Xe hai cầu - Four wheel drive

Hôm nay xin được bàn thêm về các cơ cấu chính trong một chiếc xe 2 cầu.
Đây là sơ đồ tổng thể của xe 4WD
Engine = động cơ
Transmission = hộp số
Transfer case = cầu phụ, có tác dụng truyền lực từ hộp số đến cầu sau hoặc đồng thời cả hai cầu
Front drive shaft = trục truyền động cho cầu trước
Front differential = vi sai cầu trước
Rear drive shaft = trục truyền động cho cầu sau
Rear differential = vi sai cầu sau
So với xe 2WD, ví dụ Zace hay Jolie, xe 4WD có thêm mấy bộ phận sau
Transfer case = cầu phụ, có tác dụng truyền lực từ hộp số đến cầu sau hoặc đồng thời cả hai cầu
Front drive shaft = trục truyền động cho cầu trước
Front differential = vi sai cầu trước
và cả cầu trước nữa.
Tại sao lại cần phải truyền động cho cả 4 bánh?
Trên mỗi bánh xe khi đang quay, đều có 2 lực tác động là lực kéo (torque) và độ bám đường (traction) của bánh xe. Bình thường, lực kéo không vượt quá hay bằng đọ bám, khi đó bánh xe đẩy vào mặt đường dựa trên lực ma sát giữa lốp xe và mặt đường. Do mặt đường lại không di chuyển được, nên bánh xe sẽ bị đẩy về phía trước. (Tưởng tượng như bạn đang đứng trên một đôi pa tanh và lấy một cái sào đẩy xuống mặt đường)
Nếu như độ bám đường quá thấp, ví dụ trong trường hợp đường bị mưa ướt, bùn lầy v.v thì lực kéo của bánh xe sẽ dễ dàng vượt trên độ bám. Lúc đó bánh xe sẽ trượt trên mặt đường, kết quả là bị xoay tít thò lò trên mặt đường mà chẳng đi được cm nào cả. (Giống như bạn đi pa tanh và đẩy cái sào xuống một mặt đường đầy dầu nhờn, cái sào sẽ bị trượt đi chứ bạn không hề nhúc nhích)
Xem minh hoạ ở hình sau đây.
Như vậy, bằng việc truyền động cho cả bốn bánh, lực kéo sẽ được chia cho cả bốn bánh (có thể là mỗi bánh 25%, có thể bánh trước nhiều hơn hoặc bánh sau nhiều hơn, tuỳ loại xe), khiến cho tổng lực kéo không đổi nhưng lực kéo trên mỗi bánh xe sẽ nhỏ đi một nửa so với chỉ truyền động đến 2 bánh. Do đó:
- Khi mặt đường có độ bám thấp, lực kéo trên mỗi bánh xe sẽ nhỏ đi và không bị vượt quá độ bám, nên bánh xe không bị trượt. (vd đường trơn trượt và sử dụng chế độ 4H)
- Đối với mặt đường có độ bám tốt và ta cần có thêm lực kéo (vd leo dốc cao hoặc kéo xe khác ra khỏi chỗ lầy, nhất là mấy cái xe 2WD), ta có thể tăng ga mạnh hơn hoặc sử dụng chế độ 4L để lực kéo đến mỗi bánh tăng lên nhưng vẫn không vượt quá độ bám đường, khi đó tổng lực kéo sẽ bằng 2-3 lần so với bình thường nhưng mỗi bánh xe vẫn không bị trượt.
(Tiếp)

Bây giờ xin nói về một bộ phận quan trọng của bất kỳ chiếc xe ôtô nào, đấy là bộ vi sai - differential
Bộ vi sai làm cho 2 bánh xe ở 2 bên có thể nhận lực kéo từ trục truyền động và quay với các tốc độ khác nhau.
Trục truyền động chính = cái trục chạy từ góc dưới bên phải vào cái bánh răng hình khuyên to nhất.
Ở hình trên, khi xe đi thẳng, 2 bán trục nối với 2 bánh xe sẽ quay với cùng một tốc độ vòng (same speed). Lúc này, lực kéo sẽ làm quay bánh răng hình khuyên to nhất, tiếp đến là quay cái giá đỡ 2 bánh răng màu đỏ. Bánh răng màu đỏ lúc này không quay, nó chia đều lực cho 2 bánh răng ở phía đầu của mỗi bán trục và mỗi bán trục có cùng tốc độ vòng quay.
Khi xe rẽ (vd trong hình trên là rẽ phải), bánh xe bên phải sẽ quay chậm hơn bánh xe bên trái. Lúc này 2 bánh răng màu đỏ sẽ quay quanh trục của nó, để bù cho khác biệt vận tốc giữa cặp bánh răng ở đầu của 2 bán trục.
(để xem animation cho dễ hiểu, vào auto.howstuffworks.com/differential2.htm)
Tuy nhiên, bộ vi sai lại có nhược điểm rất quan trọng đối với các loại xe 4WD.

Bây giờ xin nói về một bộ phận quan trọng của bất kỳ chiếc xe ôtô nào, đấy là bộ vi sai - differential
Bộ vi sai làm cho 2 bánh xe ở 2 bên có thể nhận lực kéo từ trục truyền động và quay với các tốc độ khác nhau.
Trục truyền động chính = cái trục chạy từ góc dưới bên phải vào cái bánh răng hình khuyên to nhất.
Ở hình trên, khi xe đi thẳng, 2 bán trục nối với 2 bánh xe sẽ quay với cùng một tốc độ vòng (same speed). Lúc này, lực kéo sẽ làm quay bánh răng hình khuyên to nhất, tiếp đến là quay cái giá đỡ 2 bánh răng màu đỏ. Bánh răng màu đỏ lúc này không quay, nó chia đều lực cho 2 bánh răng ở phía đầu của mỗi bán trục và mỗi bán trục có cùng tốc độ vòng quay.
Khi xe rẽ (vd trong hình trên là rẽ phải), bánh xe bên phải sẽ quay chậm hơn bánh xe bên trái. Lúc này 2 bánh răng màu đỏ sẽ quay quanh trục của nó, để bù cho khác biệt vận tốc giữa cặp bánh răng ở đầu của 2 bán trục.
(để xem animation cho dễ hiểu, vào auto.howstuffworks.com/differential2.htm)
Tuy nhiên, bộ vi sai lại có nhược điểm rất quan trọng đối với các loại xe 4WD.

Xe 120 cầu (hay là cẳng)
Xe 4 cầu (4 cẳng) vượt mọi chướng ngại vật
Được vuhn2509 sửa chữa / chuyển vào 12:22 ngày 10/12/2003

Xe 120 cầu (hay là cẳng)
Xe 4 cầu (4 cẳng) vượt mọi chướng ngại vật
Được vuhn2509 sửa chữa / chuyển vào 12:22 ngày 10/12/2003

Mọi người đều đã quá quen thuộc với xe Land Cruiser của Toyota rồi nhỉ, nó là một trong những loại xe 2 cầu nổi tiếng nhất thế giới. Nhưng Toyota còn có 1 loại xe 2 cầu ác chiến hơn nhiều so với Land, đấy là Mega Cruiser
Nghe tên Mega đã thấy to rồi phải không nhỉ?
Đây là loại xe 2 cầu to nhất của Toyota đấy, kích thước này:
Chiều dài 5m09 chưa kể lốp dự phòng thì nghe cũng chưa dài lắm, còn ngắn hơn Ford Ranger (5m13), thế thì Mega ở cái chỗ nào?
Đây ạ, xem cái chiều rộng của nó này, 2m17 chưa kể gương. Ở trong thân xe nó mà còn rộng đến 2m05.
Chiều cao cũng tương xứng với chiều rộng, 2m08
Còn đây mới là cái Mega nhất này
Thấy gì không?
Khoảng sáng gầm xe là 420 mm.
Xin nhắc lại là 420mm, có nghĩa là hơn gấp đôi hầu hết các loại xe 2 cầu khác, vốn chỉ khoảng 200mm.
Mega Cruiser vốn xuất thân từ xe quân sự của Nhật, có thể coi là một đối thủ ngang sức ngang tài của Hummer, Mỹ. Do chưa được phổ biến rộng rãi trên thế giới, cộng với giá bán tại Nhật đã khoảng 90.000$ nên các website nói về loại xe này cũng rất hạn chế.
Tuy thế, một tính năng khiến cho Mega Cruiser ăn đứt Hummer, đấy là ngoài khả năng dẫn động bốn bánh toàn phần (full time 4WD), nó còn có khả năng lái cả 4 bánh (4WS = 4 wheel steering), khiến cho bán kính vòng quay của nó chỉ còn 5.6m (ối giời ơi, quả xe Vitara của tôi cũng đã đến 5.4m rồi), vì thế nó có thể xoay trở ở những địa hình hẹp rất tốt.
Hệ thống động cơ và truyền động của Mega được đặt kín ở trong thân xe, hầu như không thể bị chướng ngại vật va phải
Với kích thước khổng lồ như thế, không gian bên trong xe quả là mênh mông.
Cái cục to to ở giữa 2 ghế trước chính là hộp số tự động 4 số + cầu phụ 2 tốc độ. Ngoài ra còn có cả radio cassette cũng gắn ở bên cạnh lái xe, thay vì ở phía trước.
Còn đây là panen điều khiển của xe, khá đơn giản.
Ở trên bảng điều khiển, bên cạnh tay lái, phía trái, có 1 cái công tắc, phóng to ra như sau:
Bạn có đoán ra đấy là cái gì không?
Đấy là công tắc điều chỉnh áp suất của lốp xe đấy, có 2 mức, 2.2kg/cm2 dùng cho đi địa hình không lún như đất đá, và mức 1.0kg/cm2 dùng để đi địa hình lún như cát, bùn. Phải giảm áp suất để cho diện tích lốp nằm trên bề mặt tăng lên, giảm lực đè lên bùn, cát.
Đây là mặt cắt ngang của lốp xe và hệ thống vành + trục, cái phần màu xám là đường đi của không khí từ máy nén khí, qua trục vào vành và vào lốp xe.
Bây giờ là hình của hệ thống trục + bánh răng truyền động đến bánh xe.
Phía bên phải của hình là 2 trục 1 to 1 nhỏ. Trục to bên trên là trục truyền động chính từ bộ vi sai, lực sẽ đi qua 1 cặp bánh răng rồi mới đến trục của bánh xe nằm bên dưới. Vì thế khoảng sáng gầm xe đã được nâng lên cao, đạt mức 420mm.
Trục nhỏ bên dưới chính là đường dẫn khí vào để bơm và xì lốp đấy.
Cũng vì thiết kế trục bánh răng truyền động đến từng bánh xe, nên đĩa phanh không có chỗ ở ngay bên trong của bánh xe nữa, mà phải đặt lên trên, ngay bên ngoài của bộ vi sai. Như vậy trục truyền động đến bánh xe phải chịu toàn bộ lực phanh, chứng tỏ nó phải rất khỏe.
Bạn đã mệt mỏi chưa? Mấy cái hình cuối này là nội thất và ngoại thất của Mega, miễn bình luận nhé.
Còn cuối cùng là thông số kỹ thuật
Toyota MegaCruiser 1997
-Loại xe station wagon có mui cứng, 6 chỗ ngồi, 4 cửa
-Dài: 5090mm, rộng: 2170mm, cao: 2075mm
-Khoảng cách trục: 3395mm, khoảng cách giữa tâm 2 bánh: trước 1795mm/ sau 1775mm, khoảng sáng gầm xe: 420mm
-Góc tiếp cận trước: 49 độ, sau: 45 độ
-Bán kính quay vòng: 5.6m (lái cả bánh trước và sau)
-Trọng lượng: 2850kg (không tải), Trọng lượng toàn tải: 3780kg
-Động cơ 15B-FT, 4106cc, diesel, 4 xilanh, có bộ tăng áp và làm mát khí nạp, 4 van mỗi xilanh
-Công suất: 114kW ở 3200rpm, Mômen: 390Nm ở 1800rpm
-Truyền động: 4 số tự động, 4x4 toàn phần với khoá vi sai trung tâm, tỷ số cầu chậm 2.488:1, tỷ số truyền của trục bánh răng 1.69:1
-Hệ thống treo: trước/sau: tay đòn - lò xo giảm chấn, phanh: đĩa trước sau (trong thân xe)
-Lốp xe: 37x12.5R17.5 8-ply
Được vuhn2509 sửa chữa / chuyển vào 14:18 ngày 13/11/2003

Mọi người đều đã quá quen thuộc với xe Land Cruiser của Toyota rồi nhỉ, nó là một trong những loại xe 2 cầu nổi tiếng nhất thế giới. Nhưng Toyota còn có 1 loại xe 2 cầu ác chiến hơn nhiều so với Land, đấy là Mega Cruiser
Nghe tên Mega đã thấy to rồi phải không nhỉ?
Đây là loại xe 2 cầu to nhất của Toyota đấy, kích thước này:
Chiều dài 5m09 chưa kể lốp dự phòng thì nghe cũng chưa dài lắm, còn ngắn hơn Ford Ranger (5m13), thế thì Mega ở cái chỗ nào?
Đây ạ, xem cái chiều rộng của nó này, 2m17 chưa kể gương. Ở trong thân xe nó mà còn rộng đến 2m05.
Chiều cao cũng tương xứng với chiều rộng, 2m08
Còn đây mới là cái Mega nhất này
Thấy gì không?
Khoảng sáng gầm xe là 420 mm.
Xin nhắc lại là 420mm, có nghĩa là hơn gấp đôi hầu hết các loại xe 2 cầu khác, vốn chỉ khoảng 200mm.
Mega Cruiser vốn xuất thân từ xe quân sự của Nhật, có thể coi là một đối thủ ngang sức ngang tài của Hummer, Mỹ. Do chưa được phổ biến rộng rãi trên thế giới, cộng với giá bán tại Nhật đã khoảng 90.000$ nên các website nói về loại xe này cũng rất hạn chế.
Tuy thế, một tính năng khiến cho Mega Cruiser ăn đứt Hummer, đấy là ngoài khả năng dẫn động bốn bánh toàn phần (full time 4WD), nó còn có khả năng lái cả 4 bánh (4WS = 4 wheel steering), khiến cho bán kính vòng quay của nó chỉ còn 5.6m (ối giời ơi, quả xe Vitara của tôi cũng đã đến 5.4m rồi), vì thế nó có thể xoay trở ở những địa hình hẹp rất tốt.
Hệ thống động cơ và truyền động của Mega được đặt kín ở trong thân xe, hầu như không thể bị chướng ngại vật va phải
Với kích thước khổng lồ như thế, không gian bên trong xe quả là mênh mông.
Cái cục to to ở giữa 2 ghế trước chính là hộp số tự động 4 số + cầu phụ 2 tốc độ. Ngoài ra còn có cả radio cassette cũng gắn ở bên cạnh lái xe, thay vì ở phía trước.
Còn đây là panen điều khiển của xe, khá đơn giản.
Ở trên bảng điều khiển, bên cạnh tay lái, phía trái, có 1 cái công tắc, phóng to ra như sau:
Bạn có đoán ra đấy là cái gì không?
Đấy là công tắc điều chỉnh áp suất của lốp xe đấy, có 2 mức, 2.2kg/cm2 dùng cho đi địa hình không lún như đất đá, và mức 1.0kg/cm2 dùng để đi địa hình lún như cát, bùn. Phải giảm áp suất để cho diện tích lốp nằm trên bề mặt tăng lên, giảm lực đè lên bùn, cát.
Đây là mặt cắt ngang của lốp xe và hệ thống vành + trục, cái phần màu xám là đường đi của không khí từ máy nén khí, qua trục vào vành và vào lốp xe.
Bây giờ là hình của hệ thống trục + bánh răng truyền động đến bánh xe.
Phía bên phải của hình là 2 trục 1 to 1 nhỏ. Trục to bên trên là trục truyền động chính từ bộ vi sai, lực sẽ đi qua 1 cặp bánh răng rồi mới đến trục của bánh xe nằm bên dưới. Vì thế khoảng sáng gầm xe đã được nâng lên cao, đạt mức 420mm.
Trục nhỏ bên dưới chính là đường dẫn khí vào để bơm và xì lốp đấy.
Cũng vì thiết kế trục bánh răng truyền động đến từng bánh xe, nên đĩa phanh không có chỗ ở ngay bên trong của bánh xe nữa, mà phải đặt lên trên, ngay bên ngoài của bộ vi sai. Như vậy trục truyền động đến bánh xe phải chịu toàn bộ lực phanh, chứng tỏ nó phải rất khỏe.
Bạn đã mệt mỏi chưa? Mấy cái hình cuối này là nội thất và ngoại thất của Mega, miễn bình luận nhé.
Còn cuối cùng là thông số kỹ thuật
Toyota MegaCruiser 1997
-Loại xe station wagon có mui cứng, 6 chỗ ngồi, 4 cửa
-Dài: 5090mm, rộng: 2170mm, cao: 2075mm
-Khoảng cách trục: 3395mm, khoảng cách giữa tâm 2 bánh: trước 1795mm/ sau 1775mm, khoảng sáng gầm xe: 420mm
-Góc tiếp cận trước: 49 độ, sau: 45 độ
-Bán kính quay vòng: 5.6m (lái cả bánh trước và sau)
-Trọng lượng: 2850kg (không tải), Trọng lượng toàn tải: 3780kg
-Động cơ 15B-FT, 4106cc, diesel, 4 xilanh, có bộ tăng áp và làm mát khí nạp, 4 van mỗi xilanh
-Công suất: 114kW ở 3200rpm, Mômen: 390Nm ở 1800rpm
-Truyền động: 4 số tự động, 4x4 toàn phần với khoá vi sai trung tâm, tỷ số cầu chậm 2.488:1, tỷ số truyền của trục bánh răng 1.69:1
-Hệ thống treo: trước/sau: tay đòn - lò xo giảm chấn, phanh: đĩa trước sau (trong thân xe)
-Lốp xe: 37x12.5R17.5 8-ply
Được vuhn2509 sửa chữa / chuyển vào 14:18 ngày 13/11/2003

Four wheel drive in Holland

(Vì Hà Lan là đất nước rất bằng phẳng, không có núi đồi gì hết)
Được vuhn2509 sửa chữa / chuyển vào 08:03 ngày 05/12/2003

Four wheel drive in Holland

(Vì Hà Lan là đất nước rất bằng phẳng, không có núi đồi gì hết)
Được vuhn2509 sửa chữa / chuyển vào 08:03 ngày 05/12/2003

Ford Escape đời 2005 đây!!!
Có cản mới cùng màu thân xe, đèn pha mới.


Máy 2.3 mới, công suất 153 mã lực