trước.

Một lợi ích khác của xe dẫn động cầu trước là do có nhiều trọng lượng hơn ở phía trước do tất cả các thành phần của hệ thống truyền lực ở phía trước, nó cung cấp nhiều lực kéo hơn trên các bề mặt trơn trượt, như tuyết. Tuy nhiên, bạn chỉ nhận được lợi ích về lực kéo này ở tốc độ thấp hơn. Khi bạn đang di chuyển ở tốc độ cao hơn, hệ dẫn động cầu sau thực sự cung cấp lực kéo tốt hơn.

Hệ dẫn động cầu trước có cách thiết lập cơ bản giống như hệ dẫn động cầu sau, nhưng các bộ phận có một chút khác biệt:

Transaxle. Thay vì một hộp số, hầu hết các hệ dẫn động cầu trước đều có một hộp số. Một bộ truyền động kết hợp bộ truyền động và bộ vi sai thành một bộ phận duy nhất. Nếu bạn có một chiếc xe dẫn động cầu trước và bạn muốn kiếm điểm thưởng Car Guy, đừng coi bộ truyền động của bạn là bộ truyền động mà là bộ truyền động.

Trong khi hầu hết các xe ô tô sử dụng bộ chuyển số đều gắn chúng ngay bên cạnh động cơ, một số xe ô tô thể thao sử dụng bộ chuyển số trên xe lửa dẫn động cầu sau để phân bổ trọng lượng đồng đều.

Nửa trục. Bởi vì tất cả các thành phần của hệ thống truyền lực đều nằm ở phía trước của ô tô, xe dẫn động cầu trước không cần trục truyền động dài để truyền mô-men xoắn đến các bánh xe. Thay vào đó, một nửa trục kết nối từ bộ truyền động đến cụm bánh xe.

Thay cho khớp chữ U, các nửa trục kết nối trục và cụm bánh xe bằng các khớp vận tốc không đổi, hoặc khớp CV. Khớp nối CV sử dụng cơ cấu ổ bi để giảm ma sát và cho phép các bánh xe chuyển động phức tạp hơn được sử dụng trong ô tô dẫn động cầu trước - hãy nhớ rằng ô tô dẫn động cầu trước không chỉ phải di chuyển xe về phía trước mà còn phải lái sang trái và phải. .

Vâng, bạn hiểu rồi - những điều cơ bản về hệ thống truyền lực. Bây giờ bạn có thể giải thích cho cậu con trai năm tuổi của mình về cách xe của bạn di chuyển. Nếu bạn muốn biết thêm một số thông tin về hệ thống ô tô, hãy xem cuốn sách Cách ô tô hoạt động . Nó đã giúp tôi rất nhiều trong nghiên cứu của tôi. Tác giả đã làm rất tốt việc chia nhỏ mọi thứ thành ngôn ngữ mà ngay cả người mới bắt đầu cũng có thể hiểu được.

Trong phiên tiếp theo của chúng ta về Gearhead 101, chúng ta sẽ xem xét thêm hai kiểu sắp xếp hệ thống truyền động:dẫn động bốn bánh và 4X4.

Minh họa của Ted Slampyak