Đồ án tốt nghiệp công nghệ ô tô

Các bộ phận và hệthống chính của ôtô máy kéo gồm: Động cơ, hệ thống truyền lực, truyền lựccacđăng, cầu chủ động, hệ thống di động, hệ thống treo hay còn gọi là hệ thốnggiảm xóc, hệ thống

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Vài nét về tình hình phát triển ô tô ở Việt Nam

Sau hơn 15 năm ra đời, ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đã có nhữngbước phát triển đáng kể, đặc biệt trong vài năm trở lại đây có sự tăng trưởngđáng kể cả về số lượng và chất lượng Chính phủ Việt Nam và Bộ Công nghiệpđánh giá cao tầm quan trọng của ngành công nghiệp ô tô và coi đó là một trongnhững ngành cơ bản cần được chú trọng của công nghiệp Việt Nam

Theo cục cảnh sát giao thông đường bộ, đường sắt Việt Nam Tính đến31/12/2001 số xe ô tô đăng ký lưu hành trên toàn quốc là 1534729 xe

Dự báo trong giai đoạn 2001 ÷ 2010, số lượng xe trên toàn quốc tăng lênhàng năm là 12% thì năm 2010 ở Việt Nam số xe đăng ký lưu hành sẽ là1.100.000 xe Từ đó thấy nhu cầu ô tô vào năm 2010 sẽ là khoảng 120.000 ÷130.000 xe/năm

Trong đó:

Nhu cầu xe con chiếm 45 % ÷ 50 % = 50.000 ÷ 60.000 (xe/năm)

Nhu cầu xe thương dụng chiểm 50 % ÷ 55 % = 60.000 ÷ 66.000 (xe/năm)

Tỷ lệ tăng trưởng trung bình của xe con hàng năm là 6,7 %, xe thươngdụng 15 %, từ đó thấy nhu cầu hàng năm là 81.000 (xe/năm) trong đó 80 % là xethương dụng

1.2 Giới thiệu chung về ôtô

Ôtô là loại xe tự hành để chở hàng hoá hoặc hành khách trên các loạiđường bộ Ngoài ra, trên ôtô có thể được trang bị các loại máy công tác để thực

hiện các công việc chuyên dùng như cứu hoả, cứu thương, nâng chuyển… Phạm

vi của ô tô là rất rộng trên nhiều lĩnh vực kinh tế quốc phòng an ninh…

1.2.1 Phân loại ôtô

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều chủng loại tuỳ thuộc vào mục đích sửdụng khác nhau nên kết cấu các loại xe cũng khác nhau để nhằm phù hợp vớicông việc Ta có thể phân loại ôtô theo những cách sau đây:

* Theo công dụng:

Xe ôtô con là xe có sức chở người đến 9 người

Xe ôtô khách là loại xe chỉ dùng để chở người, trên 10 người

Xe ôtô tải là loại xe chỉ dùng để chở hàng hoá, sức chở vài trăm kg trở lên

Và xe có rơmooc cũng được xếp vào loại xe này

Xe chuyên dùng là xe có thiết bị và trang thiết bị chuyên dùng để đáp ứngmột hay một vài mục đích nào đó

* Theo dạng nhiêu liệu tiêu thụ:

Xe ôtô dùng nhiêu liệu xăng

Xe ôtô dùng nhiên liệu diezel

Xe ôtô dùng khí gas

Xe ôtô dùng điện, hay các nguồn năng lượng khác như năng lượng mặttrời….

1.2.2 Cấu tạo chính của ôtô

Cấu tạo Ôtô bộ phận chính có chức năng giống nhau Các bộ phận và hệthống chính của ôtô máy kéo gồm: Động cơ, hệ thống truyền lực, truyền lựccacđăng, cầu chủ động, hệ thống di động, hệ thống treo (hay còn gọi là hệ thốnggiảm xóc), hệ thống điều khiển gồm hệ thống lái và hệ thống phanh, trang bịđiện và các trang bị làm việc khác

+ Động cơ là nguồn động lực trên ôtô máy kéo Hiện nay động cơ đốt

trong dùng nhiên liệu lỏng hoặc nhiên liệu khí được sử dụng chủ yếu trên ôtô.Động cơ là một bộ phận quan trọng của ôtô dùng để tạo ra nguồn năng lượng cho

xe hoạt động và có thể truyền một phần hoặc toàn bộ công suất của động cơ đến

bộ phận làm việc của máy công tác liên kết với chúng

+ Hệ thống truyền lực (HTTL) là tổ hợp của một loạt các cơ cấu và hệ

thống nhằm truyền mômen quay từ trục khuỷu động cơ đến bánh chủ động củaôtô, máy kéo HTTL còn có tác dụng nhằm biến đổi về trị số và chiều củamômen quay truyền, cho phép ôtô dừng tại chỗ lâu dài mà động cơ vẫn làm việc.Phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo của xe cụ thể mà trong hệ thống truyền lực củaôtô có thể có một hai hay nhiều cầu chủ động

Cầu chủ động là tổ hợp của các cụm máy và cơ cấu cho phép các bánh chủ

động quay với tốc độ khác nhau để bảo đảm các bánh lăn êm dịu trên mặt đườngkhông bằng phẳng hay khi đi vào đường vòng, nó còn làm tăng tỷ số truyềnchung cho hệ thống truyền lực và liên kết bánh xe với khung máy

Truyền lực cacđăng dùng để truyền mômen từ hộp số hay hộp phân phối

đến các cầu chủ động của ôtô máy kéo, hoặc từ truyền lực chính đến các bánh xe

chủ động trên cùng một cầu khi các bánh xe treo độc lập với nhau Truyền lựccacđăng cho phép các trục của các bộ phận máy được truyền động không nằmtrong cùng một mặt phẳng và có thể dịch chuyển tương đối với nhau trong mộtgiới hạn nhất định.

+ Hệ thống di động của ô tô gồm các bánh xe với lốp đàn hồi , hệ thống di

động là bộ phận trực tiếp tiếp xúc với mặt đường, nó nhận mômen chủ động từđộng cơ qua hệ thống truyền lực và biến mômen chủ động thành lực kéo tiếptuyến hay còn gọi là lực chủ động để làm ôtô chuyển động

+ Hệ thống treo (hay còn gọi là hệ thống giảm xóc) là tổ hợp của một số

các chi tiết và phần tử đàn hồi, liên kết giữa bộ phận di động với khung xe, nhằmgiúp cho khung xe được êm dịu trong khi bộ phận di động luôn chịu tác độngcủa các lực va đập do mấp mô mặt đường khi chuyển động

+ Hệ thống điều khiển gồm một loạt các cơ cấu và hệ thống nhằm điều

khiển ôtô theo các hướng và chiều cần thiết, đồng thời giúp ôtô chuyển động ổnđịnh không trượt lê sang trái hay phải Ngoài ra hệ thống điều khiển còn chophép ôtô giảm tốc độ chuyển động hoặc dừng lại nhanh chóng khi gặp sự cốkhẩn cấp

+ Trang bị điện là tổ hợp của hàng loạt bộ phận, thiết bị điện nhằm đảm

bảo giúp cho ôtô làm việc ổn định, tin cậy, tăng tính tiện nghi, thuận lợi chongười lái, hành khách và an toàn lao động Trang bị điện là một hệ thống rấtphức tạp nó có thể được phân ra hai hệ thống là hệ thống nguồn điện và hệ thốngcác thiết bị tiêu thụ điện Hệ thống nguồn điện dùng tạo ra nguồn năng lượngđiện để cung cấp cho các phụ tải (các thiết bị dùng điện) Hệ thống các thiết bịphụ tải là tổ hợp của tất cả các thiết bị có trên ôtô dùng năng lượng điện như hệthống đốt cháy, hệ thống khởi động, hệ thống chiếu sáng, tín hiệu, hệ thống điều

khiển bao gồm cả máy tính điện tử điều khiển động cơ và điều khiển thân xecùng các rơle hay các bộ phận chấp hành đi theo máy tính, do tính phức tạp củatrang bị điện, nên phần này được trình bày trong một tài liệu riêng.

+ Trang bị làm việc là tổ hợp của nhiều thiết bị, bộ phận giúp cho ôtô máy

kéo và xe chuyên dụng thực hiện các công việc một cách thuận tiện và đạt hiệuquả cao

1.3 Mục đích và nhiệm vụ của đề tài

- Nêu lên một số quy trình sử dụng cũng như một số phép điều chỉnh vàkiểm tra cơ bản trong quá trình sử dụng của một số cơ cấu mới trong gầm xeToyota LanCruiser

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ XE LANDCRUISER

Xe Toyota LANDCRUISE là loại xe lữ hành việt dã 4x4 (ngoài chứcnăng chung còn có thể dùng làm xe chỉ huy, thông tin, cứu thương) để chởngười hoặc chở hàng ( khi tháo các ghế ngồi ở phía sau ) Xe có động cơcông suất lớn, độ bền và độ tin cậy cao, kết cấu vững, gồm nhiều thiết bịđảm bảo tiện nghi và an toàn cao cho người sử dụng trong các điều kiệnđường xá, khí hậu khắc nghiệt Kết cấu hình dáng bên ngoài và nội thất cótính mỹ thuật cao

Họ xe LANDCRUISE bắt đầu sản xuất từ cuối thập kỷ 50 tới nay gồm

có 3 kiểu chính:

Xe có mui cứng bằng kim loại để chở khách, xe mui vải để chở khách

và hàng, xe toàn năng để chở người Xe kiểu mui cứng và mui vải bạt là loại

xe được thiết kế hình dáng và sản xuất từ thập kỷ 70 sang thập kỷ 80 Vỏ xe

có nhiều đường thẳng, góc cạnh Chủ yếu các loại xe này được phân loạitheo các kiểu sau:

* Lan Cruiser mui cứng và mui bạt

+ Kiểu thân ngắn có 5 - 6 chỗ ngồi

+ Kiểu thân trung bình có 5 - 9 chỗ ngồi

+ Kiểu thân dài có 6 - 13 chỗ ngồi

+ Kiểu thân dài làm xe vận tải nhỏ có 3 chỗ ngồi và thùng chở hàngphía sau

* Lan Cruiser II mui cứng

+ Kiểu thân ngắn có 5 – 6 chỗ ngồi

Xe mui cứng và mui vải bạt cụ thể có các xêri sau:

* Các thông số cơ bản của xe:

Chiều cao toàn bộ 1900

1910

1910 1955

1935 1930 2080 2075

1860 1880 2080 2095

CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

Hệ thống truyền lực có tác dụng truyền công suất của động cơ tới các bánh

xe và thường được bố trí theo hai kiểu :

+ FF (Động cơ ở phía trước - xe dẫn động bánh trước) Lực dẫn động từđộng cơ truyền qua bộ vi sai của hộp số ngang đến các bán trục, các bánh xe vàcác lốp ở bên trái và bên phải

+ FR (Động cơ ở phía trước – xe dẫn động bánh sau) Lực dẫn động từđộng cơ truyền từ hộp số rồi qua trục các đăng và bộ vi sai đến bán trục (hoặccầu xe), cầu xe, các bánh xe và các lốp ở bên trái và bên phải

Xe Toyota LanCruiser là loại xe việt dã hai cầu 4x4 (4WD) lắp động cơphía trước và bố trí theo kiểu FR (hình 3.1)

- Khi chạy trên các đường cát, bùn hoặc gồ ghề cần có công suất lớn hơn.

Xe 4WD cả 4 bánh đều truyền lực do đó các bánh trước và các bánh sau hỗ trợlẫn nhau nên có thể đạt được tính năng chạy thông cao

- Tính năng leo dốc tốt vì có lực bám cao

- Tính năng ổn định quay vòng cao: vì cả 4 bánh đều truyền lực như nhaunên tải trọng trên mỗi lốp sẽ giảm tạo ra sự quay vòng ổn định

- Tính chuyển động thẳng cao: vì lực bám dư của mỗi lốp tăng lên, cácthay đổi bên ngoài không ảnh hưởng đến xe Nhờ vậy đạt được tính ổn định khichạy trên đường thẳng.

* Nhược điểm :

- Cấu tạo phức tạp vì phải có hộp số phụ, các đăng để phân phối côngsuất đến các bánh xe

- Trọng lượng và giá thành cao do có nhiều bộ phận

- Việc tăng các bộ phận quay ( hộp số phụ, cac đăng ) làm tăng số nguồnphát sinh rung động và tiếng ồn

- Truyền mômen quay từ động cơ tới HTTL phía sau

- Cắt và nối mômen quay từ động cơ tới HTTL đảm bảo sang số được dễdàng Thực hiện đóng ngắt êm dịu nhằm giảm tải trọng động và thực hiện trongthời gian ngắn

- Khi chịu tải quá lớn ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằm tránh quátải cho HTTL và động cơ

- Giảm chấn động do động cơ gây ra trong quá trình làm việc nhằm đảm bảo chocác chi tiết trong HTTL hoạt động an toàn

b) Yêu cầu

- Khi đóng truyền động phải nhanh chóng, êm dịu không gây các lực va đập choHTTL Khi cắt truyền động phải hoàn toàn, dứt khoát, êm dịu để quá trình ra vào

số được nhẹ nhàng

- Truyền được mômen lớn nhất của động cơ trong mọi điều kiện làm việc

- Đảm bảo an toàn cho HTTL khi bị quá tải, tránh các lực quá lớn tác dụng nhanhlên HTTL

- Trọng lượng các chi tiết phải nhỏ gọn để giảm được lực quán tính qua đó giảmđược lực va đập khi ra vào số

+ Theo cơ cấu điều khiển ly hợp chia ra các loại sau:

- Ly hợp điều khiển bằng cơ học có lò xo trợ lực;

- Ly hợp điều khiển bằng cơ học có trợ lực thủy lực;

- Ly hợp điều khiển băng cơ học có trợ lực hơi.

+ Theo phương pháp ép các đĩa ma sát:

+ Phân loại theo trạng thái làm việc.

- Ly hợp thường đóng

- Ly hợp thường mở.

3.1.2 Cấu tạo các bộ phận cơ bản của ly hợp xe Toyota Lan Cruiser

Hình 3.2 Ly hợp ôtô TOYOTA Lan Cruiser

Ly hợp của xe Lan Cruiser là ly hợp ma sát một đĩa, thường xuyên đóng,

có lò xo ly hợp kiểu màng (đĩa) Cấu tạo gồm 3 phần cơ bản: phần chủ động(quay cùng với bánh đà của động cơ), phần bị động và cơ cấu điều khiển ly hợp

a) Phần chủ động

Bánh đà: Bánh đà vừa là chi tiết của động cơ vừa là chi tiết của bộ phận

chủ động Bánh đà bắt chặt với trục khuỷu nhờ các bulông định tâm, trên bề mặtđược gia công nhẵn làm bề mặt tựa của ly hợp Mép ngoài của mặt bánh đà cócác lỗ ren để bắt với vỏ ly hợp đồng thời có các chốt định tâm bảo đảm đồng tâmgiữa bánh đà và vỏ, bảo đảm khả năng truyền tốt mômen Bánh đà làm bằnggang có khả năng dẫn nhiệt cao, phần lõm phía trong có các lỗ thoát dầu mỡ, bụi,các lỗ được khoan xiên tạo điều kiện cho dầu mỡ thoát ra ngoài theo lực ly tâm

Đĩa ép (mâm ép): Đĩa ép ly hợp được làm bằng vật liệu chịu tải, đảm bảo

độ phẳng cao, được điều khiển để đóng hoặc mở ly hợp

Đĩa ép, với một hoặc nhiều lò xo gắn với khung ly hợp Khung ly hợpđược gắn với bánh đà bằng các bulông và cùng quay với nó Khi ly hợp ăn khớp,lực ép lò xo giữ cho đĩa ma sát tỳ vào bánh đà

Đĩa ép thường là loại lò xo màng (Diaphragm spring) Lò xo màng thường

sử dụng những lò xo lá (đĩa) đơn Lò xo lá là một lò xoắn vòng tròn lớn, đượcuốn cong lên hoặc lõm xuống Lò xo này được gắn vào trong đĩa ép với cạnh

ngoài được lắp chặt về phía sau bề mặt của đĩa ép, một kiềng tròn được gắn phíasau lò xo lá có nhiệm vụ định vị cạnh ngoài của lò xo.

Lò xo ép màng hoạt động khi trung tâm của đĩa được đẩy vào động cơ, thìcạnh ngoài của nó đi ngược lại phía động cơ Điều này sẽ tách đĩa ly hợp và đĩa

ép trượt ra xa so với bánh đà Khi trung tâm của lò xo được nhả ra thì lò xo sẽ trởlại trạng thái bình thường của nó Lúc đó cạnh ngoài của đĩa ép mặt trời sẽ đẩy

bề mặt đĩa ép vào trong đĩa ly hợp

Hình 3.3 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo ép dạng đĩa

1 Đĩa bị động; 2 Đĩa ép; 3 Vỏ ly hợp; 5 Bạc mở; 6 Trục ly hợp; 7 Càng mở;

8 Lò xo ép dạng đĩa; 9 Tấm ma sát; 10 Bánh đà; 11 Trục khuỷu động cơ.

b) Phần bị động

Đĩa ma sát (đĩa ly hợp): Đĩa ma sát gồm có moayơ, các tấm ma sát, các lò

xo giảm chấn hoặc cao su giảm chấn và các lò xo đệm Các bề mặt ma sát gắnvới lò xo đệm, khi ly hợp ăn khớp chính nhờ các lò xo đệm này mà sự rung độngđược giảm thấp

Cao su chống xoắn đưa vào moayơ ly hợp để làm dịu va đập quay khi vào

ly hợp bằng cách dịch chuyển theo vòng tròn

Trên cả hai mặt của đĩa ma sát có các rãnh nhằm ngăn không cho đĩa bịdính với bánh đà hoặc đĩa ép khi ly hợp nhả Các rãnh còn giúp cho việc làmnguội các mặt tiếp xúc Bề mặt đĩa ma sát được làm bằng sợi coton và amiăng

Để tăng thêm độ cứng của bề mặt ma sát những sợi đồng được đan hoặc

ép thêm vào Do amiăng là loại vật liệu tác động xấu đến sức khoẻ con ngườinên dần thay thế bằng vật liệu khác Hiện nay một số đĩa ma sát dùng bề mặt masát bằng vật liệu kim loại hoặc gốm Đĩa ma sát có hành trình dịch chuyểnkhoảng 1,5mm khi ly hợp thay đổi từ trạng thái ăn khớp đến không ăn khớp.

Hình 3.4 Cấu tạo đĩa ma sát c) Cơ cấu dẫn động ly hợp

Cơ cấu dẫn động của xe Lan Cruiser gồm một phần là dẫn động cơ khí,một phần là dẫn động thuỷ lực để truyền công suất, một số xe có thể lắp thêm trợlực chân không cho ly hợp

Bàn đạp ly hợp tạo ra áp suất thuỷ lực trong xylanh chính bằng lực ấn vàobàn đạp, áp suất này tác dụng lên xylanh để đóng, ngắt ly hợp

Hành trình tự do là khoảng cách mà bàn đạp có thể được ấn cho đến khivòng bi cắt ly hợp ép vào lò xo đĩa Khi đĩa ly hợp mòn sẽ tạo ra sự trượt ly hợp,

để tránh hiện tượng trượt ly hợp người ta sử dụng các xylanh cắt ly hợp tự điềuchỉnh do đó hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không đổi

Hình 3.5 Cơ cấu dẫn động ly hợp kiểu cơ khí

Cơ cấu tự động điều chỉnh ly hợp TFT (Toyota Free-Tronic)

Cơ cấu TFT không có bàn đạp ly hợp và gồm có các bộ phận (hình 3.6).

Khi chuyển số, ECU của TFT điều khiển bộ chấp hành thuỷ lực theo cáctín hiệu từ các cảm biến và các công tắc để truyền áp suất thuỷ lực đến xylanhcắt ly hợp và tự động điều khiển ly hợp Vì nó được trang bị bộ điều khiển bảo

vệ, nên nó báo cho người lái bằng chuông và đèn báo để tránh điều khiển sai lyhợp

Hình 3.6 Cơ cấu TFT

Hiện nay để cải thiện điều kiện làm việc cho người lái, Lan Cruiser trang

bị bộ phận cường hóa để hỗ trợ lực tác động lên bàn đạp ly hợp cho người lái Bộcường hóa thường sử dụng là bộ cường hóa chân không, được lắp phía trướcxylanh bơm

Hình 3.7 Dẫn động ly hợp bằng thuỷ cơ có cường hoá khí nén

Nắp ly hợp: Nắp ly hợp dùng để nối và ngắt công suất của động cơ Nắp

thường được làm bằng gang và được cân bằng tốt trong khi quay và phải toảnhiệt một cách hiệu quả vào lúc nối ly hợp Nắp ly hợp có lò xo đĩa để đẩy đĩa ép

ly hợp vào đĩa ly hợp

Hình 3.8 Nắp ly hợp

Xylanh cắt ly hợp: Xylanh cắt ly hợp có tác dụng làm dịch chuyển pittông

bằng áp suất thuỷ lực từ xylanh chính và điều khiển càng cắt ly hợp qua cần đẩy

Xy lanh cắt ly hợp tự điều chỉnh: Lò xo côn trong xylanh cắt ly hợp luônluôn ép cần đẩy vào càng cắt bằng lực lò xo để giữ hành trình tự do của bàn đạp

ly hợp không thay đổi Ngoài ra còn có xy lanh cắt có thể điều chỉnh

Xy lanh cắt có thể điều chỉnh: Khi vị trí của đầu lò xo đĩa đã thay đổi dođĩa ly hợp mòn, cần phải điều chỉnh hành trình tự do này bằng cần đẩy

Hình 3.9 Xylanh cắt ly hợp

Vòng bi cắt ly hợp

Hình 3.10 Vòng bi cắt ly hợp

Vòng bi cắt ly hợp là bộ phận quan trọng trong ly hợp Vì nó phải hấp thụ

sự chênh lệch về tốc độ quay giữa càng cắt ly hợp (không quay) và lò xo đĩa (bộphận quay) để truyền chuyển động của càng cắt vào lò xo đĩa Bởi vậy vòng binày phải có cấu tạo đặc biệt, làm bằng vật liệu bền và có tính chịu mòn cao

Trong các ly hợp của xe FF, trục khuỷu và trục sơ cấp thường dịch chuyểnvới nhau một chút, nghĩa là đường tâm của lò xo đĩa và đường tâm của vòng bi

ép ly hợp dịch chuyển với nhau một chút nên gây ra tiếng ồn do ma sát giữavòng bi cắt ly hợp và lò xo đĩa Để giảm tiếng ồn này, vòng bi này thường đượcchế tạo đặc biệt tự động điều chỉnh để đường tâm của lò xo đĩa và vòng bi cắt lyhợp trùng nhau

Hình 3.11 Vòng bi cắt ly hợp tự định tâm

* Ưu điểm của ly hợp lò xo đĩa

- Lực ép lò xo màng không bị ảnh hưởng khi đĩa ma sát mòn, do đó tránh đượctình trạng ly hợp trượt

- Kết cấu đơn giản, khối lượng nhỏ

- Lực ép phân bố đều ở mọi chế độ làm việc

- Phải đảm bảo tính năng động lực và tính kinh tế của nhiên liệu

- Không sinh ra các lực va đập lên HTTL, làm việc êm dịu không có tiếngồn

- Có tay số trung gian để ngắt truyền động lâu dài giữa động cơ và HTTL

- Cấu tạo đơn giản, điều khiển dễ dàng

c) Phân loại

+ Phân loại theo tỷ số truyền:

- Hộp số vô cấp: Tỷ số truyền tăng giảm liên tục trong một khoảng nhất

định

- Hộp số có cấp: Tỷ số truyền tăng giảm theo từng cấp Trên xe thường

dùng hộp số 3 cấp, 4 hay 5 cấp

+ Phân loại theo phương pháp truyền lực

- Hộp số cơ khí: Truyền lực qua các khâu cơ khí.

- Hộp số điện từ: truyền lực bằng điện từ.

- Hộp số thủy lực: Truyền lực qua chất lỏng.

+ Phân loại theo phương pháp điều khiển: Hộp số cơ khí (MT), hộp số tự động (AT) và hộp số bán tự động.

+ Phân loại theo số trục

- Loại hai trục: Trục chủ động (trục vào), trục bị động(trục ra).

- Loại ba trục: Trục chủ động (trục vào), trục bị động (trục ra), trục trung gian.

3.2.2 Cấu tạo những bộ phận cơ bản của hộp số xe Lan Cruiser

Hộp số của xe Lan Cruiser là hộp số cơ khí dọc 5 cấp tốc độ bố trí theokiểu FR

Hình 3.11 Cấu tạo hộp số của xe Lan Cruiser

Đối với hộp số dọc trục sơ cấp và trục thứ cấp được bố trí trên cùng mộtđường tâm và bánh răng đảo chiều liên kết trục sơ cấp và trục thứ cấp để truyềncông suất

a) Nắp và vỏ hộp số

* Tác dụng: Bao kín các chi tiết bên trong của hộp số Chứa dầu bôi trơn.

Định vị gá lắp trục hộp số

* Cấu tạo:Vỏ hộp số thường được đúc bằng gang, phía trên có nắp Trên

vỏ có các lỗ để lắp vòng bi đỡ trục, ở phần phía dưới và phía hông vỏ hộp số có

lỗ xả dầu cũ và bổ sung dầu mới Cơ cấu điều khiển hộp số thường được bố trí

trên nắp hộp số

b) Trục sơ cấp

Trục sơ cấp gồm các bộ phận: trục sơ cấp, ống trục bạc đạn, phớt, bạc đạntrục sơ cấp, khoen chặn, rãnh then hoa, bánh răng gài trục chủ động, răng gàivòng đồng tốc

Hình 3.12 Các chi tiết của trục sơ cấp

Trục sơ cấp hay là trục ly hợp dùng để truyền chuyển động quay từ đĩa lyhợp đến bánh răng trục trung gian hộp số, đầu phía trước bắt vào vòng bi ở đĩabắt bánh đà đầu trục khuỷu, đầu sau lắp vào lỗ ở thành phía trước vỏ hộp số.Việc lắp trục sơ cấp bảo đảm sao cho bánh răng chủ động và răng then hoa thò rangoài hộp số để lắp đĩa bị động ly hợp

c) Trục thứ cấp

Trục thứ cấp có răng then hoa, đầu trước dùng vòng bi đũa để lắp vào đầusau của trục sơ cấp, đầu sau dùng vòng bi tròn lắp vào lỗ ở vỏ hộp số trên rãnhdọc của trục thứ cấp thẳng hàng với tâm trục sơ cấp

Hình 3.13 Trục thứ cấp của hộp số

1-Bạc đạn đũa; 2-Khoen chặn; 3-Cụm đồng tốc số 3-4; 4,11,13-Vòng đồng tốc; Bánh răng số 3; 6.Chỗ gối đầu cối trục thứ cấp; 7.Rãnh then hoa để lắp bộ đồng tốc; 8-Trục thứ cấp; 9-Rãnh then hoa; 10-Bánh răng số 2; 12-Cụm đồng tốc số 1-2; 14-

5-Ống răng; 15-Bánh răng số 1; 16-Long đền chặn; 17-Long đền điều chỉnh; 18-Bạc

đạn trục thứ cấp

d) Trục trung gian

Trục trung gian gồm các bánh răng có đường kính khác nhau được chế tạothành một khối và bắt chặt trên trục Khối bánh răng được lắp trên các vòng biđũa hoặc đúc liền với trục và dùng vòng bi lắp vào các lỗ ở vỏ hộp số, trục trunggian luôn quay cùng với trục thứ cấp hộp số

Hình 3.14 Cấu tạo trục trung gian e) Trục số lùi

Hình 3.15 Các chi tiết của trục số lùi

Trục số lùi là một trục ngắn dùng để đỡ các bánh răng lùi trên cả hai trụctrung gian và trục thứ cấp Trục số lùi gồm có các bộ phận: trục số lùi, khoenchặn, vòng chặn, ống trượt, bạc đạn đũa, long đền bạc đạn, bánh răng số lùi

g) Bộ hoà đồng tốc

Bộ hoà đồng tốc dùng để làm đồng đều tốc độ của các bánh răng khi gài sốtránh sự va chạm các bánh răng, khi gài số không phát ra tiếng kêu Mặt khácđảm bảo cho người lái khi vào số được nhẹ nhàng.

Bộ đồng tốc thường được đặt ở các cặp bánh răng có tỷ số truyền nhỏ, vìcác tay số này có tốc độ của các cặp bánh răng chênh lệch nhau lớn

* Cấu tạo

Hình 3.16 Cấu tạo bộ đồng tốc

Các bánh răng nghiêng được lắp trên trục và quay trơn trên trục nhờ các ổ

bi kim Các bánh răng này có thêm vành răng phụ và mặt côn ma sát Các vànhđồng tốc làm bằng hợp kim đồng có khả năng chịu mài mòn và truyền nhiệt cao,

có bề mặt ma sát trong dạng côn

h) Cơ cấu sang số

Tác dụng : Cơ cấu sang số dùng để thực hiện di động các bánh răng của hộp

số khi gài số hoặc nhả số

Hình 3.17 Cơ cấu sang số

Yêu cầu : Khi sang số phải nhẹ nhàng, không vào hai số một lúc, kết cấu đơn

giản, chắc chắn

i) Cơ cấu định vị và khóa thanh trượt

* Nhiệm vụ : Giữ cho các bánh răng, ống răng sau khi ăn khớp được cố

định ở vị trí ăn khớp để tránh hiện tượng nhảy số, không cho phép vào hai sốmột lúc

* Cấu tạo :Trên các thanh trượt được bố trí các rãnh lõm, ở cơ cấu định vị

có ba rãnh kề nhau trên các thanh trượt, rãnh ở giữa ứng với vị trí trung gian Khi

thực hiện việc vào số ta di chuyển các thanh trượt, khi đó các viên bi định vị nén

lò xo lại và thanh trượt tiếp tục được di trượt, càng cua đưa các bánh răng vào vịtrí ăn khớp Lúc đó do sự đàn hồi của lò xo sẽ làm cho viên bi định vị chèn vàorãnh ứng với số tương ứng, nó giúp cho bánh răng định vị ở vị trí ăn khớp

Hình 3.18 Cơ cấu định vị và khóa thanh trượt.

1, 3, 5 Lò xo và bi định vị 2 Bi khóa; 4, 6 Thanh trượt

Cơ cấu khóa thanh trượt được dùng để khóa hai thanh trượt kề nhau tránhhiện tượng vào hai số một lúc, khi cần chọn số tác động vào hai thanh trượt Trênthanh trượt được phay các rãnh lõm, chiều sâu của rãnh phụ thuộc vào kíchthước của bi khóa thanh trượt và các khoảng cách giữa các khóa thanh trượt.Trong trường hợp ta kéo một hoặc hai thanh trượt sẽ làm cho các viên bi của cơcấu khóa thanh trượt chèn vào rãnh lõm trên thanh trượt bên cạnh, bề mặt caonhất của các bi khóa thanh trượt được kéo bằng với bề mặt thanh trượt Trongtrường hợp ta kéo cả hai thanh trượt, các viên bi khóa này sẽ chèn vào các méprãnh của thanh trượt không cho phép chuyển từng thanh trượt tương ứng vào số

ở thời điểm đó

k) Cơ cấu báo số lùi

Hình 3.19 Cơ cấu báo số lùi

* Nhiệm vụ : Cơ cấu báo số lùi cảnh báo cho người lái bằng cảm giác khi

vào số lùi Khi vào số lùi, người lái phải tác dụng một lực lớn hơn bình thường

để tránh hiện tượng xe đang chạy số tiến vào nhầm số lùi

3.3 Hộp số phụ và hộp phân phối

3.3.1 Hộp số phụ

Hình 3.20 Hộp số phụ của xe Toyota Lan Cruiser

Hộp số phụ có nhiều loại: Loại hai cấp giảm hoặc một cấp giảm, loại mộtcấp tăng hoặc loại ba cấp Hộp số phụ 3 cấp gồm một số truyền thẳng, một cấpgiảm và một cấp tăng

3.3.2 Hộp phân phối

a) Công dụng

Hộp phân phối dùng để phân phối mômen quay truyền từ hộp số chính đếncác cầu chủ động Ngoài ra hộp phân phối còn làm nhiệm vụ tăng thêm lực kéocho bánh xe chủ động, tức là làm nhiệm vụ của hộp số phụ

3.4 Trục các đăng

Trục các đăng có tác dụng truyền mômen quay giữa các trục mà khoảngcách và góc truyền thay đổi khi xe làm việc Trục các đăng là một ống thép nhẹbằng thép các bon, đủ khoẻ để chống xoắn và cong

xe bằng một giá đỡ

Hình 3.24 Ổ đỡ giữa 3.4.2 Khớp các đăng

Hình 3.25 Khớp các đăng

Mục đích của khớp các đăng là để khử những biến đổi về góc phát sinh từnhững thay đổi vị trí tương đối giữa bộ vi sai và hộp số, và nhờ vậy việc truyềncông suất từ hộp số đến bộ vi sai được êm dịu Khớp cac đăng kiểu chữ thậpđược sử dụng phổ biến vì cấu tạo của chúng đơn giản và làm việc chính xác Mộttrong 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 trợt)

3.5 Cầu chủ động

* Công dụng:

- Là giá đỡ và giữ hai bánh xe chủ động

- Phân phối mômen của động cơ đến hai bánh xe chủ động để xe chuyểnđộng tiến hoặc lùi

- Tăng tỷ số truyền để tăng mômen xoắn, tăng lực kéo của bánh chủ động

- Cho phép bánh xe chủ động quay với vận tốc khác nhau khi xe quay vòng

- Đỡ toàn bộ trọng lượng của các bộ phận đặt trên xe Thu hút và truyền dẫnmômen xoắn của cầu lên khung xe khi tăng tốc hoặc phanh xe.

* Phân loại:

+ Theo kết cấu truyền lực chính có: Cầu đơn và cầu kép

+ Theo vị trí của cầu chủ động: Cầu trước chủ động, cầu sau chủ động+ Theo số lượng cầu bố trí trên xe

- Xe có một cầu trước hoặc sau chủ động

- Xe có hai cầu chủ động trước hoặc sau

- Xe có ba cầu chủ động trước, sau và giữa

+ Theo số lượng cặp bánh răng truyền lực chính

- Một cặp bánh răng có tỷ số truyền cố định

- Hai cặp bánh răng có tỷ số truyền cố định

Hình 3.26 Cấu tạo cầu chủ động 3.5.1 Truyền lực chính

+ Dựa theo số cặp bánh răng ăn khớp

- Truyền lực chính đơn: Có một cặp bánh răng

- Truyền lực chính kép: Có hai cặp bánh răng

+ Dựa theo kết cấu cặp bánh răng côn

- Dùng cặp bánh răng côn răng thẳng

- Dùng cặp bánh răng côn răng xoắn

- Dùng cặp bánh răng côn răng Hypoid

a) Truyền lực chính đơn b) Truyền lực chính kép

1 Ổ bi phía ngoài; 1 Bánh răng chủ động

2 Bánh răng chủ động; 2 Bánh răng bị động

3 ổ bi phía trong; 3 Bánh răng trung gian nhỏ

4 Bánh răng bị động; 4 Bánh răng trung gian lớn

5 Đầu trục

Hình 3.27 Truyền lực chính đơn và truyền lực chính kép

3.5.2 Bộ vi sai

* Công dụng :

- Phân phối mômen quay ra các bán trục

- Cho phép bán trục quay với các tốc độ khác nhau khi xe quay vòng haychuyển động trên đường không bằng phẳng

* Phân loại:

+ Dựa vào công dụng của bộ vi sai người ta phân ra làm các loại: Vi sai đối xứng và vi sai không đối xứng.

+ Dựa theo cấu tạo thì có

- Vi sai dùng bánh răng côn

- Vi sai dùng bánh răng trụ

- Vi sai tăng ma sát

* Cấu tạo

Hình 3.28 Cấu tạo bộ vi sai

1 Bánh răng hành tinh; 2 Trục chữ thập; 3 Bánh răng bán trục;

4 Vỏ vi sai; 5 Bánh răng vành chậu.

Vỏ bộ vi sai lắp chặt với bánh răng vành chậu hoặc bánh răng trung gian

lớn (đối với cầu kép) Trục chữ thập đặt cố định trong vỏ bộ vi sai, các đầu trục

chữ thập lắp tự do với bốn bánh răng hành tinh Các bánh răng hành tinh luônluôn quay cùng với vỏ vi sai và ăn khớp với hai bánh răng bán trục, phía trongcủa bán trục có rãnh then hoa để lắp với bán trục Ở một số xe, hộp vi sai có haicặp bánh răng hành tinh lắp trên một trục thẳng

3.5.3 Cơ cấu khóa vi sai

Khi hãm vi sai, cơ cấu này sẽ cài cứng bánh răng hành tinh của vi sai vớibánh răng vành chậu nhờ khớp gài Nó sẽ hình thành một khớp cứng và quaycùng tốc độ với bánh răng vành chậu Bánh răng hành tinh phía đối diện lúc này

cũng quay theo làm cho hai bánh xe chủ động quay cùng tốc độ như nhau Nhưvậy xe thoát khỏi sa lầy một cách dễ dàng.

Hình 3.29 Vi sai và nguyên lý khóa vi sai

1 Cơ cấu khóa vi sai; 2 Khớp gài vi sai; 3 Bán trục;

4 Khớp gài vi sai;5 Vỏ vi sai; 6 Khóa mở.

3.5.4 Truyền lực cuối cùng

Truyền lực cuối cùng để tăng mômen truyền từ bán trục tới bánh xe, nhằmđơn giản kích thước ở truyền lực chính, đảm bảo tính năng cơ động của ôtô, giúpôtô chuyển động dễ dàng trên các địa hình phức tạp nhờ tăng được tỷ số truyền

Hình 3.30 Truyền động bánh răng kiểu hành tinh

1 Bulông của nắp lớn; 2.Bánh răng bị dẫn; 3 Nắp lớn; 4.Bulông bắt giá đỡ bánh răng vệ tinh; 5 Nắp bên ngoài giá đỡ bánh răng vệ tinh; 6.Bánh răng vệ tinh; 7 Bánh răng dẫn động; 8 Nắp nhỏ; 9 Thanh trượt bán trục; 10.Bán trục

11 Vòng hãm; 12 Cữ chặn dẫn động; 13 Trục bánh răng vệ tinh; 14 Bulông hãm trục; 15 Nút xả; 16 Vòng bi bánh răng vệ tinh; 17 Vòng đệm hãm; 18 Vỏ nửa trục; 19 Vòng bi moayơ ngoài; 20.Đai ốc; 21 Đai ốc hãm vòng bi; 22 Nắp trong giá đỡ; 23 Moayơ bánh xe sau

Bánh răng dẫn động 7 được lắp then hoa với bán trục 10, được hãm bởi cữchặn 12 và vòng chặn 11 Xung quanh được lắp ba bánh răng vệ tinh 6 có kết cấugiống nhau, đặt lệch nhau 1200 Chúng được quay trơn trên trục 13 nhờ vòng bi đũa

16 Trục 13 lắp trên giá đỡ bánh răng vệ tinh và được cố định bằng bulông 14.Bulông 4 bắt chặt giá đỡ bánh răng vệ tinh Bánh răng bị dẫn động 2 có bố trírăng trong, nó được truyền mômen từ bánh răng dẫn động qua bánh răng vệ tinh.Nắp lớn 3 có tác dụng che kín các chi tiết bên trong, trên đó có bố trí nút xả dầu

15 Nắp 5 được bắt chặt với giá đỡ bánh răng vệ tinh bằng bulông 4

Hình 3.31 Bán trục và cầu xe

Hình 3.32 Cấu tạo bán trục và cầu xe

Một số lưu ý về kiểm tra, điều chỉnh trong sử dụng

Trong quá trình sử dụng xe, nếu thấy có hiện tượng khi đạp hết bàn đạp lyhợp vào mà vẫn không thể cắt được động lực, đó là do ly hợp đã bị mòn hoặchành trình tự do của bàn đạp ly hợp không chuẩn Cần phải thay thế hoặc điềuchỉnh lại hành trình tự do

Nếu lò xo chịu xoắn bị mòn và tấm đệm bị vỡ sẽ gây ra va đập và tiếng ồnlớn khi vào ly hợp, khi đó cần kiểm tra lại và sửa chữa hoặc thay thế

Đối với trục các đăng: khi tháo phải cẩn thận, không được tác động mộtlực quá mạnh vào các khớp nối mềm và phải đảm bảo hộp số, trục cac đăng và

bộ vi sai luôn thẳng Sau khi lắp phải kiểm tra các góc của khớp nối

Một số dạng hư hỏng của hộp số thường:

Sang số khó, vào số nặng: thanh trượt bị cong, mòn; khớp cầu mòn; bộ

đồng tốc mòn nhiều Răng đồng tốc mòn, ổ bi trục sơ cấp mòn gây sà trục; cáckhớp dẫn động trung gian cần số bị rơ, cong

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

hoặc bị gãy; rơ dọc trục thứ cấp

Có tiếng va đập mạnh: bánh răng bị mòn, ổ bị mòn, dầu bôi trơn thiếu

hoặc không đúng loại Khi vào số có tiếng va đập do hốc hãm đồng tốc mòn quágiới hạn làm mất tác dụng của đồng tốc

Dầu bị rò rỉ: gioăng đệm cacte hộp số bị hỏng, các phớt chắn dầu bị mòn,

hở

Bảo trì và bảo dưỡng hộp số

Tất cả các bộ phận như bánh răng, các trục hộp số, bộ được lắp ráp vớiyêu cầu về độ chính xác vô cùng cao và làm việc ở chế độ thường ăn khớp Vìthế, 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 cácbánh răng làm việc trong điều kiện nhiệt độ ổn định và làm sạch các mạt kimloại có thể được tạo ra trong quá trình các chi tiết làm việc Nếu được bảo dưỡngđúng cách, một hộp số có thể dễ dàng làm việc suốt đời cùng với chiếc xe Tuynhiên, những thói xấu vì thiếu hiểu biết (kiểm tra lượng dầu khi đã cạn!) sẽ dẫnđến những tác hại cho xe

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG TREO VÀ DI ĐỘNG

4.1 Hệ thống treo

4.1.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại

a) Công dụng

Hệ thống treo nối thân xe với các bánh xe và có các chức năng sau:

- Khi xe chuyển động, nó cùng với vỏ xe hấp thụ và cản lại các rung động,các dao động và các va đập tác dụng lên xe do mặt đường không bằng phẳng, đểđảm bảo hành khách, hành lý và cải thiện tính ổn định chuyển động

- Truyền lực kéo và lực thắng sinh ra do ma sát giữa mặt đường và các bánh

xe, đến gầm và thân xe

- Đỡ thân xe trên các cầu và đảm bảo mối liên hệ hình học chính xác giữathân và các bánh xe

Hình 4.1 Sơ đồ bố trí hệ thống treo

b) Yêu cầu

- Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuậtcủa xe như chạy trên đường tốt hay chạy trên nhiều loại địa hình khác nhau

- Bánh xe có khả năng chuyển dịch trong một không gian giới hạn

- Không ảnh hưởng đến quan hệ động học và động học của bánh xe

- Không gây tải trọng lớn tại các mối liên kết với vỏ

- Theo phần tử đàn hồi chia ra các loại: Loại nhíp, loại lò xo, loại thanhxoắn, loại cao su, loại khí

- Theo kết cấu của giảm chấn, gồm có: giảm chấn ống, giảm chấn đòn

- Dựa vào khả năng thay đổi đặc tính làm việc, gồm có: Hệ thống treo tựđộng điều chỉnh và hệ thống treo không điều chỉnh

4.1.2 Cấu tạo hệ thống treo của xe Lan Cruiser

• Bộ treo trước

Hệ thống treo trước của xe Lan Cruiser là hệ thống treo độc lập Trên hệthống treo độc lập, dầm cầu được chế tạo rời, giữa chúng liên hệ với nhau bằngcác khớp nối, bộ phận đàn hồi là lò xo trụ, bộ giảm chấn là giảm chấn ống

Ưu điểm của hệ thống treo độc lập

- Khối lượng phần không được treo là nhỏ, đặc tính bám đường của bánh xe

là tốt, vì vậy sẽ êm dịu trong khi di chuyển và có tính ổn định tốt

- Các lò xo trong hệ thống treo độc lập chỉ làm nhiệm vụ đỡ thân ôtô màkhông có tác dụng định vị các bánh xe (Đó là chức năng của các thanh liên kết),điều có có nghĩa là có thể dùng các lò xo mềm hơn

- Do không có sự nối cứng giữa các bánh xe phía trái và phía phải nên cóthể hạ thấp sàn ôtô và vị trí lắp động cơ, do đó có thể hạ thấp được trọng tâm củaôtô

- Kết cấu của hệ thống treo phức tạp hơn

- Khoảng cách bánh xe và các vị trí đặt bánh xe thay đổi cùng với sự dịchchuyển lên xuống của các bánh xe

- Nhiều kiểu ôtô được trang bị thanh ổn định để giảm sự lắc ngang khi ôtôchuyển động quay vòng, cải thiện được tính ổn định và các tính năng khác

Hình 4.2 Hệ thống treo độc lập cầu trước của Toyota Lan Cruiser

Hệ thống treo độc lập cũng được chia làm nhiều loại khác nhau tuỳ thuộcvào đặc điểm kết cấu, vị trí lắp ráp và nguyên lý hoạt động của chúng, mà có cácloại:

- Kiểu thanh giằng McPherson

- Kiểu hình thang với chạc kép

- Kiểu chạc xiên

Hệ thống treo trước của xe Toyota Lan Cruiser là loại thanh giằng McPherson

Hình 4.3 Hệ thống treo loại McPherson

Đây là hệ thống treo độc lập sử dụng rộng rãi nhất ở hệ thống treo trước củacác xe du lịch nhỏ và trung bình

Ưu điểm của hệ thống treo loại này là:

+ Cấu tạo tương đối đơn giản, ít chi tiết nên nó nhẹ, vì vậy có thể giảmđược khối lượng không được treo

+ Do hệ thống treo chiếm ít không gian, nên có thể tăng không gian sửdụng của khoang động cơ

+ Do khoảng cách giữa các điểm đỡ hệ thống treo là khá lớn, nên có sự thayđổi nhỏ của góc đặt bánh xe trước do lỗi lắp hay lỗi chế tạo chi tiết Vì vậy, trừ

độ chụm, bình thường không cần thiết điều chỉnh các góc đặt bánh xe

• Bộ treo sau

Hệ thống treo sau của xe Lan Cruiser là hệ thống treo phụ thuộc Ở hệthống treo phụ thuộc, dầm cầu được chế tạo liền do vậy dao động của hai bánh

xe phụ thuộc vào nhau Hệ thống treo phụ thuộc có các đặc điểm:

* Ưu điểm:

- Trong quá trình chuyển động, vết bánh xe được cố định do đó không xảy

ra mòn lốp nhanh như ở hệ thống treo độc lập

- Khi chịu lực bên (Lực ly tâm, đường nghiêng, gió bên…) hai bánh xe liênkết cứng bởi vậy hạn chế được hiện tượng thân xe bị nghiêng, trượt bánh xe

- Cấu tạo đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ tháo lắp, sửa chữa và bảo dưỡng

- Có độ cứng vững để chịu được tải nặng

* Nhược điểm:

- Vì khối lượng không được treo (các bánh xe và các cầu xe…) lớn, nên khi

xe chạy trên đường không bằng phẳng tải trọng động sinh ra sẽ gây va đập mạnhgiữa phần treo và phần không treo do đó tính êm dịu chuyển động kém Mặtkhác bánh xe va đập mạnh trên nền đường làm xấu sự tiếp xúc giữa bánh xe vớiđường

- Vì sự chuyển động của các bánh xe bên trái và bên phải ảnh hưởng lẫnnhau nên sự rung động và sự dao động dễ xảy ra hơn