Trục bánh xe ô tô là bộ phận thiết yếu trong hệ thống truyền động, đóng vai trò cầu nối đưa lực từ động cơ tới bánh xe, quyết định khả năng di chuyển của phương tiện. Việc hiểu rõ về cấu tạo, chức năng và sự khác biệt giữa các loại trục bánh xe phổ biến không chỉ giúp bạn sử dụng xe hiệu quả mà còn là kiến thức quan trọng để nhận biết các vấn đề tiềm ẩn. Bài viết này của toyotaokayama.com.vn sẽ cung cấp cái nhìn toàn diện về bộ phận cốt lõi này trên xe ô tô.
Trục bánh xe ô tô là gì?
Trục bánh xe ô tô, hay còn gọi là bán trục (trong hệ thống treo độc lập) hoặc là một phần của cụm cầu xe (trong hệ thống cầu cứng), là thanh hoặc tổ hợp các thanh chịu trách nhiệm truyền mô-men xoắn từ bộ vi sai (hoặc hộp số trong xe dẫn động cầu trước) đến các bánh xe. Đây là bộ phận luôn trong trạng thái làm việc khi xe di chuyển, vừa chịu tải trọng của xe, vừa chịu lực xoắn cực đại từ động cơ, đồng thời phải cho phép bánh xe di chuyển lên xuống theo hệ thống treo và xoay để đánh lái (đối với trục trước). Vị trí và cấu trúc cụ thể của trục bánh xe phụ thuộc vào loại hệ thống dẫn động mà xe sử dụng.
Cấu tạo chi tiết của trục bánh xe ô tô
Cấu tạo của trục bánh xe ô tô có thể khác nhau đôi chút tùy thuộc vào loại hệ thống treo và dẫn động, nhưng nhìn chung, nó bao gồm các thành phần chính sau:
Thân trục
Thân trục là phần chính, thường là một thanh thép đặc hoặc rỗng, có độ bền và độ cứng cao để chịu được lực xoắn và lực uốn khi xe vận hành. Thân trục kết nối các khớp truyền động với nhau hoặc kết nối khớp truyền động với bộ vi sai và bánh xe. Thiết kế của thân trục cần đảm bảo khả năng chịu tải tối đa trong khi vẫn giữ được trọng lượng hợp lý.
Khớp truyền động
Các khớp truyền động là bộ phận cực kỳ quan trọng, cho phép trục bánh xe ô tô truyền lực ngay cả khi bánh xe di chuyển lên xuống hoặc xoay khi đánh lái. Có hai loại khớp phổ biến:
- Khớp đồng tốc (CV Joint): Được sử dụng phổ biến nhất trên các xe sử dụng hệ thống treo độc lập, đặc biệt là xe dẫn động cầu trước. Khớp CV cho phép truyền mô-men xoắn ở một góc nhất định mà vẫn duy trì tốc độ quay không đổi, tránh rung động. Mỗi bán trục thường có hai khớp CV: một khớp trong nối với bộ vi sai và một khớp ngoài nối với bánh xe.
- Khớp các đăng (Universal Joint – U-joint): Thường thấy trên các xe dẫn động cầu sau hoặc 4WD/AWD sử dụng trục truyền động dài và cầu cứng. Khớp U-joint cho phép truyền mô-men xoắn giữa các trục không thẳng hàng nhưng có nhược điểm là tốc độ quay không đồng đều khi làm việc ở góc lớn, dù thường được thiết kế để giảm thiểu điều này.
Các khớp này được bảo vệ bởi các lớp cao su hình phễu gọi là “boot” hoặc “chụp bụi”, bên trong chứa mỡ bôi trơn. Việc bảo vệ này rất quan trọng để ngăn bụi bẩn và nước xâm nhập làm hỏng khớp.
Kết nối với bộ vi sai và bánh xe
Đầu trong của trục bánh xe ô tô kết nối với bộ vi sai (differential) hoặc trực tiếp với hộp số (ở một số thiết kế FWD), thường thông qua khớp CV hoặc splines (răng then) để truyền lực. Đầu ngoài kết nối với moay ơ (hub) của bánh xe, cũng thông qua khớp CV hoặc splines, truyền mô-men xoắn làm bánh xe quay. Kết nối này phải chắc chắn nhưng vẫn linh hoạt để thích ứng với chuyển động của hệ thống treo và lái.
Chức năng quan trọng của trục bánh xe ô tô
Trục bánh xe ô tô đảm nhận nhiều chức năng thiết yếu để đảm bảo xe hoạt động hiệu quả và an toàn:
- Truyền lực kéo/đẩy: Chức năng chính là truyền mô-men xoắn sinh ra từ động cơ, đi qua hộp số và bộ vi sai, đến từng bánh xe, tạo ra lực kéo hoặc đẩy giúp xe di chuyển.
- Cho phép hệ thống treo hoạt động: Nhờ có các khớp truyền động, trục bánh xe có thể thay đổi góc và chiều dài (trong một giới hạn nhất định) khi bánh xe di chuyển lên xuống theo mặt đường, đảm bảo lực truyền động luôn được duy trì ngay cả khi xe đi qua địa hình không bằng phẳng.
- Cho phép đánh lái: Đối với các trục bánh xe ở cầu dẫn hướng (thường là cầu trước), khớp truyền động cho phép bánh xe xoay theo góc đánh lái trong khi vẫn tiếp tục nhận lực truyền động.
- Chịu một phần tải trọng: Tùy thuộc vào thiết kế hệ thống treo, trục bánh xe cũng có thể chịu một phần tải trọng dọc và ngang từ xe và lực tiếp xúc với mặt đường.
Các loại hệ thống dẫn động liên quan đến trục bánh xe
Cấu tạo và cách hoạt động của trục bánh xe ô tô có sự khác biệt đáng kể giữa các loại hệ thống dẫn động phổ biến:
Hệ dẫn động cầu trước (FWD)
Ở hệ dẫn động cầu trước, động cơ và hộp số thường được đặt ở phía trước, và lực được truyền trực tiếp tới hai bánh trước thông qua hai bán trục (trục bánh xe) ngắn. Mỗi bán trục này thường sử dụng hai khớp CV để cho phép bánh xe vừa đánh lái vừa di chuyển theo hệ thống treo độc lập. Hệ thống FWD có ưu điểm về không gian cabin (do không có trục truyền động dài ra sau), hiệu quả nhiên liệu cao hơn do giảm thiểu thất thoát năng lượng, và khả năng kéo tốt hơn trên đường trơn trượt nhờ trọng lượng động cơ đè lên bánh trước. Tuy nhiên, nhược điểm là hiện tượng “torque steer” (vô lăng bị giật sang một bên khi tăng tốc mạnh) và bánh trước chịu áp lực lớn hơn do vừa dẫn động vừa dẫn hướng, dẫn đến mòn lốp nhanh hơn. Nhiều dòng xe Toyota phổ biến như Camry, Corolla, Vios, Wigo sử dụng hệ dẫn động FWD.
Hệ dẫn động cầu sau (RWD)
Trong hệ dẫn động cầu sau, động cơ thường đặt phía trước, lực truyền qua hộp số, sau đó đi qua một trục truyền động dài (driveshaft) tới bộ vi sai đặt ở cầu sau. Bộ vi sai này phân phối lực tới hai trục bánh xe ô tô ở phía sau. Các trục này có thể là bán trục (với hệ thống treo sau độc lập) hoặc là một phần của dầm cầu (với hệ thống treo cầu cứng). RWD mang lại cảm giác lái thể thao hơn, phân bổ trọng lượng tốt hơn giữa cầu trước và cầu sau, cải thiện khả năng vào cua và phù hợp với xe có công suất lớn hoặc cần kéo tải nặng. Nhược điểm là kém bám đường hơn trên bề mặt trơn trượt so với FWD và cấu trúc phức tạp hơn. Một số mẫu xe Toyota/Lexus sử dụng RWD bao gồm Hilux, Land Cruiser (một số phiên bản), Fortuner (một số phiên bản), và các dòng xe thể thao như GR86.
Mẫu xe có động cơ nằm ngang thường sử dụng hệ thống dẫn động cầu trước FWD
Hệ dẫn động 4 bánh (4WD) và Toàn thời gian (AWD)
Hệ dẫn động 4WD (bán thời gian hoặc toàn thời gian) và AWD đều truyền lực tới cả bốn bánh xe, sử dụng các trục bánh xe ô tô ở cả cầu trước và cầu sau. Sự khác biệt chính nằm ở cách phân phối lực và khả năng hoạt động liên tục. Hệ thống 4WD thường có hộp số phụ (transfer case) và cho phép khóa vi sai trung tâm để phân phối lực 50:50 giữa hai cầu, phù hợp với off-road nhưng không dùng trên đường khô ráo. Hệ thống AWD thường sử dụng vi sai trung tâm hoặc hệ thống ly hợp điện tử để tự động điều chỉnh lực phân phối tới các bánh tùy theo điều kiện đường sá, hoạt động liên tục và mang lại độ bám đường, ổn định cao hơn trong mọi điều kiện thời tiết. Cả hai hệ thống này đều phức tạp hơn FWD và RWD, tốn kém chi phí sản xuất và bảo dưỡng hơn, và thường tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn do trọng lượng và ma sát trong hệ thống truyền động lớn hơn. Các mẫu xe Toyota/Lexus với tùy chọn 4WD/AWD bao gồm Land Cruiser, Fortuner, RAV4 Hybrid, Highlander, và các dòng xe Lexus AWD.
Động cơ đẩy lực đẩy xuống bánh xe sau thông qua trục dẫn động bánh xe ô tô
Dấu hiệu trục bánh xe ô tô gặp vấn đề và cách kiểm tra
Trục bánh xe ô tô, đặc biệt là các khớp truyền động và chụp bụi, là bộ phận có thể bị mài mòn theo thời gian hoặc hư hỏng do va đập, đặc biệt khi đi qua địa hình xấu. Việc nhận biết sớm các dấu hiệu hư hỏng là rất quan trọng để tránh sự cố nghiêm trọng và chi phí sửa chữa đắt đỏ hơn.
Các dấu hiệu phổ biến cho thấy trục bánh xe ô tô có thể đang gặp vấn đề bao gồm:
- Tiếng kêu lốc cốc khi vào cua: Đây là dấu hiệu điển hình của khớp CV ngoài bị mòn hoặc hỏng. Tiếng kêu thường rõ nhất khi cua gắt ở tốc độ chậm.
- Rung động khi tăng tốc: Nếu bạn cảm thấy rung động từ phía trước (với xe FWD) hoặc toàn bộ xe khi tăng tốc, điều này có thể do khớp CV trong bị mòn hoặc thân trục bị cong, vênh.
- Mỡ chảy ra ngoài: Chụp bụi cao su (boot) bị rách hoặc nứt sẽ khiến mỡ bôi trơn bên trong khớp thoát ra ngoài, đồng thời bụi bẩn và nước lọt vào làm hỏng khớp nhanh chóng. Đây là dấu hiệu cần kiểm tra và thay thế chụp bụi ngay lập tức trước khi khớp bị hỏng hoàn toàn.
- Tiếng lạch cạch hoặc va đập khi chuyển số hoặc thay đổi hướng: Có thể liên quan đến độ rơ hoặc mòn ở các khớp hoặc kết nối trục.
Để kiểm tra trục bánh xe ô tô, bạn có thể quan sát bằng mắt thường tình trạng của các chụp bụi (boot) xem có bị rách, nứt hay phồng lên bất thường không. Nếu thấy vết dầu mỡ vương vãi quanh khu vực trục bánh xe và bánh xe, rất có thể chụp bụi đã bị hỏng. Khi lái xe, hãy lắng nghe các âm thanh bất thường như tiếng lốc cốc khi cua hay cảm nhận rung động. Việc kiểm tra định kỳ trong quá trình bảo dưỡng xe tại các trung tâm dịch vụ uy tín như toyotaokayama.com.vn sẽ giúp phát hiện sớm và khắc phục kịp thời các vấn đề liên quan đến trục bánh xe, đảm bảo an toàn và tuổi thọ cho xe của bạn.
Hệ thống này có hộp số phụ được đặt giữa hộp số và trục truyền động
Hệ thống cung cấp khả năng vận hành linh hoạt, ổn định với mọi loại địa hình
Tổng kết lại, trục bánh xe ô tô đóng vai trò cốt lõi trong việc truyền lực và đảm bảo khả năng vận hành linh hoạt, ổn định của xe. Việc nhận biết cấu tạo, chức năng và hiểu được sự khác biệt giữa các loại hệ thống dẫn động sẽ giúp bạn chăm sóc chiếc xe của mình tốt hơn. Duy trì tình trạng hoạt động tối ưu của trục bánh xe là chìa khóa cho những chuyến đi an toàn và êm ái. Hãy luôn chú ý đến các dấu hiệu bất thường và thực hiện kiểm tra định kỳ để đảm bảo an toàn tối đa.
