CHƯƠNG 5 CAU CHU DONG

Chương 5: CẦU CHỦ ĐỘNG
5.1. Chức năng, yêu cầu và phân loại
5.1.1. Chức năng
Cầu chủ động là bộ phận cuối cùng trong hệ thống truyền lực, tùy theo kết
cấu ta có cầu chủ động đặt phía sau hộp số, nối với hộp số hay hộp phân phối bởi
trục truyền động các đăng, hoặc cầu chủ động và hộp số được đặt trong một cụm.
Công dụng:
- Là giá đỡ và giữ hai bánh xe chủ động.
- Phân phối mômen của động cơ đến hai bánh xe chủ động để xe chuyển động tiến
hoặc lùi.
-Tăng tỷ số truyền để tăng mômen xoắn, tăng lực kéo của bánh xe chủ động. - Cho
phép bánh xe chủ động quay với vận tốc khác nhau khi xe quay vòng.
- Đỡ toàn bộ trọng lượng của các bộ phận đặt trên xe.

5.1.2. Yêu cầu.
- Có tỷ số truyền cần thiết phù hợp với yêu cầu làm việc.
- Đảm bảo độ cứng vững và độ bền cơ học cao.
- Phải có hiệu suất làm việc cao, làm việc không gây tiếng ồn, kích thước nhỏ gọn.

5.1.3. Phân loại.
- Theo kết cấu truyền lực chính: cầu đơn, cầu kép.
- Theo vị trí của cầu chủ động trên xe: cầu trước chủ động, cầu sau chủ động.
- Theo số lượng cầu bố trí trên xe: xe có một cầu chủ động, xe có hai cầu chủ
động, xe có ba cầu chủ động.
- Theo số lượng cặp bánh răng truyền lực chính: một cặp bánh răng, hai cặp bánh
răng có tỷ số truyền cố định.
2

5.2. Truyền lực chính
5.2.1. Truyền lực chính đơn
Truyền lực chính đơn có

cặp bánh răng côn truyền
mômen xoắn theo đường vuông
góc, bánh răng chủ động hình
quả dứa được chế tạo liền trục.
Phía đỉnh răng của trục có dạng

3
4
5

1

6

Hình 5.1. Truyền lực
chính đơn
1. Đầu trục
2. Rãnh then hoa.
3,5. Ổ bi.
4. bánh răng chủ động.
6. Bỏnh răng bị động.

42


hình trục để lắp ổ bi 5, ổ bi này nằm trên gối đỡ bên trong của vỏ hộp cầu sau.
Phía sau chân răng có lắp ổ bi 3, ổ bi này nằm trên gối đỡ của nắp vỏ hộp. Trên
trục có rãnh then hoa 2 để lắp với mặt bích của trục các đăng. Phần cuối của
trục có các đường ren để bắt đai ốc hãm mặt bích các đăng. Bánh răng chủ động
và bánh răng bị động luân ăn khớp với nhau hình thành bộ truyền lực chính loại

đơn.
- Cặp bánh răng của truyền lực chính có hai loại: loại bánh răng côn xoắn và loại
bánh răng hypoit. Sự khác nhau giữa 2 loại bộ truyền này là ở bộ truyền hypoit
trục bánh răng chủ động được đặt lệch tâm một khoảng e so với tâm trục bị động
nhằm thỏa mãn mục đích:
- Nâng hạ trọng tâm cầu xe để tăng tính năng thông qua chướng ngại vật hoặc hạ
thấp trọng tâm toàn xe.
- Nâng cao độ bền, tăng độ êm cho bộ truyền lực chính.

5.2.2. Truyền lực chính kép
Trên các xe tải có công suất lớn, để đủ mômen và đảm bảo độ bền cơ học của
các bánh răng, truyền lực chính thường có 2 cặp bánh răng. Ngoài cặp bánh răng
côn truyền lực còn có thêm một cặp bánh răng trụ, thường là bánh răng xiên để
nâng cao tỷ số truyền lực. Cấu tạo truyền lực chính kép được trình bày trên hình
vẽ:
2
4
3
1
Hình 5.2. Truyền lực chính kép
1. Bánh răng quả dứa.
2. Bánh răng vành chậu.
3, 4. Cặp Bánh răng trụ trung
gian
5. Trục trung gian.

5

Bánh răng quả dứa được chế tạo liền với trục chủ động, trục và bánh răng
quả dứa được lắp với vỏ cầu bằng bulông, ở giữa có đệm điều chỉnh. Bánh răng

vành chậu luôn ăn khớp với bánh răng quả dứa và lắp chặt với trục trung gian
bằng đinh tán. Trục trung gian chế tạo liền với bánh răng trụ trung gian nhỏ. Đây
là bánh răng bị động của cặp truyền động trung gian. Trục trung gian quay trơn
trên hai vòng bi côn đặt trên vỏ cầu, phía ngoài có nắp và đệm điều chỉnh.

43


-Bánh răng trung gian lớn lắp với vỏ bộ vi sai bằng các bulông. Khi bánh răng quả
dứa nhận truyền động từ trục các đăng, mômen quay được truyền tới bánh răng
vành chậu, bánh răng trung gian nhỏ, bánh răng trung gian lớn và vỏ bộ vi sai.

5.3. Vi sai
5.3.1. Nhiệm vụ chính của bộ vi sai
- Tiếp tục giảm chuyển động quay đã nhận từ hộp số hoặc hộp phân phối để tăng
mômen quay truyền tới các bán trục.
- Tạo sự chênh lệch tốc độ quay giữa các bánh xe phía trong và bánh xe phía ngoài
khi xe quay vòng.
- Thay đổi lực chuyển động quay từ hộp số theo góc vuông và truyền nó đến các
bánh xe dẫn động đối với các xe FR.
Bộ vi sai được chia làm 2 loại: loại sử dụng cho các xe FF và loại sử dụng cho các
xe FR.

Hình 5.3. Cấu tạo bộ vi sai

5.3.2. Cấu tạo
Bộ vi sai tiếp tục tăng mômen quay đã truyền qua hộp số dọc và phân phối
lực dẫn động tới các bán trục bên trái và bên phải.
Ngoài ra, chính truyền lực vi sai tạo ra sự chênh lệch về tốc độ quay giữa bánh xe
phía trong và bánh xe phía ngoài khi xe quay vòng và làm cho xe chạy êm trên

những đường cong.

44


Hình 5.4 Cấu tạo của bộ vi sai
1. Trục cácđăng;
2. Bánh răng chủ động;
3. Bánh răng vành chậu;
4. Bánh răng vi sai;
5. Bánh răng bán trục;
6. Bán trục.

5.3.3. Hoạt động của bộ vi sai
- Khi xe chạy thẳng
Khi xe chạy thẳng, một lực cản đều nhau tác động lên cả bánh xe bên phải
và bánh xe bên trái, 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 cả hai bánh xe.
- Khi xe chạy trên đường vòng
Khi xe chạy trên đườngvòng, tốc độ quay của lốp ngoài và lốp trong sẽ
khác nhau. Nói khác đi, bên trong bộ vi sai, bánh răng bán trục B phía trong quay
chậm và bánh răng vi sai phải quay sao cho bánh răng bán trục A phía ngoài quay
nhanh hơn. Đó là cách mà bộ vi sai làm cho xe chạy êm qua các đường vòng.
Gợi ý:
Bộ vi sai hoạt động để tác động cùng một mômen quay vào cả bánh xe bên
phải và bánh xe bên trái. Vì vậy, trong khi điều này có ưu điểm là làm cho xe chạy
được êm qua các đườngvòng, thì lại có nhược điểm là làm giảm lực dẫn động đến
cả hai bánh xe khi lực dẫn động của một bánh xe bị giảm.
5.3.4. Một số loại vi sai đặc biệt
- LSD (Bộ vi sai hạn chế trượt)

- LSD là một cơ cấu hạn chế bộ vi sai khi một trong các bánh xe bắt đầu trượt để
tạo ra một lực dẫn động phù hợp ở bánh xe kia làm cho xe chạy êm. Có các loại
LSD khác nhau.
a. LSD nối khớp thuỷ lực

45


Hình 5.5. Vi sai LSD nối khớp thuỷ lực
Khớp nối thuỷ lực là một loại khớp (ly hợp) thuỷ lực truyền mômen quay bằng sức
cản nhớt của dầu. Nó sử dụng sức cản nhớt này để hạn chế sự trượt vi sai.
LSD nối khớp thuỷ lực được sử
dụng như một cơ cấu hạn chế vi
sai ở bộ vi sai trung tâm
của các xe 4WD và một số LSD
nối khớp thuỷ lực được sử dụng ở
các bộ vi sai của các xe kiểu FF
và FR.
b Loại nhiều đĩa
Hình 2.31.Vi sai LSD cảm nhận mômen quay
Lò xo nén hình ống được
lắp giữa các bánh răng bán trục
trái và phải để giữ các vòng đệm
chặn luôn ép vào các tấm ly hợp
qua các vòng cách và các bánh
răng bán trục.
Do đó, ma sát được tạo ra
giữa giữa tấm ly hợp và vòng đệm
chặn sẽ hạn chế bộ vi sai.
Gợi ý: Dùng dầu LSD đặc biệt cho

Hình 5.6. Vi sai Loại nhiều đĩa
các LSD kiểu nhiều đĩa

46


5.4 Nửa trục ( bán trục )
5.4.1. Bán trục (loại hệ thống treo độc lập)
Chúng phải có một cơ cấu để triệt tiêu những thay đổi về chiều dài của các
bán trục gây ra do các chuyển động lên xuống của các bánh xe.
Trong trường hợp các
xe FF, vì các bánh xe được sử
dụng vừa để lái vừa để dẫn
động, chúng phải duy trì
được cùng một góc làm việc
trong khi các bánh trước đang
được lái, và phải quay các
bánh xe với tốc độ đồng đều.
Cầu xe (loại hệ thống treo
phụ thuộc)
Các bánh xe bên trái
Hình 5.7 . Bán trục
và bên phải được nối thẳng
với cầu xe. Hộp cầu xe vừaphải đỡ trọng lượng của xem vừa
phải chứa bộ vi sai ở tâm của nó.

5.4.2. Chiều dài của bán trục
Ở các xe FF, sự chênh lệch
về chiều dài của các bán trục bên
trái và bên phải cũng có thể làm

cho vô lăng lái bị ngoặt đột ngột
về một bên, hoặc xe đổi hướng
khi khởi hành nhanh hoặc khi
tăng tốc độ đột ngột. Ngườita gọi
hiện tợng này là “lái có mômen
cản”. Vì lẽ này, một số kiểu xe sử
dụng một trục trung gian kết hợp
với các bán trục bên trái và bên
phải có cùng chiều dài để tránh
xảy ra hiện tợng lái có mômen cản.

Hình 5.8 . Chiều dài của bán trục

5.5. Cầu chủ động thông dụng
47


48