Giáo trình Cấu tạo ô tô (Nghề Công nghệ ô tô Cao đẳng)

Hệ thống truyền động có nhiệm vụ: truyền chuyển động từ động cơ đến bánh xe, thay đổi hướng chuyển động, biến đổi mô men và số vòng quay của động cơ phù hợp với lực kéo và đảm bảo an toà

(Ban hành kèm theo Quyết định Số: ngày tháng năm 2017

của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2017

T UYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI GIỚI THIỆU

Nghề công nghệ ôtô dạy tại trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp đào tạo các kiến thức cơ bản về động cơ xăng, động cơ dầu, gầm ôtô, điện động cơ, điện thân xe, điện điều khiển động cơ

Giáo trình được biên soạn dựa trên các kiến thức của các Hãng xe nổi tiếng như: Toyota, Hyundai, Honda…và các giáo trình ngành Động lực của trường ĐH

Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, giáo trình dự án giáo dục kỹ thuật và dạy nghề Ngoài ra, giáo trình còn được biên soạn với tiêu chí dựa trên những thiết bị dạy học sẵn có tại Khoa Cơ khí-Xây dựng – Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp Cuốn giáo trình thực hành này được viết thành 5 chương, trang bị những kiến thức về cấu tạo ô tô, hệ thống truyền lực, hệ thống treo, hệ thống phanh, hệ thống lái

Đây là lần đầu tiên giáo trình Cấu tạo ô tô được đưa vào giảng dạy nên không tránh khỏi những thiếu sót Tác giả mong được sự đóng góp quý báu từ Quý Thầy

cô và bạn đọc

Đồng Tháp, ngày 20 tháng12 năm 2020

Người biên soạn

ThS Nguyễn Văn Tào

MỤC LỤC



Trang

LỜI GIỚI THIỆU 3

MỤC LỤC 4

CHƯƠNG 1: CẤU TẠO CHUNG CỦA ÔTÔ 6

1 Khái niệm chung ôtô 6

2 Phân loại ôtô 8

3 Đặc điểm cấu tạo chung của ôtô 11

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 13

1 Tổng quan về hệ thống truyền lực 13

2 Hệ thống truyền lực với hộp số thường 15

3 Hệ thống truyền lực với hộp số tự động 48

4 Hộp số tự động điều khiển bằng điện tử 81

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG TREO 934

1 Công dụng, yên cầu, phân loại hệ thống treo 954

2 Các phần tử đàn hồi trong hệ thống treo 1009

3 Các hệ thống treo thường 1098

4 Các hệ thống treo có điều khiển 1176

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG PHANH 1276

1 Công dụng, yêu cầu, phân loại 1276

2 Hệ thống phanh khí 1309

3 Hệ thống phanh dầu( phanh thủy lực) 1398

4 Điều hòa lực phanh 1609

5 Hệ thống phanh ABS 1665

CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG LÁI 1809

1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1809

2 Sơ đồ cấu trúc và hoạt động của các hệ thống lái tiêu biểu 18180

3 Các góc đặt bánh xe dẫn hướng 1865

4 Các cụm thiết bị trong hệ thống lái 19392

5 Dẫn động lái 1987

6 Trợ lực lái 20202

TÀI LIỆU THAM KHẢO 2165

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC

Tên môn học: Cấu tạo ô tô

Mã môn học: CMH 16

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun:

Ô tô là một phương tiện vận tải thông dụng nhất hiện nay, xu hướng phát triển ô

tô trên thế giới ngày càng phong phú, đa dạng về chủng loại, hình thức và mẫu mã

Vì vậy, nhu cầu hiểu biết về ô tô ngày càng cần thiết đối với mọi người

Môn học cấu tạo ô tô trang bị cho người học các kiến thức về cấu tạo chung ô

tô, hệ thống truyền lực, hệ thống treo, hệ thống phanh, hệ thống lái

Mục tiêu của môn học/mô đun:

+ Làm việc độc lập hoặc làm việc theo nhóm, giải quyết công việc, vấn đề phức tạp trong điều kiện làm việc thay đổi

+ Chấp hành nghiêm túc các quy định về giờ học tập

+ Rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc, cẩn thận

Nội dung của môn học/mô đun:

CHƯƠNG 1: CẤU TẠO CHUNG CỦA ÔTÔ

Mã chương : CMH16-01

Giới thiệu:

Ô tô là một phương tiện vận tải thông dụng nhất hiện nay, xu hướng phát triển ô

tô trên thế giới ngày càng phong phú, đa dạng về chủng loại, hình thức và mẫu mã

Vì vậy, nhu cầu hiểu biết về ô tô ngày càng cần thiết đối với mọi người

Cấu tạo chung về ô tô là một mảng nhỏ kiến thức giúp cho những người mà tương lai sẽ trở thành những công nhân sửa chữa ô tô được tiếp cận với đối tượng của mình, từ đó sẽ xác định tâm thế và định hướng đúng trong quá trình học tập

Mục tiêu:

- Trình bày được cấu tạo, công dụng, phân loại từng bộ phận trên ô tô

- Nhận dạng được từng bộ phận, hệ thống trên ô tô

Nội dung chính:

1 Khái niệm chung ôtô

Hãng sản xuất ôtô đầu tiên trên thế giới thuộc về người Pháp, hãng Panhars

ôtô với mục đích thương mại chứ không đơn thuần là nhà chế tạo, thiết kế xe để thử nghiệm động cơ của họ như trước đây Daimler và Benz khởi sự sau khi các nhà thiết kế động cơ thử nghiệm trở thành những nhà sản xuất ôtô chuyên nghiệp

và cả hai đã kiếm tiền bằng việc nhượng quyền các sáng chế và bán động cơ xe cho các hãng sản xuất ôtô

Khi bắt tay vào sản xuất xe hơi, Rene Panhard và Emile Levassor vẫn còn là đồng sở hữu có cơ sở sản xuất máy chế biến gỗ Vào năm 1890 họ cho ra đời chiếc xe hơi đầu tiên sử dụng động cơ của Daimler với sự ủy quyền của Edouard Sarazin người nhượng quyền hợp pháp sáng chế của Daimler tại Pháp Hai ông không chỉ sản xuất ôtô mà còn hoàn thiện thiết kế của thân xe Những chiếc xe do

bàn đạp, một xích truyền động tới hộp số và một bộ tản nhiệt phía trước Lervassor là nhà thiết kế đầu tiên dời động cơ lên phía trước và sử dụng cấu trúc dẫn động cần sau Thiết kế này được gọi là hệ thống Panhard và nhanh chóng trở thành tất cả tiêu chuẩn cho tất cả các xe ôtô vì nó tạo ra sự cần bằng và vận hành

tốt hơn Panhard và Levassor cũng được xem là nhà phát minh của hộp số hiện đại được lắp trên mẫu xe Panhard 1895 Hai ông cùng với Armand Peugot chia sẻ quyền sử dụng phát minh động cơ của Daimler Một xe của Peugot dành chiến thắng trong cuộc đua đầu tiên tổ chức tại Pháp đã giúp Peugot khẳng định vị thế của hãng và doanh thu cũng được cải thiện đáng kể Trước đây người Pháp không tiêu chuẩn hóa ôtô, mỗi chiếc sản xuất ra đều khác nhau cho đến khi mẫu xe Benz Velo 1894 với 134 chiếc hoàn toàn giống nhau được sản xuất vào năm 1895 Nhà sản xuất ôtô gắn động cơ xăng đầu tiên của Mỹ là anh em nhà Duryea, ban đầu là nhà sản xuất xe đạp nhưng họ luôn để mắt động cơ xăng của ôtô và kết quả là chiếc xe đầu tiên gắn động cơ của họ ra đời năm 1893 tại Springfield, Masssachusetts Cho đến năm 1896, công ty Duryea Motor Wagon đã đưa ra 13 mẫu xe, trong đó có một mẫu xe Limousine đắt tiền còn được duy trì cho tới những năm 20

Mẫu xe hàng loạt đầu tiên tại Mỹ là 1901 Curved Dash Oldsmobile do nhà sản xuất người Mỹ Ransome Eli Olds (1864-1950) chế tạo Rasem Eli Olds Olds đưa ra ý tưởng đầu tiên về dây chuyền lắp ráp và cũng là người khởi xướng khu công nghiệp Detroit Ông và thân phụ, Pliny Fisk Olds bắt đầu sản xuất động cơ hơi nước và động cơ xăng tại Lansing, Michigan vào năm 1885 Olds thiết kế chiếc ôtô dùng động cơ hơi nước đầu tiên của ông vào năm 1887 Năm 1899, với những kinh nghiệm gặt hái được về động cơ xăng, Olds chuyển tới Detroit lập ra Olds Motor Works và khởi nghiệp bằng việc sản xuất những chiếc xe rẻ tiền Ông sản xuất mẫu xe 425 Curved Dash Olds vào năm 1901 và là nhà sản xuất ôtô hàng đầu của Mỹ từ 1901 đến 1904

Nhà sản xuất xe hơi người Mỹ Henry Ford (1863-1947) phát kiến dây chuyền lắp ráp hoàn thiện và lắp đặt hệ thống băng chuyền đầu tiên ccho nhà máy ôtô Highland của ông tại Michigan vào khoảng năm 1913 – 1914 Dây chuyền lắp ráp giảm thiểu chi phí bằng cách rút ngắn thời gian lắp ráp,mẫu xe nổi tiếng của Ford, Model “T” được lắp ráp hoàn thiện trong 93 phút

Ford đưa ra mẫu xe đầu tiên Quadrcyle vào tháng 01 năm 1896 Tuy nhiên, thành công chỉ đến sau khi ông lập ra Ford Motor vào năm 1903, đây là công ty

thứ ba được lập ra để sản xuất những chiếc xe do ông thiết kế Ford giới thiêu mẫu xe “T” năm 1908 và thành công ngay lập tức Sau khi lắp đặt dây chuyền lắp ráp năm 1913, Ford trở thành nhà sản xuất ôtô lớn nhất thế giới Tính đến 1927,

đã có tới 15 triệu xe Model “T” xuất xưởng

Một thắng lợi khác nữa của Ford là trận chiến pháp lý với George B Selden người nắm giữ bằng sáng chế cho loại động cơ xăng, trên cơ sở này tất cả các nhà sản xuất ôtô tại Mỹ phải trả tiền bản quyền cho ông ta (mặc dù ông ta chưa bao giờ sản xuất một động cơ nào) Ford không chấp nhận bản quyền của Selden và đã mở ra cho nước Mỹ một thị trường mới: Ôtô rẻ tiền

2 Phân loại ôtô

* Xe sử dụng động cơ xăng

tạo ra công suất lớn đồng thời nó có kích thước nhỏ gọn, nên chúng được sử dụng rộng rãi trên các loại xe du lịch

CNG: Khí ga nén tự nhiên ; LPG: Khí ga hoá

lỏng

* Xe sử dụng động cơ diesel

dụng nhiêu liệu diesel Do động cơ diesel tạo ra

mômen xoắn lớn và có tính kinh tế nhiên liệu tốt,

nên chúng đƣợc sử dụng rộng rãi trên các loại xe

* Xe sử dụng động cơ lai (Hybrid)

Loại xe ôtô này sử dụng nguồn điện

của ắc quy để vận hành môtơ điện Thay vì sử

dụng nhiên liệu, ắc quy cần đƣợc nạp lại điện

Loại xe này mang lại nhiều lợi ích, nhƣ không

gây ô nhiễm và phát ra tiếng ồn thấp khi hoạt

động Hệ thống dẫn động bánh xe dùng

điện 290V, ngoài ra các thiết bị khác Hình 1.5 Xe sử dụng năng lượng diện

2 Môtơ điện; 3 Ắc quy

Loại xe ôtô này sử dụng năng lượng điện tạo ra khi nhiên liệu hyđrô phản ứng với ôxy trong không khí sinh ra nước Do nó chỉ thải ra nước, nó được coi là tốt nhất trong những loại xe có mức ô nhiễm thấp, và nó được tiên đoán sẽ trở thành nguồn năng lượng chuyển động cho thế hệ ôtô tiếp theo

Sơ đồ mô tả hệ thống Hybrid tế bào nhiên liệu của Toyota

Hình 1.6 Xe sử dụng động cơ lai loại tế bào nhiên liệu

(động cơ đặt giữa - cầu sau chủ động) c Phân loại theo kiểu thân xe

sức mạnh của động cơ (Roadster: là xe 2 cửa, 2 chỗ ngồi)

3 Lift back (Hatch back)

hành lý Lắp cốp đồng thời là cửa sau.ông có khung cửa sổ, và cột trụ cửa

ghế người lái

7 Van and wagon: Kiểu xe này là sự kết hợp khoang hành khách và khoang hành lý, nó chứa được nhiều người và hành lý Khoang hành khách thông với khoang hành lý

Hình 1.8 Cách kiểu bố trí hệ thống truyền lực ô tô

Xe ôtô bao gồm các bộ phận sau:

động, hệ thống điều khiển nhiên liệu và các điều khiển khác

các hệ thống tiện nghi trên ôtô, hệ thống an toàn khẩn cấp, các hệ thống điều khiển gầm ôtô

* Câu hỏi ôn tập

2 Nêu các phương pháp truyền lực trên ô tô và nêu ưu, nhược điểm từng loại

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

Mã chương : CMH16-02

Giới thiệu:

cơ, ly hợp, hộp số, truyền động các đăng, cầu chủ động, lốp và bánh xe Hệ thống truyền động có nhiệm vụ: truyền chuyển động từ động cơ đến bánh xe, thay đổi hướng chuyển động, biến đổi mô men và số vòng quay của động cơ phù hợp với lực kéo và đảm bảo an toàn cho ô tô khi vận hành

+ Hộp số thường

+ Hộp số tự động

và MR (động cơ đặt giữa - cầu sau chủ động)

1.2 Phân loại hệ thống truyền lực:

trục khuỷu động cơ tới hệ thống truyền lực Đồng thời ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằm tránh quá tải cho hệ thống truyền lực và động cơ khi chịu quá tải lớn Ly hợp có khả năng dập tắt hiện tượng cộng hưởng trong truyền động nhằm nâng cao chất lượng truyền lực

sát, ly hợp thủy lực, ly hợp điện từ, ly hợp liên hợp thường xuyên đóng hoặc mở

hình nón, ly hợp hình trống, ly hợp hình côn

quanh, lò xo trụ đặt ở giữa, lò xo màng

c Yêu cầu đối với ly hợp

- Đóng ngắt nhanh và chính xác, đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải Ở trạng thái đóng ly hợp phải truyền hết đƣợc mômen quay lớn nhất của động cơ mà không bị trƣợt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào

nhiệt tốt, có tuổi thọ cao

2.1.2 Cấu tạo và hoạt động của ly hợp ma sát khô và dẫn động ly hợp

Cấu tạo của ly hợp ma sát đƣợc chia làm các phần sau: Phần chủ động, phần

bị động và cơ cấu dẫn động

bánh đà bằng bulông

và đĩa ép, đƣợc lắp với trục bằng then hoa

và bộ dẫn động cơ khí hay thủy lực

Dùng để nối và ngắt công suất động cơ, nó phải được cân bằng động và thoát nhiệt tốt trong khi nối ly hợp Lò xo được lắp trong cụm đĩa ép để đẩy đĩa ép vào đĩa ma sát, các lò xo này có thể là lò xo trụ hoặc lò xo màng

bu lông bắt chặt vào nắp ly hợp

tâm và được kết thúc bằng các lỗ tròn tạo

điều kiện cho lò xo có khả năng biến dạng

tốt Đầu trong của lò xo được mài lõm tạo

nên rãnh tròn nhằm giảm diện tích tiếp xúc

với bi tỳ và tạo điều kiện kiểm tra độ mòn

của mép trong lò xo sau một thời gian làm Hình 2.5 Nắp li hợp

việc nhất định Ở trạng thái tự do lò xo có dạng hình nón, ở trạng thái lắp lò xo đã

bị biến dạng để gây nên lực ép

đường tròn Lò xo trụ được định vị trong vỏ ly hợp và được liên kết với đòn bẩy được gắn với cần mở ly hợp

Ngày nay trên ôtô du lịch người ta sử dụng loại lò xo màng là chủ yếu vì những ưu điểm của nó: Lực tác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ hơn so với cơ cấu ly hợp sử dụng lò xo trụ, khả năng truyền công suất của ly hợp kiểu lò xo màng không bị giảm cho tới giới hạn mòn của đĩa, kết cấu đơn giản

ma sát được gia công nhẵn, mặt đối diện có các gờ lồi, một số gờ tạo nên các điểm tựa cho lò xo ép, một số tạo nên các điểm truyền mômen xoắn giữa vỏ và đĩa ép

Đĩa ma sát nằm giữa bánh đà và đĩa ép, được gia công rãnh then hoa để di trượt cùng với trục sơ cấp, xung quanh đĩa ma sát có xẻ rãnh để đảm bảo khả năng tản nhiệt và êm dịu khi đóng, ngắt ly hợp Cấu tạo của đĩa ma sát được trình bày trên hình vẽ:

- Mặt ma sát: Được làm bằng vật liệu chịu mài mòn và có hệ số ma sát ổn định, được tán vào xương đĩa nhờ 2 hàng đinh tán đồng tâm Trên bề mặt tấm ma sát có xẻ rãnh hướng tâm để tăng khả năng tiếp xúc, thoát nhiệt ra ngoài

biến dạng nhỏ dọc trục khi làm việc Nhờ có kết cấu như vậy xương đĩa có khả năng đàn hồi dọc trục và theo chiều xoắn nên khi đóng mở ly hợp rất êm dịu

đĩa ma sát, có then hoa di trượt trên trục bị

động, phần ngoài của moayơ có dạng hoa thị,

trên các phần trống có chỗ để lắp lò xo trụ

giảm chấn Ôm ngoài là 2 vành thép lá được

tán trên xương đĩa nhờ đinh tán nhưng cho

phép nó dịch chuyển nhỏ đối với moayơ

Giữa các vành thép và moayơ có các tấm ma

sát bị ép chặt nhờ đinh tán Trên các vành

thép có các ô cửa sổ nhỏ lồng vào đó là các lò xo hoặc cao su giảm chấn Một đầu của lò xo hoặc cao su giảm chấn tỳ vào moayơ đầu kia tỳ vào ô cửa sổ tác dụng

để giảm chấn trong quá trình hoạt động của ly hợp

b Nguyên lý hoạt động của ly hợp

Hình 2.7 Cấu tạo moay ơ

a Trạng thái đóng b Trạng thái mở

Hình 2.8 Hoạt động của ly hợp

dụng của lò xo ép: đĩa ép, đĩa ma sát và bánh đà của động cơ bị ép sát vào nhau Khi đó bánh đà, đĩa ma sát, đĩa ép, lò xo ép và vỏ ly hợp quay thành một khối Mômen xoắn của động cơ được truyền từ bánh đà qua các bề mặt ma sát đến trục của ly hợp Ly hợp thực hiện công dụng truyền mômen từ động cơ đến trục sơ cấp của hộp số

người lái xe tác động lên cơ cấu mở ly hợp vòng bi tỳ sẽ nén lò xo ép lại làm cho đĩa ép di chuyển ngược chiều nén của lò xo, các mặt ma sát của đĩa ma sát với bánh đà và đĩa ép được tách ra Phần chủ động của ly hợp (cụm đĩa ép) quay theo động cơ nhưng do lực ép không tác dụng lên đĩa ép nữa bởi vậy không tạo nên ma sát để truyền mômen xoắn từ động cơ đến trục của ly hợp

c Cơ cấu dẫn động ly hợp

Có nhiệm vụ truyền lực của người lái từ bàn đạp ly hợp đến các đòn mở để thực hiện việc đóng mở ly hợp Cơ cấu dẫn động ly hợp được chia ra làm 2 loại chính: Dẫn động bằng cơ khí và dẫn động bằng thủy lực

*Cơ cấu dẫn động bằng cơ khí

Cơ cấu dẫn động ly hợp kiểu cơ khí là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớp nối, được lắp đặt theo nguyên lý đòn bẩy, loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuần này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy

làm việc cao Nhược điểm cơ bản của kiểu dẫn động này là yêu cầu lực tác động của người lái lớn khi tác động lên bàn đạp ly hợp, nhất là đối với loại xe ôtô hạng nặng

Hình 2.9 Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực

Cơ cấu dẫn động ly hợp dẫn động bằng thủy lực được dùng khi vị trí của ly hợp không thuận tiện cho việc dùng cáp hay thanh truyền hoặc ở những động cơ

có tính năng kỹ thuật cao

Ưu điểm: là việc bố trí của các chi tiết trong hệ thống khá linh hoạt, việc cắt

ly hợp êm dịu hơn tuy nhiên lực dẫn động mở ly hợp cũng không được lớn lắm,

Do đó cần phải duy trì hành trình tự do của bàn đạp ly hợp Việc duy trì hành trình tự do của bàn đạp ly hợp tiến hành bằng cách điều chỉnh độ dài của cần đẩy

xy lanh cắt ly hợp đối với loại có thể điều chỉnh được Điều chỉnh độ cao của bàn

đạp ly hợp bằng bulông chặn bàn đạp, điều chỉnh độ cao của bàn đạp ly hợp giúp cho quá trình mở ly hợp đƣợc diễn ra hoàn toàn (mở hết)

+ Nguyên lý hoạt động:

dầu trong xy lanh chính qua van nạp chảy đến bình chứa đồng thời chạy đến xy lanh cắt ly hợp Khi piston tiếp tục dịch chuyển về bên trái thanh nối sẽ tách ra khỏi bộ phận hãm lò xo van nạp bị

đóng lại Do đó hình thành áp suất

buồng A và áp suất này truyền đến

xylanh cắt ly hợp

đạp ly hợp lò xo nén đẩy về bên phải

áp suất giảm xuống, piston trở về khi

hoàn toàn bộ phận hãm lò xo đẩy

thanh nối về bên phải Nhƣ vậy van

nạp đƣợc mở nối bình A với bình B

Hình 2.11 Xy lanh chính của ly hợp

Xy lanh cắt ly hợp tiếp nhận áp suất thủy lực từ xy lanh chính, điều khiển càng cắt ly hợp thông qua cần đẩy Xy lanh cắt ly hợp có 2 loại: loại tự động điều chỉnh khe hở khi đĩa ma sát mòn, loại phải điều chỉnh bằng tay

xo bên trong xy lanh luôn ép cần

đẩy vào càng cắt ly hợp giữ cho

bàn đạp khi đĩa ma sát bị mòn trong quá trình hoạt động

2.1.3 Cấu tạo và hoạt động của ly hợp thủy lực

Ngoài ly hợp ma sát trên ôtô còn sử dụng ly hợp thuỷ lực So với ly hợp ma sát, ly hợp thuỷ lực có những ưu điểm sau:

+ Làm việc êm dịu, hạn chế va đập khi truyền mômen từ động cơ xuống hệ thống truyền lực

+ Có khả năng trượt lâu dài mà không

gây hao mòn như ở ly hợp ma sát

+ Khi đóng ly hợp rất êm dịu

Chi tiết chính của ly hợp gồm có

bánh bơm, bánh tuabin Các bánh công

tác này có dạng nửa hình vòng xuyến,

được bố trí rất nhiều cánh dẫn theo chiều

hướng tâm Bánh bơm : được hàn

chặt với vỏ ly hợp và được bắt chặt với Hình 2.13 Cấu tạo ly hợp thủy lực

trục khuỷu động cơ (quay cùng với trục khuỷu)

Nó có tác dụng quạt dòng chất lỏng sang bánh tuabin thông qua đó truyền mômen

Hình 2.12 Các loại x y lanh cắ t ly hợp

Bánh tuabin: đƣợc đặt trong vỏ ly hợp có thể quay tự do, đƣợc nối với trục

sơ cấp hộp số bằng khớp nối then hoa, nó chịu sự tác động của dòng chất lỏng từ bánh bơm truyền sang, khi đó nó sẽ quay và truyền chuyển động cho trục sơ hộp

số

Khi trục khuỷu quay, thông qua vỏ ly hợp bánh bơm quay theo, theo nguyên tắc ly tâm dầu chứa trong ly hợp đƣợc bánh bơm quạt đi từ phía trong ra phía ngoài sang tác động vào các cánh của bánh tuabin làm cho bánh tuabin quay theo cùng chiều Dòng chất lỏng sau khi sang bánh tuabin sẽ đi vào phía tâm của bánh rồi trở về bánh bơm Cứ nhƣ vậy mômen xoắn đƣợc truyền từ bánh bơm (chủ động) sang bánh tuabin (bị động)

xe dừng mà máy vẫn nổ

truyền

- Phải có tay số trung gian để ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực lâu dài

Hộp số cơ khí bao gồm: Vỏ hộp số, trục sơ cấp, trục thứ cấp, trục trung gian, trục bánh răng số lùi, các bánh răng và cơ cấu sang số Đa số hộp số cơ khí sử dụng bốn hoặc năm số tiến và một số lùi Sơ đồ cấu tạo của một hộp số cơ khí được trình bày trên hình vẽ:

bánh răng chủ động, nó được gối trên 2 ổ bi một đặt trong lòng bánh đà, một đặt

trên vỏ hộp số Trên trục chủ động có lỗ để đặt ổ bi cho trục

động và ổ bi cầu đặt trên vách ngăn Các bánh răng số được lắp lồng không trên

trục nhờ các ổ bi kim Tâm của trục bị động thẳng hàng với tâm trục chủ động

thành 1 khối và bắt trặt trên trục Khối bánh răng được lắp trên các vòng bi đũa hoặc đúc liền với trục, trục trung gian được đặt trên các ổ bi gối trên vỏ hộp số

nhờ ổ bi kim

Mỗi số tiến trên trục sơ cấp được vào khớp với bánh răng tương ứng trên trục thứ cấp ở mọi thời điểm Những bánh răng này luôn luôn quay ngay cả sau khi vào ly hợp vì chúng không cố định trên trục và chỉ chạy lồng không

Các moay ơ đồng tốc ăn khớp với các trục bằng các then bên trong moay ơ đồng tốc Hơn nữa, ống trượt ăn khớp với then ở vòng ngoài của moayơ đồng tốc

và có thể di chuyển dọc trục

Moayơ đồng tốc có ba rãnh theo chiều dọc trục và các khoá chuyển số luồn vào các rãnh này Lò xo của khoá luôn luôn đẩy khoá chuyển số này vào ống trượt

Khi cần chuyển số ở vị trí số trung gian, phần nhô ra của mỗi khoá chuyển số luồn khít vào trong rãnh then ở ống trượt

Người ta đặt vòng đồng tốc giữa moay ơ đồng tốc và mặt côn của các bánh răng số, và được đẩy ép vào một trong các mặt côn này

Trên toàn bộ khu vực côn bên trong vòng đồng tốc có các rãnh nhỏ để tăng

ma sát Ngoài ra, vòng này còn có 3 rãnh để các khoá chuyển số luồn vào đó

+ Nguyên lý hoạt động của hộp số 4 cấp tốc độ

gian, mômen xoắn được truyền từ trục khuỷu động cơ đến cặp bánh răng d làm trục trục sơ cấp và trục trung gian quay trơn

cặp bánh răng a, bộ đồng tốc ĐT(3-4) và bánh răng số lùi r ở vị trí trung gian, đường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ

bánh răng b, bộ đồng tốc ĐT(3-4) và bánh răng số lùi r ở vị trí trung gian, đường truyền công suất từ động cơ → trục sơ cấp → cặp bánh răng d → cặp bánh răng b

→ ĐT(1-2) → trục thứ cấp hộp số

cặp bánh răng c, bộ đồng tốc ĐT(1-2) và bánh răng số lùi r ở vị trí trung gian,

đường truyền công suất từ động cơ → trục sơ cấp → cặp bánh răng d → cặp bánh răng c → ĐT(3-4) → trục thứ cấp hộp số

răng trên trục sơ cấp, bộ đồng tốc ĐT(1-2) và bánh răng số lùi r ở vị trí trung gian, đường truyền công suất từ động cơ → trục sơ cấp → ĐT(3-4) → trục thứ cấp hộp

số

được giữ ở vị trí trung gian, đường truyền công suất từ động cơ đến cặp bánh răng

khác khác nhau giữa xe 4WD loại FF và xe 4WD loại FR

Trong loại này, công suất được truyền từ hộp số ngang đến bộ vi sai trung tâm, bộ vi sai trước và bộ vi sai sau Bộ vi sai trung tâm và bộ vi sai trước nằm trong hộp số phụ

dọc đến bộ vi sai trung tâm, đến bộ vi sai trước và bộ vi sai sau

được truyền từ hộp số dọc đến bộ vi sai sau Khi gài hộp số phụ, công suất truyền

đến cả hai bộ vi sai trước và sau

* Sơ đồ, kết cấu và hoạt động

* Cấu tạo hộp số phụ

bằng mặt bích của khớp các đăng Các bánh răng 3, 4, 10 lắp trên trục trung gian Các bánh răng này được đúc thành liền một khối và quay tự do trên trục

rãnh then hoa Trục thứ cấp 8 nối với các đăng truyền động ra cầu chủ động sau

cầu chủ động): Gạt bánh răng 1 ăn khớp với vành răng 5 Khi đó mômen sẽ được truyền từ trục sơ cấp 7 → bánh răng 6 → vành bánh răng 5 → bánh răng di động

Khi đó mômen sẽ được truyền từ trục sơ cấp 7 → bánh răng 6 → bánh răng 10 → trục trung gian 9 → bánh răng 4 → bánh răng di động 1 → trục thứ cấp của hộp

số 8 → cầu chủ động

sẽ được truyền từ trục sơ cấp 7 → bánh răng 6 → bánh răng 10 → trục trung gian

b Hộp phân phối

Hộp phân phối chỉ dùng trên xe nhiều cầu chủ động, dùng để phân phối mômen từ động cơ ra các cầu xe Trong số phân phối có thể bố trí thêm một số truyền nhằm tăng lực kéo cho bánh xe khi cần thiết Hộp số phân phối có thể đặt liền ngay sau hộp số chính hoặc tách rời riêng biệt sau hộp số chính Trong trường hợp tách rời chúng nối với nhau bằng trục các đăng

- Theo tỉ lệ phân chia mômen ra các cầu: Loại tỷ lệ phân chia bằng 1, loại tỷ

lệ phân chia khác 1

cầu, loại có khớp nối mềm

được truyền đến các cầu chủ động

đồng tốc số 2 dịch chuyển về bên phải Thông qua các cặp bánh răng ăn khớp mômen xoắn từ hộp số chính được truyền đến các cầu chủ động Đường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ

khớp của các bánh răng mômen từ hộp số chính được truyền đến các cầu chủ động

Đường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ

* Điều khiển gài cấp số

động tương ứng và chạy lồng không trên trục

nằm trong rãnh trong ống trượt, dịch chuyển theo chiều mũi tên Vì phần nhô ra ở tâm của khoá chuyển số được gài vào rãnh của ống trượt, khoá chuyển số cũng

dịch chuyển theo chiều mũi tên cùng một lúc và đẩy vòng đồng tốc vào mặt côn của bánh răng số, bắt đầu quá trình đồng tốc

ống trƣợt sẽ thắng lực lò xo của khoá chuyển số và ống trƣợt trùm lên phần nhô ra của khoá này

mạnh hơn và đẩy phần côn của bánh răng số Điều này làm đồng bộ tốc độ của bánh răng số với tốc độ của ống trƣợt gài số Khi tốc độ của ống trƣợt gài số và bánh răng số trở nên bằng nhau, vòng đồng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều quay này Do đó, các then của ống trƣợt gài số ăn khớp với các rãnh then của vòng đồng tốc

rãnh then của vòng đồng tốc, ống trƣợt tiếp tục dịch chuyển và ăn khớp với rãnh then của bánh răng số Khi đó việc chuyển số sẽ kết thúc

Hình 2.22 Cơ cấu tránh ăn khớp kép

Cơ cấu này để tránh khả năng gài hai số cùng một lúc Khi đồng thời dịch chuyển hai càng gạt số, chúng sẽ ăn khớp trong khi chọn và các bánh răng bị gài hai số Kết quả là các bánh răng không quay đƣợc, xe nhƣ là bị phanh lại, và các lốp bị khoá cứng lại gây ra tình trạng rất nguy hiểm Một bu lông đƣợc bố trí để

ngăn không cho tấm khoá càng gạt số quay làm cho trục cần chuyển và chọn số chỉ trượt đi theo chiều được chọn

+ Hoạt động của cơ cấu tránh ăn khớp kép:

Tấm khoá càng gạt số luôn luôn cài vào hai trong số ba khe ở đầu càng gạt

số và khoá tất cả các càng gạt số, trừ bánh răng phải sử dụng Chẳng hạn như khi đặt cần chuyển số vào bánh răng số 1 hoặc số 2, tấm khoá càng gạt số và cần chuyển số bên trong No.1 dịch chuyển sang bên phải như trình bầy ở sơ đồ bên trái.Tấm khoá càng gạt số ngăn không cho các đầu càng gạt số 3/số 4 và số 5/số lùi dịch chuyển, do đó chỉ có đầu càng gạt số 1/số 2 có thể dịch chuyển

Nếu cài hộp số sang số lùi trong

khi xe đang chạy, có thể làm vỡ ly hợp

và hộp số ngang kiểu thường và đồng

thời khoá cứng các lốp xe, gây ra tình

trạng rất nguy hiểm

người lái buộc phải chuyển về vị trí số

Bánh răng trung gian số lùi chỉ dịch chuyển khi hộp số được chuyển sang số lùi Khi gài vào số 5, bánh răng trung gian số

lùi sẽ bị giữ ở vị trí số trung gian

* Hoạt động của cơ cấu gài số lùi một

chiều:

trục càng gạt No.3 dịch chuyển sang bên

phải, đẩy các viên bi vào các rãnh xoi

của trục càng gạt No.2

chuyển sang số lùi, càng gạt số lùi dịch chuyển sang bên trái bằng vòng lò xo được lắp trên trục càng gạt No 3

viên bi và càng gạt số lùi đều dịch chuyển sang bên phải

- Cơ cấu khoá chuyển số

Có ba rãnh xoi trên mỗi trục càng gạt số, và lò xo đẩy viên bi khoá vào rãnh khi chuyển số Điều này không những ngăn chặn hộp số bị nhảy số mà còn làm cho người lái có cảm giác rõ rệt hơn đối với việc chuyển số

2.3.2 Cấu tạo và phương pháp bố trí các đăng

a Trục các đăng

Trục các đăng là một ống thép

nhẹ bằng thép cácbon, đủ khỏe để

chống xoắn và cong Bình thường trục

các đăng là một ống liền có hai khớp

nối ở hai đầu hình thành các khớp các

đăng Vì có đôi chút rung động ở tốc

độ cao, nên ngày nay người ta thường

sử dụng trục các đăng loại có 3 khớp

nối

Tổng chiều dài của mỗi đoạn của trục các đăng loại hai khớp nối tương đối lớn Điều này có nghĩa là khi trục các đăng quay ở tốc độ cao, nó có xu hướng cong đi một chút và rung động hơn do độ mất cân bằng dư

đoạn, 3 khớp ngắn hơn là do đó độ cong do không cân bằng ngắn hơn Độ rung ở tốc độ cao cũng giảm

qua mặt bích vào các rãnh then hoa ở đầu trục trung gian Bản thân ổ đỡ giữa gồm

có ống lót cao su che chắn ổ đỡ, và ổ đỡ này lại đỡ các trục các đăng và được lắp vào thân xe bằng một giá đỡ Vì người ta tách trục các đăng làm hai đoạn, ống lót cao su sẽ khử độ rung trong trục các đăng để ngăn độ rung này lan đến khung xe

Do đó, độ rung và tiếng ồn từ trục các đăng ở tốc độ cao được giảm tới mức tối thiểu

Hình 2 2 6 Trục các đăng

Hình 2.27.Vị trí ổ đỡ giữa Hình 2.28 Khớp các đăng

b Khớp các đăng

Mục đích của khớp các đăng là để khử những biến đổi về góc phát sinh từ những thay đổi vị trí tương đối giữa bộ vi sai và hộp số, và nhờ vậy việc truyền công suất từ hộp số đến bộ vi sai được êm dịu

+ Khớp các đăng kiểu chữ thập được sử dụng phổ biến vì cấu tạo của chúng đơn giản và làm việc chính xác Một trong hai chạc đầu trục được hàn vào trục các đăng, còn chạc kia được gắn liền và một bích nối hoặc một đoạn trục rỗng (khớp trượt)

+ Để tránh cho nắp vòng bi không bị văng ra khi trục các đăng quay ở tốc

độ cao, ngườita dùng một phanh hãm hoặc một tấm chặn để giữ chặt nắp vòng bi trong loại vòng bi mềm này Loại nắp vòng bi cứng không thể tháo được

c Phương pháp bố trí các đăng có hai loại:

động tiến hoặc lùi

b Yêu cầu

- Đảm bảo độ cứng vững và độ bền cơ học cao

gọn

c Phân loại

Truyền lực chính đơn có cặp bánh răng

côn truyền mômen xoắn theo đường vuông

góc, bánh răng chủ động hình quả dứa được

chế tạo liền trục Phía đỉnh răng của trục có

dạng hình trục để lắp ổ bi 5, ổ bi này nằm

trên gối đỡ bên trong của vỏ hộp cầu sau

Phía sau chân răng có lắp ổ bi 3, ổ bi này nằm

trên gối đỡ của nắp vỏ hộp

Trên trục có rãnh then hoa 2 để lắp với mặt bích của trục các đăng Phần cuối của trục có các đường ren để bắt đai ốc hãm mặt bích các đăng

Bánh răng chủ động và bánh răng bị động luân ăn khớp với nhau hình thành bộ truyền lực chính loại đơn

Cặp bánh răng của truyền lực chính có hai loại: loại bánh răng côn xoắn và loại bánh răng hypoit Sự khác nhau giữa 2 loại bộ truyền này là ở bộ truyền hypoit trục bánh răng chủ động được đặt lệch tâm một khoảng e so với tâm trục bị động nhằm thỏa mãn mục đích:

hoặc hạ thấp trọng tâm toàn xe

- Nâng cao độ bền, tăng độ êm cho bộ truyền lực chính

* Truyền lực chính kép

Trên các xe tải có công suất lớn, để đủ mômen và đảm bảo độ bền cơ học của các bánh răng, truyền lực chính thường có 2 cặp bánh răng Ngoài cặp bánh răng côn truyền lực còn có thêm một cặp bánh răng trụ, thường là bánh răng xiên để nâng cao

tỷ số truyền lực Cấu tạo truyền lực chính kép được trình bày trên hình vẽ:

Bánh răng trung gian lớn lắp với vỏ bộ vi sai bằng các bulông Khi bánh răng quả dứa nhận truyền động từ trục các đăng, mômen quay được truyền tới bánh răng vành chậu, bánh răng trung gian nhỏ, bánh răng trung gian lớn và vỏ bộ

vi sai

2.4.3 Bộ vi sai

a Nhiệm vụ chính của bộ vi sai

tăng mômen quay truyền tới các bán trục

ngoài khi xe quay vòng

- Thay đổi lực chuyển động quay từ hộp số theo góc vuông và truyền nó đến các bánh xe dẫn động đối với các xe FR

cho các xe FR

lực dẫn động tới các bán trục bên trái và bên phải Ngoài ra, chính truyền lực vi sai tạo ra sự chênh lệch về tốc độ quay giữa bánh xe phía trong và bánh xe phía ngoài khi xe quay vòng và làm cho xe chạy êm trên những đường cong

c Hoạt động của bộ vi sai

Khi xe chạy thẳng, một lực cản đều nhau tác động lên cả bánh xe bên phải và bánh

xe bên trái, vì vậy bánh răng vành chậu, bánh răng vi sai và bánh răng bán trục đều quay như một khối liền để truyền lực dẫn động đến cả hai bánh xe

Khi xe chạy trên đường vòng, tốc độ quay của lốp ngoài và lốp trong sẽ khác nhau Nói khác đi, bên trong bộ vi sai, bánh răng bán trục B phía trong quay chậm

và bánh răng vi sai phải quay sao cho bánh răng bán trục A phía ngoài quay

Đó là cách mà bộ vi sai làm cho xe chạy êm qua các đường vòng d Một số loại

vi sai đặc biệt

trượt để tạo ra một lực dẫn động phù hợp ở bánh xe kia làm cho xe chạy êm Có các loại LSD khác nhau

dụng như một cơ cấu hạn chế vi sai ở

bộ vi sai trung tâm của các xe 4WD

và một số LSD nối khớp thuỷ lực

được sử dụng ở các bộ vi sai của các

xe kiểu FF và FR

Độ hạn chế trượt được thực hiện chủ yếu nhờ lực ma sát được tạo ra giữa các đỉnh răng của bánh răng hành tinh và vách trong của hộp vi sai, và ma sát được tạo ra giữa mặt đầu của bánh răng bán trục và vòng đệm chặn

Nguyên tắc của bộ hạn chế trượt là làm cho phản lực F1 (được hợp thành từ

phản lực ăn khớp của bánh răng hành tinh và bánh răng bán trục, và phản lực ăn

khớp của bản thân các bánh răng hành tinh) có thể đẩy bánh răng hành tinh theo

chiều của hộp vi sai theo tỷ lệ với mômen đầu vào

Do phản lực F1 lực ma sát m F1 (được tạo ra giữa đỉnh răng của bánh răng

hành tinh và vách trong của hộp vi sai) sẽ tác động theo hướng làm bánh răng

hành tinh ngừng quay

Lực hạn chế vi sai được tạo ra từ ma sát cạnh răng giữa các bánh răng bán