Cấu tạo ô tô đề cương bài giảng

Bánh tuabin được đặt trong vỏ ly hợp có thể quay tự do, được 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

ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG: CẤU TẠO Ô TÔ

MỤC LỤC

CHƯƠNG I HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 7

1.1 Ly hợp 7

1.1.1.Phân loại ly hợp 7

1.1.2.Yêu cầu đối với ly hợp 7

1.1.3.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát 8

1.1.4.Cơ cấu dẫn động ly hợp 10

1.1.5.Ly hợp dùng 2 đĩa ma sát 13

1.1.6.Các loại ly hợp khác 14

1.2 Hộp số cơ khí 16

1.2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 16

1.2.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số cơ khí 16

1.2.4 Cơ cấu điều khiển hộp số 19

1.2.5 Các cơ cấu an toàn 19

1.2.6 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số phụ và hộp số phân phối 25

1.3 Hộp số tự động 28

1.3.1 Các tay số và tình huống sử dụng các tay số trong hộp số tự động 28

1.3.2 Bộ biến mô 29

1.3.3 Cơ cấu ly hợp khóa biến mô 34

1.3.4 Bộ truyền bánh răng hành tinh 36

1.3.5 Hoạt động của hộp số tự động 46

1.4.6 Hộp số tự động điều khiển bằng thủy lực 52

1.4 CẦU CHỦ ĐỘNG 54

1.4.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 54

1.4.2 Các bộ phận chính của cầu chủ động 55

1.5 Truyền động các đăng 63

1.5.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 63

1.5.2 Cấu tạo trục truyền động các đăng 63

1.5.2 Bán trục 66

CHƯƠNG II HỆ THỐNG PHANH 67

2.1.Tổng quan về hệ thống phanh 67

2.1.1.Phân loại 67

2.1.2.Yêu cầu 67

2.2.Hệ thống phanh dẫn động thủy lực 67

2.2.1.Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc 69

2.2.2.Xilanh phanh chính 70

2.2.3.Xilanh bánh xe 73

2.2.4.Cơ cấu phanh tang trống 74

2.2.5.Cơ cấu phanh đĩa 77

2.2.6.Trợ lực phanh 80

2.2.7.Phanh tay 83

2.2.8.Van điều hòa lực phanh 85

2.2.9.Hệ thống chống bó cứng bánh xe 88

2.2.10 Hệ thống hỗ trợ phanh gấp 95

2.3.Hệ thống phanh dẫn động khí nén 96

2.3.1.Cấu tạo và nguyên lý làm việc 97

2.3.2.Máy nén khí: 98

2.3.3.Bộ điều áp 99

2.3.4.Van bảo vệ bốn dòng 100

2.3.5.Van khí nén 100

2.3.6.Bầu phanh 102

2.3.7.Van xả nước 103

2.3.8.Bình khí 103

2.3.9.Van theo tải trọng 104

CHƯƠNG III HỆ THỐNG TREO 105

A BÁNH XE 105

3.1.1 Lốp có săm và lốp không săm 106

3.1.2 Lốp “Radial” và lốp sợi mành chéo 107

3.1.3 Lốp có sợi mành kim loại 107

3.1.4 Số lượng lớp mành và áp suất hơi lốp 108

3.1.5 Hoa lốp 108

3.1.6 Hình dáng hình học 110

3.1.7 Sự mài mòn lốp xe 110

3.1.8 Kí hiệu lốp theo tiêu chuẩn 111

3.2 Vành bánh xe 115

3.2.1 Kích thước lắp ráp và cấu tạo vành bánh xe 115

3.2.2 Ký hiệu vành bánh xe 117

B HỆ THỐNG TREO 118

3.3 Khái niệm 118

3.3.1 Yêu cầu của hệ thống treo 118

3.3.2 Phân loại hệ thống treo 119

3.4 Khối lượng được treo và khối lượng không được treo 120

3.4.1 Sự dao động của khối lượng được treo 120

3.4.2 Sự dao động của khối lượng không được treo 121

3.5 Các bộ phận chính của hệ thống treo 121

3.5.1 Bộ phận đàn hồi 121

3.5.2 Bộ giảm chấn 127

3.5.3 Thanh ổn định 130

3.5.4 Bộ phận dẫn hướng 131

3.6 Các dạng hệ thống treo thường gặp 132

3.6.1 Hệ thống treo phụ thuộc 132

3.6.2 Hệ thống treo độc lập 136

3.7 EMS và hệ thống treo khí: 138

3.7.1 Đặc tính 138

3.7.2 Cấu tạo chung 140

CHƯƠNG IV: HỆ THỐNG LÁI 142

4.1 Các dạng bố trí bánh xe dẫn hướng 142

4.1.1 Khái quát chung 142

4.1.2 Góc nghiêng ngang của bánh xe 143

4.1.3 Góc nghiêng dọc của trụ đứng 145

4.1.4 Góc nghiêng ngang của trụ đứng 145

4.1.5 Độ chụm bánh xe 147

4.1.6 Bán kính quay vòng 147

B HỆ THỐNG LÁI 147

4.2 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống lái 147

4.2.1 Sự quay vòng của bánh xe và các trạng thái quay vòng của nó 149

4.2.2 Phân loại hệ thống lái 150

4.2.3 Các yêu cầu cơ bản của hệ thống lái 151

4.3 Dẫn động lái 151

4.3.1 Quan hệ hình học của Ackerman 151

4.3.2 Dẫn động lái ở hệ thống treo độc lập với cơ cấu lái dạng đòn quay 154

4.3.3 Dẫn động lái ở hệ thống treo độc lập với cơ cấu lái dạng bánh răng, thanh răng 155

4.3.4 Cấu tạo các khớp, đòn, giảm chấn của dẫn động lái 156

4.4 Cơ cấu lái 158

4.4.1 Cơ cấu lái trục vít – thanh răng 158

4.4.2 Cơ cấu lái trục vít – con lăn 160

4.4.3 Cơ cấu lái loại bi tuần hoàn 161

4.5 Vành tay lái và trục lái 162

4.6 Trợ lực của hệ thống lái 163

4.6.1 Cấu tạo hệ thống bơm thủy lực 163

4.6.2 Hộp cơ cấu lái có trợ lực lái 166

4.6.3 Trợ lái phi tuyến tính mới 169

4.6.4 EPS 170

4.7 Hệ thống lái tất cả các bánh xe 172

4.7.1 Hoạt động của bộ vi sai 172

4.7.2 Phân loại hệ thống 4WD 173

4.7.3 Ưu nhược điểm của hệ thống 4WD 174

CHƯƠNG V: THÂN VỎ XE 176

5.1 Kiểu thân xe 176

5.2 Cấu tạo cơ bản của thân xe 177

5.3 Sơn xe 178

5.4 Kính xe 178

5.5 Các bộ phận khác của thân xe 179

5.5.1 Ghế 180

5.5.2 Đai an toàn 180

5.5.3 Khoá cửa 181

CHƯƠNG I HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 1.1 Ly hợp

Ly hợp nằm ở giữa động cơ và hộp số có nhiệm vụ truyền và cắt mômen từ 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

1.1.2 Yêu cầu đối với ly hợp

- Phải nối hộp số và động cơ một cách êm dịu

- 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 được mômen quay lớn nhất của động

cơ mà không bị trượt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào

- Ly hợp điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ

- Kết cấu ly hợp đơn giản, dễ điều chỉnh, chăm sóc, các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, có tuổi thọ cao

1.1.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát

a) Cấu tạo

Cấu tạo của ly hợp ma sát có thể chia làm hai phần: Phần chủ động, phần bị động

và cơ cấu dẫn động

- Phần chủ động gồm

bề mặt bánh đà và nắp ly hợp Nắp ly hợp bắt với bánh đà bằng bulông

- Phần bị động gồm trục bị động và đĩa

ma sát Đĩa ma sát đặt giữa bánh đà và đĩa ép, được lắp với trục bằng then hoa

- Cơ cấu dẫn động ly hợp gồm đòn mở, vòng bi tỳ, càng mở, bàn đạp ly hợp và

bộ dẫn động cơ khí hay thủy lực

 Nắp ly hợp

Nắp ly hợp dùng để nối và ngắt công suất

động cơ, nó phải được cân bằng động tốt và thoát

nhiệt tốt trong khi nối ly hợp Lò xo được lắp

trong nắp ly hợp đẩy đĩa ép vào đĩa ma sát, các lò

xo này có thể là lò xo trụ hoặc lò xo màng

Kiểu lò xo màng được làm bằng lá thép lò

xo được tán bằng đinh tán hoặc bằng bu lông bắt

chặt vào nắp ly hợp Phần phía trong có các rãnh

dài xẻ hướng 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 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

Kiểu lò xo trụ được lắp ở giữa đĩa ép và nắp ly hợp nó được bố trí theo 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 cần ấn 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

Đĩa ép làm bằng gang có khả năng dẫn nhiệt tốt, mặt tiếp giáp với đĩa 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

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 và vòng tròn nhằm tăng khả năng tiếp xúc, tạo nên các rãnh thoát bẩn, thoát nhiệt ra ngoài

Xương đĩa được làm bằng thép

đàn hồi, được uốn vênh lượn sóng tạo

điều kiện có thể 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 có thể làm êm

quá trình đóng mở ly hợp

Moayơ nằm trực tiếp trên xương

của 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

Trạng thái đóng: là trạng thái làm việc

thường xuyên của ly hợp Dưới tác 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 chức

năng truyền mômen từ động cơ đến trục sơ cấp

của hộp số

Trạng thái mở: là trạng thái làm việc

không thường xuyên của ly hợp Khi 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 (nắp ly hợp) 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

1.1.4 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

a) 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

b) Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực

Hình 1.4 Hoạt động của ly hợp

a Trạng thái đóng b Trạng thái mở

Cơ cấu dẫn động ly hợp dẫn động bằng thủy lực đƣợc 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 Ƣu 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 đƣợc lớn lắm, áp dụng cho các xe du lịch và xe tải nhỏ

 Sơ đồ cấu tạo chung đƣợc trình bày trên hình vẽ:

 Bàn đạp ly hợp

Bàn đạp ly hợp: tạo áp suất thủy lực trong xy lanh chính bằng lực ấn vào bàn đạp,

áp suất này sẽ tác dụng lên xy lanh cắt ly hợp để đóng, ngắt ly hợp

 Xy lanh chính của ly hợp

Xy lanh chính của ly hợp làm nhiệm vụ tạo áp suất thủy lực cho xy lanh cắt ly hợp

điều khiển quá trình đóng mở ly hợp Cấu tạo của xy lanh chính được trình bày trên hình

vẽ bao gồm các chi tiết:

Vỏ xy lanh chính của ly hợp được chế tạo bằng gang có mặt bích và lỗ khoan để bắt trên giá đỡ Xy lanh dài đường kính nhỏ tạo điều kiện nhanh chóng tăng áp lực dầu khi đạp bàn đạp ly hợp Hoạt động của xy lanh chính ly hợp:

Khi ấn bàn đạp: Piston dưới tác dụng của cần đẩy dịch chuyển về bên trái, 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 tại buồng A và áp suất này truyền đến

xy lanh cắt ly hợp

Khi nhả bàn đạp: Khi nhả bàn đạp ly hợp lò xo nén đẩy về bên phải áp suất giảm

xuống, khi piston trở về hoàn toàn bộ phận hãm lò xo đẩy thanh nối về bên phải Như vậy van nạp được mở nối bình A với bình B

 Xy lanh cắt 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

Loại tự động điều chỉnh: lò xo bên trong xy lanh luân ép cần đẩy vào càng cắt ly

hợp giữ cho hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không đổi

Loại có thể điều chỉnh được: ta trực tiếp điều chỉnh độ dài của cần đẩy và càng cắt

ly hợp để đảm bảo hành trình tự do của bàn đạp khi đĩa ma sát bị mòn trong quá trình hoạt động

1.1.5 Ly hợp dùng 2 đĩa ma sát

Khi cần 1 ly hợp làm việc với công suất lớn hơn nhưng không gian làm việc bị giới hạn không thể chế tạo được 1 ly hợp lớn hơn khi đó người ta dùng ly hợp có 2 đĩa ma sát, chúng thường được dùng trên xe tải nặng và trung bình Dùng đĩa ma sát thứ 2 nhằm tăng diện tích ma sát tiếp xúc vì vậy khả năng tải mômen lớn hơn, khi ăn khớp mỗi đĩa

ma sát truyền một nửa mômen từ bánh đà đến trục ly hợp Nhược điểm của ly hợp dùng 2 đĩa ma sát là mở kém dứt khoát, và có kết cấu phức tạp

Ở trạng thái đóng: dưới sự tác dụng của các lò xo ép, các đĩa ép ép chặt đĩa ma sát

với bánh đà, mômen xoắn sẽ được truyền từ trục khuỷu qua bánh đà tới đĩa ma sát qua trục sơ cấp hộp số đến cầu chủ động

Ở trạng thái mở: khi người lái tác động vào bàn đạp ly hợp thông qua cơ cấu dẫn

động, đòn mở kéo đĩa ép sau dịch chuyển về phía sau, đồng thời các lò xo tách đẩy đĩa ép trước về phía sau Hai đĩa ma sát được tách khỏi bề mặt của bánh đà và các đĩa ép Đường truyền công suất từ động cơ đến trục ly hợp bị cắt

1.1.6 Các loại ly hợp khác

a) Ly hợp điện từ

Ly hợp điện từ không những được bố trí trên ôtô mà còn được sử dụng trong nhiều

lĩnh vực khác Ưu điểm của loại này là truyền động êm, cho phép trượt lâu dài mà không ảnh hưởng tới hao mòn các chi tiết của ly hợp

 Cấu tạo của ly hợp điện từ

Hình 1.9.Ly hợp điện từ

 Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động ly hợp điện từ dựa vào lực điện từ tương tác giữa phần chủ động và bị động nhờ nam châm điện do cuộn dây sinh ra

Trạng thái đóng ly hợp: Lúc này cuộn dây 3 được cấp dòng điện một chiều và nó

trở thành nam châm điện Điện trường của nam châm sẽ khép kín mạch, từ các cuộn dây qua bộ phân cố định 2, phần chủ chủ động 1, phần bị động 4 theo chiều mũi tên như hình

vẽ Khi này dưới sự tương tác của lực điện từ phần chủ động 1 sẽ kéo phần bị động 4 quay theo mômen được truyền từ trục động cơ sang trục ly hợp

Trạng thái mở ly hợp: Khi cần mở ly hợp người ta ngắt dòng điện cấp cho cuộn

dây, lúc này lực điện từ sẽ mất, các chi tiết được quay tự do, ngắt đường truyền mômen

- Có khả năng trượt lâu dài mà không gây hao mòn như ở ly hợp ma sát

- Khi đóng ly hợp rất êm dịu

 Cấu tạo của ly hợp thủy lực

Cấu tạo của ly hợp thủy lực được trình bày trên

Bánh bơm được hàn chặt với vỏ ly hợp và được bắt chặt với 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

Bánh tuabin được đặt trong vỏ ly hợp có thể quay tự do, được 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 cấp hộp số

 Hoạt động của ly hợp thủy lực

Khi trục khuỷu quay, thông qua vỏ ly hợp bánh bơm quay theo, theo nguyên tắc ly tâm dầu chứa trong ly hợp được 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 như vậy mômen xoắn được truyền từ bánh bơm (chủ động) sang bánh tuabin (bị động)

1.2 Hộp số cơ khí

1.2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu

a) Công dụng

- Biến đổi mômen quay của động cơ để tăng, giảm lực kéo ở bánh xe chủ động

- Thay đổi tốc độ của ôtô và thực hiện chuyển động lùi của ôtô

- Truyền hoặc không truyền mômen từ động cơ tới bánh xe chủ động để khi xe dừng mà máy vẫn nổ

b) Phân loại hộp số cơ khí

- Người ta có thể phân hộp số cơ khí làm các loại cơ bản sau:

- Phân loại theo hình dáng kết cấu: loại hộp số ngang, hộp số dọc

- Phân loại theo số lượng trục: loại có 2 trục, loại có 3 trục

- Phân loại theo số tỷ số truyền: loại 3 số truyền, loại 4 số truyền, loại 5 số truyền

c) Yêu cầu của hộp số cơ khí

- Phải có các tỉ số truyền đảm bảo tính năng động lực

- Không sinh ra các lực va đập trên các hệ thống truyền lực

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

- Thay đổi tốc độ và thực hiện chuyển lùi của ôtô

- Kết cấu đơn giản, điều khiển dễ dàng, bảo quản và sửa chữa thuận tiện

1.2.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số cơ khí

a) Cấu tạo

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:

Trục chủ động của hộp số là trục bị động của ly hợp, được đúc liền với 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 bị động

Trục bị động của hộp số được đặt trên ổ bi kim gối trong bánh răng chủ 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

Trục trung gian gồm các bánh răng có đường kính khác nhau, được chế tạo 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

Trục số lùi được lắp cố định trên vỏ hộp số, có bánh răng được lắp trên trục nhờ ổ

b) Nguyên lý hoạt động của hộp số 4 cấp tốc độ

Nguyên lý hoạt động

Số 0: Bánh răng số lùi Z2 và các bộ đồng tốc và bánh răng số lùi được giữ ở ví trí ở

vị trí số trung gian, mômen xoắn được truyền từ trục khuỷu động cơ đến bánh răng Z1

đến bánh răng Z2 làm trục trục sơ cấp quay

tự do

Số 1: Bộ đồng tốc bánh răng số 1 và

số 2 được dịch chuyển sang bên phải làm

ăn khớp bánh răng Z3 và Z4 Các bộ đồng tốc khác và bánh răng số lùi ở vị trí trung gian đường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ

Số 2: Bộ đồng tốc bánh răng số 1 và

số 2 được dịch chuyển sang bên trái làm

ăn khớp bánh răng Z5 và Z6 Các bộ đồng tốc khác và bánh răng số lùi ở vị trí trung gian đường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ

Số 3: Bộ đồng tốc bánh răng số 3 và

số 4 được dịch chuyển sang bên phải làm

ăn khớp bánh răng Z7 và Z8 Các bộ đồng tốc khác và bánh răng số lùi ở vị trí trung gian đường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ

Hình 2.3 Sơ đồ đi số của hộp số 4

cấp tốc độ

Số 4: Bộ đồng tốc bánh răng số 3 và số 4 được dịch chuyển sang bên trái làm ăn

khớp bánh răng Z1 và Z2 Các bộ đồng tốc khác và bánh răng số lùi ở vị trí trung gian đường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ

Số lùi: Bộ đồng tốc dịch chuyển làm ăn khớp bánh răng Z10 và Z7 Các bộ đồng tốc khác được giữ ở vị trí trung gian, đường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ

1.2.4 Cơ cấu điều khiển hộp số

Cơ cấu điều khiển hộp số có thể chia ra làm 2 dạng: điều khiển trực tiếp và điều khiển thông qua các đòn nối

Dạng điều khiển trực tiếp: dạng điều khiển này có đầu dưới của cần số đặt trực

tiếp vào cửa sổ trong nắp hộp số, cần số trực tiếp kéo thanh trượt di chuyển, thanh trượt

di chuyển mang theo nạng gài số thực hiện quá trình chuyển số

Dạng điều khiển từ xa: loại này liên kết cần số với hộp số bằng dây cáp hoặc các

thanh nối

Cơ cấu điều khiển hộp số bao gồm các chi tiết: cần số, cần chọn và chuyển số, nạng gài số, thanh trượt Trong cơ cấu này người ta bố trí các cơ cấu an toàn: cơ cấu tránh cài

số kép, cơ cấu tránh gài nhầm số lùi, cơ cấu khóa chuyển số, cơ cấu khóa số lùi

1.2.5 Các cơ cấu an toàn

a) Đồng tốc

Bộ đồng tốc làm đồng đều tốc độ các bánh răng khi vào số, tránh sự va chạm giữa các bánh răng làm cho quá trình vào số trở nên êm dịu Người ta gọi là “cơ cấu đồng tốc”

vì hai bánh răng có tốc độ quay khác nhau được làm đồng tốc trong khi chuyển số Ưu điểm của bộ đồng tốc:

- Khi chuyển số có thể truyền công suất ngay

- Làm cho quá trình chuyển số êm dịu hơn và không làm hỏng các bánh răng

 Cấu tạo của bộ đồng tốc

Các bánh răng số sử dụng bộ đồng tốc có thêm vành răng phụ và bề mặt côn Vòng đồng tốc được làm bằng hợp kim đồng có khả năng chịu mài mòn và truyền

nhiệt cao có bề mặt ma sát trong dạng côn, bền mặt ngoài là vành răng có cùng kích thước với vành răng phụ của bánh răng số và răng trong của ống trượt đồng tốc

Moayơ đồng tốc ăn khớp then hoa với trục, có vành răng ngoài luân ăn khớp với

răng trong của ống trượt, trên moayơ đồng tốc có 3 rãnh lõm chứa các khóa hãm Các khóa hãm ở trạng thái luân bị đẩy ra nhờ 2 vòng lò xo khóa

Ống trượt đồng tốc có vành răng trong và rãnh tròn ngoài tựa vào nạng gạt, để có

thể truyền được lực đẩy giữa ống trượt và moayơ đồng tốc bề mặt răng trong của ống trượt bi khoét lõm

1 Bánh răng số 2 Vành răng gài 3 Bề mặt ma sát 4 Khóa hãm

5 Mayơ đồng tốc 6 Ống trượt 7 Lò xo khóa 8 Vòng đồng tốc

Khi chưa gài số: Nhờ lực đẩy của lò xo khóa tác dụng vào các khóa hãm giữ cho

ống trượt luân nằm ở vị trí trung gian, trục chủ động quay với tốc độ của động cơ mang theo moayơ đồng tốc và ống trượt Mỗi bánh răng số được vào khớp với bánh răng bị động tương ứng và quay theo tốc độ của trục bị động

Khi bắt đầu quá trình đồng tốc: Dưới tác dụng của cần chuyển số, ống trượt di

chuyển mang theo khóa hãm, đồng thời đẩy vành ma sát ép vào bề mặt côn của bánh răng

số Do lực ma sát được sinh ra giữa 2 mặt côn nên xuất hiện sự san đều tốc độ giữa trục

và bánh răng số

Hình 2.6 Bắt đầu quá trình đồng tốc

Kết thúc quá trình đồng tốc: Quá trình đồng tốc kết thúc khi tốc độ của bánh răng

số với tốc độ của ống trượt gài số bằng nhau Khi tốc độ của ống trượt gài số và bánh răng số trở nên bằng nhau, vòng đồng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều quay này làm cho các rãnh then của ống trượt gài số ăn khớp với các rãnh then của vòng đồng tốc

Kết thúc việc chuyển số: Sau khi then của ống trượt gài số ăn khớp với rãnh then

của vòng đồng tốc, ống trượt tiếp tục dịch chuyển và ăn khớp với rãnh then của bánh răng

số Khi đó việc chuyển số sẽ kết thúc

Hình 2.7 Kết thúc quá trình đồng tốc

Ngoài bộ đồng tốc có khóa hãm người ta còn sử dụng các loại đồng tốc khác như:

Cơ cấu đồng tốc kiểu có 3 hoặc 2 mặt côn kiểu này với ưu điểm tạo ra 3 hoặc 2

mặt côn ma sát do đó khả năng triệt tiêu độ chênh lệch tốc độ quay giữa các bánh răng sẽ lớn và quá trình đồng tốc sẽ diễn ra êm hơn

Cơ cấu đồng tốc kiểu không có khóa có lò xo khóa đóng vai trò của khóa chuyển

số Ở loại này ống trượt có 3 phần nhô ra được soi bên trong ống moayơ để đẩy lò xo khóa trong quá trình đồng tốc Xung quanh moayơ đồng tốc có 3 vấu để hãm chặt vòng đồng tốc và lò xo khóa Lò xo khóa có bốn vấu, một vấu để hãm chặt bản thân lò xo, còn

3 vấu kia giữ các khóa chuyển số Vòng đồng tốc có 3 rãnh để gài các vấu của lò xo khóa tại 3 điểm dọc theo chu vi của vòng, một đoạn của rãnh soi này được vát mép

b) Cơ cấu định vị thanh trượt

Cơ cấu định vị thanh trượt có tác dụng giữ cho thanh trượt ở một vị trí nhất định

sau khi đã chuyển số Cơ cấu này không những ngăn cho hộp số không bị nhảy số mà còn giúp cho người lái có cảm giác tay khi vào số

Hình 2.8 Cơ cấu đồng tốc kiểu

Cấu tạo ở trên mỗi thanh trượt có 3 rãnh soi, lò xo có tác dụng đẩy các viên bi khóa vào rãnh sau khi đã chuyển số Nếu không có cơ cấu này hoặc cơ cấu này bị hỏng: lò xo yếu hoặc rãnh thanh trượt bị mòn nhiều sẽ gây nên hiên tượng nhảy số, thường là về số không

c) Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi

Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi bắt người lái phải chuyển về vị trí số 0 trước khi cài

vào số lùi để đảm bảo sự an toàn trong quá trình chuyển động của xe

 Hoạt động của cơ cấu:

Khi chọn số: khi dịch chuyển cần số đến vị trí số 5 và số lùi cần chọn và chuyển số

bên trong sẽ dịch chuyển theo chiều số 5/số lùi làm quay chốt chặn số lùi theo chiều A

Khi chuyển sang số 5: khi đã chuyển số vào số 5 cần chọn và chuyển số bên trong

quay theo chiều B Lúc ấy chốt chặn số lùi được trả về vị trí cũ nhờ lò xo phản hồi

A

Đến gài số 5/lùi

Hình 2.10 Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi

1 Lò xo phản hồi 2 Cần chọn và chuyển số bên trong 3 Chốt chặn

Khi cố trực tiếp chuyển từ số 5 sang số lùi (quay theo chiều mũi tên C) cần chọn

và chuyển số bên trong sẽ bị chốt chặn số lùi chặn ngăn không cho trực tiếp chuyển từ số

5 sang số lùi

Khi muốn vào số lùi: Chuyển vị trí của cần chọn và chuyển số vào vị trí số 0 giữa

số 3 và số 4 Dịch chuyển vào số 5 và số lùi cần chọn và chuyển số bên trong tác động vào chốt chặn số lùi làm quay theo chiều như hình vẽ Ở vị trí này muốn chuyển sang số lùi cần chọn và chuyển số bên trong quay theo chiều mũi tên D chốt chặn số lùi không gây cản trở gì cho việc chuyển số

Hình 2.11 Khi gài số lùi

 Cơ cấu khóa thanh trượt (cơ cấu tránh gài 2 số cùng một lúc)

Cơ cấu khóa thanh trượt có tác dụng giữ các thanh trượt khác khi kéo một thanh

trượt để gài một số nào đó để tránh khả năng gài 2 số cùng một lúc Cơ cấu khóa hãm có dạng kết cấu kiểu bi, lò xo (cốc ép) hay chốt khóa Cấu tạo của cơ cấu khóa thanh trượt

có dạng chốt khóa được mô tả trên hình vẽ bao gồm:

Quá trình hoạt động của cơ cấu: Ứng với thanh trượt 2 đang đi gài một số nhất

định nào đó thanh trượt 4 bị chốt 1 hãm chặt, muốn đổi số khác trước hết phải đưa thanh trượt 2 về vị trí trung gian (vị trí sô 0) Ở vị trí này rãnh hõm trên thanh trượt 2 sẽ đối diện với chốt 1 sau đó kéo thanh trượt 4 để cài số khác lúc này chốt một chạy sang khóa thanh trượt 2 lại

Đến số 5/lùi

 Cơ cấu khóa số lùi

Cơ cấu khóa số lùi cũng có một rãnh ở mặt trên của thanh trượt số lùi, một lò xo

đẩy viên bi vào rãnh này Khi hộp số không cài số lùi rãnh này ngăn không cho bánh răng chung gian số lùi dịch chuyển Khi cài vào số lùi cơ cấu này báo cho người lái biết bánh răng đã ăn khớp hoàn toàn chưa

1.2.6 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số phụ và hộp số phân phối

Hộp số phụ và hộp số phân phối được sử dụng trên xe có tính năng dẫn động cao có

từ 2 cầu chủ động trở lên, chúng có nhiệm vụ tăng thêm mômen của động cơ truyền đến các cầu xe và phân phối mômen của động cơ đến các cầu chủ động

Hình 2.14 Sơ đồ bố trí trên xe nhiều cầu chủ động

1 Động cơ 2 Cầu trước 3 Hộp số phân phối 4 Cầu sau

Công dụng: tăng tỉ số truyền của hệ thống truyền lực, tăng lực kéo ở bánh xe chủ động

Hộp số phụ đƣợc chia ra các loại: Loại hai cấp giảm hoặc loại có một cấp giảm, một cấp tăng và loại có ba cấp Đặc biệt có hộp số phụ, có số lùi làm tăng lực kéo của bánh xe chủ động và có khả năng lùi với tất cả các tay số

 Cấu tạo hộp số phụ

Hình 2.15 Sơ đồ cấu tạo hộp số phụ 3 cấp

1,2 Bánh răng di động 3, 4, 10 Bánh răng trên trục trung gian

5 Vành răng trong của bánh răng (6) 6 Bánh răng liền với trục sơ cấp

7 Trục sơ cấp của hộp số phụ 8 Trục thứ cấp của hộp số phụ

9 Trục trung gian

- Bánh răng 6 liền với trục sơ cấp 7 Trục sơ cấp nối với các đăng trung gian bằng mặt bích của khớp các đăng Các bánh răng 3, 4, 10 lắp trên trục trung gian Các bánh răng này đƣợc đúc thành liền một khối và quay tự do trên trục

- Bánh răng di động 1 và 2 lắp trên trục thứ cấp và trƣợt trên trục bằng các rãnh then hoa Trục thứ cấp 8 nối với các đăng truyền động ra cầu chủ động sau

 Nguyên lý hoạt động

Khi gài số truyền thẳng (tức là truyền thẳng mômen quay từ hộp số chính đến cầu

chủ động) thì gạt bánh răng 1 ăn khớp với vành răng 5 Khi đó mômen sẽ đƣợc truyền từ trục sơ cấp 7  bánh răng 6  vành bánh răng 5  bánh răng di động 1  trục thứ cấp của hộp số 8  cầu chủ động

Khi đi số tăng thì gạt bánh răng 1 về phía sau để ăn khớp với bánh răng 4 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

Khi đi số giảm thì ta gạt bánh răng 2 ăn khớp với bánh răng 3 Khi đó mômen sẽ

được truyền từ trục sơ cấp 7  bánh răng 6  bánh răng 10  trục trung gian 9  bánh răng 3  bánh răng di động 2  trục thứ của hộp số 8  cầu chủ động

b) Hộp số phân phối

Hộp số 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

- Hộp số phân phối có thể được phân loại như sau:

- Theo cấp số truyền: Loại 1 cấp số truyền, loại 2 cấp số truyền

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

- Theo phương pháp truyền mômen xoắn: loại nối cứng các trục dẫn ra các cầu, loại có khớp nối mềm

- Theo cấu trúc cơ bản bố trí toàn bộ hệ thống truyền lực: loại 4WD, loại AWD

 Cấu tạo hộp số phân phối

Khi ở số 0: Các bộ đồng tốc ở vị trí trung gian, mômen xoắn không được truyền

đến các cầu chủ động

Khi gài số truyền thẳng: Bộ đồng tốc số 1 dịch chuyển về bên trái, bộ 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

Khi gài số truyền tăng: Cả 2 bộ đồng tốc dịch chuyển về bên trái, nhờ sự ăn 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

So với hộp số thường hộp số tự động có các ưu điểm sau:

- Nó giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ thao tác cắt ly hợp và thường xuyên phải chuyển số

- Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái

do vậy lái xe không cần thiết phải thành thạo các kỹ thuật lái xe khó khăn và phức tạp như vận hành ly hợp

- Tránh cho động cơ và hệ thống dẫn động bị quá tải do nó nối chúng bằng thủy lực (qua biến mô)

1.3.1 Các tay số và tình huống sử dụng các tay số trong hộp số tự động

Tuân theo quy luật chung, cụm tay số của các xe có hộp số tự động có thể được bố trí ở cạnh vành tay lái (loại này còn gọi là số tay) hoặc bố trí trên sàn xe, giữa ghế lái xe

và ghế phụ (loại này còn gọi là số sàn) Số lượng vị trí cần chọn số tùy thuộc vào cấu trúc của hộp số tự động, thông thường trên xe có 4 số tiến và 1 số lùi

Số “P”: số đỗ xe tại chỗ Tay số này sử dụng khi dừng xe không lâu bên lề đường

hoặc chờ khách mà máy vẫn nổ

Số “R”: số lùi Tay số này dùng khi xe cần lùi

Số “N”: số không (hay số MO) Tay số này sử dụng khi dừng xe lâu, khi xe nghỉ

hoạt động

Số “D”: tay số tiến cơ bản Tay số này sử dụng để khởi hành xe và trong mọi

trường hợp chạy tiến, trừ các trường hợp muốn lợi dụng công suất động cơ để phanh ghìm tốc độ xe như: xuống dốc, chạy đường núi, kéo móc, chạy trên đường trơn lầy, chạy trên cát, trên tuyết Ở tay số này xe có khả năng làm việc ở tất cả mọi số tiến từ 1, 2, 3, D, O/D

Số “3”: tay số với 3 cấp số tiến cơ bản (chỉ có ở một số ít xe) Tay số này sử dụng

như số “D” nhưng không có hiệu lực điều khiển O/D

Số “2” (ở đa số các xe) hoặc số S (ở một số ít xe): số ngưỡng chạy tiến Tay số chỉ

được phép sử dụng ở một vùng tốc độ nhất định, khi muốn lợi dụng động cơ để phanh ghìm bớt tốc độ xe trong các trường hợp như: xe chạy kéo móc, xe quá tải, lên dốc ngắn, xuống dốc, xe chạy đường núi Ở tay số này xe có thể khởi hành như số “D” lúc đầu từ cấp số 1 sau đó tự chuyển sang cấp số 2 và không thể vượt được đến cấp số 3, hệ điều khiển O/D không có tác dụng ở tay số này

Số “L” (ở đa số các xe) hoặc số 1 (ở một số ít xe): số ngưỡng chậm Tay số này chỉ

có một cấp tốc độ (cấp 1) không vượt được đến cấp độ 2 Khi chạy ở tay số này sẽ lợi dụng được tối đa khả năng phanh ghìm xe bằng động cơ Tay số này được sử dụng trong trường hợp leo dốc ngắn có bậc gồ ghề, xuống dốc dài, chạy trên đường trơn lầy

Nút công tắc “O/D”: công tắc điều khiển số truyền tăng Công tắc này chỉ có hiệu

lực ở tay số “D”

Núm chốt định vị số: dùng để định vị cần chọn ở một vị trí nhất định Khi chuyển

các vị trí từ “N” sang “R” hoặc “P”, từ “P” về “R”, từ “D” sang “2”, từ “2” sang “L” phải

ấn nút này và sau khi đã vào đúng số thì nhả tay ra để định vị số

1.3.2 Bộ biến mô

Hình 3.1 Các dạng tay số b) Số tay

a) Số sàn

Bộ biến mô truyền công suất của động cơ đến hộp số bằng cách sử dụng lực dẫn động của dòng dầu Bộ biến mô được lắp ở đầu vào của trục hộp số và được gắn với trục khuỷu thông qua tấm truyền động Bộ biến mô vừa truyền vừa khuyết đại mômen từ động cơ vào hộp số

 Chức năng của bộ biến mô:

- Tăng mômen do động cơ sinh ra, đóng vai trò như một khớp nối thủy lực để truyền hay không truyền mômen động cơ đến hộp số

- Hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực

- Dẫn động bơm dầu của hệ thống điều khiển thủy lực

b) Cấu tạo của bộ biến mô

Hình 3.2 Cấu tạo bộ biến mô

Bánh bơm: Bánh bơm được gắn liền với vỏ biến mô được nối với trục khuỷu qua

đĩa dẫn động Trên bánh bơm có lắp nhiều cánh hình cong, một vòng dẫn hướng được lắp bên mép trong của các cánh để dẫn hướng cho dòng chảy của dầu được êm

Bánh tuabin: Cũng có rất nhiều cánh được lắp bên trong cũng giống như bánh bơm

nhưng hướng cong được lắp theo chiều ngược lại theo chiều của bánh bơm Bánh tuabin được lắp với trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với khe hở là nhỏ nhất Bánh tu bin quay cùng với trục sơ cấp của hộp số khi xe chạy với bị trí cần số ở dải “D”, “2”, “L”hoặc “R”.Khi vị trí số ở “P” hoặc “N”thì bánh tuabin không quay trong khi bánh bơm vẫn quay

Khoa CKĐL - ĐH_SPKT_HY 31

Stato: Stato nằm giữa bánh bơm và bánh

tuabin nó được lắp trên trục stato và trục này

được cố định trên vỏ hộp số thông qua khớp

một chiều Hoạt động của bánh stato:

Khi sự chêch lệch tốc độ của bánh tuabin

và bánh bơm lớn, dòng dầu trở về từ bánh

tuabin sẽ tác động vào mặt trước của cánh

stato Stato có tác dụng như một bánh lái đổi

chiều tác dụng của dòng dầu sao cho nó tác

dụng lên phía sau của các cánh bánh bơm như

vậy nó bổ xung thêm lực đẩy cho các cánh

bánh bơm do đó làm tăng mô men quay của

bánh bơm

Khi sự chênh lệch về tốc độ quay giữa bánh tuabin và bánh bơm nhỏ dòng dầu trở

về từ bánh tuabin sẽ tác động vào mặt sau của cánh stato, khớp một chiều làm cho bánh stato quay trơn cùng chiều với bánh bơm, dầu sẽ trở về bánh bơm một cách thuận dòng Trên hình vẽ mũi tên chỉ chiều quay của bánh stato

c) Chức năng và hoạt động của khớp một chiều

Khớp một chiều chỉ cho phép stato quay cùng chiều với trục khuỷu động cơ Nếu stato cố gắng quay theo chiều ngược lại khớp một chiều sẽ khóa stato lại và không cho nó quay nữa Do đó việc stato quay hay không quay phụ thuộc vào hướng của dòng dầu tác động vào các cánh của stato

Khớp một chiều sử dụng trong hộp số tự động là loại con lăn hoặc bi khóa Cấu tạo

khớp một chiều loại con lăn được trình bày trên hình vẽ

Hoạt động của khớp một chiều loại con lăn:

- Khi vòng ngoài cố gắng quay theo chiều mũi tên A, nó sẽ ấn vào phần đầu của các con lăn

Do khoảng cách L1 < L0 nên con lăn bị nghiêng đi nên vòng ngoài quay được

- Khi vòng ngoài cố gắng quay theo chiều ngược với chiều mũi

1

2

Hình 3.3 Hoạt động của bánh stato

1 Hướng dòng dầu 2 Bánh stato

tên, con lăn không thể nghiêng được do khoảng cách L2 > L0 Lúc này con lăn

có tác dụng như một cái nêm khóa vành ngoài và không cho nó chuyển động

- Lò xo giữ được lắp thêm để trợ giúp con lăn nó giữ cho con lăn hơi nghiêng theo chiều khóa vòng ngoài

Khớp một chiều dạng bi khóa: Loại khớp này gồm một vành trụ trong trơn và một vành ngoài có mặt chêm cong theo hướng tạo nên chiều rộng chứa bị thay đổi Các viên

bi trụ nằm trong rãnh chêm này và luân được tỳ bằng các dạng lò xo tỳ Cấu tạo được

trình bày trên hình vẽ:

Nguyên lý làm

việc của loại này cũng

tương tự như loại con

lăn, các viên bi chạy vào

chỗ hẹp tạo nên trạng

thái khóa Sự dịch

chuyển của các viên bi

phụ thuộc vào chiều

quay giữa vòng trong và

vòng ngoài Lò xo luân

đẩy viên bi theo chiều

khóa vòng ngoài

d) Đặc tính của bộ biến mô

Đặc tính truyền mômen: Khi tốc độ của bánh bơm tăng lên lực ly tâm làm cho dầu

bắt đầu chảy từ tâm của cánh bơm ra phía ngoài dọc theo bề mặt của cánh và mặt bên trong của cánh bơm Khi tốc độ của cánh bơm tăng lên nữa, dầu sẽ bị đẩy ra khỏi cánh bơm Dầu sẽ đập vào cánh của bánh tuabin làm cho bánh tuabin bắt đầu quay cùng chiều với bánh bơm Sau khi va vào cánh tuabin dầu được chảy vào trong dọc theo các cánh của tuabin, khi nó chạm vào phần trong của bánh tuabin thì bề mặt cong bên trong của cánh tuabin sẽ hướng dòng

dầu chảy ngược lại về phía

bánh bơm và chu kỳ lại bắt

đầu

Đặc tính khuyếch đại

mômen: Việc khuyếch đại

mômen bằng biến mô được

Khoa CKĐL - ĐH_SPKT_HY

dòng dầu khi nó vẫn còn năng lượng khi đã qua bánh tuabin trở về bánh bơm qua cánh của stato Nói một cách khác bánh bơm được quay do mômen của động cơ và nó được thêm vào một mômen của dòng dầu thủy lực chảy hồi về từ bánh tuabin Điều đó có nghĩa là bánh bơm sẽ khuyếch đại mômen ban đầu để truyền đến bánh tuabin

e) Quá trình hoạt động của bộ biến mô

Quá trình hoạt động của bộ biến mô được chia làm 2 dải:

- Dải biến mô trong đó có sự khuyếch đại mômen

- Dải khớp nối giai đoạn này chỉ đơn giản là truyền mômen mà không khuyếch đại, biến mô làm việc như một khớp nối thủy lực

Điểm ly hợp là đường phân

cách giữa 2 giai đoạn này

Trên đồ thị hiệu suất truyền

động của biến mô cho thấy năng

lượng truyền cho bánh bơm được

truyền tới bánh tuabin với hiệu

quả ra sao Hiệu suất của bộ biến

 Khi động cơ chạy không tải, xe dừng

Khi động cơ chạy không tải thì mômen

của động cơ sinh ra là nhỏ nhất, nếu gài phanh

(phanh tay hoặc phanh chân) thì tải đặt lên

cánh tubin là nặng nhất vì vậy nó không thể

quay được Do xe bị dừng hẳn vì vậy tỉ số

truyền tốc độ giữa bánh bơm và bánh tubin

bằng không trong khi tỉ số truyền mômen là

lớn nhất vì vậy bánh tubin luân sẵn sàng làm

Hình 3.7 Quá trình hoạt động của bộ biến mô

Bánh bơm Bánh

tuabin

Vỏ hộp

số

Từ động

cơ

việc với một mômen truyền lớn hơn mômen do động cơ sinh ra

 Khi xe chạy ở tốc độ thấp

Khi tốc độ xe tăng lên thì tốc độ của

bánh tubin nhanh chóng tiến gần đến tốc độ

của bánh bơm.Vì vậy tỉ số truyền mômen

nhanh chóng tiến gần đến 1 Khi tỉ số truyền

tốc độ giữa bánh bơm và bánh tubin đạt đến

điểm ly hợp thì stato bắt đầu quay và sự

khuyếch đại mômen giảm xuống Nói một

cách khác bộ biến mô làm việc nhƣ một

khớp nối thủy lực Do đó tốc độ của xe tăng

dần theo tốc độ của động cơ

 Khi xe chạy ở tốc độ trung bình hoặc

1.3.3 Cơ cấu ly hợp khóa biến mô

Do bộ biến mô sử dụng dòng thủy lực để gián tiếp truyền công suất nên có sự tổn hao công suất, vì vậy ly hợp khóa biến mô đƣợc lắp trực tiếp trong bộ biến mô để nối trực tiếp động cơ với hộp số để nâng cao hiệu quả truyền công suất và nhiên liệu

Hình 3.9 Khi xe chạy ở tốc độ thấp

Bánh bơm Bánh

tuabin

Từ động

cơ

Vỏ hộp

số

 Cấu tạo cơ cấu ly hợp khóa biến mô

Ly hợp khóa biến mô được lắp trong mayơ của bánh tuabin phía trước bánh tuabin

Lò xo giảm chấn được lắp để hấp thụ lực xoắn khi ăn khớp ly hợp để ngăn không cho sinh ra va đập Một vật liệu ma sát (cùng dạng vật liệu sử dụng trong phanh và đĩa ly hợp) được gắn trên vỏ biến mô hoặc pittons khóa của bộ biến mô để ngăn sự trượt ở thời điểm ăn khớp ly hợp

 Nguyên lý làm việc của ly hợp khóa biến mô

Khi ly hợp khóa biến mô được

kích hoạt thì nó sẽ được quay cùng

bánh bơm và bánh tubin Việc ăn khớp

và nhả biến mô được xác định từ

những thay đổi về hướng của dòng

thủy lực trong bộ biến mô khi xe chạy

ở tốc độ ổn định

- Khi nhả khớp:

Khi xe chạy ở tốc độ thấp dầu có

áp suất bị nén sẽ chảy tới phía trước

của ly hợp khóa biến mô Do vậy áp

suất ở phía trước và phía sau của ly

hợp khóa biến mô trở nên cân bằng và

do đó ly hợp khóa biến mô được nhả

2 Piston khóa biến mô

3 Ly hợp khóa biến mô

- Khi ăn khớp

Khi xe chạy ổn định ở tốc độ

trung bình hoặc cao (thường trên 60

km/h) thì dầu bị nén sẽ chảy vào phía

sau của ly hợp khóa biến mô Do đó vỏ

của bộ biến mô và ly hợp khóa biến mô

sẽ được trực tiếp nối với nhau Nên ly

hợp khóa biến mô và vỏ bộ biến mô sẽ

quay cùng nhau

1.3.4 Bộ truyền bánh răng hành tinh

Các xe lắp hộp số tự động đều sử dụng một hoặc nhiều bộ bánh răng hành tinh để thay đổi tốc độ đầu ra, chiều quay của hộp số Một bộ truyền bánh răng hành tinh gồm: các bánh răng hành tinh, bánh răng bao và bánh răng mặt trời Các bộ truyền bánh răng hành tinh trong hộp số tự động được nối với nhau thông qua các ly hợp và phanh là các

bộ phận nối và ngắt công suất Những cụm bánh răng này chuyển đổi vị trí của phần sơ cấp và các phần tử cố định để tạo ra các tỉ số truyền khác nhau và vị trí số trung gian

a) Cấu tạo bộ truyền bánh răng hành tinh

Cần dẫn nối với trục trung tâm của mỗi bánh răng hành tinh và làm cho các bánh răng hành tinh quay xung quanh Với bộ bánh răng nối với nhau kiểu này thì các bánh

Đường dầu vào

Khoang dầu áp suất cao

Khoang dầu áp suất thấp

răng hành tinh giống như các hành tinh quay xung quanh mặt trời và do đó chúng được gọi là các bánh răng hành tinh

b) Nguyên lý vận hành

Bằng cách thay đổi vị trí đầu vào, đầu ra và các phần tử cố định bộ truyền bánh răng hành tinh có thể giảm tốc, đảo chiều nối trực tiếp và tăng tốc

 Giảm tốc

Đầu vào: bánh răng bao, đầu ra: cần dẫn, cố định: bánh răng mặt trời

Khi bánh răng mặt trời bị cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh quay và vận động xung quanh Do đó trục đầu ra chỉ giảm tốc độ so với trục đầu vào bằng chuyển động quay của bánh răng hành tinh

 Đảo chiều

Đầu vào: bánh răng mặt trời, đầu ra: bánh răng bao, cố định: cần dẫn

Khi cần dẫn được cố định và bánh răng mặt trời quay thì bánh răng bao quay trên trục và hướng quay được đảo chiều

 Nối trực tiếp (truyền thẳng)

Đầu vào: bánh răng mặt trời bánh răng bao, đầu ra: cần dẫn

Do bánh răng mặt trời và bánh răng bao quay cùng tốc độ nên cần dẫn cũng quay cùng tốc độ đó

 Tăng tốc

Đầu vào: cần đẫn, đầu ra: bánh răng bao, cố định: bánh răng mặt trời

Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ thì bánh răng hành tinh chuyển động xung quay mặt trời theo chiều kim đồng hồ Do đó bánh răng bao tăng tốc trên cơ sở số răng trên bánh răng bao và trên bánh răng mặt trời

c) Sơ đồ ghép các bộ truyền bánh răng hành tinh

Cách bố trí các bộ truyền bánh răng hành tinh trên xe sử dụng hộp số tự động thường được gặp ở 2 dạng cơ bản là: kiểu Simpson hoặc kiểu Ravigneaux

 Kiểu Simpson

Được tổ hợp từ 2 bộ truyền bánh răng hành tinh cơ bản sơ đồ nguyên lý cấu tạo được trình bày trên hình vẽ:

- Bánh răng mặt trời của bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyền bánh răng hành tinh sau đặt trên một trục quay Cần dẫn của bộ truyền bánh răng hành tinh sau liên kết với bánh răng bao của bộ truyền bánh răng hành tinh trước

- Cách kết hợp các bộ truyền bánh răng hành tinh theo kiểu simpson được một

bộ truyền có 3 cấp số tiến và một số lùi

2 Bánh răng mặt trời bộ truyền trước

3 Bánh răng hành tinh bộ truyền trước

4 Bánh răng bao bộ truyền trước

5 Cần dẫn bộ truyền sau

6 Bánh răng hành tinh bộ truyền sau

7 Bánh răng bao bộ truyền sau

8 Bánh răng mặt trời bộ truyền sau

Bánh răng mặt trời trước và sau nối với 2 trục khác nhau, 2 nhóm bánh răng hành tinh của 2 bộ truyền ăn khớp với nhau và đặt chung trên cùng một trục cần dẫn Một bánh răng bao ăn khớp với bánh răng hành tinh của một bộ truyền, bánh răng hành tinh của bộ truyền còn lại ăn khớp với bánh răng mặt trời

Tùy theo cách bố trí khi kết hợp các bộ truyền bánh răng hành tinh theo kiểu Ravigneaux lại với nhau ta được một bộ truyền có 3 số tiến và một số lùi hoặc 4 số tiến

Hình 3.15 Bộ truyền bánh răng hành tinh kiểu Ravigneaux

1 Bánh răng hành tinh bộ truyền sau 2 Cần dẫn

3 Bánh răng hành tinh bộ truyền trước 4 Bánh răng mặt trời bộ truyền trước

5 Bánh răng mặt trời bộ truyền sau 6 Bánh răng bao

Hình 3.16 Cấu tạo của ly hợp C1 và C2

1 Tang trống ly hợp (C2) 2 Piston 3 Lò xo hồi 4 Các đĩa thép (C2)

5 Mặt bích 6 Đĩa ma sát (C2) 7 Tang trống ly hợp (C1)

8 Moayơ ly hợp (C2) 9 Piston 10 Trục sơ cấp 11 Đĩa thép (C1)

12 Đĩa ma sát (C1) 13 Mặt bích 14 Mặt bích bánh răng bao

15 Bánh răng bao 16 Bộ truyền bánh răng hành tinh 17 bánh răng mặt trời

18 Tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời

Ly hợp C1 có các đĩa ma sát và đĩa thép đƣợc bố trí xem kẽ nhau sao cho các đĩa

ma sát ăn khớp bằng then với bánh răng bao còn các đĩa thép đƣợc khớp nối bằng then với tang trống của ly hợp (C1) Bánh răng bao đƣợc lắp bằng then với bích bánh răng bao, còn tang trống của ly hợp (C1) đƣợc lắp bằng then với mayơ của ly hợp (C2)

Tại ly hợp C2 các đĩa ma sát đƣợc lắp bằng then với mayơ của ly hợp (C2) còn các đĩa thép đƣợc lắp bằng then với tang trống ly hợp (C2) Tang trống ly hợp (C2) ăn khớp với tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời và tang trống này lại đƣợc ăn khớp với các bánh răng mặt trời Kết cấu của ly hợp đƣợc thiết kế làm sao cho ba cụm: đĩa ma sát, đĩa thép và tang trống quay cùng với nhau