Nghiên cứu và thi công mô hình hộp số 4WD thường xuyên - Đồ án tốt nghiệp

Nghiên cứu hộp số 4WD cho đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô. Tìm hiểu quy trình thiết kế, thi công mô hình thực tế, ứng dụng hiệu quả.

• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ôtô
• Đề tài: Hộp số 4WD: Nghiên cứu và thi công mô hình
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.1. Lý do chọn đề tài:
• 1.2. Mục tiêu của đề tài:
• 1.3. Phạm vi ứng dụng:
• 1.4. Tình hình hiện nay:
• 1.5. Những vấn đề còn tồn tại:
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 4WD
• 2.1. 4WD gián đoạn:
• 2.2. 4WD thường xuyên:
• 2.3. 4WD On-Demand:
• 3. CHƯƠNG 3: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA 4WD THƯỜNG XUYÊN
• 3.1. Khái quát về vi sai giữa:
• 3.2. Hoạt động của vi sai giữa:
• 3.3. Tại sao phải cần vi sai giữa:
• 3.4. Nếu không có vi sai giữa:
• 3.5. Các kiểu bánh răng vi sai giữa:
• 3.6. Các kiểu cơ cấu khóa bộ vi sai giữa:
• 3.7. Vi sai giữa với khớp thủy lực:
• 3.8. Vi sai giữa với ly hợp nhiều đĩa thủy lực:
• 3.9. Vi sai giữa loại cảm nhận mômen quay:
• 3.10. Cấu tạo hộp số 4WD thường xuyên (serie E55F5):
• 3.11. Cụm hộp số thường:
• 3.12. Vi sai giữa và hộp số phụ:
• 3.13. Cụm vi sai giữa và hộp số phụ
• 3.14. Hệ thống khóa vi sai giữa
• 4. CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 4WD
• 4.1. Ưu điểm của xe 4WD
• 4.2. Nhược điểm của xe 4WD
• 5. CHƯƠNG 5: THI CÔNG VÀ HOÀN THIỆN MÔ HÌNH
• 5.1. Thiết kế giá đỡ:
• 5.2. Phác thảo khung giá đỡ:
• 5.3. Tiến hành lắp ghép khung gá:
• 5.4. Thực hiện hoàn chỉnh khung giá đỡ:
• 5.5. Thi công mô hình hộp số:
• 5.6. Thực hiện cắt, sơn vỏ hộp số:
• 5.7. Các bài học có thể được áp dụng từ mô hình
• 5.8. Ưu nhược điểm của mô hình
• 5.9. Nhược điểm:
• 5.10. Những bài học rút ra từ quá trình thi công mô hình
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Khám phá Hộp số 4WD Nền tảng sức mạnh xe địa hình hiện đại

Hệ thống truyền động 4WD, hay còn gọi là hộp số dẫn động 4 bánh, đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao khả năng vận hành của các phương tiện trên nhiều địa hình phức tạp. Với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp ô tô, nhu cầu sở hữu những chiếc xe có khả năng cơ động cao ngày càng tăng. Hộp số 4WD cung cấp khả năng phân phối mô-men xoắn đến tất cả bốn bánh xe, đảm bảo lực kéo tối ưu và ổn định vượt trội. Sự phổ biến của các dòng xe SUV, crossover tại Việt Nam là minh chứng rõ ràng cho hiệu quả của hệ thống truyền động 4x4 này. Việc nghiên cứu và thi công mô hình hộp số 4WD không chỉ giúp hiểu rõ nguyên lý hoạt động hộp số 4WD mà còn tạo ra công cụ giảng dạy thực tiễn, kích thích niềm đam mê nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực kỹ thuật ô tô.

Mục tiêu của việc nghiên cứu này bao gồm xây dựng cơ sở lý thuyết vững chắc về hộp số 4WD thường xuyên, từ đó tiến hành thi công mô hình hộp số 4WD một cách chính xác. Thông qua mô hình, chức năng, cấu tạo hộp số 4WD và nguyên lý hoạt động của nó được trình bày trực quan, giúp người học dễ dàng tiếp cận với công nghệ hiện đại. Đây là một sáng kiến quan trọng, đặc biệt khi các cơ sở đào tạo còn thiếu các trang thiết bị, mô hình thực hành chuyên sâu về hệ thống truyền lực 4WD. Một mô hình cắt hộp số 4WD sẽ làm cầu nối giữa lý thuyết và thực hành, nâng cao tay nghề cho kỹ sư và nhân lực tương lai. Mục đích cuối cùng là nâng cao hiệu quả đào tạo, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường ô tô.

Theo tài liệu gốc, năm 2018 đánh dấu sự tăng trưởng mạnh mẽ của thị trường ô tô Việt Nam do thuế nhập khẩu ưu đãi. Điều này đòi hỏi nguồn nhân lực chất lượng cao, có khả năng thích ứng với công nghệ mới. Việc cập nhật chương trình giảng dạy và nâng cấp cơ sở vật chất là vô cùng cần thiết. Hộp số 4WD là một trong những hệ thống phức tạp, được ứng dụng rộng rãi trên các loại xe có tính năng cơ động cao, từ xe công nông trường đến SUV du lịch. Mô hình nghiên cứu này hướng đến việc cung cấp một công cụ học tập tiên tiến, góp phần giải quyết vấn đề thiếu hụt trang thiết bị thực hành và tài liệu giảng dạy cập nhật. Việc nghiên cứu và thi công mô hình không chỉ giúp hiểu biết về kỹ thuật truyền động mà còn rèn luyện kỹ năng cơ khí mô hình cho sinh viên.

1.1. Định nghĩa và vai trò của hộp số dẫn động 4 bánh trong ô tô

Hệ thống hộp số dẫn động 4 bánh (4WD - Four-Wheel Drive) là một cơ cấu truyền động cho phép truyền mô-men xoắn đồng thời đến tất cả bốn bánh xe của phương tiện. Hệ thống này được thiết kế để cung cấp lực kéo tối đa trên các bề mặt đường có độ bám thấp như bùn, cát, tuyết hoặc địa hình gồ ghề. Theo tài liệu, 4WD thường được liên kết thông qua một hộp số phụ 4WD để cung cấp trục đầu ra bổ sung và trong nhiều trường hợp, có thêm tỷ số truyền bổ sung. Vai trò của hộp số 4WD là cải thiện khả năng bám đường, tăng tính ổn định khi di chuyển, đặc biệt là khi quay vòng hoặc leo dốc. Nó biến đổi một chiếc xe thông thường thành một phương tiện có khả năng vượt địa hình ấn tượng, đáp ứng yêu cầu vận hành trong điều kiện khắc nghiệt. Sự khác biệt giữa 4WD và AWD (All-Wheel Drive) nằm ở chức năng và ứng dụng. 4WD thường mô tả các hệ thống được thiết kế đặc biệt cho xe chạy địa hình với gầm và thân xe cứng cáp, trong khi AWD có thể áp dụng cho nhiều loại xe hơn với khả năng tự động phân phối lực kéo liên tục hoặc theo yêu cầu.

1.2. Các loại hệ thống truyền động 4x4 phổ biến hiện nay

Có ba loại hệ thống truyền động 4x4 chính được sử dụng phổ biến: 4WD gián đoạn (Part-time 4WD), 4WD thường xuyên (Full-time 4WD) và 4WD theo yêu cầu (On-Demand 4WD). 4WD gián đoạn yêu cầu người lái chuyển đổi thủ công giữa chế độ 2WD và 4WD tùy theo điều kiện mặt đường. Hệ thống này không có vi sai trung tâm, dễ gây ra hiện tượng tuần hoàn công suất khi xe quay vòng trên đường khô. 4WD thường xuyên, ngược lại, luôn hoạt động ở chế độ 4WD và được trang bị bộ vi sai trung tâm để bù đắp sự chênh lệch tốc độ giữa cầu trước và cầu sau, mang lại chuyển động êm ái trên mọi điều kiện đường. Cuối cùng, 4WD theo yêu cầu hoạt động chủ yếu với một trục dẫn động cho đến khi cần lực kéo bổ sung, lúc đó mô-men xoắn sẽ được truyền đến trục thứ hai thông qua một khớp nối thụ động hoặc chủ động. Việc hiểu rõ các loại hệ thống truyền động 4x4 này là rất quan trọng để lựa chọn phương án thiết kế hộp số 4WD phù hợp cho mô hình.

1.3. Lý do nghiên cứu và thi công mô hình hộp số 4WD

Việc nghiên cứu và thi công mô hình hộp số 4WD xuất phát từ nhiều lý do thiết thực. Đầu tiên, nó giúp xây dựng cơ sở lý thuyết vững chắc cho sinh viên và kỹ sư tương lai về một trong những hệ thống phức tạp nhất trên ô tô. Thứ hai, mô hình cung cấp một công cụ học tập trực quan, cho phép người học tiếp cận công nghệ mới nhất và nâng cao tính thực tiễn trong học tập và giảng dạy. Với mô hình hộp số 4WD, các khái niệm trừu tượng về nguyên lý hoạt động hộp số 4WD, cấu tạo hộp số 4WD, và tỷ số truyền hộp số trở nên dễ hiểu hơn. Tài liệu gốc nhấn mạnh rằng, các cơ sở đào tạo hiện nay còn thiếu thốn các mô hình thực hành, làm giảm hiệu quả của quá trình dạy và học. Việc chế tạo hộp số 4WD mô hình không chỉ giải quyết vấn đề này mà còn kích thích niềm đam mê nghiên cứu khoa học, hình thành kỹ năng thiết kế hộp số 4WD, thi công và chế tạo mô hình, đáp ứng yêu cầu phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao cho ngành công nghiệp ô tô.

II. Thấu hiểu Nguyên lý Cấu tạo Hộp số 4WD thường xuyên hiệu quả

Để thực hiện nghiên cứu và thi công mô hình hộp số 4WD hiệu quả, việc thấu hiểu nguyên lý hoạt động hộp số 4WD và cấu tạo hộp số 4WD là điều cốt yếu. Đặc biệt, hệ thống 4WD thường xuyên, được sử dụng rộng rãi trên các xe yêu cầu khả năng vận hành ổn định liên tục. Điểm khác biệt lớn nhất của hộp số 4WD thường xuyên so với loại gián đoạn là sự hiện diện của vi sai 4WD trung tâm. Bộ phận này đóng vai trò quan trọng trong việc phân phối mô-men xoắn giữa cầu trước và cầu sau một cách linh hoạt, tránh hiện tượng tuần hoàn công suất và đảm bảo chuyển động êm ái khi xe quay vòng.

Cấu tạo hộp số 4WD thường xuyên bao gồm ba cụm chính: cụm hộp số thường, cụm vi sai 4WD trung tâm và cụm hộp số phụ 4WD – khóa vi sai. Hộp số thường chịu trách nhiệm thay đổi tỷ số truyền hộp số để phù hợp với các điều kiện vận hành khác nhau. Vi sai 4WD trung tâm, với các kiểu bánh răng hộp số côn hoặc hành tinh, có nhiệm vụ bù sự chênh lệch tốc độ góc giữa cầu trước và cầu sau. Hộp số phụ 4WD tiếp nhận lực từ vi sai trung tâm và truyền đến trục các đăng sau và vi sai sau. Hệ thống khóa vi sai trung tâm cho phép người lái khóa cứng vi sai khi cần thiết, đảm bảo lực kéo được phân phối đều đến cả bốn bánh trong những tình huống địa hình cực kỳ khó khăn.

Theo tài liệu, hộp số được sử dụng cụ thể cho hệ thống 4WD thường xuyên thường là loại đặt ngang, phổ biến trên xe có động cơ đặt trước – cầu trước chủ động. Việc phân tích chi tiết từng bộ phận như trục dẫn động, các loại bánh răng hộp số và cơ cấu sang số là nền tảng để chế tạo hộp số 4WD mô hình một cách chính xác. Hiểu rõ những chi tiết này giúp xác định các linh kiện cần thiết và phương pháp lắp ráp hộp số 4WD mô hình một cách hiệu quả nhất. Mật độ từ khóa liên quan đến cấu tạo hộp số 4WD và nguyên lý hoạt động hộp số 4WD được tối ưu hóa nhằm mang lại giá trị SEO cao nhất.

2.1. Nguyên lý hoạt động vi sai trung tâm trong hộp số 4WD

Vi sai 4WD trung tâm là bộ phận cốt lõi của hộp số 4WD thường xuyên, giải quyết vấn đề chênh lệch tốc độ giữa cầu trước và cầu sau khi xe quay vòng. Khi xe vào cua, bán kính quay vòng của cầu trước và cầu sau là khác nhau, dẫn đến sự chênh lệch tốc độ quay. Nếu không có vi sai trung tâm, hiện tượng tuần hoàn công suất sẽ xảy ra, làm hệ thống truyền lực chịu lực quá mức, gây ra 'hiện tượng phanh góc hẹp' và khiến xe khó quay vòng êm. Vi sai 4WD trung tâm, hoạt động tương tự như vi sai cầu, sử dụng hệ thống bánh răng hộp số (côn hoặc hành tinh) để phân phối mô-men xoắn linh hoạt, cho phép các bánh xe quay với tốc độ khác nhau mà không bị bó cứng. Điều này đảm bảo xe 4WD thường xuyên có thể vận hành mượt mà trên cả đường khô ráo lẫn địa hình trơn trượt, duy trì tính ổn định và khả năng điều khiển.

2.2. Cấu tạo chi tiết hộp số chính và hộp số phụ 4WD

Cấu tạo hộp số 4WD thường xuyên phức tạp hơn hộp số 2WD thông thường, bao gồm hộp số chính, vi sai 4WD trung tâm và hộp số phụ 4WD. Hộp số chính chứa các bộ bánh răng hộp số và cơ cấu sang số, chịu trách nhiệm điều chỉnh tỷ số truyền hộp số theo từng cấp số (ví dụ, hộp số E55F5 có 5 số tiến và 1 số lùi). Sau hộp số chính, lực được truyền đến cụm vi sai 4WD trung tâm, nơi có các trục dẫn động và bánh răng vi sai để phân phối công suất giữa hai cầu. Cụm hộp số phụ 4WD là bộ phận nhận lực từ vi sai trung tâm và truyền nó đến cầu trước và cầu sau thông qua trục các đăng. Trong tài liệu gốc, cụm hộp số phụ 4WD này được mô tả chi tiết với các bánh răng dẫn động và bị động, giúp truyền lực hiệu quả. Mỗi bộ phận trong cấu tạo hộp số 4WD đều có chức năng riêng biệt, đóng góp vào khả năng vận hành ưu việt của hệ thống truyền động 4x4.

2.3. Cơ chế khóa vi sai 4WD và tầm quan trọng

Cơ chế khóa vi sai 4WD là một tính năng quan trọng trong hệ thống truyền động 4x4, đặc biệt khi xe di chuyển trên địa hình cực kỳ khó khăn. Khi một hoặc hai bánh xe bị mất độ bám (trượt trong bùn, tuyết), vi sai 4WD sẽ phân phối toàn bộ mô-men xoắn đến bánh xe bị trượt, khiến xe bị kẹt. Trong trường hợp này, hệ thống khóa vi sai trung tâm sẽ được kích hoạt, thường thông qua một công tắc. Khi khóa vi sai được bật, nó sẽ khóa cứng vi sai 4WD trung tâm, làm cho hộp vi sai và các bánh răng hộp số bên phải và trái quay như một khối. Kết quả là, lực được truyền đều đến cả bốn bánh xe, bất kể độ bám của từng bánh, giúp xe thoát khỏi tình huống khó khăn. Cơ chế khóa vi sai có thể là cơ khí, thủy lực hoặc cảm nhận mô-men xoắn, mỗi loại có ưu nhược điểm riêng. Việc thiết kế hộp số 4WD mô hình cần mô phỏng được cơ chế này để thể hiện rõ ràng tầm quan trọng của nó trong vận hành thực tế.

III. Hướng dẫn Thi công Hộp số 4WD mô hình Từ bản vẽ đến thực tế

Quá trình thi công hộp số 4WD mô hình là một bước chuyển đổi quan trọng từ lý thuyết sang thực hành, giúp người học củng cố kiến thức về cấu tạo hộp số 4WD và nguyên lý hoạt động hộp số 4WD. Để bắt đầu chế tạo hộp số 4WD mô hình, việc thiết kế hộp số 4WD trên bản vẽ và chuẩn bị vật liệu chế tạo mô hình là những công đoạn đầu tiên. Mô hình không chỉ phải thể hiện được cấu trúc tổng thể mà còn cần chi tiết hóa từng bộ phận như bánh răng hộp số, trục dẫn động, và hộp số phụ 4WD. Một mô hình tốt sẽ là công cụ giảng dạy vô giá, trực quan hóa các khái niệm phức tạp về kỹ thuật truyền động và hệ thống truyền động 4x4.

Việc lắp ráp hộp số 4WD mô hình đòi hỏi sự tỉ mỉ và chính xác cao. Từ việc phác thảo khung giá đỡ đến việc tháo rời và lắp ghép các chi tiết của hộp số thực tế, mỗi bước đều mang lại kinh nghiệm thực tiễn quý báu. Theo tài liệu gốc, quá trình thi công bắt đầu bằng việc thiết kế giá đỡ phù hợp với hình dạng và trọng tâm của hộp số, sau đó là công đoạn cắt, hàn và hoàn thiện khung giá. Tiếp theo là các bước tháo rời chi tiết từ một hộp số 4WD thực tế, bao gồm cảm biến tốc độ, công tắc đèn lùi, và các bộ phận bên trong như bánh răng hộp số, trục dẫn động, và vi sai. Mỗi chi tiết được tháo rời một cách cẩn thận để sau đó có thể lắp ghép lại thành một mô hình cắt, giúp quan sát rõ ràng cấu tạo hộp số 4WD và cách các bộ phận tương tác.

Sau khi hoàn tất việc tháo rời, các chi tiết được làm sạch, sơn phủ và lắp ráp lên khung giá đỡ đã chuẩn bị. Mục tiêu của việc chế tạo hộp số 4WD mô hình không chỉ dừng lại ở việc tạo ra một sản phẩm vật lý mà còn ở việc hiểu rõ từng khía cạnh cơ khí mô hình và kỹ thuật truyền động trong quá trình thực hiện. Những bài học rút ra từ quá trình thi công mô hình bao gồm kỹ năng đọc bản vẽ kỹ thuật, sử dụng công cụ, và giải quyết các vấn đề phát sinh. Mô hình hoàn thiện là minh chứng cho sự kết hợp giữa kiến thức lý thuyết và năng lực thực hành, đồng thời là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về mô phỏng hộp số 4WD và cải tiến thiết kế hộp số 4WD trong tương lai.

3.1. Phương pháp phác thảo và thiết kế giá đỡ mô hình hộp số

Việc thiết kế giá đỡ cho mô hình hộp số 4WD là bước khởi đầu quan trọng, đảm bảo sự ổn định và dễ quan sát của mô hình. Dựa trên hình dạng đáy và xác định trọng tâm của hộp số thực tế, tiến hành phác thảo khung giá đỡ thích hợp. Tài liệu gốc mô tả việc sử dụng các thanh thép vuông và ống thép để hàn thành cấu trúc chữ H vững chắc, sau đó là các chân đỡ và các vị trí bắt bu lông. Quá trình phác thảo phải tính toán đến việc làm sao để hộp số có thể được gá lên một cách chắc chắn, đồng thời thuận tiện cho việc quan sát các chi tiết bên trong và quá trình hoạt động. Thiết kế hộp số 4WD mô hình cần xem xét không gian và trọng lượng để đảm bảo mô hình không chỉ bền vững mà còn dễ dàng di chuyển và trưng bày. Giai đoạn này đòi hỏi kỹ năng cơ khí mô hình cơ bản và khả năng đọc, phân tích bản vẽ kỹ thuật.

3.2. Quy trình tháo rời các cụm chi tiết hộp số 4WD để thi công mô hình

Quy trình tháo rời là một phần quan trọng của việc thi công hộp số 4WD mô hình, giúp người thực hiện hiểu rõ cấu tạo hộp số 4WD và cách các bộ phận được lắp ráp hộp số 4WD. Các bước tháo rời được thực hiện một cách tuần tự và cẩn thận. Bắt đầu bằng việc tháo các bộ phận bên ngoài như cảm biến tốc độ, công tắc đèn lùi, các bu lông hãm. Tiếp theo là tháo rời các cụm chi tiết chính bên trong như nắp vỏ hộp số, đai ốc hãm trục thứ cấp, ống trượt gài số, càng gạt gài số, các phanh hãm, moay ơ đồng tốc và các bánh răng hộp số bị động. Việc ghi lại chi tiết vị trí và cách tháo rời từng bộ phận, ví dụ như trục dẫn động và cụm vi sai 4WD, là rất cần thiết để đảm bảo quá trình lắp ráp ngược lại hoặc tạo mô hình cắt được chính xác. Quá trình này không chỉ rèn luyện kỹ năng thực hành mà còn nâng cao hiểu biết về kỹ thuật truyền động.

3.3. Kỹ thuật lắp ghép và hoàn thiện khung giá đỡ cho mô hình

Sau khi các chi tiết khung giá đỡ được cắt và hàn, công đoạn lắp ráp hộp số 4WD lên khung và hoàn thiện bề mặt là rất quan trọng. Khung giá đỡ cần được làm sạch, chà nhám kỹ lưỡng để tạo độ bám tốt cho lớp sơn. Tài liệu gốc khuyến nghị sơn ba lớp với màu sắc phù hợp để tăng tính thẩm mỹ và độ bền. Việc này không chỉ làm cho mô hình trông chuyên nghiệp hơn mà còn bảo vệ vật liệu khỏi ăn mòn. Sau đó, tiến hành gá hộp số lên khung, kiểm tra độ chắc chắn của các mối nối và bu lông. Mục tiêu là tạo ra một khung giá đỡ vững chãi, an toàn và thuận tiện cho việc trưng bày, giảng dạy. Kỹ thuật cơ khí mô hình trong giai đoạn này bao gồm việc căn chỉnh chính xác, đảm bảo hộp số được cố định đúng vị trí và có thể xoay hoặc thao tác khi cần thiết, giúp người xem dễ dàng quan sát cấu tạo hộp số 4WD và nguyên lý hoạt động hộp số 4WD.

IV. Cách Thiết kế Lựa chọn Linh kiện cho Hộp số 4WD mô hình tối ưu

Để chế tạo hộp số 4WD mô hình không chỉ chính xác mà còn hoạt động hiệu quả, việc thiết kế hộp số 4WD và lựa chọn linh kiện hộp số mô hình phù hợp là yếu tố then chốt. Quá trình này đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức lý thuyết về kỹ thuật truyền động và kinh nghiệm thực tiễn về cơ khí mô hình. Mục tiêu là tạo ra một mô hình có khả năng mô phỏng chân thực nguyên lý hoạt động hộp số 4WD và cấu tạo hộp số 4WD của một hệ thống thực tế. Từ việc tính toán tỷ số truyền hộp số đến việc lựa chọn vật liệu chế tạo mô hình cho bánh răng hộp số và trục dẫn động, mỗi quyết định đều ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của mô hình.

Khi thiết kế hộp số 4WD mô hình, cần đặc biệt chú ý đến vi sai 4WD trung tâm và hộp số phụ 4WD. Các bộ phận này là trái tim của hệ thống truyền động 4x4, và việc tái tạo chúng một cách chính xác trong mô hình sẽ mang lại giá trị học tập cao. Việc sử dụng các công cụ mô phỏng hộp số 4WD bằng phần mềm 3D CAD/CAM là rất hữu ích trong giai đoạn này, giúp hình dung và tối ưu hóa thiết kế trước khi tiến hành gia công. Các linh kiện hộp số mô hình có thể được mua sẵn hoặc tự chế tạo hộp số 4WD mô hình từ các vật liệu như nhựa kỹ thuật, kim loại nhẹ. Điều quan trọng là đảm bảo độ chính xác kích thước và khả năng lắp ghép giữa các chi tiết.

Việc chọn vật liệu chế tạo mô hình phải cân nhắc giữa độ bền, trọng lượng và khả năng gia công. Ví dụ, cho các bánh răng hộp số, vật liệu phải đủ cứng để chịu được tải trọng nhỏ và không bị mòn nhanh. Trục dẫn động cần có độ cứng xoắn tốt. Toàn bộ quá trình từ thiết kế hộp số 4WD ban đầu đến việc lựa chọn linh kiện hộp số mô hình và vật liệu chế tạo mô hình đều hướng đến mục tiêu tạo ra một xe mô hình điều khiển từ xa hoặc mô hình trưng bày có giá trị giáo dục cao. Việc tối ưu hóa thiết kế hộp số 4WD mô hình không chỉ giúp mô hình hoạt động tốt mà còn giảm thiểu chi phí và thời gian thi công hộp số 4WD mô hình. Từ đó, những người nghiên cứu và thi công mô hình sẽ có được những kinh nghiệm quý báu cho các dự án thực tế lớn hơn.

4.1. Tính toán tỷ số truyền hộp số cho mô hình 4WD

Việc tính toán tỷ số truyền hộp số là một bước quan trọng trong thiết kế hộp số 4WD mô hình, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất vận hành. Tỷ số truyền quyết định tốc độ và mô-men xoắn đầu ra, cần được cân nhắc dựa trên mục đích sử dụng mô hình (ví dụ: xe địa hình mô hình, xe mô hình điều khiển từ xa hay mô hình giảng dạy). Tài liệu gốc cung cấp bảng tỷ số truyền hộp số E55F5, một ví dụ thực tế có thể tham khảo. Các kỹ sư và sinh viên cần áp dụng kiến thức về kỹ thuật truyền động để tính toán tỷ số truyền cho từng cấp số, đảm bảo mô hình có thể mô phỏng đúng nguyên lý hoạt động hộp số 4WD của xe thực. Việc lựa chọn số lượng và kích thước bánh răng hộp số phải phù hợp với tỷ số truyền mong muốn, đồng thời đảm bảo không gian và khả năng lắp ghép trong mô hình. Một tỷ số truyền được tính toán chính xác sẽ giúp mô hình hộp số 4WD hoạt động trơn tru và thể hiện đúng chức năng của hệ thống 4WD.

4.2. Chọn vật liệu và linh kiện chế tạo bánh răng hộp số mô hình

Lựa chọn vật liệu chế tạo mô hình và linh kiện hộp số mô hình là yếu tố quyết định độ bền và độ chính xác của mô hình hộp số 4WD. Đối với bánh răng hộp số và trục dẫn động, các vật liệu như thép, nhôm hoặc nhựa kỹ thuật (ví dụ: POM, ABS) đều có thể được sử dụng tùy theo yêu cầu về độ bền và chi phí. Kim loại mang lại độ bền cao hơn nhưng khó gia công hơn và tăng trọng lượng mô hình. Nhựa kỹ thuật nhẹ hơn, dễ gia công nhưng độ bền chịu lực kém hơn. Việc chọn linh kiện hộp số mô hình cũng bao gồm các loại bạc đạn, vòng bi, phớt dầu để giảm ma sát và tăng tuổi thọ. Khi chế tạo hộp số 4WD mô hình, việc tìm kiếm các linh kiện hộp số mô hình có sẵn trên thị trường hoặc tự gia công các chi tiết đặc biệt cần được cân nhắc kỹ lưỡng. Chất lượng của vật liệu chế tạo mô hình ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng lắp ráp hộp số 4WD và độ chính xác trong mô phỏng hộp số 4WD.

4.3. Tối ưu hóa thiết kế hộp số 4WD mô hình 3D

Trong kỷ nguyên số, việc tối ưu hóa thiết kế hộp số 4WD mô hình bằng các phần mềm 3D CAD (như SolidWorks, AutoCAD, Fusion 360) là một phương pháp hiệu quả. Các phần mềm này cho phép mô phỏng hộp số 4WD chi tiết, kiểm tra sự tương tác giữa các bộ phận, phát hiện lỗi thiết kế tiềm ẩn và tối ưu hóa kích thước, hình dạng của từng bánh răng hộp số, trục dẫn động hay vi sai 4WD trước khi gia công thực tế. Bằng cách sử dụng các công cụ phân tích động học và tĩnh học, có thể đánh giá hiệu suất của hộp số 4WD mô hình, điều chỉnh tỷ số truyền hộp số và đảm bảo các linh kiện hộp số mô hình hoạt động ăn khớp. Quá trình này giúp tiết kiệm thời gian, chi phí và giảm thiểu sai sót trong quá trình chế tạo hộp số 4WD mô hình. Một thiết kế hộp số 4WD 3D được tối ưu hóa là nền tảng vững chắc để thi công hộp số 4WD mô hình chất lượng cao, phục vụ hiệu quả cho mục đích giáo dục và nghiên cứu.

V. Đánh giá Ưu điểm Thách thức Hộp số 4WD Bài học từ mô hình

Việc nghiên cứu và thi công mô hình hộp số 4WD không chỉ là một dự án kỹ thuật mà còn là cơ hội để đánh giá sâu sắc những ưu điểm vượt trội và thách thức cố hữu của hệ thống truyền động 4x4. Qua quá trình thực hiện, những người tham gia có thể cảm nhận trực tiếp hiệu quả của hộp số dẫn động 4 bánh trong việc cải thiện khả năng bám đường, ổn định vận hành và khả năng vượt địa hình. Các bài học rút ra từ mô hình sẽ làm rõ thêm tầm quan trọng của hộp số 4WD trong ngành công nghiệp ô tô hiện đại, đồng thời chỉ ra những khía cạnh cần cải tiến trong thiết kế hộp số 4WD và kỹ thuật truyền động.

Ưu điểm của xe 4WD được thể hiện rõ ràng qua khả năng vận hành ổn định khi quay vòng và chạy trên đường thẳng. Do lực được phân phối đều đến cả bốn bánh, tải trọng trên mỗi lốp giảm đi, tăng cường khả năng bám đường. Điều này giúp xe khởi hành và tăng tốc mạnh mẽ hơn, cũng như dễ dàng leo dốc mà xe 2WD khó có thể làm được. Đặc biệt, trên các đường gồ ghề, trơn trượt hoặc có tuyết, hệ thống truyền động 4x4 phát huy tối đa hiệu quả, đảm bảo khả năng thông qua cao. Một trong những bài học quan trọng từ mô hình là sự cần thiết của vi sai 4WD trung tâm để triệt tiêu sự chênh lệch tốc độ giữa các cầu, tránh hiện tượng "phanh góc hẹp" đã được đề cập trong tài liệu gốc. Hiện tượng này xảy ra khi hộp số 4WD gián đoạn di chuyển trên đường khô, không có vi sai trung tâm để bù tốc độ, dẫn đến sự tuần hoàn công suất gây căng thẳng cho hệ thống truyền lực.

Bên cạnh ưu điểm, hộp số 4WD cũng đối mặt với một số thách thức. Cấu tạo hộp số 4WD phức tạp hơn, dẫn đến trọng lượng xe tăng và giá thành sản xuất cao hơn. Sự gia tăng các bộ phận quay như hộp số phụ 4WD và trục dẫn động cũng có thể làm tăng nguồn rung động và tiếng ồn. Tuy nhiên, qua quá trình thi công hộp số 4WD mô hình, những thách thức này lại trở thành cơ hội để nghiên cứu và tìm kiếm giải pháp tối ưu. Ví dụ, việc lựa chọn vật liệu chế tạo mô hình nhẹ hơn hoặc thiết kế hộp số 4WD với ít chi tiết hơn có thể giúp giảm trọng lượng và độ phức tạp. Những bài học kinh nghiệm này không chỉ giới hạn ở việc chế tạo hộp số 4WD mô hình mà còn mở rộng sang các ứng dụng thực tế, góp phần vào sự phát triển của xe địa hình mô hình và xe mô hình điều khiển từ xa.

5.1. Phân tích ưu điểm vượt trội của xe 4WD trong vận hành

Xe trang bị hộp số 4WD thể hiện những ưu điểm vượt trội trong nhiều điều kiện vận hành. Khả năng ổn định khi quay vòng được cải thiện đáng kể do lực truyền đều đến cả bốn bánh, giảm tải trọng trên mỗi lốp và tối ưu hóa lực quay vòng. Trên đường thẳng, hộp số dẫn động 4 bánh tăng cường độ bám dư, giúp xe giữ vững ổn định, ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài. Tính năng khởi hành và tăng tốc của xe 4WD cũng vượt trội, tránh hiện tượng trượt bánh ngay cả với động cơ công suất cao. Đặc biệt, khả năng leo dốc của xe địa hình mô hình được nâng cao gần gấp đôi so với xe 2WD. Trên các đường gồ ghề, bùn lầy hay có tuyết, hệ thống truyền động 4x4 phát huy tối đa sức mạnh, với hai cầu hỗ trợ lẫn nhau, đảm bảo khả năng chạy thông cao. Những ưu điểm này làm cho hộp số 4WD trở thành lựa chọn lý tưởng cho các phương tiện đa dụng và vượt địa hình.

5.2. Nhận diện nhược điểm và hiện tượng phanh góc hẹp của hộp số 4WD

Mặc dù có nhiều ưu điểm, hộp số 4WD cũng tồn tại một số nhược điểm. Cấu tạo hộp số 4WD phức tạp hơn dẫn đến tăng trọng lượng xe và chi phí sản xuất. Sự phức tạp này đòi hỏi kỹ thuật truyền động tiên tiến và linh kiện hộp số mô hình chính xác. Một nhược điểm đáng chú ý là hiện tượng "phanh góc hẹp" (tight corner braking). Hiện tượng này xảy ra khi hộp số 4WD gián đoạn không có vi sai 4WD trung tâm để bù sự chênh lệch tốc độ giữa cầu trước và cầu sau. Trên đường khô ráo, các bánh xe khó trượt, gây ra sự căng thẳng trong hệ thống truyền lực, tạo cảm giác như xe đang bị phanh khi quay vòng. Điều này yêu cầu người lái phải chuyển đổi chế độ 2WD trên đường bình thường. Ngoài ra, việc tăng số lượng bộ phận quay như hộp số phụ 4WD và trục dẫn động cũng làm tăng các nguồn rung động và tiếng ồn, ảnh hưởng đến sự thoải mái khi vận hành.

5.3. Bài học kinh nghiệm từ quá trình nghiên cứu và thi công mô hình

Quá trình nghiên cứu và thi công mô hình hộp số 4WD mang lại nhiều bài học kinh nghiệm quý giá. Thứ nhất, tầm quan trọng của việc xây dựng cơ sở lý thuyết vững chắc trước khi bắt tay vào thực hành. Hiểu rõ nguyên lý hoạt động hộp số 4WD và cấu tạo hộp số 4WD giúp đưa ra quyết định thiết kế hộp số 4WD chính xác. Thứ hai, kỹ năng cơ khí mô hình như đọc bản vẽ, gia công, hàn, và lắp ráp hộp số 4WD được rèn luyện đáng kể. Việc đối mặt với các thách thức trong quá trình chế tạo hộp số 4WD mô hình và tìm kiếm giải pháp giúp nâng cao khả năng tư duy phản biện và giải quyết vấn đề. Thứ ba, sự cần thiết của việc lựa chọn vật liệu chế tạo mô hình và linh kiện hộp số mô hình phù hợp để đảm bảo độ bền và chức năng của mô hình. Những bài học này không chỉ có giá trị trong học tập mà còn là nền tảng cho các dự án kỹ thuật thực tế sau này, đặc biệt trong lĩnh vực xe mô hình điều khiển từ xa và kỹ thuật truyền động.

VI. Tương lai Nghiên cứu Hộp số 4WD Ứng dụng và Tiềm năng phát triển

Tương lai của nghiên cứu và thi công mô hình hộp số 4WD hứa hẹn nhiều tiềm năng to lớn, không chỉ trong lĩnh vực giáo dục mà còn trong phát triển công nghệ ô tô. Mô hình hộp số 4WD không chỉ là một công cụ học tập mà còn là nền tảng để khám phá các cải tiến mới trong thiết kế hộp số 4WD và kỹ thuật truyền động. Với sự phát triển của công nghệ vật liệu và công nghệ in 3D, việc chế tạo hộp số 4WD mô hình ngày càng trở nên dễ dàng và chính xác hơn, mở ra nhiều cơ hội cho việc tùy chỉnh và thử nghiệm các ý tưởng mới. Các mô hình này có thể được sử dụng để mô phỏng hộp số 4WD trong các điều kiện vận hành khác nhau, từ đó tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu nhược điểm của hệ thống thực tế.

Trong giáo dục, mô hình hộp số 4WD đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng đào tạo nhân lực cho ngành ô tô. Nó giúp sinh viên trực quan hóa nguyên lý hoạt động hộp số 4WD và cấu tạo hộp số 4WD một cách sinh động, củng cố kiến thức lý thuyết và phát triển kỹ năng thực hành. Ngoài ra, mô hình còn có thể được ứng dụng trong việc phát triển các xe mô hình điều khiển từ xa tiên tiến hoặc robot di động đa địa hình, nơi hệ thống truyền động 4x4 là một thành phần thiết yếu. Việc liên tục cải tiến thiết kế hộp số 4WD thông qua các mô hình thử nghiệm có thể dẫn đến những đột phá trong việc giảm trọng lượng, tăng hiệu quả truyền lực và giảm chi phí sản xuất.

Tiềm năng phát triển của hộp số 4WD không chỉ dừng lại ở các cải tiến cơ khí. Sự kết hợp với công nghệ điện tử và hệ thống điều khiển thông minh có thể tạo ra các hệ thống truyền động 4x4 thích ứng linh hoạt hơn với mọi điều kiện đường xá. Việc mô phỏng hộp số 4WD bằng các phần mềm tiên tiến sẽ cho phép kiểm tra các kịch bản phức tạp mà không cần tốn kém chi phí thử nghiệm vật lý. Những nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tích hợp hộp số 4WD với các hệ thống hybrid hoặc xe điện, tạo ra những giải pháp di chuyển bền vững và hiệu quả. Tóm lại, việc nghiên cứu và thi công mô hình hộp số 4WD là một bước đi chiến lược, góp phần vào sự tiến bộ của ngành kỹ thuật ô tô và đào tạo ra thế hệ kỹ sư có năng lực vượt trội.

6.1. Ứng dụng mô hình hộp số 4WD trong giáo dục và đào tạo kỹ thuật

Mô hình hộp số 4WD là một công cụ giáo dục mạnh mẽ, giúp thu hẹp khoảng cách giữa lý thuyết và thực hành trong các chương trình đào tạo kỹ thuật ô tô. Bằng cách quan sát trực tiếp cấu tạo hộp số 4WD và các bộ phận như bánh răng hộp số, trục dẫn động, vi sai 4WD, sinh viên có thể dễ dàng nắm bắt nguyên lý hoạt động hộp số 4WD. Mô hình này cung cấp một nền tảng thực hành cho việc lắp ráp hộp số 4WD, tháo rời và bảo trì. Nó không chỉ kích thích sự tò mò và niềm đam mê nghiên cứu khoa học mà còn giúp sinh viên phát triển các kỹ năng thực tiễn về cơ khí mô hình và kỹ thuật truyền động. Mô hình có thể được sử dụng trong các phòng thí nghiệm, xưởng thực hành để minh họa các bài giảng, thực hiện các dự án nghiên cứu nhỏ hoặc làm tài liệu tham khảo quý giá, đặc biệt cho việc thiết kế hộp số 4WD và chế tạo hộp số 4WD mô hình trong tương lai.

6.2. Tiềm năng phát triển Hộp số 4WD và công nghệ truyền động 4x4

Tiềm năng phát triển của hộp số 4WD và hệ thống truyền động 4x4 là rất lớn, đặc biệt trong bối cảnh ngành ô tô đang chuyển mình sang kỷ nguyên điện hóa và tự hành. Các nhà thiết kế hộp số 4WD đang tìm kiếm các giải pháp để giảm trọng lượng, tăng hiệu suất và tích hợp tốt hơn với các hệ thống điện tử điều khiển. Công nghệ mô phỏng hộp số 4WD tiên tiến cho phép các nhà nghiên cứu thử nghiệm các ý tưởng mới về bánh răng hộp số, trục dẫn động và hộp số phụ 4WD mà không cần tốn kém chi phí sản xuất thử. Sự phát triển của vật liệu chế tạo mô hình mới và công nghệ sản xuất bồi đắp (additive manufacturing) mở ra cơ hội chế tạo hộp số 4WD mô hình với độ phức tạp cao hơn, chính xác hơn và nhanh chóng hơn, thúc đẩy sự đổi mới trong lĩnh vực kỹ thuật truyền động.

6.3. Những cải tiến và hướng đi mới trong thiết kế hộp số 4WD

Tương lai của thiết kế hộp số 4WD sẽ chứng kiến những cải tiến đáng kể, hướng đến sự thông minh và hiệu quả hơn. Một trong những hướng đi chính là tích hợp sâu hơn với các hệ thống điện tử để tối ưu hóa việc phân phối mô-men xoắn theo thời gian thực, thích ứng với mọi điều kiện lái. Việc phát triển các loại vi sai 4WD thông minh, có khả năng điều khiển điện tử hoàn toàn, sẽ thay thế các cơ cấu khóa cơ khí truyền thống. Nghiên cứu về tỷ số truyền hộp số biến thiên liên tục (CVT) hoặc hộp số tự động nhiều cấp cho hệ thống truyền động 4x4 cũng là một lĩnh vực tiềm năng. Các nhà thiết kế hộp số 4WD cũng đang tìm cách giảm kích thước và trọng lượng của hộp số phụ 4WD và các linh kiện hộp số mô hình khác thông qua việc sử dụng vật liệu chế tạo mô hình nhẹ hơn và công nghệ gia công tiên tiến. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra các hộp số 4WD không chỉ mạnh mẽ mà còn tiết kiệm nhiên liệu, ít gây tiếng ồn và dễ dàng điều khiển hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài: Năm 2018 đã đến. Đây là thời điểm rất nhiều người chờ đợi để được mua ô tô giá rẻ khi thuế nhập khẩu ô tô từ khu vực các nước ASEAN vào Việt Nam về 0% so với mức 30% hiện nay, với điều kiện là tỉ lệ nội địa hóa của xe phải đạt từ 40%. Trước sự tăng đột biến về nhu cầu sở hữu ôtô như vậy thì cũng kéo theo những yêu cầu khác như nguồn nhân lực để đáp ứng với sự phát triển của thị trường ôtô, từ đấy đặt ra câu hỏi là làm thế nào để có thể vừa đáp ứng đủ số lượng và cả chất lượng nhân lực tương lai phù hợp với nhu cầu thị trường.

Bên cạnh việc cải thiện phương pháp giảng dạy cũng như luôn luôn cập nhật chương trình giảng dạy thì cải thiện, nâng cấp cơ sở vật chất phục vụ quá trình giảng dạy cũng là một trong những việc làm cần phải quan tâm chú trọng. Chính vì thế việc nghiên cứu các hệ thống mới trên ôtô cũng nhằm mục đích giúp học viên được tiếp cận với công nghệ mới nhất, nâng cao tính thực tiển trong học tập và giảng dạy, nâng cao tay nghề người thợ, người kỹ sư tương lai. Trên ôtô, động lực tạo nên chuyển động cho xe chủ yếu là từ những động cơ đốt trong như động cớ xăng hay diesel, ngoài ra một phần nhỏ là từ những công nghệ mới sau này như xe lai hay xe chạy bằng năng lượng điện thì việc truyền năng lượng trên ôtô đảm bảo tính tiện nghi và tính dễ điều khiển của tài xế và hành khách đóng vai trò cần được quan tâm. Trên ôtô, những hệ thống nằm phía sau động cơ có thể chia làm 3 phần riêng biệt như: hệ thống truyền lực trên ôtô, hệ thống ch động trên ôtô và hệ thống điều khiển trên ôtô.

Ngày nay nhiều công trình nghiên cứu của các công ty ôtô đều nhắm đến việc nâng cao tốc đô ôtô thông qua việc cải thiện đặc tính bám, đặc tính kéo, ổn định chuyển động. Những tiến bộ khoa học kỹ thuật trên ôtô phần khung gầm hầu như được cải tiến nhiều trong hệ thống điều khiển như lái, phanh, treo ôtô. Cụ thể hệ thống lái trợ lực điện tử, hệ thống treo điện tử, hệ thống phanh chống hãm cứng.Được ứng dụng nhiều trên các loại ôtô hiện đại. Một trong những phương tiện ôtô chiếm một số lượng khá lớn trong sinh hoạt hàng 16 ngày đó là những ôtô có tính năng cơ động cao, cụ thể là những ôtô 2 cầu chủ động, ôtô 3 cầu chủ động.

Nó thường xuyên có mặt ở những công, nông trường, những vùng đồi núi, .để chuyên chở những tấn hàng hóa thiết bị, con người đến phục vụ những vùng sâu vùng xa một cách dễ dàng và thuận lợi. Ngoài ra 4WD cũng trở nên cực kỳ phổ biến ở những dòng xe khách như SUV hay crossover vì tính năng hoạt động ổn định trên mặt đường xấu nên nó rất được ưa chuộng ở Việt Nam. Chính vì vậy việc nghiên cứu các hệ thống mới trên những xe này cũng nhằm mục đích đám ứng nhu cầu đào tạo chuyên sâu cho sinh viên cả về lý thuyết lẫn thực hành trên hện thống truyền lực 4WD một các chính xác và hiệu quả nhất. Đây cũng là một trong những hệ thống mà cơ sở trang thiết bị những xưởng thực hành của trường đang thiếu.

Việc nghiên cứu và thi công mô hình hộp số 4WD thường xuyên chắc chắn sẽ giúp việc dạy và học trở nên hiệu quả rất nhiều. Mục tiêu của đề tài:  Xây dựng cơ sở lý thuyết hệ thống 4WD thường xuyên.  Nghiên cứu và thi công mô hình hộp số 4WD thường xuyên.  Trình bày được chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống 4WD thường xuyên.

 Hình thành kỹ năng thiết kế, thi công, chế tạo các loại mô hình phục vụ cho công tác giảng dạy.  Thông qua mô hình, kích thích khơi dậy niềm đam mê nghiên cứu khoa học của sinh viên bên cạnh đó giúp tăng hiệu quả dạy và học. Phạm vi ứng dụng: Về đối tượng ứng dụng: mô hình cắt nhằm phục vụ đối tượng là lực lượng lao động phục vụ cho ngành công nghệ kỹ thuật ôtô bao gồm cả giảng viên, sinh viên, nhân công cũng như kỹ sư. 17 Về phạm vi môi trường ứng dụng: mô hình sẽ được phục vụ trong quá trình giảng dạy ngành công nghệ kỹ thuật ôtô Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.

Hồ Chí Minh và các trường khác trên cả nước, đồng thời cũng là tài liệu dùng để tham khảo. Tình hình hiện nay: Dạy và học trong các khối ngành kỹ thuật luôn lấy mục tiêu tạo sự hiểu biết, ứng dụng thực tế lên hàng đầu, bên cạnh đó còn phải khơi gợi tinh thần sáng tạo nghiên cứu ở học viên. Và với điều kiện thông tin mở như hiện nay thì nguồn kiến thức là không hề thiếu, để có thể chắc lọc được những thông tin hữu ích và chính xác thì phải cần sự hướng dẫn của người thầy, người giảng viên. Nhằm hỗ trợ việc dạy và học ngày càng hiệu quả, việc đổi mới phương pháp dạy và học cùng với việc nâng cấp đổi mới trang thiết bị học tập là rất cần thiết.

Hiểu được những yêu cầu bức thiết trên, chúng tôi nhận thấy tầm quan trọng của mô hình hộp số 4WD là cần thiết và đáp ứng hiệu quả nhu cầu ấy, từ đấy chúng tôi đã đi đến việc nghiên cứu cơ sở lý thuyết (nhằm cung cấp thông tin, kiến thức cơ bản cho học viên) và thi công mô hình cắt hộp số 4WD (nhằm nâng cao tính thực tiển của việc học). Những vấn đề còn tồn tại: Mặc dù những nỗ lực đầu tư phát triển, đổi mới cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học cùng phương pháp dạy là không nhỏ nhưng vẫn tại đó những vấn đề chưa thể giải quyết:  Tài liệu giảng dạy, giáo trình điện tử chưa thực sự lôi cuốn, kích thích niềm đam mê nghiên cứu học tập của sinh viên.  Giáo trình phục vụ giảng dạy chưa cập nhật nhiều những kỹ thuật công nghệ mới.  Trang thiết bị phục vụ cho học tập còn thiếu.

Đặc biệt là các mô hình phục vụ cho thực hành. 18 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 4WD 2. Định nghĩa: 4WD là chữ viết tắt của 4 Wheel Drive tức hệ thống 4 bánh xe dẫn động. Hệ thống 4WD được phát triển ở nhiều khu vực thị trường khác nhau và trên các nền tảng xe khác nhau và do đó không có tập hợp thuật ngữ được chấp nhận rộng rãi để được mô tả các chức năng và cấu tạo đa dạng của nó.

Hệ thống bốn bánh dẫn động, cũng được gọi là 4×4, đề cập đến hệ thống truyền động hai cầu có khả năng cung cấp mômen xoắn cho tất cả các bánh xe của nó cùng lúc. Nó có thể là toàn thời gian hoặc bán thời gian và thường được liên kết thông qua một hộp số phụ cung cấp một ổ trục đầu ra bổ sung và trong nhiều trường hợp, còn có tỷ số truyền bổ sung. Một chiếc xe (có 4 bánh) với mômen xoắn cung cấp cho cả hai cầu được gọi là "tất cả bánh xe dẫn động" (AWD-viết tắt cho từ All Wheel Drive). Tuy nhiên, "bốn bánh dẫn động" thường mô tả như một tập hợp các bộ phận và chức năng cụ thể và/hoặc ứng dụng cho xe chạy trên mặt đường xấu, thường tuân thủ theo cách sử dụng thuật ngữ hiện đại.

Những xe chạy đường xấu có gầm và thân xe được thiết kế cứng cáp, có khoảng sáng gầm xe lớn. Ngoài ra những xe 4WD được dùng chạy trên đường bình thường cũng có gầm và thân xe cứng cáp nhưng hình dáng bên ngoài vẫn giống những xe du lịch bình thường.1 4WD gián đoạn: Với loại 4WD này, người lái phải chuyển đổi chế độ 2WD và 4WD bằng hộp số phụ theo điều kiện mặt đường. Bình thường, xe chạy trên đường khô ráo bằng phẳng thì chạy ở chế độ 2WD, còn khi đường xấu, trơn trợt hay gồ ghề thì sử dụng chế độ 4WD. 19 Tuy nhiên, vì hệ thống 4WD gián đoạn có các hệ thống truyền lực phía trước và phía sau nối trực tiếp với nhau, nên xảy ra hiện tượng tuần hoàn công suất khi xe quay vòng.

Vì vậy, cần phải chuyển từ chế độ 4WD về 2WD khi xe chạy trên đường bình thường.1: Những đặc trưng cơ bản của 4WD gián đoạn.2 4WD thường xuyên: Không chuyển đổi giữa 2WD và 4WD (xe luôn hoạt động ở chế độ 4WD). 4WD luôn được dùng ở mọi điều kiện đường xá từ đường tốt đến đường xấu, đường có hệ số ma sát thấp. Ngoài ra, các xe 4WD thường được trang bị bộ vi sai trung tâm.2: Những đặc trưng cơ bản của 4WD thường xuyên.3 4WD On-Demand: Các hệ thống 4WD On-Demand điều khiển trục phụ thông qua một thiết bị ghép nối hoạt động hoặc thụ động hoặc "bởi một hệ thống truyền động độc lập". Các tiêu chuẩn ghi lại rằng trong một số trường hợp hệ thống truyền động thứ cấp cũng có thể cung cấp lực đẩy chính cho xe.

Lấy ví dụ một chiếc xe 4WD hybrid thì ở đấy trục chính được điều khiển bởi một động cơ đốt trong và trục phụ được điều khiển bởi một động cơ điện. Khi động cơ đốt trong được tắt, trục được điều khiển bằng điện là trục điều khiển duy nhất. Các hệ thống On- Demand hoạt động chủ yếu chỉ với một trục cho đến khi mômen xoắn được cấp bởi trục thứ hai. Tại thời điểm đó, một khớp nối bị động hoặc chủ động sẽ gửi mômen xoắn đến trục phụ.3: Những đặc trưng cơ bản của 4WD On-Demand.

22 CHƯƠNG 3: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA 4WD THƯỜNG XUYÊN 3. Khái quát về vi sai giữa: Sự khác nhau giữa 4WD thường xuyên và 4WD gián đoạn là 4WD thường xuyên có thêm vi sai giữa trong khi 4WD gián đoạn chỉ có vi sai cầu trước và cầu sau 3. Hoạt động của vi sai giữa: Do sự khác nhau của bán kính quay vòng giữa bánh xe phải và bánh xe trái. Khi quay vòng làm vận tốc góc giữa 2 bánh xe khác nhau (bánh bên ngoài đi quãng đường lớn hơn nên vận tốc góc lớn hơn).

Vì vậy một bộ vi sai giữa được gắn ở bán trục để bù lại sự chênh lệch vận tốc này.1: Hoạt động của vi sai giữa. Tại sao phải cần vi sai giữa: Với xe 4WD, do cả cầu trước và sau đều là chủ động nên vi sai được lắp ở cả cầu trước và sau.