Cầu xe là gì? Cầu xe hay còn được gọi là trục bánh xe, là một phần cốt lõi của hệ thống treo được sử dụng để kết nối các bánh xe của ô tô. Cầu xe đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển động của xe. Để tìm hiểu chi tiết hơn về cầu xe thì hãy cùng theo dõi những nội dung dưới đây mà Wuling EV Việt Nam cung cấp nhé. Chắc chắn sẽ rất thú vị đấy.
1. Tìm hiểu cầu xe là gì?
Cầu xe là gì? Cầu xe là một phần quan trọng của hệ thống treo ở dưới gầm xe ô tô, dùng để kết nối các bánh xe trước và sau. Cấu trúc của cầu xe thường bao gồm một trục kim loại chạy dọc giữa khung xe, nằm giữa bánh xe trước và sau. Chức năng chính của cầu xe là tạo nên một khung gầm vững chắc hỗ trợ an toàn khi xe phải chuyển hướng gấp.
Cầu xe ô tô có chức năng kết nối các bánh xe trước và sau lại với nhau
Để hoạt động hiệu quả, cầu xe thường được tích hợp với một bộ vi sai (Differential). Bộ vi sai này là hệ thống bánh răng dùng để chia momen xoắn từ động cơ. Thay vì truyền một lượng momen xoắn duy nhất, bộ vi sai chia thành hai luồng làm cho các bánh xe có thể quay với các tốc độ khác nhau. Nhờ đó, cầu xe nhận lực từ động cơ và truyền đến các bánh xe. Điều này giúp người lái dễ dàng vượt qua các khúc cua, tăng tính năng linh hoạt và giảm nguy cơ tai nạn hoặc lật xe.
2. Cấu tạo của cầu xe ô tô
Sau khi đã tìm hiểu về các thông tin “cầu xe là gì” thì tiếp theo đây là cấu tạo của nó. Bao gồm 4 bộ phận như sau:
- Trục các đăng: Đây là bộ phận truyền động lực và momen xoắn giữa hộp số - bộ vi sai, dẫn động cầu trước và cầu sau. Trục các đăng chủ yếu được tạo thành từ ống thép và khớp các đăng, với ưu điểm độ rung thấp ở tốc độ cao. Ống lót cao su cũng có thể được sử dụng để giảm tiếng ồn và tạo ra sự mượt mà khi hoạt động.
- Vỏ bộ vi sai: Đặt trên bánh răng thụ động, có vai trò bảo vệ bộ vi sai khỏi hao mòn và tổn thương sau các va chạm. Người lái cần chú ý kiểm tra và bảo dưỡng vỏ bộ vi sai thường xuyên.
- Bánh răng hành tinh: Bánh răng hành tinh có vai trò điều khiển các bánh răng bán trục. Các bánh răng bán trục, bánh răng bị động và bánh răng vi sai cùng hoạt động để tạo một hệ thống truyền động lực đến bánh xe.
- Bộ phận bán trục trong và ngoài: Bộ phận này giúp nối các bánh răng bán trục và bánh xe. Điều này tạo ra sự truyền động lực hiệu quả và ổn định từ cầu xe đến bánh xe.
Cấu tạo xe ô tô gồm 4 bộ phận
Cầu xe ô tô, mặc dù cấu tạo không quá phức tạp, nhưng lại là sự hài hòa của nhiều yếu tố nhỏ với các chức năng khác nhau. Do đó, cách hoạt động của cầu xe sẽ thay đổi tùy thuộc vào tình huống khi di chuyển trên đường.
- Khi xe chạy thẳng: Lực tác động đều lên các bánh xe, giúp chúng quay với cùng một dải tốc độ.
- Trong khi xe chạy qua đường cong và khúc cua: Bánh xe bên ngoài sẽ quay với tốc độ nhanh hơn so với bánh xe bên trong. Lúc này, cầu xe sẽ phải điều chỉnh lực từ momen xoắn cho phù hợp với từng bánh xe. Tạo ra sự kết hợp hoàn chỉnh của cả 4 bánh xe khi di chuyển qua các đoạn đường uốn cong.
3. Phân loại cầu xe ô tô
Hiện nay, trong ngành sản xuất ô tô, có hai loại cầu xe phổ biến được sử dụng là cầu 1 cầu và cầu 2 cầu. Mỗi loại cầu đều có cấu tạo, nguyên lý hoạt động và những ưu điểm, nhược điểm riêng biệt. Cụ thể như sau:
3.1. Xe 1 cầu (dẫn động 2 bánh)
Xe 1 cầu là loại xe dẫn động hai bánh, với cầu xe thường được trang bị ở 2 bánh trước hoặc 2 bánh sau. Trong trường hợp cầu xe dẫn động ở 2 bánh trước, được gọi là xe dẫn động cầu trước (FWD - Front-Wheel Drive). Ngược lại, xe dẫn động 2 bánh sau thì gọi là xe dẫn động cầu sau (RWD - Rear-Wheel Drive).
Cầu xe thường được đặt ở phía trước hoặc phía sau đối với xe 1 cầu
Chức năng chính của xe dẫn động cầu trước là chuyển sức mạnh từ động cơ đến cầu trước, cung cấp lực truyền động cho cả hai bánh trước. Loại xe này có các ưu điểm và nhược điểm sau:
Ưu điểm:
- Thiết kế nhỏ gọn, không tốn nhiều không gian vì khoảng cách truyền lực ngắn với trục truyền động trước đặt ngay dưới động cơ.
- Lực kéo và lực lái tác động tách biệt lên bánh trước giúp điều khiển xe linh hoạt.
- Chi phí thay, sửa chữa thấp do thiết kế đơn giản.
- Sức kéo tốt và khả năng di chuyển linh hoạt.
Nhược điểm:
- Trọng lượng phân bố không đều giữa cầu trước và cầu sau, dẫn đến sự chồng chéo lực lái và lực kéo lên bánh trước.
- Khả năng bám đường kém do cả hai bánh trước phải thực hiện cùng một nhiệm vụ, từ việc "kéo" chiếc xe đi đến việc đánh lái.
Xe dẫn động cầu sau (RWD - Rear-Wheel Drive) có vai trò mang sức mạnh động cơ đến cầu sau, cung cấp lực truyền động tới 2 bánh phía sau. Tương tự xe dẫn động cầu trước, xe dẫn động cầu sau cũng có những ưu và nhược điểm nhất định như sau:
- Ưu điểm: Đảm bảo rằng khả năng tăng tốc tốt hơn, góc đánh lái rộng hơn. Bởi 2 bánh trước của xe không cần phải đảm nhiệm 2 nhiệm vụ cùng lúc như hệ dẫn động cầu trước.
- Nhược điểm: Độ bám đường kém của xe dẫn động cầu sau khi di chuyển trên các đoạn đường trơn trượt.
3.2. Xe 2 cầu (dẫn động 4 bánh)
Xe 2 cầu ra đời như một giải pháp để vượt qua những hạn chế của xe 1 cầu. Xe 2 cầu là loại xe sử dụng hệ thống dẫn động 4 bánh, phân thành hệ thống dẫn động 4 bánh toàn thời gian và 4 bánh bán thời gian.
Xe 2 cầu tối ưu được những nhược điểm của xe 1 cầu hiệu quả
Đối với hệ thống dẫn động 4 bánh bán thời gian (4WD): Người lái có thể chọn truyền lực cho cả 4 bánh hoặc chỉ cho cầu trước hoặc cầu sau. Điều này được thực hiện thông qua cơ chế “gài cầu” và “cắt cầu”.
Ưu điểm:
- Khả năng vận hành linh hoạt trên mọi địa hình.
- Độ bám đường tốt.
Nhược điểm:
- Phức tạp trong việc điều khiển và cần thời gian để làm quen với cơ chế “gài cầu”, hộp số phụ.
- Cấu tạo phức tạp dẫn đến giá thành và chi phí bảo dưỡng cao hơn.
Đối với hệ thống dẫn động 4 bánh toàn thời gian (AWD): 4 bánh xe đều phải nhận được lực truyền động trong cả quá trình vận hành. Và hệ dẫn động này không có cơ chế “gài cầu” hay hộp số phụ. Vì vậy, tài xế không thể đổi từ dẫn động 4 bánh thành dẫn động cầu trước (sau).
Ưu điểm:
- Khả năng vận hành tương tự như 4WD nhưng không cần phải lo lắng về việc “gài cầu”.
- Độ bám đường tốt hơn do lực truyền động được phân bố linh hoạt và tối ưu hóa từ động cơ.
Nhược điểm:
- Chi phí cao.
- Trọng lượng lớn hơn và cấu tạo phức tạp.
Cầu xe là một phần thiết yếu không thể thiếu trên mỗi chiếc ô tô. Tùy vào mục đích và điều kiện sử dụng, người dùng có thể lựa chọn xe 1 cầu hoặc 2 cầu phù hợp.
4. Nguyên lý hoạt động của cầu xe ô tô
Cầu xe đóng vai trò quan trọng trong việc giảm tốc độ và thực hiện phân phối lực. Cầu xe điều chỉnh momen xoắn cho bánh xe tương ứng với tình hình di chuyển của xe.
- Khi xe di chuyển thẳng, lực cản được phân bố đồng đều và tác động đều lên tất cả bánh xe. Các bộ phận của cầu xe như bánh răng vi sai, bánh răng vành chậu và bánh răng bán trục sẽ quay như một khối liền nhau. Tiếp đến, chúng sẽ truyền lực đến cả hai bánh xe. Điều này giúp cả hai bánh bên trái và bên phải quay với cùng một dải tốc độ.
- Khi xe di chuyển trên đường vòng, mỗi bánh xe sẽ di chuyển theo đường riêng do lực cản tác động lên bánh bên trong nhiều hơn bên ngoài. Do đó, bánh bên trong sẽ quay với vận tốc chậm hơn so với bánh bên ngoài. Trong tình hình này, cầu xe sẽ giúp xe duy trì cân bằng và ngăn chặn tình trạng lật bánh khi vào cua. Bằng cách phân phối momen xoắn khác nhau tới bánh xe truyền động bên phải và bên trái.
Nguyên lý hoạt động của cầu xe
Trên đây là tất cả những thông tin để giải đáp thắc mắc “cầu xe là gì?”. Mong rằng đây là những kiến thức thú vị dành cho bạn. Nếu còn thắc mắc hay có câu hỏi nào thì liên hệ Wuling EV Việt Nam ngay để được giải đáp nhé!
