Cầu xe là gì? Cấu tạo, cách hoạt động và phân loại cầu xe ô tô

Cầu xe là gì? Đây là bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền động trên xe ô tô. Bài viết sẽ giải thích chi tiết về cầu xe ô tô, vai trò của nó, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các loại cầu xe phổ biến hiện nay.

Cầu xe là gì?

Cầu xe có hình dạng như một khối cầu, nằm ở giữa trục kim loại nối liền các bánh xe trước và sau của ô tô. Trục kim loại này được bố trí dọc theo thân xe, bên dưới toàn bộ khung gầm. Vì vậy, cầu xe là bộ phận không thể thiếu, đóng vai trò hoàn thiện kết cấu tổng thể của khung xe, đồng thời hỗ trợ xe giữ thăng bằng và vận hành an toàn hơn, đặc biệt khi cần chuyển hướng đột ngột.

Để tối ưu hiệu quả hoạt động, cầu xe thường đi kèm với bộ vi sai. Thực chất, bộ vi sai là tổ hợp các bánh răng có nhiệm vụ phân chia mô-men xoắn của động cơ thành hai dòng riêng biệt, cho phép các bánh xe quay với tốc độ khác nhau. Nhờ cơ chế này, cầu xe có thể tiếp nhận lực truyền động và phân bổ đều tới từng bánh xe, giúp xe ô tô vào cua mượt mà, giảm nguy cơ trượt bánh, lật xe hoặc mất kiểm soát khi di chuyển trên những đoạn đường cong.

Cấu tạo cầu xe ô tô

Cầu xe ô tô được tạo thành từ nhiều bộ phận liên kết chặt chẽ với nhau, trong đó 4 thành phần quan trọng nhất bao gồm:

Trục các đăng

Đây là bộ phận chịu trách nhiệm truyền lực và mô-men xoắn từ hộp số đến bộ vi sai, từ đó dẫn động cho cầu trước hoặc cầu sau. Trục các đăng thường được chế tạo từ ống thép kết hợp với các khớp các đăng nhằm đảm bảo khả năng vận hành ổn định, hạn chế rung lắc ở tốc độ cao. 

Ngoài ra, ống lót cao su cũng có thể được tích hợp để giảm tiếng ồn và tăng độ êm ái khi xe di chuyển.

Vỏ bộ vi sai

Được bố trí trên bánh răng thụ động, vỏ bộ vi sai có nhiệm vụ chính là bảo vệ hệ thống vi sai khỏi tác động từ va chạm và mài mòn. Để duy trì độ bền và hiệu suất hoạt động, người dùng nên kiểm tra và bảo dưỡng bộ phận này định kỳ.

Bánh răng hành tinh

Bánh răng hành tinh đảm nhận vai trò điều phối hoạt động của các bánh răng bán trục. Khi kết hợp với bánh răng bị động và bộ vi sai, chúng tạo nên hệ thống phân phối lực truyền động hợp lý đến từng bánh xe, giúp xe vận hành hiệu quả trong nhiều điều kiện khác nhau.

Bộ bán trục trong và ngoài

Bộ phận này đóng vai trò kết nối trực tiếp giữa bánh răng bán trục và bánh xe. Nhờ đó, mô-men xoắn từ cầu xe được truyền ổn định và liên tục đến các bánh xe, đảm bảo khả năng vận hành linh hoạt và cân bằng.

Cơ chế hoạt động của cầu xe ô tô

Cầu xe đóng vai trò then chốt trong việc điều chỉnh tốc độ và phân phối lực kéo phù hợp cho các bánh xe theo từng điều kiện vận hành thực tế. Nó có nhiệm vụ xử lý mô-men xoắn từ động cơ, phân chia linh hoạt tới từng bánh xe dựa trên tình trạng di chuyển.

• Khi xe chạy thẳng: Trong quá trình xe di chuyển trên đường thẳng, lực cản tác động lên các bánh xe gần như bằng nhau. Các bộ phận bên trong cầu xe sẽ hoạt động đồng bộ, quay như một khối thống nhất. Nhờ vậy, lực được truyền đều đặn đến cả hai bánh xe, giúp chúng quay với cùng tốc độ và giữ cho xe di chuyển ổn định.
• Khi xe vào cua hoặc di chuyển trên đường cong: Lúc này, mỗi bánh xe sẽ phải di chuyển trên một quãng đường khác nhau: bánh phía ngoài cung đường sẽ phải quay nhanh hơn bánh phía trong. Sự chênh lệch lực cản này yêu cầu cầu xe phải điều chỉnh mô-men xoắn phù hợp cho từng bánh. Bộ vi sai sẽ can thiệp, phân phối lực lớn hơn cho bánh ngoài và lực nhỏ hơn cho bánh trong, giúp xe vào cua mượt mà, giảm nguy cơ mất thăng bằng hoặc bị lật khi vào khúc cua gắt.

Tổng hợp các loại cầu xe ô tô đang thịnh hành hiện nay

Hiện nay, trong lĩnh vực sản xuất ô tô, cầu xe được chia thành hai dạng chính là cầu đơn (1 cầu) và cầu kép (2 cầu). Mỗi loại đều có thiết kế riêng, cơ chế vận hành khác biệt cùng những ưu – nhược điểm đặc trưng. Cụ thể:

Xe 1 cầu (hệ dẫn động 2 bánh)

Xe 1 cầu là loại xe chỉ có cầu truyền động ở hai bánh trước hoặc hai bánh sau. Nếu cầu truyền động đặt ở phía trước, hệ thống này được gọi là dẫn động cầu trước; ngược lại, nếu đặt ở phía sau thì gọi là dẫn động cầu sau.

Xe dẫn động cầu trước:

Đối với hệ thống này, động cơ truyền lực trực tiếp tới cầu trước để kéo bánh xe trước di chuyển.

• Ưu điểm: Thiết kế nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, chi phí sản xuất và bảo trì thấp. Ngoài ra, xe có lực kéo tốt trên địa hình bằng phẳng.
• Nhược điểm: Trọng lượng xe dồn nhiều lên cầu trước, khiến việc cân bằng giữa hai cầu không đồng đều. Đồng thời, bánh trước phải vừa chịu trách nhiệm kéo xe vừa đảm nhiệm việc đánh lái, nên khả năng vận hành chưa tối ưu trong một số tình huống.

Xe dẫn động cầu sau:

Ở dạng dẫn động này, động cơ sẽ truyền lực tới cầu sau để đẩy bánh sau di chuyển.

• Ưu điểm: Khả năng tăng tốc vượt trội do bánh sau đẩy xe tiến về phía trước, trong khi bánh trước tập trung vào nhiệm vụ điều hướng, mang lại cảm giác lái mượt mà và chính xác hơn.
• Nhược điểm: Độ bám đường kém trên mặt đường trơn trượt hoặc khi đi vào điều kiện thời tiết xấu như mưa, tuyết.

Xe 2 cầu (hệ dẫn động 4 bánh)

Xe 2 cầu là sự cải tiến từ nền tảng xe 1 cầu, mang lại nhiều ưu thế nổi bật về khả năng vận hành trên địa hình phức tạp.

Xe dẫn động 4 bánh theo chế độ bán thời gian

Ở hệ thống này, động cơ có thể truyền lực tới cả bốn bánh xe thay vì chỉ hai bánh như ở xe 1 cầu. Tùy tình huống vận hành, người lái có thể linh hoạt “gài cầu” để kích hoạt chế độ dẫn động bốn bánh hoặc chỉ sử dụng hai bánh ở cầu trước hoặc cầu sau.

• Ưu điểm: Khả năng bám đường vượt trội, rất phù hợp cho việc di chuyển trên địa hình dốc, trơn trượt hoặc gồ ghề.
• Nhược điểm: Hệ thống vận hành phức tạp hơn, đòi hỏi thêm các bộ phận như hộp số phụ và cơ chế gài cầu, từ đó làm tăng chi phí bảo dưỡng.

Xe dẫn động 4 bánh với hệ thống hoạt động liên tục

Giống như hệ dẫn động bán thời gian, cả bốn bánh xe đều nhận lực truyền động. Tuy nhiên, hệ thống này luôn hoạt động ở chế độ 4 bánh mà không cần can thiệp chuyển đổi.

• Ưu điểm: Không cần thao tác gài cầu thủ công, giúp xe đạt độ bám đường tối ưu và cho phép vận hành ổn định hơn ở mọi điều kiện thời tiết hay địa hình.
• Nhược điểm: Do trọng lượng xe lớn hơn, nên tiêu hao nhiên liệu cao hơn và chi phí sản xuất cũng như sửa chữa, thay thế linh kiện đắt đỏ hơn so với các dòng xe khác.

Hiểu rõ cầu xe là gì, cấu tạo và cách thức hoạt động của cầu xe ô tô sẽ giúp bạn vận hành phương tiện an toàn, đồng thời đưa ra lựa chọn phù hợp khi tìm mua hoặc nâng cấp xe. Bên cạnh đó, việc chăm sóc và bảo dưỡng định kỳ các bộ phận như cầu xe, bộ vi sai hay trục các đăng cũng cực kỳ quan trọng để đảm bảo hiệu suất vận hành tối ưu.

Nếu bạn đang tìm kiếm địa chỉ uy tín để mua phụ tùng ô tô chất lượng, đừng bỏ qua Phụ tùng Đức Anh – đơn vị chuyên cung cấp linh kiện, phụ tùng giá tốt, bảo hành dài hạn. Liên hệ ngay với Đức Anh qua Zalo/Hotline: 0979722210 để được tư vấn và hỗ trợ nhanh chóng!