Bánh đà là gì? Tìm hiểu công dụng của bánh đà trong xe ô tô

Bánh đà là bộ phận không thể thiếu trong động cơ đốt của xe ô tô. Bánh đà có cấu tạo như thế nào, hoạt động ra sao? Có những loại bánh đà nào? Những sự cố phổ biến với bánh đà là gì? Làm sao để nhận biết bánh đà bị hỏng? Và công dụng của bánh đà trong xe ô tô là gì? Cùng khám phá những câu hỏi này trong bài viết dưới đây.

Bánh đà là gì?

Định nghĩa về bánh đà

Bánh đà có hình dạng giống đĩa tròn, gắn trực tiếp với trục đầu ra của động cơ. Nhờ khả năng tích trữ năng lượng quay, bánh đà giúp động cơ hoạt động mượt mà hơn, đồng thời cung cấp động năng cho hệ thống truyền động khi xe ô tô bị mất đà hoặc di chuyển chậm.

Bánh đà của động cơ có tốc độ thấp thường được làm từ gang xám hoặc hợp kim nhôm, trong khi các động cơ tốc độ cao sử dụng bánh đà chế tạo từ vật liệu ít thép và chứa nhiều carbon.

Lịch sử và nguồn gốc bánh đà

Nguyên lý hoạt động của bánh đà được phát hiện và ghi nhận từ thời kỳ đồ đá mới (1038 – 1075). Ban đầu, nó xuất phát từ hiệu ứng làm việc của bánh đà với bánh xe nước. Bánh đà là một thiết bị cơ khí dùng để ổn định tốc độ quay. Trong cuộc cách mạng công nghiệp, James Watt đã góp phần phát triển bánh đà cho động cơ hơi nước. Đồng thời, James Pickard đã sử dụng bánh đà kết hợp với quây để chuyển đổi chuyển động qua lại thành chuyển động quay.

Cấu trúc của bánh đà

• Vành: Vành là phần đĩa tròn ở phía ngoài của bánh đà, được thiết kế với trọng lượng nặng hơn so với phần thân trong, giúp quá trình truyền động trở nên hiệu quả hơn. Vành còn kết nối với hệ thống điện để khởi động động cơ và cấp năng lượng cho máy phát điện.
• Lò xo: Bánh đà có lò xo hai pha, được uốn song song và nâng lên khi xe di chuyển nhờ vào vòng cung điều chỉnh từ bên ngoài. Lò xo ngoài giúp cải thiện tần số cộng hưởng không an toàn.
• Bánh hành tinh: Bánh hành tinh trong bánh đà bao gồm nhiều bánh răng gắn vào giá đỡ, tạo ra chuyển động hỗn hợp khi giá đỡ bánh đà được truyền động qua trục vít và quay.
• Vòng bi trơn: Vòng bi trơn là bộ phận cân bằng trọng lực và lực hướng tâm, giúp điều chỉnh sự mất cân bằng và các lực do máy phát hoặc động cơ sinh ra.
• Đĩa hỗ trợ: Đĩa này nằm trong bánh đà, giúp hỗ trợ các lò xo hai pha và các bộ phận khác hoạt động hiệu quả.
• Vỏ bánh đà: Vỏ bánh đà được làm bằng Cr, bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi bụi bẩn và các tác động từ bên ngoài.

Công dụng của bánh đà

Một số chức năng chính của bánh đà đối với ô tô, xe máy và các thiết bị khác:

• Bánh đà hoạt động như một nơi lưu trữ năng lượng giữa động cơ và hệ thống truyền động, với năng lượng dưới dạng động năng.
• Bánh đà lưu trữ năng lượng và giúp trục khuỷu quay đều đặn.
• Bánh đà là nơi lắp vành răng khởi động.
• Bánh đà còn đóng vai trò là một phần của hệ thống máy phát điện, quạt gió và cơ cấu cam ngắt mạch điện.
• Bánh đà giúp lưu trữ năng lượng phục vụ cho việc vận hành xe:
• Giúp động cơ duy trì chuyển động nhờ vào quán tính quay từ khối lượng của nó.
• Hỗ trợ việc khởi động động cơ dễ dàng hơn.
• Cung cấp sự cân bằng cho trục khuỷu, giúp nó quay đều đặn.
• Kết nối động cơ với hệ thống truyền động để truyền công suất nhanh chóng.
• Bánh đà lắp các chi tiết của hệ thống khởi động, như vành răng khởi động.

Ưu và nhược điểm của bánh đà

Ưu điểm

• Giảm thiểu chi phí tổng thể trong quá trình sử dụng.
• Khả năng lưu trữ năng lượng vượt trội.
• Cung cấp công suất phát điện ổn định và cao.
• An toàn, bền bỉ, tiết kiệm năng lượng và đáng tin cậy.
• Không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ hoạt động.
• Chi phí bảo trì thấp và dễ dàng.
• Mật độ năng lượng cao, tối ưu hóa hiệu suất.

 Nhược điểm

• Cấu trúc khá lớn, chiếm nhiều không gian lắp đặt.
• Chi phí sản xuất cao.
• Vật liệu sản xuất hiện tại vẫn còn hạn chế.

Nguyên lý hoạt động của bánh đà

Bánh đà được gắn ở đâu?

Dựa trên cấu tạo của bánh đà, ta nhận thấy rằng bánh đà sẽ được lắp vào cuối trục khuỷu của động cơ ô tô hoặc các thiết bị máy móc khác để giúp chuyển động ổn định và hiệu quả hơn.

Nguyên lý hoạt động

Bánh đà có khối lượng lớn và cần một lực mạnh để quay trên trục của nó. Khi bánh xe quay với tốc độ cao, nó sẽ tiếp tục quay cho đến khi bị dừng lại đột ngột bằng một lực mạnh. Quá trình quay này giúp bánh đà lưu trữ một lượng động năng lớn, mà sau đó sẽ được giải phóng để cung cấp năng lượng cho việc khởi động động cơ hoặc khi cần tăng tốc.

Bánh đà puly có khả năng lưu trữ năng lượng cao hơn nếu được quay với tốc độ lớn hoặc có mô-men quán tính cao. Tuy nhiên, khi đó nó sẽ trở nên cồng kềnh hơn. Để đạt hiệu quả cao, bánh đà puly hoạt động tốt nhất khi quay nhanh, thay vì chỉ tăng khối lượng của nó.

Ví dụ, một bánh xe ô tô có thể tạo ra gấp đôi năng lượng so với một bánh xe có khối lượng nhẹ hơn chỉ bằng một nửa nếu cả hai quay cùng tốc độ. Tuy nhiên, khi bánh xe nhẹ quay với tốc độ gấp đôi, năng lượng có thể tích trữ sẽ tăng lên gấp bốn lần. Trong quá trình động cơ vận hành, bánh đà sẽ phải chịu các tác động từ lực quán tính ly tâm, lực ma sát, đĩa ma sát của bộ ly hợp, và lực tác động từ vành răng khởi động.

Phân loại bánh đà

Bánh đà đĩa đặc

Bánh đà đĩa đặc được áp dụng trong các hệ thống máy tuốt bánh đà, thường được chế tạo từ gang. Loại bánh đà này bao gồm một trục và một đĩa bánh đà liền mạch. Khi thiết kế bánh đà đĩa đặc, các yếu tố như kích thước bánh đà và các thông số hàm tính toán sẽ được sử dụng để tối ưu hiệu quả hoạt động của nó.

Bánh đà có vành

Bánh đà có vành vận hành với tốc độ thấp hơn đáng kể so với loại bánh đà toàn đĩa có cùng kích thước và trọng lượng. Để tối ưu hóa trọng lượng và khả năng lưu trữ năng lượng, bánh đà này thường được làm từ thép chịu lực cao và có thiết kế dạng đĩa hình nón dày ở giữa.

Bánh đà tốc độ cao

Bánh đà tốc độ cao được thiết kế để đạt hiệu quả tối đa trong các hệ thống cần sự vận hành chính xác và liên tục, cho phép duy trì năng lượng ổn định với độ bền cao trong môi trường khắc nghiệt.

Bánh đà tốc độ thấp

Bánh đà tốc độ thấp thường không sử dụng công nghệ tiên tiến như vòng bi bay từ tính, khiến chúng có chi phí bảo trì cao hơn. Tuy nhiên, chúng có giá thành phải chăng hơn nhiều so với bánh đà tốc độ cao và được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng yêu cầu sức mạnh ổn định, không đòi hỏi quá nhiều sự tối ưu về tốc độ.

Các sự cố thường gặp ở bánh đà

Bánh đà bị vênh, đảo

Khi bánh đà bị vênh, nguyên nhân chủ yếu là do ma sát giữa bánh đà và đĩa ly hợp. Để xử lý, bạn nên mang xe đến cơ sở sửa chữa để kiểm tra. Phương pháp kiểm tra gồm việc lắp bánh đà vào trục khuỷu, đặt trục khuỷu lên mũi chống tâm và sử dụng đồng hồ để đo mức độ vênh. Nếu vênh lớn hơn 0,1mm, cần làm láng bề mặt bánh đà.

Vành răng bánh đà bị mòn hoặc nứt

Vành răng bánh đà có thể bị mòn hoặc gãy nếu xảy ra va chạm với bánh răng khởi động. Khi phát hiện sự hư hỏng, chủ xe cần kiểm tra kỹ và có thể thực hiện hàn đắp để phục hồi lại. Nếu chỉ bị hỏng một phía, có thể tháo bánh đà và quay ngược lại để tiếp tục sử dụng. Tuy nhiên, nếu hư hỏng nghiêm trọng, thay thế bánh đà mới là giải pháp an toàn nhất.

Khi nào bánh đà có dấu hiệu bị hỏng?

Tốc độ xe chậm

Sau một thời gian sử dụng, bánh đà và bộ ly hợp sẽ bị mòn, làm giảm hiệu quả ma sát. Điều này khiến cho công suất động cơ không thể truyền tải tối ưu đến bánh xe thông qua bộ ly hợp. Thêm vào đó, nếu phốt làm kín ở đuôi trục khuỷu bị hư hỏng, dầu động cơ có thể rò rỉ, bám vào bánh đà và làm trượt đĩa ma sát, khiến cho xe tăng tốc chậm hơn.

Xuất hiện mùi khét

Nếu xe có mùi khét, có thể bánh đà đang bị ma sát quá mức. Điều này làm cho bề mặt bánh đà bị chai cứng và nứt do phải tiếp xúc với nhiệt độ cao. Kết quả là bánh đà không thể tiếp xúc chặt chẽ với đĩa ma sát. Thường thì khi bánh đà bị hư hỏng, đĩa ma sát cũng bị mòn và cần phải thay mới.

Bàn đạp ly hợp bị rung

Khi người lái xe cảm thấy bàn đạp ly hợp bị rung, có thể bánh đà ô tô đã gặp vấn đề. Nguyên nhân có thể là do các lò xo cân bằng mâm ép bị hỏng hoặc bề mặt bánh đà bị mòn không đều.

Một số câu hỏi liên quan đến bánh đà ô tô

Tại sao bánh đà thường được làm từ gang?

Gang có độ chảy loãng cao, dễ đúc vào khuôn và rất bền, không dễ biến dạng khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Đây là hợp kim của sắt và carbon, cùng với một số nguyên tố như Mn, Si, P, S, Cr, Ni, Mo,…

Tại sao bánh đà lại có vành răng?

Vành răng trên bánh đà có nhiệm vụ truyền mô-men xoắn từ động cơ khởi động đến trục khuỷu. Nó được gắn vào bánh đà để ăn khớp với bánh răng của động cơ khởi động, giúp bánh đà quay nhanh hơn.

Bánh đà và bộ điều tốc có phải là các bộ phận giống nhau không?

Bộ điều tốc ô tô và bánh đà hoạt động theo nguyên lý khác nhau. Bộ điều tốc giúp điều chỉnh tốc độ động cơ khi tải thay đổi, còn bánh đà lưu trữ năng lượng để cung cấp cho hệ thống truyền động khi cần thiết.

Qua bài viết này, bạn đã có cái nhìn tổng quan về bánh đà trong xe ô tô, từ cấu tạo, các dấu hiệu hư hỏng, cho đến nguyên lý hoạt động của nó. Hy vọng những thông tin trên sẽ giúp bạn hiểu hơn về 4 loại bánh đà phổ biến và chuẩn bị tốt cho chuyến đi an toàn.

Nếu bạn đang tìm kiếm thông tin về Mytour ô tô cũ, hãy ghé thăm website Mytour để theo dõi những cập nhật mới nhất.

• Khám Phá Những Loại Đèn Pha Ô Tô Thông Dụng Nhất Hiện Nay
• Các Mẹo Vệ Sinh Lọc Gió Điều Hòa Ô Tô Quan Trọng