(TIỂU LUẬN) khái quát chung về hộp số thường trên ô tô cấu tạo và nguyên lý của hộp số thường cơ cấu điều khiển và vận hành của hộp số một số dạng hư hỏng của hộp số thường, bảo trì – bảo dưỡng hộp số

Hộp số cho phép thay đổi tỷ số truyền và moment xoắn từ trục khuỷu đến bánh xe chủ động, thay đổi chiều chuyển động của xe, tăng lực kéo ở bánh xe chủ động, khắc phục lực quán tính khi c

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được phần đồ án môn học này, nhóm 3 chúng em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường, Viện kỹ thuật, thư viện trường và thầy Nguyễn Phụ Thượng Lưu

đã giúp đỡ chúng em trao dồi kiến thức và tích lũy nhiều kinh nghiệm cần thiết

Chúng em đã có cố gắng nhiều, nhưng do có trình độ chuyên môn còn rất nhiều hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn rất kém, chưa có nhiều nên chắc chắn trong phần đồ án môn học này còn nhiều sai sót Mong Ban giám hiệu trường và thầy thông cảm và giúp nhóm chúng em sửa chữa để phần đồ án môn học này thêm đầy đủ

MỤC LỤC

Lời cảm ơn

Mục lục

Chương 1: Giới thiệu đề tài

1.1 Đặt vấn đề

1.2 Mục tiêu đề tài

1.3 Nội dung đề tài

1.4 Phương pháp nghiên cứu

1.5 Kết cấu của ĐAMH

Chương 2: Khái quát chung về hộp số thường trên ô tô

2.1 Vai trò

2.2 Yêu cầu của hộp số thường

Chương 3: Cấu tạo và nguyên lý của hộp số thường

3.1 Cấu tạo của hộp số

3.1.1 Nắp và vỏ hộp số

3.1.2 Hệ thông bánh răng

3.1.3 Các trục của hộp số

3.1.4 Bộ đồng tốc

3.1.4.1 Cấu tạo

3.1.4.2 Nguyên lý hoạt động

3.1.4.3 Quá trình hoạt động bộ đồng tốc

3.1.5 Bánh răng số lùi

3.2 Nguyên lý hoạt động hộp số thường

3.2.1 Hộp số ba cấp

3.2.2 Hộp số bốn cấp

3.2.3 Hộp số năm cấp

3.2.4 Hộp số năm cấp ( vượt tốc )

3.2.5 Hộp số sáu cấp

Chương 4: Cơ cấu điều khiển và vận hành của hộp số

4.1 Đặc điểm kết cấu cơ cấu điều khiển

4.1.1 Bi và lò xo định vị

4.1.2 Chốt hãm

4.2 Cơ cấu vận hành của hộp số

4.2.1 Cơ cấu vận hành loại điều khiển từ xa

4.2.2 Cơ cấu vận hành loại điều khiển trực tiếp

Chương 5: Một số dạng hư hỏng của hộp số thường, bảo trì – bảo dưỡng hộp số

5.1 Một số dạng hư hỏng của hộp số thường

5.2 Bảo trì – bảo dưỡng hộp số

Chương 6: Hộp số thường và hộp số tự động trên ô tô

Chương 1: Giới thiệu đề tài.

1.1 Đặt vấn đề

Với lịch sử phát triển hơn 100 năm kể từ khi chiếc xe ô tô đầu tiên ra đời do Kari Benz chế tạo vào những năm cuối thế kỷ XIX , có thể nói cho đến nay, nền công nghiệp ô tô

đã đạt được những bước tiến vượt bậc, với những sáng chế mới , những công nghệ mới Từ những chiếc xe ôtô từ thuở sơ khai với công suất nhỏ, giá thành cao đến những chiếc xe ô tô hiện đại ngày nay, những chiếc xe thể thao công suất lớn, hay những chiếc “siêu xe”, và trong tương lai là xe điện, xe hơi bay… Có thể nói, ôtô là ngành tập trung những thành tựu nổi bật của thời đại được trang bị cho ô tô

Trước một phương tiện vận hành hiện đại như vậy, với nhiều người chắc chắn sẽ có những thắc mắc về cấu tạo , vai trò và nguyên lý hoạt động của các bộ phận bên trong lẫn bên ngoài ôtô Vậy nên, việc cần thiết phải tìm hiểu về các chi tiết cấu thành nên một chiếc ôtô là điều mà không chỉ riêng những người đang học tập và làm việc với ngành ô tô , mà còn đối với những ai yêu thích về ô tô

Chính vì thế, nhóm chúng em đã thực hiện bài tiểu luận này Bài tiểu luận về hộp số thường trên ôtô, được nhóm thực hiện trên cơ sở những kiến thức có được từ các tiết học ở lớp, cùng với việc tra cứu tài liệu tham khảo từ thư viện trường, từ Internet và nhiều nguồn khác

1.2 Mục tiêu đề tài

Mục tiêu của nhóm chúng em nhằm tìm hiểu từng chi tiết, kết cấu và nguyên lý hoạt động của hộp số thường

1.3 Nội dung đề tài

1.4 Phương pháp nghiên cứu

1.5 Kết cấu của đồ án môn học

Chương 2: Khái quát chung về hộp số thường.

2.1 Vai trò

Xe ô tô cần hộp số do những tính chất vật lý đặc trưng của động cơ dung nhiên liệu xăng hoặc dầu diesel Tất cả động cơ đều có một giới hạn công suất hoạt động – một giá trị rpm lớn nhất mà động cơ có thể hoạt động Ở giới hạn đó, số vòng quay moment xoắn được truyền ra ngoài là lớn nhất

Hộp số cho phép thay đổi tỷ số truyền và moment xoắn từ trục khuỷu đến bánh xe chủ động, thay đổi chiều chuyển động của xe, tăng lực kéo ở bánh xe chủ động, khắc phục lực quán tính khi chuyển động và khắc phục sức cản chuyển động tăng trong lúc công suất không đổi nhờ vào việc thay đổi tỷ số truyền các cặp bánh răng trong hộp số và dẫn động các bộ phận công tác khác với xe chuyên dung

Bằng việc thay đổi tỷ số truyền, chúng ta có thể tăng hoặc giảm tốc xe mà vẫn đảm bảo động cơ hoạt động dưới mức cho phép và tạo ra công suất lớn nhất có thể

Dưới đây là bảng một số tỷ số truyền ( trong hộp số 5 cấp vượt tốc ):

Bán

h

răng

Tỷ số truyền Số vòng quay (rpm) của trục thứ cấp với động cơ

quay 3000 rpm

2.2 Yêu cầu của hộp số thường

Tỷ số truyền đảm bảo tính năng động lực và tính tiết kiệm nhiên liệu Bảo đảm tính

êm dịu cho hệ thống truyền lực

Có vị trí trung gian để ngắt động cơ khỏi hệ thống truyền lực

Phải có hiệu suất truyền lực cao, kết cấu nhỏ gọn, dễ điều khiển và sửa chữa.

Khi làm việc không gây ra tiếng ồn, chuyển số nhẹ nhàng, không phát sinh các tải trọng khi làm việc

Có cơ cấu định vị chống nhảy số và cơ cấu chóng gài đồng thời hai số

Chương 3: Cấu tạo và nguyên lý hộp số thường.

3.1.Cấu tạo của hộp số.

Cấu tạo chung của hộp số gồm: Vỏ và nắp của hộp số, các ổ bi, cơ cấu gài số, hệ thống bánh răng, các trục của hộp số và bộ đồng tốc

3.1.1.Nắp và vỏ hộp số.

Nắp và vỏ hộp số có nhiệm vụ bao kín các cơ cấu bên trong hộp số ( bánh răng, trục,…) ngoài ra còn là nơi để gắn các bộ phận khác như cơ cấu gài số ( cần gài số, thanh trượt,…)

3.1.2.Hệ thống bánh răng.

Trong hộp số thường hệ thống bánh răng được chia thành 4 nhóm tiêu chuẩn: Bánh răng trục vào ( trục sơ cấp của hộp số ): có nhiệm vụ làm các bánh răng trục

sơ cấp ăn khớp với bánh răng trên trục trung gian

Bánh răng trục trung gian: gồm nhiều bánh răng với số răng khác nhau nhằm tạo tỷ

số truyền khác nhau khi ăn khớp với bánh răng trên trục thứ cấp và số lùi

Bánh răng trục số lùi: ăn khớp với cả bánh răng trên trục trung gian lẫn trục thứ cấp, nhằm đảo vòng quay của trục thứ cấp khi gài số lùi

Bánh răng trục thứ cấp: truyền chuyển động quay từ trục trung gian đến trục thứ cấp và truyền ra ngoài Khi không gài số lùi, bánh răng trục thứ cấp quay tự do trên trục

3.1.3.Các trục của hộp số.

Trong hộp số thường gồm có 4 trục:

Trục sơ cấp: một đầu gối trên ổ bi trong lòng đà, một đầu gối trên ổ bi của võ hộp

số Trên trục chỉ có một bánh răng được lắp chặt với trục, bánh răng này thường ăn khớp với bánh răng trên trục trung gian

Trục trung gian: được lắp trên vỏ hộp số Quay cùng với trục sơ cấp Trên trục trung gian có các bánh răng được lắp chặt với trục

Trục thứ cấp một đầu gối trên ổ bi gắn ở đầu trục sơ cấp, một đầu gối trên ổ lăn gắn trên vỏ hộp số Trên trục có các rãnh then hoa giúp cho các bánh răng và bộ

đồng tốc gắn trên trục trượt dọc trục dễ dàng nhằm ăn khớp với các bánh răng trên trục trung gian và truyền moment ra ngoài

Trục số lùi: đỡ bánh răng lùi ăn khớp với cả 2 trục trung gian và thứ cấp trục lùi cho phép khi gài đồng thời ăn khớp với bánh răng số lùi trên 2 trục trung gian và thứ cấp Trục số lùi lắp cố định trên võ, còn bánh răng lắp lồng không di trượt trên trục nhờ ổ bi kim

3.1.4.Bộ đồng tốc:

Có nhiều loại đồng tốc sử dụng trên ôtô: bộ đồng tốc sử dụng một vòng đồng tốc ở mỗi bên, 2 vòng đồng tốc ( double - cone synchronizer) hoặc 3 vòng đồng tốc, sử dụng các loại khóa đồng tốc với cơ cấu lò xo hãm khác nhau… và bộ đồng tốc trong cùng một hộp số ở các vị trí khác nhau ( đồng tốc các bánh răng số khác nhau) thì cũng khác nhau Nhưng về cơ bản đều được chế tạo dựa trên nguyên lí hoạt động giống nhau Đó là nguyên lí ma sát

Sau đây chúng ta sẽ đi sâu hơn vào tìm hiểu nguyên lí hoạt động của một bộ đồng tốc đơn giản trên hộp số thường Qua đó chúng ta sẽ tìm được mối quan hệ giữa nguyên lý hoạt động bộ đồng tốc và nguyên lý hoạt động của hộp số, từ đó thấy được vai trò rất quan trọng của bộ đồng tốc với hộp số thường

3.1.4.1 Nguyên lí hoạt động:

Ống trượt đồng tốc (1) của bộ đồng tốc trượt tới lui bên trục rỗng (3) , trục rỗng (3) là bộ phận gắn với trục thứ cấp bởi các rãnh then hoa Vòng đồng tốc (7) trượt và ép lên phần dạng hình cone (6) trên bánh răng (5)

Khi gài số, ống trượt (1) được đẩy về phía bánh răng (5) Khi nó di chuyển, khóa đồng tốc (8) do ăn khớp với ống trượt nhờ vấu lồi nên trượt thẳng tới và

ép vòng đồng tốc vào bánh răng số Đồng thời khóa đồng tốc (8) ăn khớp với rãnh trên vòng đồng tốc (7), làm cho vòng đồng tốc quay cùng tốc độ với ống trượt (1) và trục rỗng (3), và quay cung tốc đọ với trục thứ cấp Khi ông trượt (1) tiếp tục di chuyển về phía bánh răng số (5) Ở mặt trong vòng đồng tốc có một ly hợp dạng cone làm bằng đồng được ép vào phần dạng hình cone trên bánh răng Nhờ lực ma sát trên hai bề mặt cone làm cho bánh răng thay đổi tốc

độ đến tốc độ của bộ đồng tốc Và một khi tốc độ của bảnh răng với bộ đồng tốc, ông trượt đông tốc (1) tiếp tục di chuyển về phía bánh răng, ăn khớp với bánh răng ở mặt bên của bánh răng và rãnh trên vòng đồng tốc Khi đó, ta thực hiện xong việc đồng tốc, hay nói cách khác, đã khóa bánh răng với bộ đồng tốc

3.1.4.2 Quá trình hoạt động của bộ đồng tốc:

Số đưa bánh răng trên trục trung gian số lùi vào ăn khớp với cả hai bánh răng

số lùi còn lại Do khi gài số lùi, chúng ta không có sự trợ giúp từ bồ đồng tốc nên khi muốn gài số lùi, trục sơ cấp và thứ cấp phải ngừng quay: tức xe phải

dừng lại Để số lùi có thể được gài mà không gây ra tiếng kêu và không bị

“nhai răng”, ngay cả khi trục sơ cấp đang quay, cần dừng chuyển động quay tròn của trục sơ cấp Đó là nhiệm vụ của bộ ly hợp

Do đặc điểm trên mà bánh răng số lùi được gia công chế tạo theo răng thẳng, nhằm đưa bánh răng số lùi trên trục trung gian số vào ăn khớp dễ dàng Nhược điểm của loại bánh răng số lùi này chính là do được tạo răng thẳng, nên khi gài

số lùi thì hộp số thường phát ra tiếng kêu, không được êm như khi gài các số lớn ( bánh răng số tới có răng nghiêng nên hoạt động êm hơn )

Bánh răng số lùi loại sử dụng bộ đồng tốc :

Về cách thức bố trí, sự ăn khớp và nguyên lý hoạt động tương tự như các bánh răng số tới ( luôn ăn khớp nhau, bánh răng trên trục thứ cấp quay trơn trên trục thứ cấp, sử dụng răng nghiêng, khi gài số sử dụng bộ đồng tốc để khóa bánh răng một cách êm dịu với trục để truyền moment xoắn)

Ưu điểm của loại bánh răng số lùi này là làm việc êm dịu hơn Tuy nhiên giá trình cao và chế tạo khó hơn ( do cần thêm bộ đồng tốc )

3.2 Nguyên lí hoạt động hộp số thường:

Trước khi sang số, tài xế cần đạp ly hợp để tách chuyển động từ trục khuỷu động cơ đến trục sơ cấp hộp số Sau đó dùng cần sang số điều khiển lựa chọn các bánh răng hoặc các bộ đồng tốc giúp cho trục thứ cấp quay và truyền moment đến cầu chủ động Sau đây, chúng ta xét nguyên lý hoạt động của các loại hộp số ba cấp, bốn cấp, năm cấp vượt tốc (OD) và hộp số sáu cấp

3.2.1 Hốp số ba cấp: Hộp số ba cấp bao gồm ba số tới và một số lùi.

Trong hộp số 6 cấp số có 4 gắp điều khiển

Số 1: Trục sơ cấp cấp-1-1-6’-6—Trục thứ cấp

Số 2: Trục sơ cấp – 1-1’-5’-5-Bộ đồng tốc C- Trục thứ cấp

Số 3: Trục sơ cấp-1-1’-4’-4-Bộ đồng tốc B – Trục thứ cấp

Số 4: Trục sơ cấp-1-1’-3’-3- Bộ đồng tốc B- Trục thứ cấp

Số 5: Trục sơ cấp-1-1’-2’-2- Bộ đồng tốc A- Trục thứ cấp

Số 6: Trục sơ cấp-1-Bộ đồng tốc A- Trục thứ cấp

Số lùi: Trục sơ cấp-1-1’-7’-7-6- Bộ đồng tốc C – Trục thứ cấp

3.2.4 Hốp số 5 cấp (vượt tốc):

Hộp số vượt tốc (Overdrive – OD) thường được sử dụng trên ôtô cho phép lựa chọn một tỷ số truyền bánh răng thấp nhất trong hộp số (i < 1), giúp động cơ chạy với công suất thấp nhưng xe vẫn đạt tốc độ cao (chạy cầm chừng ở tốc độ cao), tốc

độ trục thứ cấp lúc này sẽ cao hơn tốc độ trục sơ cấp, đồng nghĩa với moment xoắn truyền tới bánh xe nhỏ hơn so với xe chạy ở tỷ số truyền thấp hơn Số OD cho phép động cơ hoạt động ở một tốc độ (vòng/phút [vòng/phút [rpm]) thấp hơn nhưng vẫn đảm bảo được tốc độ xe Điều này cho phép xe tiêu thụ ít nhiên liệu hơn, giảm sự hao mòn các chi tiết trong động cơ và được sử dụng với những xe thường xuyên hoạt động ở đường cao tốc Khi được chọn, hộp số có thể chuyển sang chế độ OD sau khi xe đã đạt đến một tốc độ ổn định nào đó (thường là trên 70 km/h [43 dặm/h] phụ thuộc vào chế độ tải Khi không chọn, cần sang số chọn một cặp bánh răng có tỷ số truyền cao hơn Với điều kiện lái bình thường, hoạt động của số OD nên được kích hoạt chỉ khi tốc độ trung bình trên 70km/h Nguyên lý hoạt động của hộp số 5 cấp vượt tốc được trình bày như hình vẽ bên dưới, với số 5 vượt tốc, số bốn

Chương 4: Cơ cấu điều khiển và vận hành của hộp số.

4.1.Đặc điểm kết cấu cơ cấu điều khiển.

Cơ cấu điều khiển có nhiệm vụ truyền các lực tác động của lái xe đến ống gài số ( hay bánh răng di trượt ) để dịch chuyển chúng về vị trí gài số hoặc về vị trí trung gian

Chương 5: Một số dạng hư hỏng của hộp số thường, bảo trì – bảo dưỡng hộp số 5.1.Một số dạng hư hỏng của hộp số thường.

Sang số khó, vào số nặng: Thanh trượt bị cong, mòn, khớp cầu bị mòn, bộ đồng tốc mòn nhiều ( rãnh con ma sát bị mòn khuyết, hốc hãm bị mòn nhiều ) Răng đồng tốc mòn, càng gắp số bị mòn, ổ bi trục sơ cấp mòn gây sà trục, các khớp dẫn động trung gian cần số bị rơ, cong

Tự động nhảy số: Bi, hốc hãm mất tác dụng ( do mòn nhiều ), lò xo yếu hoặc bị gãy,

rơ dọc trục thứ cấp

Có tiếng va đập mạnh: Bánh răng bị mòn, ổ bi mòn, thiếu dầu bôi trơn hoặc không đúng loại Khi vào số có tiếng va đập do hốc hãm đồng tốc mòn quá giới hạn làm mất tác dụng của bộ đồng tốc Bạc bánh răng lồng không nị mòn gây tiếng rít

Dầu bị rò rỉ: gioãng đệm catte hộp số bị liệt hỏng, các phớt chắn dầu bị mòn, hở.

5.2 Bảo trì - bảo dưỡng hộp số:

Tất cả các bộ phận như bánh răng, các trục hộp số, bộ chọn số… được lắp ráp lại với yêu cầu về độ chính xác vô cùng cao và làm việc ở chế độ thường ăn khớp Vì thế, ma sát xuất hiện sẽ làm mòn các chi tiết, khiến cho độ chính xác giảm, hộp số kêu, có thể dẫn tới hư hại các răng số… Để tránh các tác hại của lực ma sát, các chi tiết trong hộp

số được bôi trơn bởi dầu Dầu bôi trơn sẽ giúp cho các bánh răng làm việc trong điều kiện nhiệt độ ổn định và làm sạch các mạt kim loại có thể được tạo ra trong quá trình các chi tiết làm việc Nếu được bảo dưỡng đúng cách, một hộp số có thể dễ dàng làm việc suốt đời cùng với chiếc xe Tuy nhiên, những thói xấu vì thiếu hiểu biết ( kiểm tra lượng dầu khi đã cạn ) sẽ dẫn đến những hậu quả ‘’ đáng đồng tiền bát gạo’’

Kiểm tra hộp số

Ta có thể dùng ống nghe ( nghe tiếng gõ ) để kiếm tra mòn bánh răng, ổ bi Dùng tay lắc để kiểm tra mòn then hoa hay lỏng các bulong mối ghép lắp mặt bích cardan

Kiểm tra mức dầu và thay dầu: mức dầu phải đảm bảo ngang lỗ đổ dầu, nếu ít sẽ không đảm bảo bôi trơn, làm hao mòn chi tiết, nóng các chi tiết, nóng dầu, nếu nhiều quá dễ cháy dầu và sức cản thủy lực tăng

Khi chạy xe đến số km mà nhà sản xuất quy định hoặc kiểm tra đột xuất chất lượng dầu không đảm bảo ta phải tiến hành thay dầu bôi trơn

Một số nguyên tắc thay đổi dầu bôi trơn hộp số:

Dầu nhờn, nó đóng vai trò truyền công suất động cơ, bôi trơn, các bánh răng, ổ đỡ…

Do đó, nó có một số yêu cầu rất khắc khe như: có tính chất chống tạo bọt, giữ được độ lỏng ở nhiệt độ thấp, chỉ số độ nhớt… Vì vậy, khi thay, chúng ta phải lựa chọn loại dầu thích hợp, đó là nguyên tắc thứ nhất: chọn đúng loại dầu cho hộp số của mình

Nguyên tắc thứ hai : khi xả dầu trong hộp ( dù) là hộp số thường hay các loại hộp số khác), phải nổ máy cho động cơ nóng lên để dầu loãng ra thuận tiện cho việc xả sạch

và xả hết số dầu cũ

Khi xả, bạn nên xả vào các thừng chứa có thể được được, vì sau khi xả hết dầu củ, ở đáy carte phải được bổ sung một lượng dầu mới bằng với lượng dầu đã xả ra Đó là nguyên tắc thứ ba

Sau khi đã hoàn tất việc xả dầu cũ và bổ sung bằng lượng dầu mới, bạn có thể kiểm tra bằng que thăm dầu Nếu dầu ở mức “COLD” (hoặc L phụ thuộc vào từng loại xe)

Nguyên tắc cuối cùng là kiểm tra mức dầu Sau khi đã hoàn tất việc xả dầu cũ và bổ sung lượng dầu mới, chúng ta cần có thể kiểm tra bằng que thăm dầu Nếu dầu ở mức