Trục khuỷu ô tô là gì? Cấu tạo, công dụng của trục khuỷu ô tô

Trục khuỷu là bộ phận quan trọng trong động cơ ô tô, giúp chuyển đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay, đảm bảo xe vận hành ổn định. Việc hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và quy trình gia công trục khuỷu giúp đánh giá chất lượng và lựa chọn sản phẩm phù hợp.

Trục khuỷu là gì?

Trục khuỷu, hay còn gọi là trục cơ, là một bộ phận then chốt trong động cơ đốt trong, đóng vai trò trung tâm trong việc chuyển hóa chuyển động. Nó đảm nhận nhiệm vụ biến đổi chuyển động tịnh tiến lên xuống của piston thành chuyển động quay tròn, tạo ra mô-men xoắn để dẫn động các bộ phận khác của động cơ.

Cấu tạo trục khuỷu ô tô

Trục khuỷu là một tập hợp các bộ phận phối hợp chặt chẽ với nhau, đongs vai trò quan trọng cho hoạt động của động cơ ô tô. Các thành phần chính của trục khuỷu gồm có:

• Đầu trục khuỷu: Gắn puly để dẫn động quạt gió, bơm nước, bánh răng, vấu khởi động (trên động cơ cũ) và bộ giảm chấn xoắn giúp giảm rung động.
• Cổ trục khuỷu: Tiếp xúc với ổ đỡ trên thân động cơ, giúp trục khuỷu quay ổn định. Bên trong có rãnh dầu bôi trơn và bánh răng dẫn động trục cam, yêu cầu gia công chính xác, chịu tải lớn.
• Má khuỷu: Kết nối cổ trục với chốt khuỷu, có vai trò truyền lực và chứa đối trọng giúp cân bằng lực quán tính.
• Chốt khuỷu: Nối với đầu to thanh truyền, truyền lực từ piston đến trục khuỷu. Số lượng chốt khuỷu tương ứng với số xi lanh của động cơ, yêu cầu độ bền và độ bóng cao.
• Đuôi trục khuỷu: Truyền công suất ra hộp số, có mặt bích để lắp bánh đà, giúp động cơ hoạt động ổn định.
• Lỗ khoan dầu: Các lỗ khoan trên cổ trục, chốt khuỷu và má khuỷu có chức năng dẫn dầu bôi trơn đến các bộ phận ma sát.

Công dụng của trục khuỷu

Hiểu rõ về trục khuỷu là một phần không thể thiếu trong kiến thức ô tô, bởi đây là bộ phận chịu tải lớn, giúp chuyển đổi và truyền lực để xe có thể vận hành một cách hiệu quả.Cụ thể, trục khuỷu đảm nhận những nhiệm vụ quan trọng sau:

Giúp chuyển đổi chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay

Trong động cơ, piston di chuyển tịnh tiến nhờ lực đẩy từ hỗn hợp nhiên liệu cháy. Trục khuỷu nhận lực này qua thanh truyền và biến nó thành chuyển động quay liên tục, giúp bánh xe vận hành ổn định và hệ thống truyền động hoạt động hiệu quả.

Kết nối và phối hợp hoạt động giữa các bộ phận trong động cơ

Trục khuỷu không chỉ thực hiện nhiệm vụ chuyển đổi chuyển động mà còn là cầu nối giữa nhiều bộ phận quan trọng trong hệ thống động cơ. Cụ thể:

• Liên kết với piston qua thanh truyền để truyền lực xuống trục khuỷu.
• Kết nối với trục cam thông qua hệ thống truyền động (dây đai cam hoặc xích cam) để điều khiển thời điểm đóng/mở xupap.
• Truyền lực đến ly hợp và hộp số, giúp kiểm soát hướng di chuyển của xe (tiến hoặc lùi) và điều chỉnh lực kéo phù hợp với từng điều kiện vận hành.

Chịu tải và phân phối mô-men xoắn trong động cơ

Trục khuỷu là bộ phận chịu tải trọng lớn từ piston. Khi động cơ vận hành, lực nổ từ nhiên liệu tạo ra áp suất cực lớn lên đầu piston. Lực này được truyền qua thanh truyền đến trục khuỷu, tạo ra mô-men xoắn để dẫn động bánh xe. Do đó, trục khuỷu phải có khả năng chịu lực cao, không bị cong vênh hay biến dạng khi làm việc trong điều kiện khắc nghiệt.

Các nguyên nhân thường gặp gây hư hỏng trục khuỷu ô tô

Nếu trục khuỷu hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt, dễ bị hư hỏng do nhiều yếu tố khác nhau. Dưới đây là các nguyên nhân chính:

• Ứng suất lớn: Trong quá trình vận hành, trục khuỷu chịu lực tác động mạnh từ piston và thanh truyền. Nếu quá tải hoặc làm việc lâu dài trong điều kiện khắc nghiệt, trục có thể bị cong, nứt hoặc thậm chí gãy.
• Ăn mòn: Môi trường dầu nhớt bẩn, nước hoặc hóa chất có thể khiến bề mặt trục khuỷu bị rỗ, oxy hóa, làm giảm độ bền theo thời gian.
• Bị mài mòn: Sự tiếp xúc liên tục giữa trục khuỷu và bạc lót khiến bề mặt bị bào mòn. Nếu hệ thống bôi trơn hoạt động không hiệu quả, trục khuỷu dễ bị xước hoặc hao mòn nhanh chóng.
• Lỗi sản xuất: Một số trục khuỷu có thể bị lỗi ngay từ khâu gia công, như vật liệu không đạt chuẩn hoặc kích thước sai lệch, dẫn đến giảm tuổi thọ khi sử dụng.
• Thiếu bôi trơn: Khi dầu bôi trơn không đủ hoặc bị nhiễm bẩn, trục khuỷu có thể bị ma sát quá mức, dẫn đến bó kẹt và hư hỏng nghiêm trọng.
• Sai sót trong lắp đặt và bảo dưỡng: Căn chỉnh không đúng hoặc sử dụng bạc lót sai kích thước có thể làm trục khuỷu chịu tải trọng không đồng đều, gây ra hỏng hóc sớm.

Để kéo dài tuổi thọ trục khuỷu, cần bảo dưỡng định kỳ, kiểm tra hệ thống bôi trơn và phát hiện sớm các dấu hiệu hư hỏng để xử lý kịp thời. 

Nếu bạn cần trục khuỷu chất lượng cao cho xe của mình, hãy liên hệ ngay Phụ Tùng Đức Anh qua Hotline/Zalo: 0979722210 để được tư vấn nhanh chóng và giao hàng nhanh chóng. Chúng tôi cam kết cung cấp sản phẩm uy tín, chính xác, giúp động cơ vận hành ổn định và mạnh mẽ. 

Một số loại trục khuỷu ô tô phổ biến hiện nay

Hiện nay, trục khuỷu ô tô được sản xuất chủ yếu theo hai loại chính: trục khuỷu liền và trục khuỷu ghép. Dưới đây là chi tiết về từng loại:

Trục khuỷu liền

Trục khuỷu liền là loại trục được chế tạo thành một khối thống nhất, trong đó các bộ phận như cổ trục, cổ biên và má khuỷu được đúc liền nhau và không thể tháo rời.

Đặc điểm của trục khuỷu liền

• Kết cấu chắc chắn: Do được sản xuất nguyên khối, trục khuỷu liền có độ bền cao và khả năng chịu lực tốt, ít bị nứt gãy trong quá trình vận hành.
• Khả năng cân bằng động tốt: Nhờ kết cấu nguyên khối, trục khuỷu liền giúp giảm rung động khi động cơ hoạt động, mang lại sự ổn định và bền bỉ hơn.
• Gia công chính xác: Các bề mặt của trục khuỷu liền thường được gia công tỉ mỉ để đảm bảo độ chính xác cao, giúp tối ưu hiệu suất hoạt động của động cơ.
• Khó sửa chữa: Khi bị hư hỏng, trục khuỷu liền thường không thể thay thế từng bộ phận riêng lẻ mà cần thay mới toàn bộ, dẫn đến chi phí sửa chữa cao.

Ứng dụng của trục khuỷu liền

Chủ yếu được sử dụng trong các động cơ có công suất nhỏ và vừa, chẳng hạn như xe ô tô con, xe máy hoặc các loại máy móc công nghiệp có tải trọng nhẹ. Phù hợp với động cơ có số lượng xi-lanh nhiều hơn và thiết kế nhỏ gọn để tối ưu trọng lượng và hiệu suất vận hành.

Trục khuỷu ghép

Trục khuỷu ghép là loại trục có cấu tạo từ nhiều bộ phận riêng lẻ, bao gồm cổ trục, cổ biên và má khuỷu. Các bộ phận này được sản xuất tách rời, sau đó được lắp ghép lại bằng các phương pháp đặc biệt như hàn, ép hoặc bu lông liên kết.

Đặc điểm của trục khuỷu ghép

• Linh hoạt trong thiết kế: Việc sản xuất từng bộ phận riêng lẻ giúp dễ dàng điều chỉnh kích thước, hình dạng để phù hợp với các loại động cơ khác nhau.
• Dễ dàng sửa chữa và thay thế: Khi một phần của trục khuỷu ghép bị hư hỏng, có thể thay thế từng bộ phận riêng lẻ mà không cần thay mới toàn bộ trục.
• Khả năng chịu tải cao: Trục khuỷu ghép thường được sử dụng trong các động cơ công suất lớn, nơi yêu cầu chịu tải trọng và lực xoắn mạnh.
• Độ bền thấp hơn trục khuỷu liền: Do có nhiều mối nối nên trục khuỷu ghép có thể bị giảm độ bền tổng thể và có nguy cơ mất cân bằng động cao hơn nếu không được lắp ráp chính xác.

Ứng dụng của trục khuỷu ghép

Được sử dụng trong các động cơ công suất lớn như động cơ diesel hạng nặng, động cơ tàu thủy, máy phát điện công suất cao hoặc các loại động cơ có số xi-lanh ít nhưng kích thước lớn.

Quy trình gia công trục khuỷu

Do phải làm việc trong môi trường áp lực cao và liên tục, trục khuỷu cần được gia công với độ chính xác cao, đảm bảo khả năng chịu tải, bền bỉ theo thời gian. Dưới đây là quy trình sản xuất trục khuỷu theo từng giai đoạn cụ thể:

Bước 1: Chuẩn bị phôi và nắn thẳng phôi ban đầu

Quá trình gia công trục khuỷu bắt đầu với việc lựa chọn và xử lý phôi nguyên liệu, thường là thép hợp kim hoặc gang cầu graphit có độ bền cao. 

Trước khi gia công, phôi cần được nắn thẳng để đảm bảo không có độ cong vênh, giúp quá trình cắt gọt sau này đạt độ chính xác cao.

Bước 2: Khoan lỗ tâm – Định vị trục khuỷu

• Khoan lỗ tâm ở hai đầu trục: Các lỗ này giúp định vị chính xác trục trong suốt quá trình gia công.
• Khoan mặt đầu: Tạo ra bề mặt phẳng ở hai đầu trục, giúp dễ dàng lắp đặt và gia công tiếp theo.

Mục tiêu của bước này là đảm bảo khi gá đặt lên máy tiện, trục khuỷu luôn ở đúng vị trí, tránh sai số hình học.

Bước 3: Phay mặt cạnh má khuỷu và kiểm tra độ đảo

Gia công lỗ trên mặt bích hoặc phay mặt cạnh má khuỷu để tạo bề mặt chuẩn giúp định vị chính xác khi gia công các chi tiết khác như cổ trục.

Kiểm tra độ đảo trục: Sau khi gá trục lên máy, tiến hành kiểm tra độ đảo để đảm bảo không có sai lệch khi gia công.

Bước 4: Gia công thô và bán tinh các bề mặt quan trọng

Ở bước này, trục khuỷu bắt đầu được tạo hình cơ bản:

• Gia công thô và bán tinh cổ biên, cổ trục – Đây là những phần quan trọng chịu lực trong quá trình hoạt động, cần được xử lý chính xác.
• Phay mặt phẳng má khuỷu để đảm bảo độ tiếp xúc và cân bằng lực tốt nhất.
• Phay rãnh then trên trục giúp liên kết với bánh đà và bộ truyền động.

Bước 5: Gia công hệ thống lỗ dầu bôi trơn và xử lý nhiệt

Trục khuỷu cần có hệ thống bôi trơn hiệu quả để giảm ma sát và tăng tuổi thọ:

• Khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn đảm bảo dầu có thể lưu thông đến các bề mặt chịu lực, giúp giảm mài mòn.
• Gia công lỗ đối trọng giúp giảm trọng lượng trục và cân bằng động tốt hơn.
• Tôi cứng và ram cổ trục để tăng độ bền, khả năng chịu lực và giảm nguy cơ mỏi vật liệu.

Bước 6: Kiểm tra và sửa lỗ tâm, mài tinh cổ trục

Sau khi xử lý nhiệt, trục khuỷu tiếp tục được gia công tinh để đạt độ chính xác cao:

• Kiểm tra lỗ tâm và sửa lại nếu cần để đảm bảo vị trí chính xác.
• Mài thô và mài tinh cổ trục, cổ biên để đạt độ bóng bề mặt theo tiêu chuẩn kỹ thuật.

Bước 7: Cân bằng động – Đảm bảo vận hành êm ái

Trục khuỷu được kiểm tra và hiệu chỉnh cân bằng động để tránh rung lắc trong quá trình hoạt động. Các đối trọng được điều chỉnh chính xác để giảm lực ly tâm không mong muốn.

Bước 8: Hoàn thiện, kiểm tra lần cuối và đánh giá chất lượng

• Chỉnh sửa cổ biên nếu cần thiết để đạt tiêu chuẩn kích thước.
• Kiểm tra độ chính xác bằng các thiết bị đo chuyên dụng như máy đo độ tròn, kiểm tra độ đảo trục, đo độ nhám bề mặt.
• Đánh giá tổng quan về chất lượng sản phẩm trước khi xuất xưởng.

Sau khi hoàn thành, trục khuỷu được đóng gói và bảo quản đúng tiêu chuẩn trước khi đưa vào sử dụng trong động cơ ô tô.

Trục khuỷu đóng vai trò then chốt trong động cơ, giúp xe vận hành ổn định và hiệu quả. Mong rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về bộ phận quan trọng này. Việc nắm vững kiến thức về xe không chỉ giúp bạn yên tâm khi sử dụng mà còn góp phần duy trì hiệu suất và tuổi thọ của động cơ.