Chào các bạn!
Có nhiều bạn liên hệ và yêu cầu Sửa Xe Sài Gòn viết 01 bài trình bày về "Hệ thống truyền động trên xe máy". Thiên Nhẫn không dám múa rìu qua mắt thợ vì Thiên Nhẫn biết có rất nhiều bạn giỏi hơn Thiên Nhẫn về lĩnh vực này. Tuy nhiên, để đáp lại yêu cầu của các bạn. Với vốn kiến thức và hiểu biết ít ỏi có được. Thiên Nhẫn xin mạn phép "múa sơ sơ" được bao nhiêu hay bấy nhiêu nhằm giúp các bạn nắm được một ít kiến thức về lĩnh vực này. Các bạn nào có cao kiến xin đừng ngại đóng góp để vốn kiến thức của chúng ta ngày càng rộng hơn nhé.
1. Hệ thống truyền động xe số:
Như đã biết. Xe số dùng bộ ba bánh răng trước (ta hay gọi là nhông); dây xích tải (ta gọi là sên) và bánh răng sau (ta gọi là dĩa). Hệ thống sên nhông dĩa có nguyên tắc hoạt động và cấu tạo khá đơn giản. Nhông trước làm nhiệm vụ truyền lực kéo (lực xoay) của cốt máy ra sên, sên làm nhiệm vụ tải lực kéo này ra dĩa sau và dĩa truyền lực kéo này vào bánh xe làm bánh xe quay. Độ lớn của lực và tốc độ quay tại nguồn (nhông) được quyết định bởi bộ li hợp (hộp số) của xe. Thông thường các xe phổ thông có dung tích xy lanh (hay còn gọi là phân khối) từ dưới 50 đến 110cc có 5 số cơ bản( N 1 2 3 4), các xe có phân khối lớn hơn sẽ có nhiều cấp số hơn (N 1 2 3 4 5 và đôi khi 6). Cấp số càng nhỏ thì độ lớn lực càng lớn, tốc độ quay càng chậm và ngược lại. Ví dụ số 1 sẽ tải mạnh hơn số 2 nhưng tốc độ sẽ chậm hơn. Phần hộp số này hầu như ta không can thiệp được (đối với xe zin). Do đó ta sẽ chuyển hướng quan tâm sang nhông sên dĩa là chính. Nhông sên dĩa thường có cấp độ tỷ số răng nhất định thỏa mãn yêu cầu nào đó của người dùng. Một số tỷ số phổ biến ví dụ là 15 x 39; 14 x 36; v.v.... Với tỷ số 15 x 39 ta sẽ có nhông có tổng cộng 15 răng và dĩa có tổng cộng 39 răng. Tỷ số này quyết định độ lớn lực truyền/tốc độ quay giữa nhông và dĩa. Tỷ số này được tính toán theo công suất máy cụ thể và được quyết định mặc định ban đầu bởi nhà sản xuất xe máy. Tuy nhiên, tỷ số này ta có thể can thiệp được để cải thiện độ lớn lực - tốc độ xe theo ý muốn chúng ta.
Tỷ số truyền = số răng dĩa sau/số răng nhông trước
Bảng tỷ số truyền nhông sên dĩa: (Xe zin thông thường có tỷ số truyền là 2.6)
Màu tím là các tỷ số truyền cho vận tốc cao hơn nhưng gia tốc chậm hơn
Màu đỏ là tỷ số truyền cho vận tốc chậm hơn nhưng gia tốc cao hơn
Tỷ số truyền càng nhỏ vận tốc càng cao - gia tốc càng chậm và ngược lại
15 34 = 2.26
15 35 = 2.33
15 36 = 2.4
16 39 = 2.44
13 32 = 2.46
15 37 = 2.47
14 35 = 2.5
16 40 = 2.5
15 38 = 2.53
13 33 = 2.54
16 41 = 2.56
14 36 = 2.57
15 39 = 2.6 Stock gear ratio
13 34 = 2.62
16 42 = 2.63
14 37 = 2.64
15 40 = 2.67
16 43 = 2.69
13 35 = 2.69
14 38 = 2.71
15 41 = 2.73
16 44 = 2.75
13 36 = 2.77
14 39 = 2.79
15 42 = 2.8
16 45 = 2.81
13 37 = 2.85
14 40 = 2.86
Chú ý:
Khi thay nhông dĩa thì ko được thay đổi >8%
Nhông trước:
Thêm răng nhông truớc = xe vọt hơn ở tốc độ cao.
Bớt răng nhông truớc = xe chạy bốc hơn trong lúc đề pa.
Dĩa sau:
Bớt răng dĩa sau = xe vọt hơn ở tốc độ cao.
Thêm răng dĩa sau = xe chạy bốc hơn trong lúc đề pa.
Thêm 01 răng nhông truớc tương đương (gần đúng) bớt đi 2 răng dĩa sau.
Công thức:
Tỉ lệ = số răng dĩa sau / số răng nhông trước
ví dụ: 39/15 -> 2.6, nghĩa là nhông trước quay 2.6 vòng thì dĩa sau quay 1 vòng.
Tính % thay đổi tương ứng với xe hiện tại:
(( (số răng dĩa mới /số răng nhông mới) / (số răng dĩa củ /số răng nhông củ) ) - 1) * 100 = % thay đổi.
Ví dụ:
Nhông 15 xuống nhông 14, dĩa giữ nguyên 39: ((39/14)/(39/15))-1)*100 = 7.11%
Ưu điểm của lên nhông: Tiết kiệm xăng ở tốc độ cao
Nhược điểm của lên nhông: Xe sẽ chạy yếu đi trong lúc đề pa.
Nếu không có mục đích nhất định thì lời khuyên là: Ko nên xuống hay lên nhông vì sẽ rất có hại cho máy. Và hãy nhớ là tăng đề sẽ mất hậu và ngược lại.
Thông tin về sên xe:
Trên sên xe ta thường thấy cái dòng chử:
Dòng sên mã số từ 415 - 428 dùng cho xe từ 100 CC - 135 CC .Dòng sên mã số từ 428 - 530 dùng cho xe từ 135 CC trở lên (xe moto) .
4XX : con số 4 có nghĩa là mắc sên dài 12,7mm;
số XX có 15 - 20 - 28 tương ứng với cách chọn nhông dày phù hợp 4,77mm - 6,35 mm - 7,75mm của sên .
5XX : con số 5 có nghĩa là mắc sên dài 15,875 mm;
số XX có 20 - 25 - 30 tương ứng với cách chọn nhông dày phù hợp 6,35mm - 7,95 mm - 9,53mm của sên .
XX : là bề dày nhông cần chọn cho phù hợp với từng loại sên có số 15 - 20 - 25 - 28 -30 tương ứng 4,77mm - 6,63mm - 7,95mm - 7,75mm - 9,53mm.
Một đoạn phim ngắn minh họa truyền động nhông sên dĩa:
Việc độ nhông sên dĩa thông thường ta chỉ độ nhông và dĩa (ví dụ thay bằng loại chất liệu khác bền hoặc nhẹ hơn, lên/xuống số răng, v.v...). Ta ít khi độ sên vì hiệu năng mang lại của việc độ sên là không lớn lắm và khó nhận thấy được bằng cảm quan. Thường ta chỉ quan tâm đến độ bền của sên mà thôi.
Ngày nay, vì một số lí do (cho đẹp, êm xe, v.v...). Có một số hãng sử dụng dây curoa thay cho dây sên (thường thấy ở các xe big bike). Tức hệ thống nhông - dây - dĩa. Một số xe phổ thông các bạn cũng độ hệ thống này.
Hình tham khảo:
Ưu điểm:
Êm do dùng dây caosu nên không nghe tiếng lào xào của kim loại (của sên khi ma sát với nhông và dĩa). Quá trình tăng tốc cũng không quá gắt và không bị giật vì bản thân từng mắt dây là một mắt đệm.
Nhược điểm:
Tuổi thọ thấp hơn so với dây sên. Chịu nước, cát và các điều kiện khắc nghiệt khác kém hơn sên. Tăng tốc ko nhanh và hỗn được bằng sên do caosu của dây giảm chấn làm giảm lực kéo khi tăng tốc đột ngột.
Kết luận:
Hệ thống này nếu không được trang bị tiêu chuẩn trên xe (thường là big bike) thì chúng ta không nên độ theo vì xét cho cùng sẽ mất nhiều hơn được như mất lực xe, mau hư, v.v... trong khi cái được duy nhất là xe êm.
2. Hệ thống truyền động xe tay ga:
Hệ thống truyền động ở xe tay ga hoàn toàn khác xe số. Nếu ở xe số, lực máy truyền từ trục máy ra là biến thiên và tùy thuộc vào cấp số của hộp số thì ở xe tay ga, lực máy truyền ra là cố định. Phần biến thiên của hộp số được mang ra ngoài và thay thế bằng bộ nồi xe. Chính vì vậy mà cấu tạo cũng như nguyên tắc hoạt động của nồi xe phức tạp hơn rất nhiều nếu so với nhông - sên - dĩa. Và vì nằm bên ngoài nên ta hoàn toàn có thể can thiệp được để cải thiện theo ý thích cá nhân mình.
Bộ nồi xe tay ga có tên là CVT (Continuously variable transmission) tạm dịch sát nghĩa là "Hệ thống truyền động biến thiên liên tục" hay ta thường gọi là "Hệ thống truyền động vô cấp". Hệ thống này cũng gồm 3 phần là nồi trước (nhông - nếu đối chiếu ngang qua), dây curoa (sên) và nồi sau (dĩa). Trong 3 phần này, dây curoa đóng vai trò truyền chuyển động từ nồi trước ra nồi sau và có cấu tạo khá đơn giản. Và do đó, giống như sên, ta ít khi quan tâm và độ dây curoa (ngoài việc quan tâm độ bền dây) vì hiệu năng cảm nhận được là không rõ.
Hình minh họa bộ CVT:
Bỏ qua sợi dây. Ta sẽ đi sâu vào nghiên cứu cấu tạo và nguyên lí hoạt động của bộ nồi trước và nồi sau:
a/ Bộ nồi trước:
Nguyên lí hoạt động: Ta xem đoạn clip sau:
Trong clip trên, nồi trước màu hồng.
Khi động cơ quay, tùy theo tốc độ quay (rpm - rounds per minute - vòng/phút) mà lực li tâm sẽ làm 06 viên bi nồi lăn ra theo rãnh bi. Bi lăn ra sẽ ép má puli di chuyển ra/vào theo trục (ta hay gọi là ắc). Tùy theo vị trí của má puli mà dây sẽ bị ép vào trong hay chạy ra ngoài. Dây càng nằm bên trong thì tỉ số truyền càng lớn (tỉ số truyền bằng sau/trước) dẫn đến lực kéo mạnh nhưng tốc độ quay thấp. Dây càng ra ngoài thì tỉ số truyền càng nhỏ dẫn đến lực kéo yếu dần nhưng tốc độ quay tăng.
Độ nồi trước:
Nhìn vào hình trên ta sẽ thấy có 03 món mà ta cần quan tâm ở nồi trước.
Số 1: Nhựa đệm
Đây là 3 miếng nhựa đệm giảm chấn của nắp chụp giữ bi nồi trước. Sau một thời gian sử dụng thì 03 miếng nhựa này bị mòn dẫn đến bị lỏng và sẽ dao động trong quá trình nồi quay. Dao động này dẫn đến tiếng kêu lóc cóc ở nồi trước. Để xử lí tình trạng này ta có 02 cách: hoặc là thay 03 miếng nhựa khác (cách này tùy theo xe mà thực hiện dễ hay khó vì không hiểu sau các head xe ở Việt Nam lại rất ít bán các miếng này nên đại đa số các dòng xe tay ga là không có hàng) hoặc là ta chêm lại cho chặt (Thiên Nhẫn luôn luôn áp dụng cách chêm này). Có vài tiệm sửa xe làm ẩu, thay vì chêm miếng nhựa cho khách (vì bản thân miếng nhựa bị mòn) thì họ lại lười không chêm (chêm mất thời gian hơn) mà họ dùng kềm bóp nắp chụp cho móp để ôm sát vào miếng nhựa đã mòn đó. Cách này rất nguy hiểm vì với miếng nhựa mòn hiện tại thì cách này giải quyết được tình trạng lỏng. Nhưng sau này, khi bạn mua được miếng nhựa mới để thay thì lúc đó vấn đề phát sinh là không thể nào nhét miếng nhựa mới vào cái nắp củ đã bị bóp méo. Bạn sẽ làm sao? Thay nắp chụp mới (khó mua hơn cả miếng nhựa) hay mài cái nắp lại!!?? Cả 2 cách đều không đảm bảo! Do đó, chêm miếng nhựa khi bị lỏng và không động chạm gì tới cái nắp chụp xem ra là cách hoàn hảo trong trường hợp này.
Số 2: Bi nồi (nặng - nhẹ):
Bi nồi đóng vai trò lăn ra lăn vào để đẩy puli chạy ra vào khi động cơ quay. Đây là món đầu tiên ta có thể can thiệp (độ) trong bộ nồi xe tay ga. Vì hoạt động theo nguyên tắc lực li tâm nên bi nồi nặng sẽ có quán tính lớn - quăng ra chậm nhưng quăng xa, sát vách puli và ngược lại, bi nồi nhẹ có quán tính nhỏ quăng ra nhanh nhưng quăng gần hơn vì lực li tâm yếu hơn. Hay nói cách khác, bi nồi nhẹ đề pa nhanh hơn nhưng hậu yếu và ngược lại bi nồi nặng đề pa chậm hơn nhưng hậu rút.
Từ đặc điểm này, tùy theo nhu cầu đề hay hậu mà ta chọn bi nặng hay nhẹ. Vậy có cách nào vừa đề vừa hậu không? Câu trả lời là có! Đó là ta dùng 02 bộ bi nặng nhẹ lắp xen kẽ. Ta sẽ lắp 03 bi nặng xem kẽ 03 bi nhẹ. Khi động cơ quay, 03 bi nhẹ sẽ văng trước lấy nước đề, sau đó 03 bi nặng sẽ quăng sau lấy nước hậu.
Có 1 cách độ nữa là khoét rãnh bi trên puli. Cách này khuyến cáo không nên dùng vì sẽ làm mỏng puli và sai góc li tâm dẫn đến không đảm bảo an toàn.
Số 3: Ắc (ngắn - dài)
Xem hình và clip bên trên các bạn sẽ thấy được puli chạy ra vào theo chiều dài của ắc. Và do đó ắc là món thứ 2 có thể độ được. Nhưng dù ắc dài hay ngắn thì max khoảng chạy của puli là sát nắp ngoài. Điều đó có nghĩa là maxspeed ko đổi dù ắc ngắn hay dài. Chỉ có đề pa là khác.
- Ắc ngắn hơn zin: Ắc ngắn hơn thì ở trạng thái nghỉ puli đã đi đc 1 khoảng (so với ắc zin) và do đó dây cũng ra đc trước 1 khoảng. Mà như ban đầu ta đã nói, dây càng ra lực kéo càng yếu tốc độ quay càng cao. Tức ắc ngắn mất nước đề, hậu thì không đổi. Vậy ắc ngắn để làm gì? Ắc ngắn dùng để tiết kiệm xăng. Tại sao lại được vậy? Ta xét ví dụ:
Giả sử với ắc zin. tốc độ vòng quay và vị trí puli tương ứng là:
+ Tốc độ quay 0 - 1.000 rpm (tay ga đang ở mức 1): vị trí puli là sát trong cùng tức 0 (chưa đề pa)
+ Tốc độ từ 1.000 - 2.000 rpm( tay ga mức 2): vị trí puli là 1
+ Tốc độ 2.000 - 3.000 rpm(tay ga mức 3): vị trí puli là 2
Với ắc độ ngắn:
+ Tốc độ quay 0 - 1.000 rpm (tay ga mức 1) : vị trí puli đã là 1
+ Tốc độ quay 1.000 - 2.000 rpm (tay ga mức 2): vị trí là 2
Có nghĩa là với ắc zin, để đạt 40km/h ta cần vòng tua là 2.000 rpm (tay ga mức 2) tức vị trí 1. Với ắc ngắn, để đạt 40km/h ta chỉ cần vòng tua 1.000 rpm và do đó tay ga nhỏ hơn (tay ga mức 1). Dẫn đến tiết kiệm xăng hơn vì với cùng 1 tốc độ ta đi ga nhỏ hơn. Tuy nhiên, có một vấn đề đó là lực máy. Nếu máy mạnh, đề pa ở mức 1 xe còn có thể chạy được (so sánh ngang thì na ná đề pa bằng số 2, số 3 ở xe số). Nếu máy yếu, có thể xe ko đề pa nổi. Do đó việc hạ ắc và hạ bao nhiêu tùy thuộc vào tính toán của bạn.
- Ắc dài hơn: Ngược lại với ắc ngắn.
Lời khuyên là không nên độ ắc vì chỉ đc mỗi tăng giảm xăng nhưng nếu tính toán ko kĩ sẽ rất hại máy.
b/ Nồi sau:
Cấu tạo nồi sau khá phức tạp vì có rất nhiều chi tiết. Tuy nhiên ta chỉ sẽ quan tâm các số: 4, 5, 6, 7 mà thôi vì chỉ mấy món đó độ đc.
Nguyên lí hoạt động của nồi sau:
Khi nồi sau quay (nhờ nồi trước truyền sang). Lực li tâm làm 3 bố 3 càng thắng lực kéo lò xo và bung ra bắt dính vào chuông làm chuông quay theo. Chuông nối với trục bánh xe nên chuông quay kéo bánh xe quay.
Độ nồi sau:
Nồi sau màu xanh dương.
Ta thấy rằng tốc độ quay của nồi sau thay đổi dựa vào vị trí của dây (thay đổi tỉ số truyền). Dây chạy ra chạy vào (má puli sau chạy ra chạy vào) nhờ lò xo số 4.
Số 4: Lò xo nồi (cứng - mềm)
Lò xo cứng hơn sẽ ép dây sát ngoài hơn và sát puli hơn, giảm thiểu trượt dây và do đó tăng nước đề. Nhưng nếu quá cứng lực ép sẽ quá lớn làm dây ko vào sâu trong được dẫn đến mất hậu.
Số 5: Chuông nồi (nặng - nhẹ - chất liệu cấu tạo)
Chuông nồi là phần mà bố nồi bắt vào và kéo quay theo. Chuông gắn liền trục bánh nên chuông quay thì bánh xe quay.
Chuông nặng thì quán tính lớn, khi bố bắt vào, do quán tính nên mất 1 khoảng trễ (giảm đề pa). Tuy nhiên, cũng do quán tính. Chuông nặng thì trớn nhiều dẫn đến xe còn trớn đi xa hơn tính từ lúc đã giảm ga và tăng nước hậu.
Chất liệu làm chuông: Chất liệu làm chuông quyết định xem bề mặt trong của chuông nơi bố bắt vào có trơn hay không? Bám có tốt hay không và tốc độ tản nhiệt của chuông. Chuông nóng sẽ làm chai bố dẫn đến bố bắt kém.
Số 6: Bố nồi sau (chất liệu làm bố)
Chất liệu làm bố ảnh hưởng đến độ bám, tuổi thọ và tính chịu nhiệt của bố. Bố chịu nhiệt kém sẽ mau chai bố. Bố chai thì độ bám không đảm bảo nữa.
Số 7: Lò xo nồi (cứng - mềm)
Lò xo mềm thì lực kéo yếu, bố sẽ mau bung ra hơn so với lò xo cứng, và do đó đề pa sẽ nhanh hơn. Lò xo cứng thì ngược lại. Nhưng nếu lò xo quá mềm thì ở vòng tua máy quá thấp bố đã bung ra bắt chuông rồi. Lúc này hệ truyền động đã được khóa nhưng lực máy còn yếu sẽ dẫn đến tình trạng xe đề pa không nổi mà bị giật giật khựng khựng
Mở rộng: Tìm hiểu bi tam giác và bộ nồi độ Dr.Pulley (do Thiên Nhẫn phân phối)
1. Bi tam giác Dr.Pully:
Khác với bi tròn truyền thống. Thay vì lăn li tâm ra, bi tam giác trượt ra đồng thời đỉnh bi sẽ lẩy lên đẩy ép puli chạy ra. Chính vì cơ chế này nên bi tam giác mang lại hiệu quả đề pa nhanh hơn bi tròn có cùng trọng lượng.
2. Bộ nồi độ Dr.Pulley:
Bộ nồi độ Dr.Pulley có cấu tạo và nguyên lí hoạt động gần giống nồi zin nhưng có cải tiến một tí.
a/ Chuông:
Chuông có chất lượng thép tốt hơn, nhiều rãnh giải nhiệt hơn chuông zin. Trọng lượng thì gần như bằng zin.
Điểm khác của nồi Dr.Pulley là có 2 bộ lò xo (thay vì zin là 1 bộ). Đó là lò xo bố 3 càng (giống nồi zin) và lò xo đế (nồi zin không có).
b/ Lò xo bố 3 càng - Clutch springs:
Nồi Dr.Pulley (bên trái) có 3 lò xo bố 3 càng giống nồi zin (bên phải). Nguyên lí hoạt động cũng giống nhau là lò xo nhẹ thì bung nhanh và ngược lại.
c/ Lò xo đế hay còn gọi là xo gối - Pillow springs:
Nồi Dr.Pulley có 3 lò xo đế (hình trên) trong khi nồi zin không có (hình dưới).
Dựa vào clip các bạn sẽ thấy. 3 lò xo trong (tức lò xo bố 3 càng) quyết định thời điểm bố 3 càng bung ra bắt vào chuông (bắt ban đầu). 3 lò xo ngoài quyết định thời điểm đế lẫy chốt ngang để ép ra khóa chặt bố vào mặt chuông chống hiện tượng trượt bố sau khi nồi đã bắt dính chuông (bắt hoàn toàn). Cả 02 bộ lò xo này có thể tùy chỉnh theo ý thích để tăng nước đề (lò xo bố 3 càng) và tăng cường thêm nước hậu (lò xo đế). Chính vì thế nồi Dr.Pulley cải thiện được cả đề lẫn hậu của xe.
Bài viết trên là một vài thông tin về hệ thống truyền động trên xe gắn máy. Hiển nhiên là với vốn kiến thức hạn hẹp, Thiên Nhẫn không tránh khỏi sai sót. Kính mong các bạn bổ sung thêm cho bài viết ngày càng hoàn chỉnh.
Thân ái!
Tạp chí xe Máy
