Giáo trình gầm ô tô

đủ mạnh để đẩy tuabin quay lên trục bị động bị tách khỏi chuyển động của trụcchủ động, tơng đơng với trờng hợp ngắt ly hợp đối với ly hợp ma sát.- Chế độ biến mô Thay đổi mô men truyền:

Chơng 1 Khái quát chung về gầm ô tô

1.1.Tác dụng của gầm ô tô;

Gầm ô tô gồm các bộ phận và cơ cấu dùng để nhận và truyền động lực từ động cơ tới bánh xe chủ động giúp cho ô tô chuyển động tiến hoắc hoặc lùi, thay đổi hớng chuyển động, giúp cho xe ô tô chuyển động đợc an toàn

1.2 Cấu tạo chung của hệ thống gầm ô tô ;

1.2.1 Hệ thống truyền lực :

Hệ thống truyền lực của ô tô có nhiệm vụ truyền lực và phân phối mômenquay và công suất từ động cơ đến các bánh xe chủ động, làm thay đổi mômen vàchiều quay của bánh xe theo yêu cầu

Kết cấu, bố trí chung của hệ thống truyền lực phụ thuộc vào kết cấu, bố tríchung của xe ( động cơ đặt phía trớc hoặc phía sau) và số cầu chủ động của xe

Nh vậy, xe có thể có hệ thống truyền lực một cầu chủ động, hệ thống truyền lựchai cầu chủ động hoặc hệ thống lực ba cầu chủ động với động cơ đặt phía trớchoặc phía sau xe

- Sơ đồ hệ thống truyền lực với động cơ đặt trớc, cầu sau chủ động;

Sơ đồ truyền lực sẽ là Động cơ ->Ly hợp-> hộp số-> các đăng-> cầu chủ

động->bán trục-> bánh xe chủ động.Đối với động cơ hai cầu chủ động, ba cầu chủ

động có thêm hộp phân phối, khi nào cài thêm cầu chủ động thì mô men sẽ đợctruyền cho cầu đó để tăng lực kéo cho xe

- Sơ đồ hệ thống truyền lực với động cơ đặt trớc cầu trớc chủ độngSơ đồ truyền lực sẽ là Động cơ ->Ly hợp-> hộp số-> cụm vi sai->bán trục trớc -> bánh xe chủ

động trớc

- Sơ đồ hệ thống truyền lực với động cơ đặt sau, cầu sau chủ động;

Sơ đồ truyền lực sẽ là Động cơ ->Ly hợp-> hộp số-> cụm vi sai -> bán trục cầu sau-> bánh xe chủ động sau

1.2.2 Hệ thống điều khiển

Hệ thống này giúp cho xe thay đổi hớng chuyển động theo yêu cầu, có thể dừng

đỗ xe trong những trờng hợp cần thiết Gồm

- Hệ thống lái

- Hệ thống phanh

1.2.3 Hệ thống chuyển động

- Duy trì mối nối đó trong suốt quá trình xe chạy bình thờng.

- Tạm thời tách mối nối đó khi sang số

- Nhờ bộ ly hợp nguời lái có thể giảm tốc độ xe thậm chí cho xe dừng hẳn khi

2.1.3 Cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa dùng trên ô tô.

Ly hợp ma sát một đĩa đờc dùng phổ biến trên xe du lịch, xe tải cỡ nhỏ và

cỡ trung, cấu tạo điển hình của ly hợp ma sát một đĩa

gồm có; vỏ 7, đĩa ép 4, sáu lò xo ly hợp hình trụ 13, đĩa ly hợp 3 bị kẹp giữabánh đà 2 và đĩa ép 4 Vỏ thép 7 đợc cố định trên bánh đà 2 , lắp chắt trên vỏ 7 làtrục 6, trục này tỳ nên con lăn của cần ép 5 Cần bẩy nối với các ụ lồi của đĩa ép

4 nhờ trục đỡ qua ổ bi kim, Con lăn giúp cần bẩy 5 lăn tự do quanh trục, đầutrong của cần ép có vít điều chỉnh 8 Đỉnh của các vít điều chỉnh phải nằm trêncùng một mặt phẳng Yêu cầu này cần đợc tuân thủ nghiêm ngặt khi lắp cũng

nh sau khi sửa chữa trên vít điều chỉnh có êcu hãm Giữa địa ép và vỏ thép 7 cósáu lò xo ép ly hợp 13, các lò xo này tỳ lên đệm cách nhiệt ở phía đĩa ép

Giữa bánh đà và đĩa ép là đĩa ly hợp đàn hồi 3 trên đĩa có các lò xo giảmchấn Bu lông điều chỉnh 8 ở đầu cần bẩy 5 ( mỗi ly hợp có từ 3 cần bẩy trở lên)dùng để điều chỉnh khe hở từ đầu bu lông đến ổ bi nhả ly hợp, đảm bảo khe hởnày đồng đều và nằm trong giới hạn quy định, giúp nhả ly hợp triệt để và tránhcho cần bẩy không rung động trong quá trình đóng và nhả ly hợp

* bộ ly hợp dùng lò xo mang

Lò xo màng đã kết hợp chức năng của lò xo ép và chức năng của cần bẩy,khiến cho cấu tạo bộ ly hợp đợc gọn, đơn giản, hoạt động tin cậy Đặc tính phituyến của lò xo màng thể hiện nhiều u điểm cho tính năng sử dụng và kết cấucủa bộ ly hợp: Lực nhả ly hợp nhỏ hơn, sau khi mòn mặt ma sát lực ép của lò xo

ít thay đổi rất thích hợp với xe tốc độ lớn Hiện nay trên xe du lịch hầu hết đềulắp ly hợp dùng lò xo màng, xe chở hàng cũng sử dụng ngày một nhiều loại lyhợp này Các bộ ly hợp dùng lò xo màng chia thành hai loại: đẩy và kéo Kết cấutruyền thống là loại đẩy Sơ đồ loại kéo đợc giới thiệu trên hình Trong loại nàyvòng thép tỳ đợc rời ra gần mép đờng kính ngoài của lò xo u điểm của loại kéo

so với loại đẩy là: Cải thiện việc phân bố ứng suất trên lò xo, giảm ứng suất cực

đại; khi vòng bi tỳ bị mòn trong loại đẩy tạo ra khe hở 8 giữa lò xo màng vàvòng thép tỳ làm tăng hành trình tự do của bàn đạp ly hợp , nhng trong loại kéokhông có nhợc điểm này Do những u điểm trên lên ly hợp ma sát dùng lò xomàng loại kéo đợc sử dụng rộng rãi trên ô tô

2.1.4 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc

* Sơ đồ cấu tạo: Ly hợp ma sát gồm có 3 phần chính: phần chủ động,

phần thụ động và phần cơ cấu điều khiển

- Phần chủ động gồm có bánh đà 2, vỏ ly hợp 15, đĩa ép 4, lò xo ép 5,bánh đà 2 bắt chặt vào đầu trục khuỷu động cơ bằng then hoặc bằng bulông, vỏ

ly hợp 15 bắt chặt lên bánh đà Đĩa ép cùng quay với bánh đà 2 và vỏ ly hợp 15

- Phần thụ động gồm trục thụ động 11 ( trục sơ cấp của hộp số) và đĩa masát 3 moayơ của đĩa có dạng then hoa đợc lắp vào đầu then hoa hoặc trục 11( trục sơ cấp của hộp số) Vì thế đĩa vừa có thể trợt dọc trục vừa có thể lai trục

11 quay theo, khi đĩa 3 bị ép chặt vào bánh đà Hai mặt của đĩa ly hợp 3 làmbằng amiăng ép với dây đồng, vì vậy vừa truyền dẫn nhiệt tốt vừa có hệ số masát và độ bám lớn

- Cơ cấu điều khiển gồm: bàn đạp 10, tay đòn 9, các lò xo 6, vòng bi tỳ 12

và các cần bẩy Bàn đạp 10 dùng để điều khiển vòng bi tỳ 12 chuyển dịch qua lại

mà không quay theo trục 11 Chuyển dịch của vòng bi tỳ 12 sẽ điều khiển trựctiếp hoặc thông qua cần bẩy 6 làm cho đĩa ép 4 ép chặt đĩa ma sát vào bánh đà,các lò xo ép 5 tỳ lên vai chặn của trục 11 hoặc trong ổ đỡ chặn của vỏ ly hợp 15

* Nguyên lý làm việc: Khi đóng ly hợp ngời lái rời chân khỏi bàn đạp

10( không có lực đẩy trên bàn đạp), lúc ấy dới tác động lực đẩy của các lò xo épthông qua đĩa ép 4, đĩa ma sát 3 đợc ép chặt lên mặt bánh đà Nhờ ma sát trênmặt đĩa nên cả lò xo ép 5, đĩa ép 4, đĩa ma sát 3 và cả bánh đà 2 tạo thành mộtkhối cứng truyền mômen từ trục khuỷu động cơ 1 đến trục 11 Đây là trờng hợp

đóng ly hợp Muốn tách ly hợp chỉ cần đạp chân lên bàn đạp 10, lúc ấy nhờ cánhtay đòn, đẩy vòng bi tỳ dịch chuyển dọc trục 11 sang trái ép cần bẩy 6 để kéo đĩa

ép 4 sang phải chống lại lực đẩy của lò xo ép 5, tách đĩa ma sát khỏi mặt bánh

Các bộ ly hợp một đĩa đợc dùng để truyền mô men tơng đối nhỏ, nếutruyền mô men lớn qua bộ ly hợp cần phải dùng bộ ly hợp hai đĩa hoặc nhiều

đĩa

2.1.5 Những giải pháp kỹ thuật nâng cao chất lợng bộ ly hợp.

Bộ ly hợp cần đáp ứng các yêu cầu quan trọng sau: nối êm dịu, hiệu suấttruyền lực cao, truyền dẫn nhiệt tốt, quán tính nhỏ, điều khiển nhẹ nhàng và cânbằng lực đẩy Những yêu cầu trên đợc đáp ứng đầy đủ nhờ các giải pháp kỹ thuật

sử dụng trong các bộ ly hợp hiện nay

2.1.5.1.Nối êm dịu: Yêu cầu này đợc thực hiện nhờ lá lò xo 3, các má 1, và 4

bằng amiăng, má 1 tiếp xúc với bề mặt bánh đà và đợc tán rivê lên đĩa 2, má 4 vàlá lò xo 3 nằm về phía điã ép Trong suốt quá trình ép lò xo các mặt ma sát củacác má 1 và 4 luôn luôn phẳng và song song với mặt bánh đà Khi nối ly hợp lò

xo lá biến dạng dần, do đó làm tăng từ từ lực ép từ các má lên mặt ma sát làmcho các má này lúc mới tiếp xúc bị trợt nhiều sau đó giảm dần rồi cuối cùng bị

ép chặt giữa bánh đà và đĩa ép Chính vì vậy làm cho quá trình nối ly hợp êm dịu,không bị giật Trên đĩa ly hợp còn có bộ giảm rung gồm sáu hoặc tám lò xo 10

đặt trong các hốc chữ nhật trên vành ngoài của Moayơ 5 Các đĩa 2 và 6 đựơcghép với nhau nhờ các chốt 7 qua tán ri vê Trên mặt các đĩa cũng có hốc chữnhật tơng tự nh ở moay ơ 5 nhng chiều rộng nhỏ hơn để giữ cho lò xo không bịlọt và dẫn hớng cho lò xo đặt trong hốc

Mô men từ bánh đà đợc đĩa ly hợp tiếp nhận truyền qua lò xo tới moay ơrồi qua mối ghép then hoa của moay ơ truyền cho trục sơ cấp của hộp số Nhữngbiến động đột ngột của mômen từ phía động cơ hoặc từ phía mô men cản đợc các

lò xo 10 tiếp nhận và đợc hai vòng đệm 8 và 9 dập tắt dao động Các vòng đệm 8

và 9 bằng amiăng đợc hai đĩa 2 và 6 kẹp chặt vào hai mặt của moay ơ đĩa ly hợpnhờ chốt cữ 7, hai đầu chốt đợc tán ri vê giữ chặt hai đĩa Các chốt 7 thực hiệnhai chức năng; dùng để điều chỉnh lực kẹp các vòng đệm 8 và 9, dùng làm vấu tỳcho các đĩa lò xo 10 bị ép hết cỡ do những xung lớn của mô men truyền qua gâyra.

2.1.5.2 Hiệu suất truyền lực cao: Yêu cầu này đò hỏi lực ép đĩa ly hợp phải đủ

lớn để đĩa đợc ép chặt lên bánh đà trong suốt thời gian nối ly hợp

Để thoả mãn cả hai yêu cầu 1 và 2 trái ngợc nhau nếu ở trên cần bảo đảmcho ly hợp đợc trợt khi xe bắt đầu khởi động lăn bánh ( lúc bắt đầu đóng ly hợp)

đến khi đóng song ly hợp thì đĩa ly hợp phải đợc ép chặt không đựơc trợt, qua

đó có thể truyền đợc hoàn toàn mô men động cơ đến trục sơ cấp hộp số

2.1.5.3 Truyền dẫn nhiệt tốt: khi mới đóng ly hợp các mặt ma sát của đĩa trợt

lên nhau sinh nhiệt làm nóng các đĩa, do đó bộ ly hợp phải có khả năng truyềndẫn nhiệt và thông gió tốt Vật liều làm mặt ma sát của đĩa ly hợp phải dẫn nhiệttốt ( ép bằng amiăng trộn với dây kim loại) Giữa đĩa ép và lò xo ép cần có đệmcách nhiệt để tránh nung nóng làm mất tính đàn hồi của lò xo

2.1.5.4 Quán tính nhỏ: Muốn dễ dàng thay đổi vận tốc xe trong một thời gian

rất ngắn cần phải làm thay đổi nhanh tốc độ quay của trục sơ cấp hộp số Muốnvậy quán tính của trục sơ cấp phải nhỏ, vì vậy các đĩa ly hợp trên trục sơ cấp phảirất nhẹ

2.1.5.5 Điều khiển nhẹ nhàng: Muốn vậy lực đạp ly hợp của ngời lái phải nhẹ

nhàng không quá 100N Trong cơ cấu điều khiển cơ khí nếu lực ép của các lò xo

R là 1200N thì phải dùng một hệ tay đòn có tỷ số truyền nhỏ nhất

Các ly hợp sử dụng trên ô tô phổ biến thuộc loại thờng đóng, tức là, ởtrạng thái làm việc bình thừơng khi không có tác động điều khiển thì ly hợp ởtrạng thái đóng Để cắt ly hợp, cần tác động ép hoặc kéo khớp trợt tác động lêncần bẩy hoặc lò xo màng để giải phóng đĩa ma sát khỏi bề mặt bánh đà Có một

số phơng pháp điều khiển đóng cắt ly hợp nh sau, chúng khác nhau chủ yếu ở

đặc điểm truyền lực và truyền động từ bàn đạp ly hợp đến khớp trợt của ly hợp:2.1.6.1.Cơ cấu điều khiển cắt ly hợp dùng hệ thống thanh nối:

Trong hệ thống này, bàn đạp ly hợp đợc liên kết với càng gạt khớp trợt qua cácthanh nối và đòn bẩy Các thanh nối có cơ cấu điều chỉnh độ dài 2 để điều chỉnh

độ dơ và hành trình bàn đạp ly hợp Bàn đạp ly hợp và càng gạt khớp trợt có lò

xo hồi về để sau khi buông chân khỏi bàn đạp các lò xo này đa cơ cấu điều khiển

về vị trí ban đầu và bộ ly hợp trở lại chế độ đóng

2.1.6.2.Cơ cấu điều khiển cắt ly hợp dùng cáp dẫn động;

cơ cấu này làm việc tơng tự nh cáp trong cơ cấu phanh của xe đạp, ở một đầu vỏcáp có đai ốc điều chỉnh để điều chỉnh hành trình tự do của bàn đàp đạp ly hợp.2.1.6.3.Cơ cấu điều khiển cắt ly hợp bằng thủy lực;

ống 12 xuống xilanh con 13 Dầu có áp xuất cao đẩy pít tông trong xilanh 13chuyển dịch, thông qua cần đẩy ép vào càng gạt 19 khớp trợt 20 tỳ vào đòn mở

21 ngắt ly hợp Sau khi gài số, buông chân bàn đạp, các lò xo hồi vị ly hợp đacác chi tiết điều khiển trở về vị trí ban đầu, dầu từ xilanh còn đợc đẩy trở lại xilanh chính và bình chứa dầu

2.1.6.4 Hệ thống điều khiển cắt ly hợp tự động: Các bộ ly hợp dùng hệ thống

điều khiển tự động có thể thực hiện việc ngắt và đóng ly hợp một cách tự độngtheo đặc điểm vận hành của xe mà không cần thao tác của ngời lái trên bộ ly hợpnên không có bàn đạp ly hợp

+ Bộ ly hợp ma sát kiểu điện từ dùng sức hút của nam châm điện ép đĩa ép

để đóng ly hợp khi xe chạy bình thờng, cần số ở vị trí trung gian thì công tắc

điện trên hộp số đóng điện vào nam châm điện, giữ ly hợp ở trạng thái đóng Khisang số, ngời lái gạt cần số làm ngắt công tắc địên cấp vào nam châm lên sức hút

từ trờng mất và đĩa ma sát đợc giải phóng, ly hợp ngắt Sau khi sang số song, cần

số lại về vị trí trung gian lên công tắc mạch điện đóng, do đó ly hợp đợc đóng

+Các bộ ly hợp ma sát thông thờng khác có thể sử dụng hệ thống điềukhiển tự động kiểu điện - chân không hoặc hệ thống điều khiển tự động kiểu

điện tử Tại vị trí cần số có một công tắc điện điều khiển hệ thống chấp hànhngắt ly hợp hoặc có cảm biến cần số các tín hiệu đến bộ điều khiển trung tâm( ECU) phát tín hiệu điều khiển bộ phận chấp hành thực hiện ngắt ly hợp Trongcả hai loại hệ thống điều khiển, bộ phận chấp hành có thể làm mô tơ điện - trụcvít, màng chân không, màng khí nén hoặc xi lanh thuỷ lực sẽ tạo ra lực đẩy căng,gạt khớp trợt ngắt ly hợp và thực hiện đóng ly hợp sau khi việc sang số hoànthành

2.1.7 Ly hợp thuỷ lực và biến mô thuỷ lực

Khác với ly hợp ma sát khô, ở ly hợp và biến mô thuỷ lực, mô men đợctruyền từ trục chủ động sang trục bị động nhờ trung gian chất lỏng (dầu) Ly hợpthuỷ lực chỉ truyền mô men từ trục chủ động sang trục bị động mà không làmtăng mô men và chỉ hoạt động hiệu quả ở tốc độ tơng đối cao Biến mô thuỷ lựcvừa truyền mô men vừa có thể tăng mô men trên trục bị động so với mô men trêntrục chủ động, nghĩa là tỷ số truyền mô men lớn hơn 1 ( tuơng ứng tốc độ quaycủa trục bị động nhỏ hơn tốc độ trục chủ động ) ở chế độ tỷ số truyền mô men1: 1, biến mô thuỷ lực hoạt động hoàn toàn nh một ly hợp thuỷ lực Do đó , hiệnnay hầu nh các bộ ly hợp thuỷ lực thuần tuý không còn đợc sử dụng mà thay vào

đó là biến mô thuỷ lực thực hiện cả hai chức năng thay đổi mô men và truyềnthẳng mô men

2.1.7.1.Cấu tạo của biến mô thuỷ lực

Bộ phận chính của biến mô gồm bánh bơm 2, bánh tuabin 3 và bánh hớngdòng 8, trên các bánh công tác này có các cách dẫn dòng chất lỏng Bánh bơm 2cùng vỏ ngoài bao kín dầu đợc lắp cố định trên trục chủ động 1 ( trục khuỷu

động cơ ) qua bánh đà hoặc đĩa lắp, trong khi bánh tuabin 3 đợc lắp then hoa trêntrục bị động 7 ( trục sơ cấp hộp số ) Cửa chất lỏng ra của bánh bơm nằm đốidiện với cửa chất lỏng của tuabin Bánh hớng dòng 8 nằm trung gian giữa cửachất lỏng ra của tuabin và cửa chất lỏng của bánh bơm Bánh hớng dòng có cáccánh cong có nhiệm vụ hớng dòng chất lỏng, từ cửa ra của tuabin đi trở lại bánhbơm Bánh hớng dòng đợc lắp trên ổ quay một chiều 6 trên trục giá cố định 5 vàchỉ có thể quay đợc một chiều theo chiều quay của tuabin và bánh bơm Toàn bộcánh của các bánh công tác nằm trong khoang kín chứa đầy dầu đợc cấp đến từbơm dầu của hệ thống truyền lực

2.1.7.2 Nguyên lý làm việc

Khi động cơ hoạt động làm cho bánh bơm quay, các cánh của bánh bơmguồng dầu nằm giữa các cánh quay theo Do lực ly tâm của dầu và do cấu tạogóc nghiêng của cánh lên dầu vừa quay theo bánh bơm , vừa chuyển động theomặt dẫn hớng của các cánh từ phía tâm trục quay ra phía ngoài và thoát ra khỏibánh bơm đi vào không gian giữa các cánh của bánh tuabin tạo thành chuyển

động xoáy Mức độ chuyển động xoáy của dầu phụ thuộc vào tốc độ bánh bơm,chênh lệch tốc độ giữa bánh bơm và bánh tuabin và quyết định chế độ làm việc

đủ mạnh để đẩy tuabin quay lên trục bị động bị tách khỏi chuyển động của trụcchủ động, tơng đơng với trờng hợp ngắt ly hợp đối với ly hợp ma sát.

- Chế độ biến mô ( Thay đổi mô men truyền): khi tốc độ động cơ đủ lớn( các trờng hợp động cơ chạy quá tải ), bánh bơm quay nhanh tạo ra hai chuyển

động của chất lỏng trong khoang, đó là chuyển động quay theo bánh bơm quanhtrục biến mô và chuyển động xoáy theo vòng khép kín từ bánh bơm qua tuabinqua bánh hớng dòng và trở lại bánh bơm Chuyển động xoáy cuả chất lỏng rakhỏi bánh bơm tác động mạnh lên các cánh của tua bin, đẩy tua bin và trục bị

động quay

- Khi sức cản trên trục bị động lớn ( xe khởi hành hoặc leo dốc), tốc độ quay của tua bin và trục bị động thấp hơn nhiều so với tốc độ bánh bơm Lúcnày, chất lỏng ra khỏi bánh tuabin, đẩy mạnh lên mặt trớc cánh bánh hớng dònglàm bánh bị hãm cố định trên giá bởi khớp ổ quay một chiều và gây ra phản lựcmạnh lên dòng chảy của chất lỏng Do đó, dòng chất lỏng bị dẫn vào bánh bơmtạo thành dòng xoáy mạnh và tiếp tục phun ra, đẩy mạnh lên cánh tiếp theo củatua bin làm tăng lực đẩy tua bin, làm cho mômen trên trục bị động tăng lên Vớicùng một tốc độ động cơ, nếu sức cản của xe càng lớn thì độ chênh tốc độ giữatua bin và bánh bơm càng lớn, làm cho dòng xoáy càng mạnh và kết quả làmômen trên trục bị động càng lớn

- Dới tác động của mômen lớn, bánh tuabin và trục bị động quay nhanh dần và tiến gần tới tốc độ bánh bơm ( xe chạy dần tới chế độ ổn định ), khi đóchuyển động quay theo của của khối chất lỏng trong biến mô tăng lên và chuyển

động xoáy giảm nên mômen trên trục bị động cũng giảm đi Khi tốc độ tuabin

đạt tới 90% tốc độ bánh bơm thì mức độ tăng mô men trên trục tua bin so vớitrục bánh bơm giảm xuống cực tiểu, tức là mômen tên trục bị động gần nh bằngmô men trên trục chủ động

- Chế độ truyền thẳng ( tỉ số truyền mômen 1:1): Khi tốc độ tua bin đạt trên 90% tốc độ bánh bơm thì chuyển động của dòng chất lỏng trong biến môchủ yếu là chuyển động quay theo,còn chuyển động xoáy gần nh không đáng kể

Do dó, dòng chất lỏng bây giờ không tác động vào mặt trớc của cánh bánh hớngdòng mà tác động vào mặt sau theo chiều quay của tua bin, làm cho bánh hớngdòng quay theo tua bin và bánh bơm Lúc này, bánh bơm, tuabin và bánh hớngdòng quay với tốc độ gần nh bằng nhau và tỉ số truyền bằng 1: 1

Biến mô thuỷ lực có u điểm là truyền lực êm,các chi tiết ít bị mòn hỏng,

có khả năng tự động ngắt truyền động khi tốc độ động cơ thấp và tự động tăngmômen trên trục bị động khi sức cản của xe tăng

Một số biến mô thuỷ lực còn có cơ cấu gài cứng trục bị động và chủ động của biến mô để có thể khởi động động cơ bằng cách dùng xe khác kéo khi hệthống khởi động bị hỏng hoặc để gài cứng khi xe hoạt động ở chế độ không cầntăng mômen trên trục bị động của biến mô Cơ cấu gài cứng thờng đợc điềukhiển bằng hệ thồng điện tử làm việc ở cả hai chế độ điều khiển tự động và quaytay

để thay đổi mômen truyền đến các bộ phận truyền động bánh xe cho phù hợp vớisức cản của xe

2.2.2 Nhiệm vụ của hộp số gồm:

-Thay đổi tỷ số truyền (thay đổi mô men kéo) khi các lực cản của xe thay

đổi;

- Thay đổi chiều quay của trục bị động để xe có thể chạy lùi;

- Ngắt truyền động lâu dài giữa động cơ và các bánh xe chủ động để độngcơ có thể hoạt động ở chế độ chạy chậm không kéo tải trong khi xe dừng (

bộ ly hợp ma sát ngắt tạm thời mối liên hệ này để sang số )

Hệ thống truyền lực của ô tô sử dụng nhiều dạng kết cấu truyền động bánh răng để truyền động và thay đổi mômen kéo đến các bánh xe chủ động.Bánh răng nghiêng thờng đợc dùng phổ biến vì có u điểm và truyền động êm.Khi hai bánh răng truyền động, lực tác dụng và phản lực tơng hỗ tại điểm, khớpcủa hai bánh răng có trị số bằng nhau Mômen trên các bánh răng bằng tích củalực hoặc phản lực này với bán kính của mỗi bánh răng Cho nên bánh răng nào

có bán kính lớn hơn thì mô men trên bánh răng đó lớn

Do đó, nếu gọi i21 là tỷ số giữa tốc độ bánh răng bị động n2 và tốc độ bánh răng chủ động n1 ( thờng đợc gọi chung là tỷ số truyền giữa trục bị động và trụcchủ động ); gọi d1, d2 là đờng kính và z1, z2 là số răng tơng ứng của bánh răngchủ động và bánh răng bị động; gọi M1 và M2 là mô men trên bánh răng chủ

động và mô men trên bánh răng bị động ta có:

i21 =

2

1 2

1 2

1 1

2

Z

Z d

d M

M n

n = = =

hay n2=

2

1 1 2

1 1

Z

Z n d

d

n = và M2=

1

2 1 1

2 1

Z

Z M d

d

M =

Tức là, nếu bánh răng bị động lớn hơn bánh răng chủ động ( có số răngnhiều hơn) thì tốc độ quay của bánh răng bị động nhỏ hơn, mô men bánh răng bị

động lớn hơn so với trục bánh răng chủ động và ngựơc lại Nói cách khác, trongmột cặp bánh răng truyền động, bánh răng nhỏ sẽ tốc độ lơn và mô men nhỏ Dovậy, nhờ sử dụng bánh răng bị động có kích thớc ( số răng) khác bánh răng chủ

động mà ngời ta có thể tăng hoặc giảm mô men trên trục bị động đến trị số thíchhợp để khắc phục mômen cản có trị số tơng ứng trong khi mômen trên trục chủ

động không đổi

Trong hộp số sử dụng nhiều cặp bánh răng truyền động có kích thớc khácnhau để có thể thay đổi tỷ số truyền từ trục sơ cấp đến trục thứ cấp ở các cấp độkhác nhau Mỗi cặp số truyền có thể có 2 hoặc 3 cặp bánh răng truyền động

Trong các trờng hợp này, tỷ số truyền giữa trục sơ cấp và trục thứ cấp sẽ bằngtích các tỷ số truyền của các cặp bánh răng truyền động.

2.2.5.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số( Loại hộp số đặt dọc xe,

Hình vẽ trên giới thiệu sơ đồ một hộp số 5 số điển hình trên ô tô với 5 số tiến và

1 số lùi Hộp số có 3 trục, trục sơ cấp 1, trục trung gian 18 và trục thứ cấp 10

Trục sơ cấp 1 có đầu then hoa ngoài nối với các bánh răng trung gian 13,14,16, 17 và 19 trên trục Các bánh răng 13, 16, 17 và 19 là các bánh răngnghiêng ăn khớp với các bánh răng tơng ứng trên trục thứ cấp và sơ cấp nh chỉ ratrên hình vẽ Bánh răng 14 có bánh răng thẳng để ăn khớp với bánh răng gài sốlùi 15 khi cần lùi xe Đầu bên phải của trục trung gian 18 có bánh răng nghiêng

12 quay trơn trên trục và luôn ăn khớp với bánh răng 9 lắp cố định trên trục thứcấp, đầu moay ơ phía ngoài của bánh răng 12 có vành để ăn khớp với khớp gài

11 khi cần gài số 5 khớp gài 11 lắp then hoa trên trục trung gian

Trục thứ cấp 10 truyền mô men ra ngoài đến các bộ phận tiếp theo của hệ

răng 12 trên trục trung gian Các khớp gài 3 và 6 đợc lắp then hoa trên trục thứcấp và có vành răng trong ăn khớp với các vành răng ngoài trên đầu moay ơ củacác bánh răng số khi gài số Khớp gài 6 đợc làm liền vành răng thẳng 7 của sốlùi.

Hộp số trên sơ đồ hình 13.3 - 2 đang ở số 0, các khớp gài đang nằm ở vị trítrung gian ( cha gài số nào) Các mũi tên chỉ sự truyền chuyển động từ trục sơcấp đến các bánh răng Trục thứ cấp hiện không quay

2.2.5.2 Nguyên lý làm việc:

- Gài số 1: Cắt ly hợp, gạt khớp gài 6 sang phải cho ăn khớp với bánh răng

đầu moay ơ của bánh răng 8 Lúc này, trục thức cấp quay cùng bánh răng 8 Sơ

đồ truyền động thể hiện trên hình Tốc độ ra ở cấp số truyền này giảm, mômentăng

Tỷ số truyền của số 1 là: i1 =

8

13 19

2

Z

Z Z

Z

- Gài số 2: Cắt ly hợp, gạt khớp 6 sang trái cho ăn khớp với vành răng đầumoay ơ của bánh răng 5 Lúc này, trục thứ cấp quay cùng bánh răng 5 Sơ đồtruyền động thể hiện trên hình 13.3-3b Tốc độ ra ở cấp số truyền này giảm,mômen tăng

Tỷ số truyền của số 2 là: i2 =

5

16 19

2

Z

Z Z

Z

- Gài số 3: Cắt ly hợp, gạt khớp 6 về vị trí trung gian, sau đó gạt khớp gàisang phải ăn khớp với vành răng đàu moay ơ của bánh răng 4 Lúc này, trục thứcấp quay cùng bánh răng 4 Sơ đồ truyền động thể hiện trên hình 13.3-3c Tốc độ

ra ở cấp số truyền này giảm, mômen tăng

Tỷ số truyền của số 3 là: i3 =

4

17 19

2

Z

Z Z

Z

- Gài số 4: Cắt ly hợp, gạt khớp gài 3 sang trái ăn khớp với vành răng ở

đầu trục sơ cấp Lúc này, truyền động từ trục sơ cấp đợc truyền thẳng trực tiếpsang trục thứ cấp, trục thứ cấp có cùng tốc độ và mômen với trục sơ cấp Sơ đồtruyền động thể hiện trên hình 13.3-3d

Tỷ số truyền của số 4 là: i4 = 1

- Gài số 5: Cắt ly hợp, gạt khớp gài 3 về vị trí trung gian, sau đó gạt khớpgài 11 sang trái ăn khớp với vành răng đầu moay ơ của bánh răng 12 Lúc này,bánh răng 12 quay quanh cùng trục trung gian và truyền chuyển động sang bánh

9 làm trục thứ cấp quay Sơ đồ truyền động thể hiện trên hình 13.3-3e

Tỷ số truyền của số 5 là: i5 =

9

12 19

2

Z

Z Z

Z > 1 nên số 5 đợc gọi là truyền

trục trung gian đến trục thứ cấp đợc thực hiện nhờ 3 bánh răng ăn khớp 14 15

-17 ( không phải 2 nh ở số tiến ) nên làm trục thứ cấp quay theo chiều ngợc lạivới các trờng hợp số tiến Sơ đồ truyên động thể hiện trên hình 13.3-3g

Các cấp số truyền của hộp số đợc sắp xếp với khoảng cách thay đổi tốc độ

và mômen thích hợp để đảm bảo tính năng kéo của xe tốt Ví dụ: 5 số tiến củahộp số xe Chrysler có các chỉ số truyền tơng ứng là 1: 4; 2 : 2,4; 3 : 1,5;4 : 1; 5 :0,8 và các số lùi có tỷ truyền là 1 : 3,5

2.2.6 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của hộp số đặt ngang của các xe cầu trớc chủ động

2.2.6.1 Cấu tạo :

Các xe du lịch một cầu chủ động phía truớc với động cơ đặt ngang phía trớc hoặcmột cầu chủ động phía sau với động cơ đặt ngang phía sau thờng bố trí nằmngang xe Hộp số thờng đợc làm liền với cầu chủ động thành một khối Trong tr-ờng hợp này, trục sơ cấp và trục thứ cấp đợc bố trí song song với nhau và khốicác bánh răng cố định thờng đợc bố trí liền trục sơ cấp

2.2.6.2 Nguyên lý làm việc:

- Gài số 1 : Đẩy tay số để gạt bộ đồng tốc sang phải gài cứng báng răng bị động

số 1 với trục thứ cấp, sơ đồ truyền mô men nh sau;

Trục sơ cấp - > bánh răng chủ động số 1- > Bánh răng bị động số 1- > Bộ đồng tốc- > trục thứ cấp - > vành răng bộ vi sai - > Bộ vi sai

- Gài số 2 : Đẩy tay số để gạt bộ đồng tốc sang trái gài cứng báng răng bị động

số 2 với trục thứ cấp, sơ đồ truyền mô men nh sau;

Trục sơ cấp - > bánh răng chủ động số 2- > Bánh răng bị động số 2- > Bộ đồng tốc- > trục thứ cấp - > vành răng bộ vi sai - > Bộ vi sai

- Gài số 3 : Đẩy tay số để gạt bộ đồng tốc thứ nhất trên trục sơ cấp sang phải gài cứng báng răng chủ động số 3 với trục sơ cấp, sơ đồ truyền mô men nh sau;Trục sơ cấp - > Bộ đồng tốc - > bánh răng chủ động số 3- > Bánh răng bị động

số 3 - > trục thứ cấp - > vành răng bộ vi sai - > Bộ vi sai

- Gài số 4 : Đẩy tay số để gạt bộ đồng tốc thứ nhất trên trục sơ cấp sang trái gài cứng báng răng chủ động số 4 với trục sơ cấp, sơ đồ truyền mô men nh sau;Trục sơ cấp - > Bộ đồng tốc - > bánh răng chủ động số 4- > Bánh răng bị động

số 4 - > trục thứ cấp - > vành răng bộ vi sai - > Bộ vi sai

Gài số 5 : Đẩy tay số để gạt bộ đồng tốc thứ hai trên trục sơ cấp sang phải gài cứng báng răng chủ động số 5 với trục sơ cấp, sơ đồ truyền mô men nh sau;Trục sơ cấp - > Bộ đồng tốc - > bánh răng chủ động số 5- > Bánh răng bị động

số 5 - > trục thứ cấp - > vành răng bộ vi sai - > Bộ vi sai

- Gài số lùi : Đẩy tay số để gạt bánh răng trung gian số lùi vào ăn khớp với bánh răng chủ động số lùi và vành răng bộ đồng tốc trên trục thứ cấp, sơ đồ truyền mômen nh sau;

Trục sơ cấp - > bánh răng chủ động số lùi - > bánh răng trung gian số lùi- > vànhrăng bộ đồng tốc trên trục thứ cấp - > trục thứ cấp - > vành răng bộ vi sai - > Bộ

vi sai

2.2.7 Bộ đồng tốc

2.2.7.1 Công dụng :Để hai bánh răng đang quay gài vào nhau đợc êm dịu,

không va đập, phải làm cho chúng quay cùng một tốc độ ( đồng tốc) trớc khi gàivào khớp Nhiệm vụ này đợc thực hiện bởi một cơ cấu gọi là đồng tốc đợc làmcùng với khớp gài số trên hộp số của ô tô

2.2.7.2 Cấu tạo

Moay ơ 4 của bộ đồng tốc có răng trong lắp cố định với phần then hoa trên trụcthứ cấp của hộp số, răng ngoài ăn khớp với ống răng 5 cho phép ống răng 5 vừaquay theo trục thức cấp vừa có thể di chuyển dọc trục để gài số Trên mặt ngoàicủa Moay ơ có 3 rãnh để lắp các móng hãm 3 Các móng hãm này đợc lắp khíttheo chiều rộng với rãnh trên mặt ngoài moay ơ và lắp có khe hở lớn giữa mặtrãnh moay ơ và mặt trong của ống răng Các móng hãm có vấu ở mặt ngoài, đợccác lò xo vòng 2 và 6 bung ra đẩy từ mặt trong ép vấu khớp vào rãnh vành khăn

ở giữa vành răng đồng tốc 1 và 7 để dẫn các vành răng này cùng quay theo moay

ơ và ống răng Các rãnh khuyết trên vành răng 1 và 7 rộng hơn chiều rộng củamóng hãm một chút cho phép các vành răng có thể chuyển vị nhỏ theo vị trí góc

so với ống răng

2.2.7.3 Nguyên lý làm việc của bộ đồng tốc khi gài số:

Giả sử muốn chuyển từ số 3 sang gài số 4 ( số truyền thẳng), trớc tiên cần cắt lyhợp, gạt ống răng 5 về vị trí trung gian Lúc này, ống răng 5 và trục thứ cấp vẫnquay theo tốc độ nh trớc khi ngắt số 3 theo đà của xe trong khi trục sơ cấp quaychậm hơn nhiều do bị ngắt khỏi động cơ và khỏi trục thứ cấp Để gài số 4, gạtống răng 5 sang trái, do vấu trên móng hãm khớp vào rãnh vành khăn ở mặttrong của ống răng nên các vấu này cũng bị dịch chuyển sang trái cùng ống răng

và đẩy vành răng 1 ép mặt côn vào mặt côn của vành răng gài số 14 ,mômen masát trên mặt côn tiếp xúc làm cho vành răng 14 và trục sơ cấp tăng tốc độ vàquay theo vành răng 1 và ống răng 5 trên trục thứ cấp Trớc khi tốc độ của vànhrăng gài số 14 còn chậm hơn tốc độ của ống răng 5 thì còn tồn tại mômen ma sátnên vành răng 1 bị lệch khỏi ống răng một chút làm cho răng của vành răng 1

không thăng với rãnh răng của ống răng 5 Do đó, ống răng không thể dịchchuyển sang trái đợc mặc dù ngời lái vẫn ấn cần gạt đẩy ống răng khi tốc độquay của vành răng 14 bằng tốc độ của vành răng 1 và ống răng 5 thì giữa chúngkhông còn chuyển động tơng đối nên mômen ma sát triệt tiêu Lúc này, nhờ cácgóc vát đầu răng trên ống răng 5 và vành rằng 1 mà ống răng 5 dễ dàng đẩy vànhrăng 1 quay dịch trở lại thẳng răng với rãnh của ống răng Tiếp tục đẩy ống răng,

đầu móng hãm 3 bị chặn bởi vành răng 1 nên dừng lại, mặt nghiêng của rãnhvành khăn trên ống răng sẽ đẩy vào mặt nghiêng của vấu móng hãm làm bóp các

lò xo vòng và đẩy vấu móng hãm trợt khỏi rãnh vành khăn Lúc này, ống răngkhông còn bị hãm nên dễ dàng di chuyển sang trái vào khăn ăn khớp với vànhrăng 1 và vành răng gài số 14, quá trình gài số kết thúc

2.2.8 Cơ cấu điều khiển hộp số

định Các trục kéo có thể điều khiển trực tiếp bởi cần điều khiển số của ngời lái

xe nếu hộp số đặt gần ngời lái hoặc thông qua cơ cấu tay đòn nối cần điều khiển

số nếu hộp số đặt xa ngời lái

2.2.8.2 Cơ cấu hãm và khoá thanh trợt

Cơ cấu điều khiển có cơ cấu hãm và tự khoá đảm bảo hộp số không bịnhảy số, không cho phép hai trục kéo càng gạt số cùng hoạt động và nhầm số lùikhi xe đang tiến hành

- Cơ cấu hãm là các viên bi và lò xo 8 nằm trong rãnh trên nắp hộp số Lò xoluôn ép viên bi vào bề mặt trục kéo khi trục kéo ở vị trí trung gian hoặc ở các vịtrí gài số giúp trục kéo dừng đúng vị trí đã định và không tự di chuyển khi cha cótác động của ngời lái xe Để sang số, ngời lái phải tác động một lực nhất địnhvào cần số, khi đó trục kéo sẽ đẩy viên bị ra khỏi mặt lõm và di chuyển

- Cơ cấu khoá giữa các trục kéo gồm các chốt 5, 6 và 7 Chốt 5 và 7 có chiều dàibằng khoảng cách giữa mặt lõm của trục này đến mặt trơn của trục kia, chốt 6 cóchiều dài bằng đờng kính của trục kéo trừ đi độ sâu một mặt lõm Do đó, khidịch chuyển một trục kéo nào đó khỏi vị trí trung gian, các chốt này sẽ dịchchuyển trong rãnh của chúng và khoá hai trục kéo còn lại với thành lỗ dẫn hớngkhông cho di chuyển Do vậy, chỉ có thể gạt đợc một trục kéo khỏi vị trí trunggian vào vị trí gài số

Để tránh gài nhầm số lùi: ở bộ phận gạt số có cơ cấu an toàn ( dạng pit tông và lò xo ) Cơ cấu này làm cho ngời lái xe phải tăng lực kéo cần số hoặc phảithực hiện thêm một số động tác mới có thể thực hiện đợc gài số lùi.

-Cần số là một đòn bẩy quay quanh một khớp cầu để điều khiển các trụckéo cần số nên vị trí số ở tay nắm điều khiển đối xứng với vị trí của các trục kéoqua số 0

2.2.9 Hộp phân phối

2.2.9.1 Công dụng: Hộp phân phối thờng đợc đặt sau hộp số chính trên xe ô tô

có 2 hoặc 3 cầu chủ động để phân phối mômen đến các cầu chủ động của xe.Hộp phân phối cũng có thể thay đổi mômen ngắt hoặc nối để truyền mômen đếnmột hoặc tất cả các cầu khi sức cản của xe thay đổi

2.2.9.2 Cấu tạo

Bánh răng 2 liền trục sơ cấp 1 đợc truyền động từ hộp số chính của xe, truyềnchuyển động cho trục trung gian 5 qua bánh răng 10 rồi truyền cho bánh răng 8quay trên trục 9 Đầu moay ơ của các bánh răng 2 và 8 có vành răng ăn khớp vớivành răng của bánh răng 3 và 7 khi gài cầu

Bánh răng 3 và 7 đợc lắp then hoa trên trục truyền động cầu sau 4 và trụctruyền động cầu trớc 8 và có thể trợt trên trục để gài cầu khi cần

1 đợc truyền thẳng sang trục 4 ra cầu sau.

- Gài cả hai cầu số nhanh : Gài cầu sau nh trên và gạt bánh răng 7 sangtrái cho vành răng đầu moay ơ ăn khớp với vành răng đầu moay ơ của bánh răng

8 Lúc này, ngoài truyền động ra cầu sau nh trên, mômen từ trục 1 còn đợctruyền qua bánh răng 2 - 10 - 8 - 7 đến trục 9 để dẫn động cầu trớc

- Gài cả hai cầu số chậm ( hình 13.3-8c): Để tăng mômen cho các bánh xechủ động khi đi trên đờng xấu hoặc leo dốc, gạt cả hai bánh răng 3 và 7 sangphải cho ăn khớp với bánh răng 6 Mômen từ trục 1 đợc truyền qua bánh răngtrung gian 6 đến các bánh răng 3 và 7 đến các trục dẫn động 2 cầu Vì bánh răng

6 nhỏ hơn ( ít răng hơn) bánh răng 3 và 7 nên tốc độ quay của các trục 4 và 9 sẽchậm đi và mômen tăng lên

Trên một số ô tô, hộp số phụ còn có thêm bộ vị sai giữa các cầu để giảmhiện tợng trợt bánh xe, gây mòn lốp xe khi xe chạy trên đờng không bằng phẳng.nguyên lỹ hoạt động của bộ vi sai đợc giới thiệu ở cuối chơng trình này

2.2.10 Hộp số tự động

2.2.10.1 Nguyên lý truyền động và chuyển số trong hộp số tự động

Khác với hộp số điều khiển bằng tay, đối với hộp số tự động, ngời láikhông cần phải thực hiện thao tác sang số trong lúc lái xe mà hộp số sẽ tự độnggài số phù hợp với các điều kiện trọng tải và tốc độ thực tế của xe Do đó, điều

bánh răng ăn khớp ngoài là bộ truyền ít đợc sử dụng trong các hộp số tự động.Trên đây giới thiệu một bộ bánh răng hanh tinh đơn gian

Gồm bánh răng trung tâm 1 ăn khớp với các bánh răng hành tinh 3 và các bánhrăng hành tình này lại ăn khớp với vành răng trong 4 Các bánh răng hành tinh cótrục quay đợc lắp trên giá 2và giá này có thể quay quanh bánh răng trung tâmtrong khi các bánh răng ăn khớp truyền động Trục quay của bánh răng trungtâm, của giá đỡ có các bánh răng hành tinh và trục quay của vành răng có thểquay độc lập, phụ thuộc nhau hoặc trong các trục có thể cố định Mỗi trờng hợp

sẽ cho một tỷ số truyền và đặc điểm truyền động khác nhau giữa trục bị động vàtrục chủ động; trục bị động có thể giảm tốc, tăng tốc, đồng tốc hoặc quay ngợcchiều so với trục chủ động

- Nếu giữ cố định bánh răng trung tâm 1 và quay vành răng 4 thì giá đỡ các bánhrăng hành tinh sẽ quay theo nhng với tốc độ chậm hơn, ta có tỷ số truyền thấp vàmômen trục bị động ( trục giá đỡ các bánh răng hành tinh ) cao hơn so vớimômen trục chủ động ( trục vành răng) Nếu vẫn giữ cố định bánh răng trungtâm 1 nhng quay giá đỡ các bánh răng hành tinh thì vành răng quay theo với tốc

độ nhanh hơn, ta có tỷ số truyền tăng và mômen giảm trên trục bị động

Nếu giữ cố định vành răng 4 và quay bánh răng trung tâm 1, ta có sự giảmtốc của giá đỡ các bánh răng hành tinh, ta có sự tăng tốc của bánh răng trungtâm

Nếu khoá hai phần bất kỳ trong bộ truyền cố định với nhau thì thành phần thứ 3 cũng sẽ bị khoá cùng và cả 3 bộ phận thành một khối cứng không có dịchchuyển so với nhau, tức là, nếu quay một trục thì các trục kia cũng quay theocùng tốc độ Đây là trờng hợp truyền thẳng ( tỷ số truyền bằng 1 )

Nếu giữ cố định giá đỡ các bánh răng hành tinh và quay một trong hai chi tiết bánh răng trung tâm hoặc vành răng thì chi tiết còn lại sẽ quay theo ngợcchiều Trờng hợp này áp dụng theo số lùi

Tóm lại, đặc điểm truyền động của bánh răng hành tinh với các trờng Hợp chọn trục chủ động và bị động khác nhau có thể tóm tắt trong bảng 13.3-1.Bảng đặc điểm truyền động của bộ bánh răng hành tinh

Các thành phần

của bộ truyền

Đặc điểm truyền độngGiảm tốc Truyền thẳng Tăng tốc Quay ngợc

động

Theo bảng trên chỉ một bộ truyền bánh răng hành tinh đơn giản có thể cho các tỷ số truyền khác nhau tơng đơng với 5 số tiến ( 2 số giảm tốc, 1 truyềnthẳng, 2 số tăng tốc ) và một số lùi Với việc tính toán quan hệ kích thớc ( đờngkính, số răng ) giữa ba thành phần bánh răng trung tâm, bánh răng hành tinh vàvành răng hợp lý sẽ cho các tỷ số truyền cần thiết giữa trục bị động và trục chủ

động Tuy nhiên, để đáp ứng phạm vi thay đổi rộng của tỷ số truyền, các hộp số

tự động trên các ô tô hiện đại thờng sử dụng các bộ truyền động bánh răng hànhtinh kết hợp hoặc ghép nối nhiều bộ truyền động bánh răng hành tinh với nhau

Nh vậy, nếu sử dụng một cơ cấu hãm để cố định một trong 3 thành phần

của bộ truyền bánh răng hành tinh nói trên hoặc dùng cơ cấu ly hợp để ngắt hoặcnối liên kết cứng hai thành phần với nhau, ta sẽ có các tỷ số truyền động yêu cầu

Do đó, cơ cấu gài số trong hộp số tự động sẽ là cơ cấu hãm và ly hợp mà khôngdùng cơ cấu đồng tốc gài số nh ở hộp số điều khiển bằng tay Các cơ cấu hãm và

ly hợp gài số hoạt động nhờ hệ thống thuỷ lực đợc điều khiển bằng điện tử hoặcbằng các cảm biến thuỷ lực

2.2.10.2.Các cơ cấu hãm và ly hợp chuyển số

Các cơ cấu gài số trong hộp số tự động bao gồm cơ cấu hãm kiểu phanh dải, cơcấu ly hợp nhiều đĩa ma sát và khớp quay một chiều

Dải phanh 4 ôm xung quanh tang trống của bộ phận cần đợc hãm, một đầu cố

định, đầu kia đợc nối với đầu pít tông 3 của xi lanh thủy lực 1 Tại thời điểm gài

số dầu cao áp đợc tự động đa vào xilanh và đẩy pít tông làm bó dải phanh vàotang trống để giữ cố định tang trống lại Khi giải phóng dầu cao áp thì lò xo hồi

đẩy pít tông trở lại vị trí ban đầu và giải phóng dải phanh khỏi tang trống

- Cơ cấu ly hợp đĩa dùng để nối cứng hai thành phần của bộ truyền bánh rănghành tinh với nhau hoặc nối cố định một thành phần với bộ truyền với vỏ hộp sốkhi chuyển số

Cơ cấu gồm các đĩa ma sát và các đĩa thép đặt xen kẽ nhau Một bộ đĩa ( đĩa masát) có then hoa ở mép trong để lắp với trục then hoa của một thành phần trong

bộ truyền, còn bộ đĩa kia ( đĩa thép) có then hoa ở mép ngoài để ăn khớp vớirãnh then hoa trên mặt trong của tang trống của một thành phần khác trong bộtruyền Khi các đĩa này đợc ép vào nhau bởi một pít tông của xi lanh thuỷ lực thìtrục và tang trống đợc liên kết cố định với nhau Khi bộ ly hợp đợc dùng để cố

định một thành phần nào đó của bộ truyền thì then hoa mép trong của đĩa ma sát

đợc khớp với rãnh ở mặt ngoài của tang trống của thành phần này, còn đĩa thép

đợc lắp then hoa mép ngoài với rãnh trên mặt trong của vỏ hộp số

- Khớp quay một chiều là cơ cấu giữ cho một chi tiết không đợc quay tơng đốingợc chiều cố định so với chi tiết kia Khớp quay một chiều thờng sử dụng làkhớp dùng con lăn và lò xo ( hình 13.3-12) Theo hình trên, chi tiết moay ơ chỉquay đợc theo chiều mũi tên tơng đối so với tang trống Nếu moay ơ 1 quay ngợclại so với tang trống 2 thì con lăn 3 sẽ bị đẩy vào khe hẹp hình chêm và khoá chitiết 1 và 2 với nhau

2.2.10.3 Hệ thống điều khiển cơ cấu gài số của hộp số tự động

Nh đã nói ở trên, lực tác động trên dải phanh của cơ cấu hãm và lực ép đểnối cơ cấu ly hợp đĩa ma sát trong hộp số tự động là áp lực đầu của hệ thống thuỷlực Bơm dầu của hệ thống thuỷ lực đợc dẫn động từ trục khuỷu động cơ (vỏ biếnmô thuỷ lực ) cung cấp dầu cao áp cho các cơ cấu này còn việc điều khiển hệthống van thuỷ lực để điều khiển thời điểm đầu vào hoặc ra khỏi xi lanh lực củacác cơ cấu hãm và ly hợp đợc thực hiện bởi áp lực dầu hệ thống điều khiển thủylực hoặc bộ điều khiển điện tử trung tâm của hệ thống điều khiển điện tử Việc

điều khiển đợc tự động dựa trên thông tin và tốc độ xe và tải của động cơ ( độnhấn bàn đạp ga ) của các cảm biến kiểu thuỷ lực hoặc kiểu điện đặt trên trục thứcấp của bộ hộp số và trên cơ cấu điều khiển ga

2.2.10.4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số tự động

Hộp số tự động thờng đợc trang bị cùng với biến mô thuỷ lực Trục bị

động của biến mô có thể đợc nối trực tiếp với trục sơ cấp của hộp số hoặc truyền

động đến trục sơ cấp của hộp số qua bộ truyền xích

a Cấu tạo

Hộp số có 3 số tiến và 1 số lùi với các tỷ số truyền trơng ứng là 1 : 2,46;

1 : 1,46; 1 : 1 và số lùi 1 : 2,19 Cần gạt số của hộp số có 6 vị trí là đỗ (P), lùi(R), số 0 (N), chạy tối đa số 2 ( 2) luôn chạy số 1 ( 1)

Khi gạt cần gạt về chế độ đỗ hoặc số 0 , tất cả các phanh và ly hợp đềunhả; khi đó, mặc dù trục sơ cấp quay nhng không truyền động ra trục thứ cấp; ởchế độ đỗ, trục thứ cấp bị chốt cố định với vỏ hộp số để tránh xe bị trôi khi đỗ.Trớc khi khởi động động cơ phải đặt hộp số ở một trong hai chế độ này thì mớikhởi động đợc Khi xe đang dừng và nổ máy, nếu đặt hộp số sang chế độ chạytiến thì hộp số sẽ tự động gài số Nhấn ga cho xe chạy, hộp số sẽ tự động chuyểnsang số 2 rồi số 3 tuỳ theo tốc độ xe và độ nhấn bàn đạp ga Cùng một lúc nhấnbàn đạp ga , nếu tốc độ xe tăng, hộp số sẽ tự động chuyển lên số cao hơn nhngnếu cùng một tốc độ xe khi xe vào đờng xấu, phải nhấn bàn đạp ga sâu hơn thìkhi đó hộp số tự động về số thấp hơn Khi xe dừng, hộp số tự động về số 1

Khi gạt cần số 1 hoặc 2 hộp số sẽ chỉ chạy ở số đó và sẽ không tự độngchuyển lên số cao hơn Khi muốn lùi xe thì chỉ khi xe dừng hẳn mới gạt cần sốsang số lùi để tránh làm hỏng hộp số

Hộp số trên hình 13.3-13 có trục sơ cấp 1 đợc làm liền với tang trống 5.trục sơ cấp có thể truyền động đến bánh răng trung tâm 12, nếu ly hợp 2 đónghoặc truyền động đến vành răng 7, nếu ly hợp 6 đóng Trục thứ cấp 11 đợc làmliền với gía đỡ 17 mang các bánh răng hành tinh phía trớc 16 đồng thời làm liềnvành răng phía sau 14 Giá mang các bánh răng hành tinh phía sau quay trên ổquay một chiều 10

b Nguyên lý làm việc của hộp số tự động nh sau:

- Số 1: Ly hợp 6 đóng, ổ 10 quay ( các phanh và ly hợp khác mở ), truyền

động từ trục 1 → tang trống 5 → ly hợp 6 → vành răng 7 → bánh răng hành tình

16 → bánh răng trung tâm 12 → bánh răng hành tinh 13 → vành răng 14 → trụcthứ cấp 11 để truyền mômen ra sau

- Số 2: Phanh 4 đóng, ly hợp 6 đóng, truỳên động từ trục 1 → tang trống

5→ly hợp 6 → vành răng 7 → bánh răng hành tinh 16 → giá đỡ 17 → trục thứcấp 11

- Số lùi: Ly hợp số lùi 2 đóng, phanh số lùi 8 đóng, truyền động từ trục 1

→ ly hợp 2 → tang trống 3 → bánh răng trung tâm 12 → bánh răng hành tinh 13

→ vành răng 14 → trục thứ cấp 11

Việc điều khiển đóng nhả ly hợp và phanh chuỷên số đợc thực hiện tự

động bởi hệ thống điều khiển sang số của xe Sơ đồ nối phanh và ly hợp chuyển

Trờng hợp 2: Cả hộp số và bộ vi sai đều đặt trên khung xe ( loại xe có cầusau chủ động và động cơ đặt ở sau xe.

Cả hai trờng hợp trên đều làm cho vị trí tơng đối của trục thụ động củahộp số so với vị trí các nửa trục bánh xe chủ động luôn luôn thay đổi theo độmấp mô của mặt đờng và theo góc lái vòng của bánh trớc ( bánh dẫn hớng) Vìvậy, không thể dùng khớp nối cứng thông thờng mà phải dùng khớp các đăngtrong hệ thống truyền động từ hộp số đến nửa trục chủ động

2.3.2 Công dụng:

- Truyền mô men quay giữa các trục trong điều kiện đờng tâm của hai trục cùngnằm trên một mặt phẳng, và khoảng cách giữa các trục luôn luôn thay đổi khi xelàm việc

- Truyền động các đăng đợc dùng truyền chuyển động trong các trờng hợp sau: + Truyền mô men từ hộp số đến cầu chủ động( thờng dùng cơ cấu các đăng képvới khớp các đăng khác tốc)

+ Truyền mô men từ truyền lực chính đến các bánh xe chủ động dẫn hớng ( ờng dùng khớp các đăng đồng tốc)

th-+ Truyền mô men từ hộp số và hộp phân phối

2.3.3 Phân loại các đăng

* Theo số lợng khớp các đăng:

- Loại đơn: Trục truyền có một khớp các đăng

- Loại kép ; Trục truyền có hai khớp các đăng

- Loại có nhiều khớp các đăng

* Theo tốc độ:

- Khớp các đăng khác tốc

- Khớp các đăng đồng tốc

2.3.4 Cấu tạo các bộ phận trong hệ thống truyền động các đăng:

Cấu tạo của truyền động các đăng gồm có các khớp các đăng và trụctruyền Truyền động các đăng cho phép khi xe chạy, góc do hai đờng tâm trụctạo ra đợc biến động tới 240 , ngoài ra mối gép then hoa giữa trục và ống trongtruyền động các đăng cùng cho phép thay đổi khoảng cách giữa các khớp

2.3.4.1.Trục truyền động : thờng làm bằng ống thép mỏng, hai nạng đợc hàn

vào hai đầu ống hoặc 1 nạng đợc hàn vào một đầu ống còn đầu kia đợc hàn một

đoạn trục then hoa Ngời ta thờng giảm chiều dài của trục truyền để hạn chế dao

động Vì vậy trục truyền động dài quá thờng đợc chia làm hai đoạn và phần giữacủa trục đợc lắp thêm một ổ đỡ trung gian 2 ( hình 5.31)

Các trục truyền động với khớp các đăng cứng đợc dùng rộng rãi nhất trên

xe hiện nay

2.3.4.2 Khớp các đăng khác tốc : gồm có hai nạng 12 và 14 hàn chắc trên đầu

các trục Hai nạng liên kết với nhau là nhờ trục chữ thập 13 với bốn đầu trục tỳ

trong bộ truyền động các đăng đều đợc xử lý cân bằng trên máy chuyên dùng.

Để bù vào những chỗ mất cân bằng ngời ta đã hàn thêm những mảnh thép mỏngnên bề mặt trục tại nơi chứa khối lợng

2.3.4.3. Khớp Các đăng đồng tốc

Khớp các đăng dồng tốc loại bi ( khớp cầu) đợc sử dụng rộng rái ở cầuchủ động dẫn hớng Khớp các đăng đồng tốc đảm bảo tốc độ của trục chủ độngbằng tốc độ góc của trục bị động trong điều kiện góc giữa hai trục nhỏ hơn hoặcbằng 350

Khớp các đăng đồng tốc ( Kiểu Weiss) gồm hai nửa khớp, khớp cầu đợc chế tạoliền với trục, ở mỗi nửa khớp cầu có khoét 5 rãnh, trong các rãnh của khớp có đặt

5 viên bi để truyền mô men từ nạng chủ động đến nạng bị động, viên bi thứ 5dùng để định tâm nằm ở giữa khớp và đợc giữ bằng chốt

2.3.4.4 Gối đỡ trung gian;

Đợc chế tạo từ thép lá và đợc treo trên xà ngang của khung, gầm ô tô bằng bulông Phía trong của gối đỡ có ổ bi để đỡ trục các đăng trung gian Trục này đểthu ngắn chiều dài của trục các đăng, nhằm đảm bảo ổn định và cân bằng độngtrong quá trình làm việc của trục các đăng

2.4 Cầu chủ động

2.4.1 Công dụng

Cầu xe là cụm chi tiết làm bằng thép đặt ngang dới gầm xe Hai phần đầu củacầu đều tỳ lên moay ơ của bánh xe, do đó cầu xe đợc dùng làm giá đỡ cho hệthống treo để đỡ toàn bộ tải trọng của xe đặt trên khung gầm thông qua hệ thốngtreo truyền tới đợc phân đều cho các bánh xe Hầu hết các xe đều có cầu trớc vàcầu sau Các xe tải nặng còn có thêm cầu giữa để phân đều và giảm bớt tải trọngtrên các bánh xe

Phần quan trọng của cầu chủ động gồm;

2.4.2.1 Công dụng; Truyền lực chính là một cơ cấu bánh răng lắp trên cầu chủ

động để truyền động giảm tốc ( tăng mômen ) từ trục các đăng phía sau hộp sốhoặc trục phân phối đến các nửa trục ( bán trục ) của bánh xe chủ động Phơngcủa các nửa trục này vuông góc với trục các đăng

2.4.2.2 Nhiệm vụ truyền lực chính

- Truyền mômen từ trục các đăng đặt dọc xe đến các nửa trục trong cầuchủ động đặt ngang xe

- Giảm tốc cho các nả trục để tốc độ lăn bánh trung bình của xe trongkhoảng 70km/h ở số truyền thẳng nếu để cho các bánh xe chủ động quay cùngtốc độ với trục các đăng ( 3000 ữ 4000 vòng/phút) mà không giảm tốc độ thì vậntốc của xe sẽ lên tới 400km/h

2.4.2.3 Cấu tạo của truyền lực chính

- Có hai loại truyền lực chính: Loại đơn ( có một cặp bánh răng hình côn )

và loại kép ( có hai cặp bánh răng: một hình côn và một hình trụ )

Cặp bánh răng hình côn lại chia ra hai loại: Bánh răng côn xoắn và bánh rănghypoit Đối với loại côn xoắn, các đờng tâm của hai bánh răng cùng nằm trênmột phẳng, loại hypoit thì giữa hai trục có độ lệch tâm e Nhờ độ lệch tâm e mà có thể nâng hoặc hạ trọng tâm cầu xe, giảm góc nghiêngtrục các đăng và tăng tính êm dịu cả cặp truyền lực bánh răng Những loại nàylàm tăng trợt dọc của bánh răng truyền lực chính, làm chống mòn răng mềm và

Với xe có động cơ nằm ngang, do không phải đổi phơng quay của trục

động cơ và trục bánh xe nên thờng dùng một bộ răng trụ răng nghiêng làmtruyền lực chính

- Bánh răng quả dứa 1 có thể làm liền với trục hoặc làm một chi tiết rời rồilắp trên đầu trục Bánh răng vành chậu 2 ( hình 5.35a) và bánh răng thụ độnghình trụ lớn 4 ( hình 5.35b) thờng làm thành một chi tiết riêng rồi dùng bu lônghoặc đinh tán bắt chặt lên vỏ hộp vi sai làm luôn nhiệm vụ đỡ các bánh rănghành tinh Khi xe chạy trục chủ động lắp bánh răng quả dứa sẽ kéo và làm quaybánh răng vành chậu 2 và bánh răng hình trụ lớn 4 tức là làm quay giá đỡ hànhtinh của bộ vi sai

2.4.3 Bộ vi sai:

2.4.3.1 Công dụng; Bộ vi sai là một cơ cấu lắp trên cầu chủ động, nhờ nó mà

khi quay vòng bánh xe chủ động xa tâm quay ( bánh ngoài) sẽ lăn bánh nhanhhơn bánh xe gần tâm quay ( bánh trong)

2.4.3.2 Nhiệm vụ;

Phân phối mô men cho hai bán trục, làm cho các bánh xe chủ động có vận tốcquay khác nhau để khi quay vòng các bánh xe bên ngoài lăn bánh nhanh hơn cácbánh xe bên trong, đảm bảo cho xe chuyển động đợc ổn định

2.4.3.3.Cấu tạo ;

Gồm có: vỏ 1( giá đỡ vệ tinh), trục chữ thập 3, các bánh răng hành tinh 4 và cácbánh răng mặt trời 2 (bánh răng hành tinh) Các mút đầu chữ thập đợc lắp chặttrong vỏ ly hợp 1 Các bánh răng hành tinh 4 quay trơn trong đầu hình trụ củahình chữ thập đồng thời ăn khớp thờng xuyên với các bánh răng mặt trời 2, gắnthen hoa trên đầu của các nửa trục trái và phải ( nên còn gọi là bánh răng bántrục).

2.4.3.4. Nguyên lý làm việc của bộ vi sai

+ Khi chuyển động thẳng trên đờng bằng phẳng nền cứng quãng đờng lăncủa hai bánh xe chủ động bằng nhau nên lực cản trên hai bánh xe nh nhau sẽ làmcho hai bánh răng bán trục quay cùng một tốc độ Nh vậy bánh răng hành tinhkhông quay quanh trục của nó mà chỉ quay quanh trục của bán trục ( nửa trục).Mô men truyền xuống từ vỏ vi sai cân bằng với mô men cản tại vết tiếp xúc củabánh xe, tức là:

nt = np = n0: M1 = Mp = 0,5M0

trong đó: nt, np, n0 - tốc độ quay của bánh xe trái , phải và của vỏ vi sai( vòng/phút);

Mt Mp M0 - Mô men trên bánh xe trái, phải và vỏ vi sai

+ Khi đi trên đờng vòng, quãng đờng lăn của các bánh xe khác nhau, cácbánh răng bán trục quay với tốc độ khác nhau hoặc lực cản của các bánh xe khácnhau làm cho tốc độ góc của các bán trục cũng khác nhau Nh vậy bánh rănghành tinh vừa quay quanh trục của nó vừa quay quanh đờng tâm của các tâm bántrục Mô men truyền xuống từ vỏ vi sai cân bằng với mô men cản đặt tại tâm trụccủa bánh xe Mt + Mp Trên bánh răng vi sai: do sự không cân bằng của các lực ănkhớp tạo lên mô men quay quanh bánh răng hành tinh quanh trục của nó với giátrị bằng Mt - Mp, mô men còn lại là Mp đều tác dụng cả lên các bánh răng bán

có thể coi Mp = 0 tức là bánh xe bên phải mất khả năng bám mặt đờng, đó làhiện tợng quay trợt ( patinê ) Nh vậy việc sử dụng vi sai đối sứng cho phép cácbánh xe quay với tốc độ khác nhau, hạn chế mà mòn lốp xe nhng lại làm sấu khảnăng truyền lực của cầu chủ động đối với trờng hợp hệ số bám mặt đờng rất thấp

sẽ gây hiện tợng trợt quay của bánh xe chủ động (patinê ) tốn nhiên liệu gây trởgại cho hoạt động của xe

2.4.3.5.Các giải pháp trống trợt quay

- Dùng vi sai có ma sát trong lớn với giá trị giới hạn không đổi nhờ khớp ma

sát đơn và khớp ma sát kép hoặc tạo mô đen ma sát thay đổi theo mức sai lệch vềtốc độ quay của hai bán trục tạo lực ép phụ làm thay đổi mô men ma sát ( thờngdùng ma sát kép)

Bộ vi sai sử dụng khoá ly hợp nhiều đĩa ( thờng là 8 cặp) làm khớp ma sát.Các đĩa răng ngoài liên kết với vỏ vi sai, các đĩa trong liên kết với bán trục Các

đĩa trong và ngoài đợc lắp xen kẽ và đợc ép bởi lò xo đĩa đặt sát với vỏ vi saithông qua đĩa ép Hình 5.39 giới thiệu cấu tạo và sơ đồ của bộ vi sai dùng khớp

ma sát kép Với bộ vi sai có khớp ma sát, khả năng động lực của xe sẽ tốt hơnkhi đi trên mặt đờng có biến động lớn về hệ số bám Do tính chất đối xứng củakết cấu lên tải trọng tác dụng vào hai bán trục đồng đều, kết cấu của ly hợp khớpbớt cồng kềnh

- Dùng khoá vi sai: giá thành của bộ vi sai có khớp ma sát thờng cao, do

đố có thể dùng khoá vi sai trong một thời gian ngắn sẽ đơn giản và rẻ hơn Khoá

vi sai có thể thực hiện đợc một trong hai phơng án: khoá cứng vỏ vi sai với mộttrong hai bánh răng bán trục hoặc dùng khớp có hành trình tự do khoá vỏ vi saivới bánh răng bán trục đồng thời khoá hai bánh răng bán trục với nhau ( hình5.40) Khi nối cứng hai bán trục , do sự khác nhau về mô men cản trên các bánh

xe của cùng một cầu sẽ gây quá tải cho kết cấu nối cứng và cho các bán trục và