Trục các đăng là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng

Trục các đăng (trên các xe FR và các xe 4WD) truyền công suất từ hộp số ngang/dọc tới bộ vi sai. chúng có thể di chuyển lên xuống tương ứng với điều kiện vận hành và triệu tiêu sự thay đổi về chiều dài bằng rãnh then.

Người ta thường lắp đặt trục các đăng sao cho bộ vi sai thấp hơn hộp số, do đó trục bị nghiêng đi. Bởi những lý do này, người ta thường thiết kế trục các-đăng sao cho nó truyền công suất từ hộp số tới bộ vi sai được êm dịu, không chịu ảnh hưởng của những thay đổi nói trên

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của trục các đăng

1. Phần 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.

#Trục các đăng có hai khớp nối

Tổng chiều dài mỗi đoạn của loại trục tương đối lớn. Điều này có nghĩa là khi trục các-đăng quay ở dải tốc độ cao, nó sẽ có xu hướng cong đi một chút và rung động mạnh hơn do mất đi độ cân bằng.

#Trục các đăng có ba khớp nối

Chiều dài mỗi đoạn trục của trục các-đăng ba khớp nối ngắn hơn, vậy nên độ cong do không cân bằng ngắn hơn. Độ rung động ở dải tốc độ cao từ đó cũng giảm.

#Ổ đỡ giữa

Ổ đỡ giữa sẽ đỡ hai phần của trục các đăng và được lắp qua mặt bích vào các rãnh then hoa ở đầu trục trung gian. Bản thân ổ đỡ giữa có ống lót cao su che chắn và ổ đỡ này lại đỡ các trục các đăng. Nó được lắp vào thân xe bằng một giá đỡ.

Bởi vì người ta tách trục các-đăng làm hai đoạn, ống lót cao su sẽ khử độ rung trong trục để ngăn sự rung này truyền tới khung xe. Vậy nên, độ rung và tiếng ồn từ trục các đăng ở dải tốc độ cao sẽ được giảm xuống mức thấp nhất.

2. Khớp các đăng

Khớp các đăng có nhiệm vụ khử những biến đổi về góc phát sinh từ những thay đổi vị trí tương đối giữa bộ vi sai và hộp số, nhờ vậy mà việc truyền công suất từ hộp số tới bộ vi sai được diễn ra êm dịu.

#Khớp các đăng kiểu chữ thập

Khớp các đăng kiểu chữ thập được sử dụng phổ biến bởi chúng có cấu tạo đơn giản và hoạt động hiệu quả. Một trong hai chạc đầu trục được hàn vào trục các đăng, chạc còn lại được gắn liền vào một bích nối hoặc một đoạn trục rỗng (khớp trượt).

Để tránh vòng bi bị văng ra khi trục các đăng đang quay ở dải tốc độ cao, người ta sử dụng một phanh hãm hoặc một tấm chặn để giữ chặt nắp vòng bi trong loại vòng bi mềm này (Loại nắp vòng bi cứng không thể tháo rời được).

Sự thay đổi về tốc độ góc của khớp các đăng

Hình ảnh bên trái minh họa sự thay đổi về tốc độ của tục bị dẫn B, tạo thành một góc 30 độ với trục dẫn động A, khi bán trục A quay ở tốc độ không đổi.

Khi bán trục A (trục thứ cấp của hộp số) của khớp các đăng quay một vòng, trục bị dẫn B (trục các đăng) cũng quay một vòng.

Bán kinh quay của khớp này là lớn nhất (r2) khi mà trục chữ thập vuông góc với trục dẫn động (các góc quay là 90 và 270 độ). Nó hơi nhỏ hơn một chút (r1) khi trục chữ thập không vuông góc với trục dẫn động (0 – 180 – 360 độ).

Bởi vì tốc độ biên của chạc nối ở trục bi dẫn thay đổi mỗi lần quay đi 90 độ, tạo ra sự thay đổi về vận tốc góc đối với trục dẫn động. Sự thay đổi vận tốc góc này trở nên lớn hơn khi góc (a) giữa trục dẫn động A và trục bị dẫn B lớn hơn.

Các khớp các đăng ở đầu dẫn động (phía hộp số) của khớp kiểu Hook sẽ bị triệu tiêu các biến thiên về vận tốc góc này. Ngoài ra, các trục dẫn động và trục bị dẫn được đặt song song với nhau để tránh những biến động về tốc độ quay và momen quay.

#Khớp nối mềm

Đường tâm nối trục các đăng, hộp số và bộ vi sai càng thẳng, thì độ rung và tiếng ồn sẽ càng nhẹ. Vậy nên, ở một vài xe chở khách kiểu FR mới nhất, người ta sử dụng trục các đăng có góc bằng 0. Trục các đăng này cũng có các khớp nối mềm để đảm bảo ít độ rung và tiếng ồn nhất.

#Khớp nối có tốc độ không đổi

Các khớp nối có tốc độ không đổi truyền mômen quay êm dịu hơn, nhưng đắt tiền hơn.