Thanh truyền ô tô là gì? Tìm hiểu chức năng, cấu tạo và các loại thanh truyền phổ biến

Thanh truyền ô tô là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thống động cơ đốt trong giúp kết nối trục khuỷu và piston để có thể chuyển động. Bên cạnh đó, thanh truyền còn giữ nhiệm vụ truyền lực trong khoảng piston do khí cháy giãn nở tạo ra tới trục khuỷu để trục quay được. Cùng Honda Ô tô Mỹ Đình tìm hiểu chi tiết về thanh truyền ô tô nhé!

Thanh truyền ô tô là gì?

Thanh truyền (Connecting Rod hay còn được gọi là biên, tay biên, tay dên, Bielle) là một bộ phận của động cơ piston, có nhiệm vụ kết nối piston với trục khuỷu. 

Thanh truyền kết hợp cùng với tay quay (khuỷu) biến đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Hiểu đơn giản, thanh truyền là chi tiết trung gian truyền chuyển động từ chi tiết này đến chi tiết khác.

Thanh truyền ô tô là chi tiết dạng càng. Loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản cần gia công đạt độ chính xác cao mà đường tâm của chúng song song với nhau. 

Chức năng của thanh truyền ô tô

Thanh truyền ô tô có chức năng kết nối piston và trục khuỷu. Thanh truyền thực hiện nhiệm vụ truyền lực trong khoảng trục khuỷu tới piston nhằm nén ép không khí trong buồng đốt. Bên cạnh đó, thanh truyền còn có nhiệm vụ truyền lực trong khoảng piston (do khí cháy giãn nở tạo ra) tới trục khuỷu để trục quay được. Nhờ có sự truyền lực của cơ cấu tay quay thanh truyền mà sự di chuyển thẳng của piston tạo nên di chuyển xoay tròn của trục khuỷu và qua đó hệ thống động cơ ô tô hoạt động ổn định và êm ái hơn. 

Cấu tạo của thanh truyền ô tô

Thanh truyền ô tô bao gồm 3 bộ phận chính là thân thanh truyền, đầu to (hay đầu biên lớn), đầu nhỏ (hay đầu biên nhỏ) và bạc lót thanh truyền. Mỗi bộ phận lại có cách hoạt động, nhiệm vụ riêng và được kết nối với nhau như sau:

• Đầu nhỏ: Đầu nhỏ có dạng hình trụ rỗng. Là phần lắp với piston, bên trong có bạc lót ghép chặt vào đầu nhỏ, phía bên trên có lỗ dầu bôi trơn cho bạc.
• Thân thanh truyền: Thân thanh truyền là bộ phận nối giữa phần đầu nhỏ và đầu to của thanh truyền, thường có tiết diện hình chữ nhật hoặc hình oval. Trong thân thanh truyền có khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn. Kích thước của thân được thiết kế tăng dần từ đầu nhỏ đến đầu to để phù hợp với quy luật phân bố lực quán tính lắc đều của thanh truyền, còn chiều dày bên thì đồng đều.
• Đầu to: Đầu to thanh truyền nối với trục khuỷu gồm 2 nửa: Nửa trên liền với thanh truyền, nửa dưới chế tạo rời. Phía bên trong có bạc làm bằng thép có tráng hợp kim đồng. Mặt trong của bạc được phay rãnh để chứa dầu bôi trơn. Giữa các nửa của đầu to được ghép với nhau bằng bu lông. Thêm vào đó để chống xoay bạc có gập định vị khớp. 

Các loại thanh truyền phổ biến

Một số loại thanh truyền phổ biến và đã từng được sử dụng cho đến thời điểm hiện tại phải kể đến như:

Thanh truyền đơn

Thanh truyền đơn thường được sử dụng trong các động cơ thẳng hàng hoặc động cơ piston ngược. Đầu thanh truyền gắn với chốt trục khuỷu có nắp biên và vòng bi kim. 

Nắp vòng bi được cố định trên đầu thanh truyền bằng bu lông hoặc bu lông 2 đầu ren. Để duy trì sự cân bằng và phù hợp, các thanh truyền phải luôn được thay thế trong cùng một xi lanh và ở cùng một vị trí tương đối. 

Thanh truyền chính – phụ

Động cơ hình sao thường được sử dụng trong hệ thống thanh truyền chính – phụ, trong đó 1 piston nối với thanh truyền chính và trục khuỷu. Những piston còn lại có thanh truyền phụ nối với thanh truyền chính bằng một bộ khớp nối ở giữa. 

Những động cơ nhiều xi lanh, như động cơ V12, không có đủ không gian lắp ổ trục cho nhiều thanh truyền do bị giới hạn về chiều dài trục khuỷu. Giải pháp cho vấn đề này là thiết kế mỗi cặp xi lanh sẽ dùng chung một cổ trục. Việc thiết kế này làm giảm kích thước của ô trục thanh truyền và những xi lanh đối đỉnh ở các dãy xi lanh khác nhau sẽ hơi lệch nhau dọc theo trục khuỷu. 

Có một giải pháp khác là dùng hệ thống thanh truyền chính – phụ, trong đó thanh truyền chính sử dụng nhiều chốt nối tròn. Những chốt nối tròn này sẽ nối với đầu lớn của những thanh truyền phụ trên các xi lanh khác. Hạn chế của phương pháp này là hành trình di chuyển của thanh truyền phụ sẽ ngắn hơn một chút so với thanh truyền chính, dẫn đến hiện tượng rung động ở động cơ chữ V.

Thanh truyền hình nạng

Thanh truyền hình nạng được sử dụng trong động cơ xe máy chữ V 2 xi lanh và động cơ máy bay V12. Ở mỗi cặp xi lanh, đầu to của một thanh truyền có rãnh để đầu thanh truyền phụ được lắp vào. Kiểu thiết kế cơ cấu thanh truyền này này loại bỏ được hiện tượng rung lắc khớp nối do những cặp xi lanh bị lệch dọc trục khuỷu. 

Thiết kế của loại thanh truyền hình nạng là đầu to của thanh truyền chính sử dụng ổ trượt đơn kéo dài dọc suốt bề dày của thanh truyền chính, kể cả vùng rãnh hở ở giữa. Thanh trượt phụ sẽ không xoay trực tiếp trên chốt khuỷu mà xoay bên ngoài ổ trượt. Điều này giúp 2 thanh truyền có thể dao động tới lui, thay vì phải thay xoay cùng nhau, qua đó giảm lực đè lên ổ trượt và ảnh hưởng tốc độ bề mặt. Tuy nhiên, chuyển động của ổ trượt sẽ trở thành tịnh tiến thay vì chuyển động quay đều, dẫn đến khó bôi trơn ổ trượt hơn. 

Yêu cầu kỹ thuật của các chi tiết cấu tạo thanh truyền ô tô

Khi chế tạo các chi tiết cấu tạo thanh truyền thì các hãng cần phải đảm bảo đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau: 

• Kích thước các lỗ cơ bản được gia công đạt độ chính xác cấp 7 đến 9, độ nhám bề mặt Ra = 0,63 – 0.32.
• Độ không song song của các tâm lỗ cơ bản khoảng 0,03 – 0,05 mm trên 100 mm bán kính.
• Độ không song song của các mặt đầu các lỗ cơ bản khác trong khoảng 0,05 – 0,025 mm trên 100 mm bán kính mặt đầu. 
• Các bề mặt làm việc được nhiệt luyện đạt độ cứng 50 – 55 HRC. 

Vật liệu và phương pháp chế tạo thanh truyền ô tô

Thanh truyền ô tô thường được làm bằng chất liệu thép cacbon tốt hoặc thép hợp kim. Thép cacbon thường dùng trong các động cơ tốc độ thấp như thép C30, C35, C40, C45. Động cơ ô tô máy kéo có thể dùng thép cacbon nhưng thường dùng loại thép hợp kim 45Mn2,  40CrNi; 40MnMo… Loại động cơ tốc độ cao thường dùng thép 8Cr2Ni4WA; 12CrNi3A; 18Cr2Ni4MoA.

Vì vậy còn tùy thuộc vào vật liệu và điều kiện cụ thể, chi tiết có thể được chế tạo phôi bằng nhiều phương pháp như đúc, rèn, dập. 

• Đối với các chi tiết có kích thước vừa và nhỏ, nếu sản lượng ít thì phôi được chế tạo bằng rèn tự do, nếu sản lượng nhiều dùng phương pháp dập.
• Phôi đúc dùng cho chi tiết bằng gang, kim loại màu, thép. Tùy theo điều kiện sản xuất, sản xuất, sản lượng mà có thể đúc trong khuôn cát, khuôn kim loại, khuôn mẫu chảy. 

Một số câu hỏi thường gặp về thanh truyền ô tô

Đầu nhỏ và đầu to thanh truyền phải lắp bạc lót hoặc ổ bi để làm gì?

Trong quá trình động cơ làm việc, chốt piston và chốt khuỷu có chuyển động quay trong đầu nhỏ và đầu to của thanh truyền. Vậy nên, lắp bạc lót và ổ bi nhằm giảm lực ma sát và sự mài mòn của các bề mặt ma sát đó. 

Tại sao thân thanh truyền có tiết diện hình chữ I?

Thân thanh truyền có tiết diện hình chữ I để đảm bảo độ chịu được biến dạng như biến dạng uốn, biến dạng nén, biến dạng kéo,…

Thanh truyền ô tô có thể hỏng như thế nào?

Thanh truyền ô tô có thể bị hỏng do nhiều nguyên nhân khác nhau, bao gồm va chạm, mòn, uốn cong, hoặc hỏng hóc cơ học. Khi thanh truyền bị hỏng, nó có thể gây ra các vấn đề như rung động, tạo tiếng ồn và làm giảm hiệu suất.

Như vậy, những thông tin tổng quan về thanh truyền ô tô do Honda Ô tô Mỹ Đình cung cấp, hy vọng bạn đã nắm bắt và hiểu hơn về các loại thanh truyền, cấu tạo thanh truyền cũng như các yêu cầu về thanh truyền. Nếu có bất cứ câu hỏi nào về thanh truyền ô tô, hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline 1800 1165 hoặc tới showroom tại 02 Lê Đức Thọ, Cầu Giấy, Hà Nội để được tư vấn chi tiết nhé!

Honda Ô tô Mỹ Đình – Tổng kho lớn nhất miền Bắc

• Website: https://hondaotomydinh.vn/ 
• Fanpage: Honda Ô tô Hà Nội – Mỹ Đình
• Youtube: Honda Ô tô Hà Nội – Mỹ Đình
• Hotline: 0375 83 79 79

Hoàng Ngân

Với 2 năm kinh nghiệm làm việc trong lĩnh vực ô tô, tôi tự tin mang đến cho khách hàng những thông tin chính xác và đầy đủ, là nguồn tham khảo đáng tin cậy giúp khách hàng dễ dàng tìm kiếm các thông tin hữu ích.