Hệ thống truyền lực AWD

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA Ô TÔ

BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ HỆ THỐNG
TRUYỀN LỰC
Tên đề tài: Hệ thống truyền lực AWD

Giáo viên hướng dẫn

:

Môn

: Chuyên đề hệ thống truyền lực

Sinh viên thực hiện

:

Mã sinh viên

:

Hà Nội – 2021


LỜI NÓI ĐẦU
Trong vài năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam có những bước phát triển
vượt bậc, đời sống người dân được nâng cao, cùng với việc chính phủ đang
đầu tư rất nhiều vào quy hoạch và xây dựng hệ thống giao thông vận tải, đã

khiến ô tô trở thành phương tiện đi lại tiện nghi và phổ biến, được nhiều
người quan tâm. Không như các nước phát triển, với Việt Nam thì ơ tơ vẫn là
chủ đề mới mẻ, đặc biệt là những ứng dụng công nghệ tiên tiến trên xe. Vì thế
việc nghiên cứu về ơ tơ là rất cần thiết, nó là cơ sở để các nhà nhập khẩu cũng
như các nhà sản xuất trong nước kiểm tra chất lượng xe khi nhập cũng như
sau khi xe xuất xưởng, đồng thời trang bị kiến thức cho những người dân mua
và sử dụng xe có hiệu quả kinh tế cao. Khi yêu cầu ngày càng cao của cơng
nghệ vận tải về kỹ thuật cũng như về tính an tồn, tiện dụng cho người sử
dụng phương tiện thì em đã chọn để tài: “Hệ thống truyền lực AWD” để hiểu
rõ hơn về tổng quan hệ thống truyền lực và cụ thể là hệ thống truyền lực
AWD trên ô tô.
Với những kiến thức đã học, kiến thức và các tài liệu thu thập được
trong thời gian học tập, cùng với sự hướng dẫn, chỉ bảo giúp đỡ tận tình của
thầy giáo Nguyễn Xuân Tuấn, qua sự nỗ lực cố gắng của bản thân em đã hoàn
thành báo cáo về đề tài của mình. Em xin chân thành cảm ơn thầy ....– Khoa
Công nghệ kỹ thuật ô tô đã chỉ bảo tận tình giúp em hồn thành đề tài. Do
kiến thức và kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế khơng thể tránh khỏi
những sai sót, em rất mong được góp ý để đề tài hồn thiện hơn. Em xin chân
thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC ............................. 1
1.1 Lịch sử hình thành và phát triển hệ thống truyền lực ................................. 1
1.2 Công dụng, yêu cầu của hệ thống truyền lực .............................................. 3
1.2.1 Công dụng của hệ thống truyền lực ......................................................... 3
1.2.2 Yêu cầu của hệ thống truyền lực .............................................................. 3
1.3 Các bộ phận chính trên hệ thống truyền lực ............................................... 4

1.4 các kiểu bố trí hệ thống truyền lực .............................................................. 8
CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC AWD ......................................... 17
2.1 Hệ thống truyền lực AWD ........................................................................ 17
2.2 Sự phát triển của hệ thống truyền lực AWD ............................................. 17
2.3 Cấu tạo của hệ thống truyền lực AWD ..................................................... 18
2.4 Nguyên lý hoạt động ................................................................................. 22
2.5 Ưu, nhược điểm của hệ thống truyền lực AWD ....................................... 22
CHƯƠNG 3. BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
AWD ............................................................................................................... 24
3.1 Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống truyền lực AWD ....................................... 24
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 27
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 28


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Bánh xe nước Ai Cập (Sakia) ở Luxor, khoảng 2000 đến 1000 trước
Công nguyên. .................................................................................................... 1
Hình 1.2 Sự phát triển các bộ phận truyền động năm 1784 - 1834. ................. 1
Hình 1.3 Sự phát triển các bộ phận truyền động năm 1849 – 1886.................. 2
Hình 1.4 Hệ thống truyền lực của 2 hãng nổi tiếng Mayback và Peugoet ....... 3
Hình 1.5 Bố trí chung của hệ thống truyền lực ................................................. 4
Hình 1.6 Cấu tạo của bộ ly hợp ma sát ............................................................. 5
Hình 1.7 Cấu tạo hộp số sàn.............................................................................. 6
Hình 1.8 Cấu tạo trục các đăng ......................................................................... 7
Hình 1.9 Cấu tạo cầu chủ động ......................................................................... 8
Hình 1.10 Hệ thống truyền lực FF .................................................................... 9
Hình 1.11 Hệ thống truyền động FR ............................................................... 10
Hình 1.12 Hệ thống truyền lực RR ................................................................. 10
Hình 1.13 Hệ thống 4WD gián đoạn............................................................... 12
Hình 1.14 Hệ thống 4WD thường xuyên ........................................................ 12

Hình 1.15 Hệ thống 4WD thường xuyên có khớp mềm V ............................. 13
Hình 1.16 Hệ thống truyền lực AWD ............................................................. 15
Hình 1.17 Hệ thống truyền động Hybrid ........................................................ 16
Hình 2.1 Mẫu xe Dernburg-Wagen................................................................. 17
Hình 2.2 Các bộ phận của hệ thống truyền lực AWD .................................... 19
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí hệ thống AWD ............................................................. 19
Hình 2.4 Cấu tạo bộ vi sai trung tâm AWD .................................................... 20
Hình 2.5 Trục các đăng ................................................................................... 21
Hình 2.6 Khớp nối nhớt .................................................................................. 21
Hình 2.7 Sơ đồ hoạt động hệ thống AWD ...................................................... 22


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
1.1 Lịch sử hình thành và phát triển hệ thống truyền lực
Sự phát triển các bộ truyền động
• Bánh răng đã được sử dụng cách đây hàng 2000 - 1000 năm TCN để
nâng cao năng suất lao động cho con người và động vật.

Hình 1.1 Bánh xe nước Ai Cập (Sakia) ở Luxor, khoảng 2000 đến 1000 trước
Cơng ngun.
• Năm 1784, hộp số có 2 cấp số, ăp khớp bằng cách khớp trượt cài răng
vào bánh răng.

Hình 1.2 Sự phát triển các bộ phận truyền động năm 1784 - 1834.
1


• Năm 1821, hộp số có 2 cấp, ăn khớp bằng cách trượt các bánh răng để
ăn khớp với nhau.
• Năm 1827, bộ bánh răng vi sai đầu tiên xuất hiện.

• Năm 1834, bộ truyền động bánh răng hành tinh
• Năm 1849, bộ truyền dây curoa 2 tốc độ.
• Năm 1879, bộ truyền bánh răng với sự xuất hiện của số lùi và ly hợp.
• Năm 1885, bộ cơn ly hợp.
• Năm 1886, bộ vi sai dẫn động bằng dây đai.

Hình 1.3 Sự phát triển các bộ phận truyền động năm 1849 – 1886.
• Năm 1889, hộp số 4 cấp với các bánh răng trượt và có ly hợp.
• Năm 1890, hộp số 4 cấp với các bánh răng trượt kết hợp với bộ bánh
răng TLC – vi sai.

2


Hình 1.4 Hệ thống truyền lực của 2 hãng nổi tiếng Mayback và Peugoet
1.2 Công dụng, yêu cầu của hệ thống truyền lực
1.2.1 Công dụng của hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực trên ô tô là hệ thống tập hợp tất cả các cơ cấu nối
từ động cơ tới bánh xe chủ động, bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều
quay, biến đổi giá trị mô men truyền nhằm đảm bảo các chức năng chính sau:
• Truyền, biến đổi mơ men quay và số vịng quay từ động cơ đến bánh xe
chủ động sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và
moment cản sinh ra trong q trình ơ tơ chuyển động.
• Cắt dịng truyền trong thời gian ngắn hoặc dài.
• Thực hiện đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ô
tô.
• Tạo khả năng chuyển động êm dịu và thay đổi tốc độ cần thiết trên
đường.
1.2.2 Yêu cầu của hệ thống truyền lực
Trên hệ thống truyền lực, sự liên kết giữa động cơ, bánh xe và các cơ

cấu nối cần thiết phải đủ khả năng để truyền lực, quan hệ này được thể hiện ở
các yêu cầu chính sau:

3


• Truyền công suất từ động cơ đến bánh xe chủ động với hiệu suất cao,
độ tin cậy lớn.
• Thay đổi được mô men của động cơ một cách dễ dàng.
• Cấu tạo đơn giản, dễ dàng bảo dưỡng, sửa chữa.
1.3 Các bộ phận chính trên hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực trên ô tô là sự kết hợp các bộ truyền lực như: Ly hợp (Ly
hợp ma sát, ly hợp thủy lực, biến mô thủy lực), Hộp số (hộp số có cấp, hộp số
vơ cấp), truyền lực các đăng, truyền lực chính và bộ vi sai, bánh xe chủ
động…

Hình 1.5 Bố trí chung của hệ thống truyền lực
1.3.1 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 đến 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 phép động cơ hoạt động khi xe dừng và không cần
chuyển hộp số về số trung gian.
4


Hình 1.6 Cấu tạo của bộ ly hợp ma sát
1. Bánh đà; 2. Đĩa bị động; 3. Đĩa ép;
4. Vỏ ly hợp; 5. Vỏ lò xo ép; 6. Vỏ ly hợp;
7. Lị xo giảm chấn; 8. Ổ bi tì; 9. Càng gạt; 10. Đòn mở;

11. Nạng gạt và đai ốc; 12. Các te; 13. Ổ con lăn; 14. Ổ bi kim
Cấu tạo của bộ ly hợp gồm:
• Phần chủ động: Gồm những chi tiết bắt trực tiếp hoặc gián tiếp với
bánh đà như: Bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp, lị xo ép.
• Phần bị động: Gồm các chi tiết lắp trực tiếp hoặc gián tiếp với trục bị
động (trục sơ cấp của hộp số): Trục bị động, đĩa ma sát.
• Phần dẫn động điều khiển: Ổ bi mở ly hợp, cần mở ly hợp, các đòn dẫn
động, bàn đạp ly hợp.
• Bộ phận tạo lực ép: Vỏ ly hợp, lò xo ép, đĩa ép.
1.3.2 Hộp số
Nhiệm vụ của hộp số là biến đổi mô men xoắn của động cơ truyền tới
các bánh xe sao cho phù hợp với các chế độ tải.. Chắc chắn sự mất mát công
5


suất ở hộp số là khơng tránh khỏi, vì thế công suất thực tế đưa đến các bánh
xe luôn luôn nhỏ hơn công suất đưa ra của trục khuỷu động cơ (hiệu suất của
hộp số).

Hình 1.7 Cấu tạo hộp số sàn
Cấu tạo hộp số sàn: Hộp số sàn gồm có các bộ phận là bánh răng, trục
hộp số, bộ đồng tốc, ổ bi, được bao bọc bởi vỏ và nắp hộp số.
• Bánh răng: Đây là bộ phận chính, có nhiệm vụ thay đổi tỷ số truyền, từ
đó làm thay đổi tốc độ quay giữa các chi tiết.
• Trục hộp số: Hộp số dọc thường có 3 trục gồm Trục sơ cấp – Trục
trung cấp – Trục thứ cấp. Hộp số ngang có 2 trục là trục sơ cấp – trục
thứ cấp.
• Bộ đồng tốc: Bộ phận này giúp tốc độ của các bánh răng được đồng
đều khi vào số, tránh gặp tình trạng va đập giữa các bánh răng. Nhờ đó,
q trình vào số của xe sẽ êm ái và dễ dàng hơn.

• Ổ bi: Bộ phận này giúp chuyển hóa ma sát trượt thành ma sát lăn, từ đó
làm giảm tiếng ồn trong q trình hoạt động và giúp hộp số kéo dài tuổi
thọ.

6


• Vỏ và nắp hộp số: Chứa các bộ phận bên trong hộp số, có nhiệm vụ bảo
vệ các bộ phận này khỏi va đập.
1.3.3 Trục các đăng
Truyền động các đăng dùng để truyền mô men xoắn giữa các trục
không thẳng hàng. Các trục này lệch nhau một góc α > 0o và giá trị của α
thường thay đổi.

Hình 1.8 Cấu tạo trục các đăng
1. Ổ đỡ giữa; 2. Vòng bi trục chữ thập; 3. Chạc đầu trục; 4. Chạc ống trượt; 5.
Ống dẫn; 6. Vòng bi trục chữ thập; 7. Chạc đầu trục
Trục các đăng là một ống thép nhẹ được làm từ thép cacbon, nó đủ
khỏe để chống cong và xoắn. Thông thường, chúng là một ống liền có hai
khớp nối ở hai đầu hình hình thành các khớp các đăng. Vì có sự rung động
nhẹ ở dải tốc độ cao, nên ngày nay người ta thường sử dụng loại trục các đăng
3 khớp nối.
1.3.4 Bộ vi sai và cầu chủ động
Bộ vi sai đảm bảo cho các bánh xe quay với tốc độ khác nhau lúc xe
quay vịng hay chuyển động trên đường khơng bằng phẳng, hoặc có sự sai
lệch về kích thước của lốp, đồng thời phân phối lại mô men xoắn cho hai nữa
trục.
7

Cầu chủ động nhận công suất từ động cơ truyền tới để phân phối đến
các bánh xe theo phương vuông góc. Cầu xe nâng đỡ các phần gắn lên nó như
hệ thống treo, sắt xi.
1

2

3
4

5

Hình 1.9 Cấu tạo cầu chủ động
1. Bánh răng vành chậu ; 2. Bánh răng hành tinh; 3. Bánh răng bán trục; 4.
Bánh răng quả dứa; 5. Bán trục.
Cầu xe có tổng cộng 4 bộ phận chính, bao gồm:
• Trục các đăng: bộ phận này có tác dụng truyền lực cuối, chứa các
bánh răng quả dứa ăn khớp với bánh răng vành chậu. Hai bánh răng
này sẽ giúp giảm số vịng quay và tăng mơ men lên.
• Vỏ bộ vi sai: phần vỏ của bộ vi sai được gắn lên phía bánh răng bị
động.
• Bánh răng hành tinh: ngồi việc kết nối ra thì bánh răng hành tinh
còn điều khiển tốc độ của các bánh răng bán trục.
• Bộ phận bán trục trong/ngồi: có cơng dụng kết nối bánh răng bán
trục với bánh xe.
1.4 các kiểu bố trí hệ thống truyền lực
1.4.1 Hệ thống truyền động FF (Động cơ đặt trước – bánh trước chủ động)
Trên xe với động cơ đặt trước cầu trước chủ động. Sơ đồ truyền lực:
Động cơ đặt trước (nằm ngang) → ly hợp (ly hợp ma sát, biến mô thủy lực)
8

→ hộp số đặt ngang (HS có cấp, HS vơ cấp) → truyền lực chính, bộ vi sai →
trục các đăng đồng tốc → Bánh xe chủ động. (cách bố trí thường được sử
dụng trên xe con).

Hình 1.10 Hệ thống truyền lực FF
Ưu điểm của hệ dẫn động này lực được truyền từ động cơ phân phối tới
bánh xe với quãng đường ngắn hơn. Hao tổn về lực sẽ ít đi. Ngồi ra 2 bánh
trước nằm sát vị trí người lái. Lái xe sẽ chủ động hơn khi xe vào cua gấp hay
xe di chuyển trên những con đường trơn trượt.
Bánh trước dẫn động rất có lợi khi xe quay vòng và đường trơn. Sự ổn
định hướng tuyệt vời này tạo được cảm giác lái xe khi quay vòng. Do khơng
có trục các đăng nên gầm xe thấp hơn giúp hạ được trọng tâm của xe, làm cho
xe ổn định khi di chuyển.
1.4.2 Hệ thống truyền động FR (Động cơ đặt trước – bánh sau chủ động)
Động cơ phía trước, cầu chủ động phía sau: Sơ đồ truyền lực: Động cơ đặt
trước (nằm dọc) → ly hợp (ly hợp ma sát, biến mô thủy lực) → hộp số đặt
dọc (HS có cấp, HS vơ cấp) → trục các đăng → truyền lực chính, vi sai →

9


Bán trục → Bánh xe chủ động. (thường được bố trí trên xe con, xe khách nhỏ,
SUV).

Hình 1.11 Hệ thống truyền động FR
Ưu điểm của hệ thống này động cơ sẽ được làm mát nhanh hơn. Lực
đẩy phụ thuộc vào bánh sau giúp thân xe cân bằng hơn. Nhược điểm do lực
phải di chuyển quãng đường tương đối xa. Nên nó sẽ bị thất thốt một phần.

Trục các đăng chạy dọc dưới gầm xe do vậy gầm xe sẽ phải làm cao thêm.
Không gian nội thất trong xe phải được bố trí sắp xếp lại. Điều này là khơng
tiện nghi nếu gầm xe ở mức quá thấp.
1.4.3 Hệ thống truyền động RR ( Động cơ đặt sau – bánh sau chủ động)

Hình 1.12 Hệ thống truyền lực RR
10


Động cơ đặt phía sau, cầu chủ động phía sau: Sơ đồ truyền lực: Động
cơ → ly hợp → hộp số → cầu chủ động làm thành một khối gọn ở phía sau xe.
Cấu trúc này thường gặp trên các xe khách cỡ lớn. Hệ thống truyền
động RR này hiện nay đang ít được sử dụng.
1.4.4 Hệ thống truyền động 4WD (4 wheel driver – 4 bánh chủ động)
Xe ô tô sử dụng hệ thống này, 4 bánh của xe đều có thể điều khiển chủ
động được. Tuy nhiên cấu tạo của nó tương đối phức tạp. Phải cần ít nhất 3 bộ
vi sai thì xe mới có thể hoạt động ổn định được. Vị trí đặt vi sai ở cầu trước,
cầu sau và ở giữa xe. Hệ dẫn động này thường được sử dụng trên những chiếc
xe địa hình do chúng cần độ bám đường lớn.
- Phân loại hệ thống truyền động 4WD:
• 4WD gián đoạn
• 4WD thường xuyên
• 4WD thường xuyên có khớp mềm V
a) Hệ thống 4WD gián đoạn
Với loại 4WD này, người lái phải chuyển đổi giữa chế độ 2WD và
4WD bằng hộp số phụ theo điều kiện của đường xá.
Bình thường, xe chạy theo chế độ 2WD, cịn khi đường xấu và có tuyết,
v.v... thì sử dụng 4WD.
Tuy nhiên, vì hệ thống 4WD gián đoạn có các hệ thống truyền lực phía
trước và phía sau nối trực tiếp với nhau, nên xảy ra hiện tượng phanh khi

quay vịng, và xe khơng thể quay vịng được êm.
Vì vậy, cần phải chuyển từ chế độ 4WD về 2WD khi xe chạy trên
đường bình thường.
11


Hình 1.13 Hệ thống 4WD gián đoạn
b) Hệ thống 4WD thường xuyên

Hình 1.14 Hệ thống 4WD thường xuyên
12


Có thể sử dụng xe tại mọi thời điểm trong mọi điều kiện chạy xe và
đường xá, từ đường xá bình thường đến đường xá gồ ghề và đường xá có hệ
số ma sát thấp, đó là loại 4WD thường xuyên. Ngoài ra, các xe 4WD thường
được trang bị bộ vi sai trung tâm.
c) Hệ thống 4WD thường xuyên có khớp mềm V
Hệ thống 4WD thường xuyên có khớp mềm V làm cho xe có thể hoạt
động thích hợp với chế độ 2WD trong thời gian chạy bình thường hầu như
khơng có sự chênh lệch về tốc độ quay giữa các bánh xe trước và sau.
Khi có sự chênh lệch về tốc độ quay giữa các bánh xe trước và sau như
khi xe quay vịng hoặc chạy trên đường có tuyết, hệ thống này truyền lực dẫn
động đến các bánh sau. Nhờ vậy, nó đảm bảo tính điều khiển ổn định trong
khi chạy ở các điều kiện đường xá và chạy xe khác nhau.

Hình 1.15 Hệ thống 4WD thường xuyên có khớp mềm V

13

Ưu nhược điểm của hệ thống treo 4WD
• Ưu điểm:
(1) Tính ổn định khi quay vịng: vì cả bốn bánh xe đều truyền lực như nhau,
thay vì chỉ có hai bánh truyền lực, tải trọng trên mỗi lốp sẽ giảm đi, có thể sử
dụng lực quay vịng của các lốp có hiệu quả, tạo ra sự quay vịng rất ổn định.
(2) Tính ổn định khi chạy trên đường thẳng: với xe 4WD, vì lực bám dư của
mỗi lốp xe tăng lên, các thay đổi bên ngồi khơng ảnh hưởng đến xe. Nhờ vậy
đạt được tính ổn định khi chạy trên đường thẳng.
(3) Tính năng khởi hành và tăng tốc: độ bám của lốp các xe 4WD gần gấp đôi
độ bám của các xe 2WD, nên thậm chí khi xe được trang bị động cơ công suất
cao, các lốp cũng không quay trượt khi khởi hành hoặc tăng tốc. Điều này
làm tăng tính năng khởi hành và tăng tốc của xe
(4) Tính năng leo dốc vì có lực bám gần gấp hai lần lực bám của xe 2WD, xe
4WD có thể leo các dốc mà xe 2WD không thể leo được.
(5) Chạy trên các đường gồ ghề và có tuyết: vì cả 4 bánh xe đều truyền lực,
nên lực truyền vào đường có thể gấp đơi lực truyền vào đường của xe 2WD
trên đường có tuyết, và tính năng chạy thơng trên các đường có hệ số ma sát ( )
thấp rất tốt.
Khi chạy trên các đường cát, bùn hoặc cực kỳ gồ ghề cần có cơng suất lớn
hơn. Vì cả 4 bánh xe của xe 4WD đều truyền lực, các bánh xe trước và sau sẽ
hỗ trợ lẫn nhau, nên có thể đạt được tính năng chạy thơng cao.
• Nhược điểm:
(1) Hiện tượng phanh góc hẹp: khi nối trực tiếp trục các đăng giữa cầu trước
và cầu sau, không thể triệt tiêu được sự chênh lệch về tốc độ quay giữa các
bán trục trước và bán trục sau, làm cho hệ thống truyền lực phải chịu lực lớn.
14


(2) Trọng lượng tăng lên: do số bộ phận tăng lên, nên trọng lượng (của xe)

tăng lên.
(3) Giá thành tăng: do cấu tạo của xe phức tạp hơn và số bộ phận tăng lên dẫn
đến giá thành của xe tăng lên.
(4) Cấu tạo phức tạp: cần phải có một hộp số phụ, trục các đăng, bộ vi sai
v.v... để phân phối công suất đến các bánh trước và sau.
(5) Các nguồn rung động và tiếng ồn tăng lên Việc tăng các bộ phận quay
(hộp số phụ, trục các đăng v.v...) làm tăng số nguồn phát sinh rung động và
tiếng ồn.
1.4.5 Hệ thống truyền động AWD (All Wheel Drive)
Hệ thống truyền lực AWD là hệ dẫn động 4 bánh toàn thời gian. Trên
xe sử dụng AWD mô men từ động cơ sẽ được tự động truyền đến các bánh xe
dựa vào hệ thống điều khiển điện tử mà khơng cần có sự can thiệp của người
lái.
Tùy vào điều kiện vận hành, hệ thống sẽ tự động tính tốn và truyền lực
đến các bánh xe theo tỉ lệ tối ưu.

Hình 1.16 Hệ thống truyền lực AWD
15


1.4.6 Hệ thống truyền động Hybrid
Hệ truyền động Hybrid được kết hợp giữa động cơ đốt trong và động
cơ điện. Bộ điều khiển điện tử sẽ quyết định khi nào thì dùng động cơ điện,
khi nào thì dùng động cơ đốt trong, khi nào dùng vận hành đồng bộ và khi
nào nạp điện vào ắc quy để sử dụng về sau. Ưu điểm lớn nhất của xe hybrid là
giảm ô nhiễm môi trường, một vấn đề quan trọng hiện nay. Ngồi ra xe
hybrid cịn có các ưu điểm sau:
• Tận dụng năng lượng khi phanh: khi cần phanh hoặc khi xe giảm tốc
năng lượng phanh được tận dụng để tạo ra dịng điện nạp cho ắc-quy.
• Giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu (động cơ hybrid tiêu thụ lượng nhiên

liệu ít hơn nhiều so với động cơ đốt trong thơng thường)
• Động cơ điện được dùng trong các chế độ gia tốc hoặc tải lớn nên động
cơ đốt trong chỉ cần cung cấp công suất vừa đủ nên động cơ đốt trong
có kích thước nhỏ gọn.
• Có thể sử dụng vật liệu nhẹ để giảm khối lượng tổng thể của ơtơ.

Hình 1.17 Hệ thống truyền động Hybrid

16


CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC AWD
2.1 Hệ thống truyền lực AWD
Hệ thống truyền lực AWD (All - Wheel Drive) là hệ thống dẫn động 4
bánh toàn thời gian chỉ ra các xe ln có cấu hình dẫn động 4 bánh trong bất
kỳ thời điểm nào mà không cần phân biệt cấp độ Low hay High. Hiểu một
cách đơn giản, AWD là hệ thống dẫn động có sự can thiệp nhiều về mặt cơng
nghệ, điện tử và thuật tốn.
All-Wheel Drive là một hệ thống cung cấp khả năng phân phối lực cho
tất cả bánh xe của nó, cho dù là bán thời gian hay yêu cầu của người điều
khiển. Một chiếc xe có khả năng dẫn động All Wheel Drive (AWD) ln
được trang bị bộ vi sai, có khả năng khóa nhằm tối ưu hệ dẫn động. Hình thức
phổ biến nhất của AWD là 4×4, với khả năng điều chỉnh lực giữa các cầu.
2.2 Sự phát triển của hệ thống truyền lực AWD
Mẫu xe dẫn động AWD đầu tiên có tên Dernburg-Wagen được sản xuất
bởi Daimler-Motoren-Gesellschaft (DMG) vào năm 1907. Chiếc xe này
khơng chỉ dẫn động AWD mà cịn thiết kế 4 bánh dẫn hướng. Mẫu xe này đã
gây được tiếng vang rất lớn vào năm 1908 khi hoàn thành chặng đường hàng
ngàn cây số từ phía nam nước Đức đến Tây Phi, ngày nay là Cộng hịa
Namibia.

Hình 2.1 Mẫu xe Dernburg-Wagen
17


Những dòng xe này sử dụng hệ thống dẫn động AWD, tuy nhiên chúng
vẫn chưa thơng minh và có khả năng biến thiên tỷ số truyền giữa hai cầu như
thời hiện tại. Phần lớn cấu tạo hệ dẫn động AWD thời kỳ này đều dựa trên
cấu trúc 4WD với khóa vi sai và tỷ số truyền cố định. Có thể tóm gọn đây là
thời kỳ sơ khai, tạo nền tảng cho các hệ thống dẫn động 4 bánh toàn thời gian
đầy thông minh sau này.
Từ năm 1972, Subaru gây được tiếng vang khi ra mắt mẫu Leone trang
bị hệ thống dẫn động 4 bánh toàn thời gian hiện đại đầu tiên trên thế giới.
Tiếp theo đó là Jeep giới thiệu hệ thống dẫn động Quadra Trac vào năm 1973,
được trang bị trên 3 mẫu xe Wagoneer, Cherokee và Gladiator.
Năm 1980, Audi cho ra mắt hệ thống dẫn động Quattro, trong khi
Mercedes-Benz mới giới thiệu hệ thống dẫn động 4 bánh toàn thời gian
4MATIC vào năm 1985. Cùng trong năm này, BMW cũng giới thiệu thệ
thống dẫn động AWD của mình trên mẫu E30 325iX và đến năm 2003, BMW
mới chính thức dùng tên gọi xDrive cho hệ thống này.
Sau Subaru, các hãng xe Nhật Bản cũng bắt đầu cho ra mắt các hệ dẫn
động AWD của riêng mình với những tên gọi khá đặc biệt. Nissan ra mắt hệ
thống ATTESA năm 1987, Toyota ra mắt All-Trac vào năm 1988.
Mitsubishi cũng bắt đầu trang bị hệ dẫn động AWD cho mẫu xe biểu
tượng 3000GT vào năm 1990. Và đến năm 2007, hệ thống này mới chính
thức có tên gọi S-AWC (viết tắt của Super All-Wheel Control). Tương tự,
Honda cũng chậm chân hơn khi ra mắt Hệ thống phân phối mô-men xoắn chủ
động ATTS vào năm 1997 và sau này cải tiến với tên gọi SH-AWD ra mắt
năm 2004.
2.3 Cấu tạo của hệ thống truyền lực AWD

Hệ thống truyền lực AWD gồm các bộ phận và thường sẽ được bố trí
như sau: Động cơ → ly hợp → hộp số → bộ vi sai trung tâm → trục các đăng
trước và sau → Bộ vi sai trước và sau → Bánh xe chủ động. (Tổng cộng hệ
thống AWD có 3 bộ vi sai là vi sai trung tâm và 2 vi sai trước/sau được gắn ở
2 cầu trước/sau, 2 trục các đăng trước và các đăng sau)

18


Cụm truyền lực
cầu trước

Động cơ

Hộp số
Đầu trục
ra hộp số

Bộ vi sai
trung tâm

Trục các
đăng

Cụm truyền
lực cầu sau
Hình 2.2 Các bộ phận của hệ thống truyền lực AWD

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí hệ thống AWD
Front/rear drive shaft: Trục các đăng trước/sau; Front/rear/center

differential: Bộ vi sai trước, sau, trung tâm
19


2.3.1 Bộ vi sai trung tâm
Hệ thống có khả năng truyền động đến cả 4 bánh ở 2 cầu trước và sau
nên ở hệ thống sẽ được trang bị 2 bộ vị sai gắn trên mỗi cầu nhằm cho phép
các bánh lại quay với vận tốc khác nhau mỗi khi vào cua để đảm bảo sự ổn
định của xe. Hệ thống AWD, xe được trang bị một bộ vi sai trung tâm nhằm
phân bố năng lượng/vận tốc quay khác nhau giữa cầu trước và cầu sau của xe.

Hình 2.4 Cấu tạo bộ vi sai trung tâm AWD
O-ring: Vịng đệm hình O; ring gear: vòng răng bánh đà; control coupling:
khớp nối điều khiển; inner bearing race: rãnh trong ổ bi; inner bearing: ổ bỉ;
washer: vòng đệm; driven pinion: trục bánh răng điều khiển; spacer: miếng
đệm; oil seal: phớt dầu; center differential lock sleeve: khóa ống lót vi sai
trung tâm; snapring: vịng chặn; intermediate differential side gear: bánh
răng côn trục cầu xe trung gian; dust deflector: bộ làm lệch bụi.
2.3.2 Trục các đăng (Driveshaft)
Trục các đăng làm nhiệm vụ truyền chuyển động quay sinh ra từ động cơ gắn
ở cầu trước/sau để chuyển tải đến cầu còn lại của xe. Thường được chia làm
trục cầu trước và trục cầu sau nhằm đảm bảo 2 cầu có thể hoạt động ở trên các
mặt phẳng khác nhau (trong điều kiện đường ghồ ghề).
20


Hình 2.5 Trục các đăng
Flange yoke: mép niềng; U-joint bearing plate: bạc lót chữ U;
Slip yoke BP style: mối nối trục ống dẫn và bạc lót chữ U; Tube shaft: trục
ống dẫn; Tube: ống dẫn; Tube yoke : mối nối ống dẫn; U-jount: bạc lót chữ

U; Midship shaft: trục tàu giữa; And yoke: kết thúc mối nối.
2.3.3 Khớp nối nhớt (Viscous coupling)
Các khớp nối nhớt được sử dụng trong bộ truyền động của xe để dẫn
động trục với lực kéo thấp, thay thế cho bộ vi sai giữa các trục. Bộ ly hợp
nhớt trong AWD là một bộ phận khép kín.

Hình 2.6 Khớp nối nhớt
21