Đề cương bài giảng cấu tạo ô tô (hệ cao đẳng)

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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG

HỌC PHẦN: CẤU TẠO Ô TÔ

b Phân loại ly hợp

- Theo cách truyền mômen động cơ đến trục sơ cấp hộp số chia ra: ly hợp ma sát,

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

- Theo hình dạng và số lượng của đĩa ma sát: ly hợp một hay nhiều đĩa, ly hợp hình nón, ly hợp hình trống, ly hợp hình côn

- Theo hình thức phát sinh lực ép trên đĩa ép: ly hợp dùng lò xo trụ đặt xung quanh, lò xo trụ đặt ở giữa, lò xo màng

c 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

1.1.2 Ly hợp ma sát khô 1 đĩa thường đóng

Cấu tạo của ly hợp ma sát được chia làm các phần sau: 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

* Cụm đĩa ép:

Dùng để nối và ngắt công suất động

cơ, nó phải được cân bằng động và thoát nhiệt

tốt trong khi nối ly hợp Lò xo được lắp trong

cụm đĩa ép để đẩy đĩa ép vào đĩa ma sát, các

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

- Kiểu lò xo màng: Được làm bằng lá

thép lò xo, 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 tác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ hơn so với cơ cấu ly hợp sử dụng lò xo trụ, khả năng truyền công suất của ly hợp kiểu lò xo màng không bị giảm cho tới giới hạn mòn của đĩa, kết cấu đơn giản

- Đĩa ép được 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

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

- Xương đĩa: Được làm bằng thép đàn hồi, được uốn lượn sóng nên 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 khi đóng mở ly hợp rất êm dịu

- 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

1 Đinh tán

2 Lò xo giảm chấn

3 Moayơ ly hợp 4.Bề mặt ma sát

Hình 1.3 Cấu tạo đĩa ma sát

Hình 1.4 Cấu tạo moay ơ

Hình 1.5 Hoạt động của ly hợp

a Trạng thái đóng b Trạng thái mở

- 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 (cụm đĩa ép) quay theo động cơ nhưng

do lực ép không tác dụng lên đĩa ép nữa bởi vậy không tạo nên ma sát để truyền mômen xoắn từ động cơ đến trục của ly hợp

c Cơ cấu dẫn động ly hợp

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

*Cơ cấu dẫn động bằng cơ khí

Cơ cấu dẫn động ly hợp kiểu cơ khí

là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp

bằng các thanh đòn, khớp nối, được lắp đặt

theo nguyên lý đòn bẩy, loại dẫn động

điều khiển ly hợp đơn thuần này có kết cấu

đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm

việc cao Nhược điểm cơ bản của kiểu dẫn

động này là yêu cầu lực tác động của

người lái lớn khi tác động lên bàn đạp ly

hợp, nhất là đối với loại xe ôtô hạng nặng

* Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực

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

Ưu điểm là việc bố trí của các chi tiết trong hệ thống khá linh hoạt, việc cắt ly hợp êm dịu hơn tuy nhiên lực dẫn động mở ly hợp cũng không được lớn lắm, áp dụng cho các xe du lịch và xe tải nhỏ

* 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

Hình 1.6 Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực

Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp là khoảng cách mà bàn đạp ly hợp được ấn cho đến khi vòng bi cắt ly hợp tác dụng vào đĩa ép Khi đĩa ma sát bị mòn hành trình

tự do của bàn đạp bị giảm Nếu đĩa tiếp tục bị mòn, hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không còn sẽ gây hiện tượng trượt ly hợp

Do đó cần phải duy trì hành trình tự do của bàn đạp ly hợp Việc duy trì hành trình tự do của bàn đạp ly hợp tiến hành bằng cách điều chỉnh độ dài của cần đẩy xy lanh cắt ly hợp đối với loại có thể điều chỉnh được Điều chỉnh độ cao của bàn đạp ly hợp bằng bulông chặn bàn đạp, điều chỉnh độ cao của bàn đạp ly hợp giúp cho quá trình mở ly hợp được diễn ra hoàn toàn (mở hết)

- 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

đạp ly hợp lò xo nén đẩy về bên phải

áp suất giảm xuống, piston trở về khi

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

Hình 1.8 Xy lanh chính của ly hợp

Hình 1.7 Cấu tạo bàn đạp ly hợp

a: Hành trình của bàn đạp ly hợp b: Chiều cao của bàn đạp ly hợp

do của bàn đạp ly hợp khụng đổi

- Loại cú thể điều chỉnh được: ta

trực tiếp điều chỉnh độ dài của cần

đẩy và càng cắt ly hợp để đảm bảo

hành trỡnh tự do của bàn đạp khi đĩa

ma sỏt bị mũn trong quỏ trỡnh hoạt

động

1.1.3 Ly hợp kộp

Khi yờu cầu về mụ men truyền lớn thỡ bộ ly hợp kộp sẽ được sử dụng trờn ụ tụ

Ly hợp kộp thường dựng trờn cỏc loại xe tải cỡ lớn vỡ yờu cầu truyền cụng suất và mụ men cao

Đối với một số ôtô vận tải cần phải truyền mô men lớn ng-ời ta sử dụng ly hợp

ma sát khô hai đĩa bị động So với ly hợp ma sát khô một đĩa bị động, ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động có những -u nh-ợc điểm sau:

- Nếu cùng một kích th-ớc đĩa bị động và cùng một lực ép nh- nhau thì ly hợp hai đĩa truyền đ-ợc mô men lớn hơn ly hợp một đĩa

- Nếu phải truyền một mô men nh- nhau thì ly hợp hai đĩa có kích th-ớc

nhỏ gọn hơn ly hợp một đĩa

- Ly hợp hai đĩa đóng êm dịu hơn nh-ng khi mở lại kém dứt khoát hơn ly hợp một đĩa

- Ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp hơn ly hợp một đĩa

a Sơ đồ cấu tạo chung:

Hỡnh 1.9 Cỏc loại xy lanh cắt ly hợp

Hỡnh 1.10 Ly hợp ma sỏt khụ hai đĩa bị động

động số 4 cùng liên kết then hoa với trục ly hợp 10 Vì có hai đĩa bị động nên ngoài đĩa

ép 5 còn có thêm đĩa ép trung gian 3 ở ly hợp hai đĩa phải bố trí thêm cơ cấu truyền mô men từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa trung gian

Vì nh-ợc điểm của ly hợp hai đĩa là không mở dứt khoát nên ở những loại ly hợp này ng-ời ta phải bố trí cơ cấu để tạo điều kiện cho ly hợp mở đ-ợc dứt khoát Nh- trên hình vẽ thì cơ cấu này đ-ợc thực hiện bởi lò xo số 2 và bu lông điều chỉnh 6 Khi

mở ly hợp thì lò xo 2 sẽ đẩy đĩa trung gian tách khỏi đĩa bị động bên trong và khi đĩa trung gian 3 chạm vào đầu bu lông điều chỉnh 6 thì dừng lại nên đĩa bị động bên ngoài (đĩa bị động số 4) cũng đ-ợc tự do

b Nguyên lý hoạt động:

Nguyên lý làm việc của ly hợp hai đĩa bị động cũng t-ơng tự nh- ly hợp một đĩa:

- Trạng thái đóng: ở trạng thái đóng các lò xo ép 7 một đầu tựa vào vỏ ly hợp 8, đầu kia tì vào đĩa ép 5 ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4 và đĩa trung gian 3 với bánh đà tạo thành một khối cứng giữa các chi tiết chủ động và bị động của ly hợp, mô men đ-ợc truyền từ động cơ tới bộ phận chủ động, bị động và tới trục ly hợp

- Trạng thái mở: Khi cần mở ly hợp ng-ời ta tác dụng một lực vào bàn đạp

11 thông qua đòn kéo 13 càng mở 14 đẩy bạc mở 9 dịch chuyển sang trái Khi khe hở

 giữa bi tỳ 15 và đầu đòn mở 16 đ-ợc khắc phục thì bi tỳ 15 sẽ ép lên đầu đòn mở để kéo đĩa ép 5 nén lò xo 7 làm đĩa ép dịch chuyển sang phải để tạo khe hở giữa các đĩa bị

động với các đĩa ép, đĩa trung gian và bánh đà Do đó trục ly hợp đ-ợc quay tự do ngắt

đ-ờng truyền mô men từ động cơ tới

1.2 Hộp số chớnh

1.2.1 Cụng dụng, phõn loại và yờu cầu

* Cụng dụng:

- Biến đổi mụmen quay của động cơ để tăng, giảm lực kộo ở bỏnh xe chủ động

- Thay đổi tốc độ của ụtụ và thực hiện chuyển động lựi của ụtụ

- Truyền hoặc khụng truyền mụmen từ động cơ tới bỏnh xe chủ động để khi xe dừng mà mỏy vẫn nổ

* Phõn loại hộp số cơ khớ:

Người ta cú thể phõn hộp số cơ khớ làm cỏc loại cơ bản sau:

- Phõn loại theo hỡnh dỏng kết cấu: loại hộp số ngang, hộp số dọc

- Phõn loại theo số lượng trục: loại cú 2 trục, loại cú 3 trục

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

* Yờu cầu của hộp số cơ khớ:

- Phải cú cỏc tỉ số truyền đảm bảo tớnh năng động lực

- Khụng sinh ra cỏc lực va đập trờn cỏc hệ thống truyền lực

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

- Thay đổi tốc độ và thực hiện chuyển lựi của ụtụ

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

1.2.2 Kết cấu và nguyên lý làm việc hộp số có khí

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

+ 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

- 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

3 Bộ đồng tốc

4 Cơ cấu chọn và chuyển số

5 Trục bị động 6.Trục số lùi

Hình 1.12.Cấu tạo hộp số cơ khí

- 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 bi kim

- Cấu tạo bộ đồng tốc:

Mỗi số tiến trên trục sơ cấp được vào khớp với bánh răng tương ứng trên trục thứ cấp ở mọi thời điểm Những bánh răng này luôn luôn quay ngay cả sau khi vào ly hợp

vì chúng không cố định trên trục và chỉ chạy lồng không

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

Người ta đặt vòng đồng tốc giữa moay ơ đồng tốc và mặt côn của các bánh răng

số, và được đẩy ép vào một trong các mặt côn này

Trên toàn bộ khu vực côn bên trong vòng đồng tốc có các rãnh nhỏ để tăng ma sát Ngoài ra, vòng này còn có 3 rãnh để các khoá chuyển số luồn vào đó

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

Hình 2.1.13 Cấu tạo bộ đồng tốc

4)

ĐT(3-2)

- Số 0: 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 cặp bánh răng d làm trục trục sơ cấp và trục trung gian quay trơn

- Số 1: Bộ đồng tốc ĐT(1-2) được dịch chuyển sang bên phải ăn khớp với cặp

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

- Số 2: Bộ đồng tốc ĐT(1-2) được dịch chuyển sang bên trái ăn khớp với cặp

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

ĐT(1-2)  trục thứ cấp hộp số

- Số 3: Bộ đồng tốc ĐT(3-4) được dịch chuyển sang bên phải ăn khớp với cặp

bánh răng c, bộ đồng tốc ĐT(1-2) và bánh răng số lùi r ở vị trí trung gian, đường truyền công suất từ động cơ  trục sơ cấp  cặp bánh răng d  cặp bánh răng c 

ĐT(3-4)  trục thứ cấp hộp số

- Số 4: Bộ đồng tốc ĐT(3-4) được dịch chuyển sang bên trái ăn khớp bánh răng

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

- Số lùi: Gạt bánh răng r ăn khớp với cặp bánh răng a, các bộ đồng tốc khác được

giữ ở vị trí trung gian, đường truyền công suất từ động cơ đến cặp bánh răng d  cặp bánh răng a và qua bánh răng r trục thứ cấp

1.3 Hộp số phụ, hộp phân phối

1.3.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại

* Chức năng:

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

* Phân loại hộp số phụ

Đối với các xe 4WD, đường truyền công suất từ động cơ đến các bánh xe khác khác nhau giữa xe 4WD loại FF và xe 4WD loại FR

- Xe 4WD thường xuyên loại FF :

Trong loại này, công suất được truyền từ hộp số ngang đến bộ vi sai trung tâm,

bộ vi sai trước và bộ vi sai sau Bộ vi sai trung tâm và bộ vi sai trước nằm trong hộp số phụ

- Xe 4WD thường xuyên loại FR: Trong loại này, công suất truyền từ hộp số dọc đến bộ vi sai trung tâm, đến bộ vi sai trước và bộ vi sai sau

- Xe 4WD gián đoạn loại FR: Trong loại này, khi không gài hộp số phụ, công

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

đến cả hai bộ vi sai trước và sau

* Sơ đồ, kết cấu và hoạt động

1.3.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

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

Hộp số phụ được 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 1.15 Hộp số phụ,

hộp phân phối

1 Động cơ; 2 Cầu trước;

3 Hộp số phân phối; 4 Cầu sau

5 Hộp số phụ; 6 Ly hợp

Hình 1.16 Sơ đồ bố trí trên xe nhiều cầu chủ động

- 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 được đúc thành liền một khối và quay tự do trên trục

- Bánh răng di động 1 và 2 lắp trên trục thứ cấp và trượt 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): Gạt bánh răng 1 ăn khớp với vành răng 5 Khi đó mômen sẽ được truyền từ trục sơ cấp 7  bánh răng 6  vành bánh răng 5  bánh răng di động 1 

trục thứ cấp của hộp số 8  cầu chủ động

- Khi đi số tăng: 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: 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

* Hộp phân phối

Hộp phân phối chỉ dùng trên xe nhiều cầu chủ động, dùng để phân phối mômen

từ động cơ ra các cầu xe Trong số phân phối có thể bố trí thêm một số truyền nhằm tăng lực kéo cho bánh xe khi cần thiết Hộp số phân phối có thể đặt liền ngay sau hộp

số chính hoặc tách rời riêng biệt sau hộp số chính Trong trường hợp tách rời chúng nối với nhau bằng trục các đăng

Hộp 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

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

- 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 phân phối

- 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

* Điều khiển gài cấp số

- Vị trí số trung gian: Mỗi bánh răng số được vào khớp với bánh răng bị động tương ứng và chạy lồng không trên trục

- Bắt đầu quá trình đồng tốc: Khi dịch chuyển cần chuyển số, cần chuyển số nằm trong rãnh trong ống trượt, dịch chuyển theo chiều mũi tên Vì phần nhô ra ở tâm của khoá chuyển số được gài vào rãnh của ống trượt, khoá chuyển số cũng dịch chuyển theo chiều mũi tên cùng một lúc và đẩy vòng đồng tốc vào mặt côn của bánh răng số, bắt đầu quá trình đồng tốc

- Giữa quá trình đồng tốc: Khi dịch chuyển tiếp cần chuyển số, lực đặt lên ống trượt sẽ thắng lực lò xo của khoá chuyển số và ống trượt trùm lên phần nhô ra của khoá này

- Kết thúc quá trình đồng tốc: Lực đang tác dụng lên vòng đồng tốc trở nên mạnh hơn và đẩy phần côn của bánh răng số Điều này làm đồng bộ tốc độ của bánh răng số với tốc độ của ống trượt gài số Khi tốc độ của ống trượt gài số và bánh răng số trở nên

Hình 1.18 Hộp phân phối 2 cấp tốc độ

bằng nhau, vòng đồng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều quay này Do đó, các 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

- Cơ cấu tránh ăn khớp kép

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

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

+ Hoạt động của cơ cấu tránh ăn khớp kép:

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

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

có đầu càng gạt số 1/số 2 có thể dịch chuyển

- Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi

Nếu cài hộp số sang số lùi trong

khi xe đang chạy, có thể làm vỡ ly hợp và

hộp số ngang kiểu thường và đồng thời

khoá cứng các lốp xe, gây ra tình trạng rất

nguy hiểm

Hình 1.19 Cơ cấu tránh ăn khớp kép

Do đó, người ta bố trí cơ cấu này để người lái buộc phải chuyển về vị trí số không trước khi gài số lùi

- Cơ cấu gài số lùi một chiều

Bánh răng trung gian số lùi chỉ dịch chuyển khi hộp số được chuyển sang số lùi Khi gài vào số 5, bánh răng trung gian số lùi sẽ bị giữ ở vị trí số trung gian

* Hoạt động của cơ cấu gài số lùi một chiều:

- Khi hộp số được chuyển sang số 5, trục càng gạt No.3 dịch chuyển sang bên phải, đẩy các viên bi vào các rãnh xoi của trục càng gạt No.2

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

- Chuyển từ số lùi sang vị trí số trung gian Tất cả trục càng gạt No 3, các viên bi

và càng gạt số lùi đều dịch chuyển sang bên phải

- Cơ cấu khoá chuyển số

Hình 1.22 Cơ cấu khoá chuyển số

Hình 1.21 Cơ cấu gài số lùi một

chiều

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

b Phân loại

Người ta có thể phân các đăng ra làm các loại sau:

- Theo số lượng khớp các đăng: loại đơn, loại kép, loại nhiều khớp

- Theo đặc điểm động lực học: các đăng đồng tốc, các đăng khác tốc

- Theo kết cấu: các đăng có trục chữ thập, các đăng bi

1.4.2 Cấu tạo và phương pháp bố trí các đăng

a Trục các đăng khác tốc

Trục các đăng là một ống thép nhẹ

bằng thép cácbon, đủ khỏe để chống xoắn và

cong Bình thường trục các đăng là một ống

liền có hai khớp nối ở hai đầu hình thành các

khớp các đăng Vì có đôi chút rung động ở tốc

độ cao, nên ngày nay người ta thường sử dụng

trục các đăng loại có 3 khớp nối

* Loại có hai khớp nối

Tổng chiều dài của mỗi đoạn của trục

các đăng loại hai khớp nối tương đối lớn Điều này có nghĩa là khi trục các đăng quay

ở tốc độ cao, nó có xu hướng cong đi một chút và rung động hơn do độ mất cân bằng

dư

* Loại có 3 khớp nối: Chiều dài của mỗi đoạn trục của trục các đăng loại 2 đoạn,

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

* Ổ đỡ giữa: Ổ đỡ giữa đỡ hai phần của trục các đăng ở giữa, và được lắp qua mặt bích vào các rãnh then hoa ở đầu trục trung gian Bản thân ổ đỡ giữa gồm có ống lót cao su che chắn ổ đỡ, và ổ đỡ này lại đỡ các trục các đăng và được lắp vào thân xe bằng một giá đỡ Vì người ta tách trục các đăng làm hai đoạn, ống lót cao su sẽ khử độ rung trong trục các đăng để ngăn độ rung này lan đến khung xe Do đó, độ rung và tiếng ồn từ trục các đăng ở tốc độ cao được giảm tới mức tối thiểu

Hình 1.23 Trục các đăng

* Khớp các đăng

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

- Khớp các đăng kiểu chữ thập

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

+ Để tránh cho nắp vòng bi không bị văng ra khi trục các đăng quay ở tốc độ cao, ngườita dùng một phanh hãm hoặc một tấm chặn để giữ chặt nắp vòng bi trong loại vòng bi mềm này Loại nắp vòng bi cứng không thể tháo được

b Trục các đăng đồng tốc

Dùng cho loại xe FF- động cơ đặt trước, cầu trước chủ động

Hình 1.25 Khớp các đăng Hình 1.24.Vị trí ổ đỡ giữa

Các dạng các đăng đồng tốc tiêu biểu trên ô tô con

- Các đăng kiểu bi Veise

- Các đăng kiểu bi Rzeppa

- Các đăng kiểu bi Tripod

- Các đăng kiểu chữ thập kép

- Các đăng kiểu Tracta

1.5 Cầu ôtô

1.5.1.Chức năng, yêu cầu và phân loại

a Chức năng

Cầu chủ động là bộ phận cuối cùng trong hệ thống truyền lực, tùy theo kết cấu ta

có cầu chủ động đặt phía sau hộp số, nối với hộp số hay hộp phân phối bởi trục truyền động các đăng, hoặc cầu chủ động và hộp số được đặt trong một cụm 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 chuyển động tiến hoặc lùi

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

b Yêu cầu

- Có tỷ số truyền cần thiết phù hợp với yêu cầu làm việc

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

- Phải có hiệu suất làm việc cao, làm việc không gây tiếng ồn, kích thước gọn

c Phân loại

- Theo kết cấu truyền lực chính: cầu đơn, cầu kép

- Theo vị trí của cầu chủ động trên xe: cầu trước chủ động, cầu sau chủ động

- Theo số lượng cầu bố trí trên xe: xe có một cầu chủ động, xe có hai cầu chủ động, xe có ba cầu chủ động

- Theo số lượng cặp bánh răng truyền lực chính: một cặp bánh răng, hai cặp bánh răng có tỷ số truyền cố định

1.5.2 KÕt cÊu vµ nguyªn lÝ lµm viÖc của cầu chủ động

a Truyền lực chính

* Truyền lực chính đơn

Truyền lực chính đơn có cặp bánh răng

côn truyền mômen xoắn theo đường vuông

góc, bánh răng chủ động hình quả dứa được

chế tạo liền trục Phía đỉnh răng của trục có

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

trên gối đỡ bên trong của vỏ hộp cầu sau

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

nằm trên gối đỡ của nắp vỏ hộp

Trên trục có rãnh then hoa 2 để lắp với

mặt bích của trục các đăng Phần cuối của trục có các đường ren để bắt đai ốc hãm mặt bích các đăng

Hình 1.26 Truyền lực chính đơn

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

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

- Nâng hạ trọng tâm cầu xe để tăng tính năng thông qua chướng ngại vật hoặc

hạ thấp trọng tâm toàn xe

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

* Truyền lực chính kép

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

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

Bánh răng quả dứa được chế tạo liền với trục chủ động, trục và bánh răng quả dứa được lắp với vỏ cầu bằng bulông, ở giữa có đệm điều chỉnh Bánh răng vành chậu luôn ăn khớp với bánh răng quả dứa và lắp chặt với trục trung gian bằng đinh tán Trục trung gian chế tạo liền với bánh răng trụ trung gian nhỏ Đây là bánh răng bị động của cặp truyền động trung gian Trục trung gian quay trơn trên hai vòng bi côn đặt trên vỏ cầu, phía ngoài có nắp và đệm điều chỉnh

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

chậu, bánh răng trung gian nhỏ, bánh răng trung gian lớn và vỏ bộ vi sai

b Bộ vi sai

a Nhiệm vụ chính của bộ vi sai

- Tiếp tục giảm chuyển động quay đã nhận từ hộp số hoặc hộp phân phối để tăng mômen quay truyền tới các bán trục

- Tạo sự chênh lệch tốc độ quay giữa các bánh xe phía trong và bánh xe phía ngoài khi xe quay vòng

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

Bộ vi sai được chia làm 2 loại: loại sử dụng cho các xe FF và loại sử dụng cho các

- Khi xe chạy trên đường vòng:

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

Hình 1.28 Phân loại cấu tạo bộ vi

23

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

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

d Một số loại vi sai đặc biệt

- LSD (Bộ vi sai hạn chế trượt)

- LSD là một cơ cấu hạn chế bộ vi sai khi một trong các bánh xe bắt đầu trượt để tạo ra một lực dẫn động phù hợp ở bánh xe kia làm cho xe chạy êm Có các loại LSD khác nhau

* LSD nối khớp thuỷ lực

Khớp nối thuỷ lực là một loại khớp (ly hợp) thuỷ lực truyền mômen quay bằng

sức cản nhớt của dầu Nó sử dụng sức cản nhớt này để hạn chế sự trượt vi sai

LSD nối khớp thuỷ lực được sử dụng như một cơ cấu hạn chế vi sai ở bộ vi sai trung tâm của các xe 4WD và một số LSD nối khớp thuỷ lực được sử dụng ở các bộ vi sai của các xe kiểu FF và FR

* LSD cảm biến mômen kiểu bánh răng xoắn

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

Nguyên tắc của bộ hạn chế trượt là làm cho phản lực F1 (được hợp thành từ phản lực ăn khớp của bánh răng hành tinh và bánh răng bán trục, và phản lực ăn khớp của bản thân các bánh răng hành tinh) có thể đẩy bánh răng hành tinh theo chiều của hộp

vi sai theo tỷ lệ với mômen đầu vào

Hình 1.30 Vi sai LSD nối khớp thuỷ

lực

Hình 1.31 Vi sai LSD cảm biến mômen kiểu bánh răng

Do phản lực F1 lực ma sát m F1 (được tạo ra giữa đỉnh răng của bánh răng hành tinh và vách trong của hộp vi sai) sẽ tác động theo hướng làm bánh răng hành tinh ngừng quay

* LSD cảm nhận mômen quay

Lực hạn chế vi sai được tạo ra từ ma sát cạnh răng giữa các bánh răng bán trục và các trục vít, và ma sát giữa vỏ hộp vi sai, các vòng đệm chặn và các bánh răng bán trục.Trong loại LSD cảm nhận mômen quay này, lực hạn chế vi sai thay đổi mạnh và nhanh theo mômen quay tác động vào nó

Do đó, nếu nhả bàn đạp ga trong khi xe đang quay vòng, bộ vi sai sẽ làm việc êm dịu như một bộ vi sai bình thường Tuy nhiên, trong trường hợp có mômen lớn hơn tác động, thì lực hạn chế vi sai lớn hơn sẽ được tạo ra

Loại nhiều đĩa:

Người ta dùng ổ lăn côn trong vòng

bi bán trục, nên cần phải điều chỉnh tải

trọng ban đầu của các vòng bi bán trục

này

Hình 1.32.Vi sai LSD cảm nhận mômen quay

Hình 1.33 Vi sai loại nhiều đĩa

- Điều chỉnh tải trọng ban đầu của bánh răng quả dứa:

Người ta thường điều chỉnh tải trọng ban đầu của các vòng bi bánh răng quả dứa bằng cách thay đổi khoảng cách các vòng lăn trong của ổ đỡ trước và sau, trong khi cố định các vòng lăn ngoài vào hộp vi sai Cũng có thể thực hiện việc này bằng cách thay đổi tổng độ dày của các vòng đệm được sử dụng, hoặc đặt áp lực vào vòng cách co giãn (bằng cách vặn chặt đai ốc) để làm thay đổi chiều dài của nó

- Điều chỉnh vết tiếp xúc răng của bánh răng vành chậu

Điều chỉnh vết tiếp xúc răng của bánh răng vành chậu bằng cách sử dụng vòng đệm điều chỉnh để dịch chuyển độ lệch giữa bánh răng quả dứa và bánh răng vành chậu

- Điều chỉnh khe hở ăn khớp bánh răng vành chậu

Điều chỉnh khe hở ăn khớp là điều chỉnh khe hở của bề mặt tiếp xúc giữa bánh răng quả dứa và bánh răng vành chậu Khi khe hở ăn khớp lớn, điều chỉnh hộp vi sai

về phía bánh răng quả dứa, còn khi he hở ăn khớp nhỏ, điều chỉnh theo hướng ra xa bánh răng quả dứa Sử dụng đai ốc điều chỉnh để thực hiện việc điều chỉnh này

xe được sử dụng vừa để lái vừa để dẫn động,

chúng phải duy trì được cùng một góc làm việc

trong khi các bánh trước đang được lái, và phải

quay các bánh xe với tốc độ đồng đều

Cầu xe (loại hệ thống treo phụ thuộc)

Hình 1.34 Những cách điều chỉnh cầu

Hình 1.35 Bán trục

Các bánh xe bên trái và bên phải được nối thẳng với cầu xe Hộp cầu xe vừa phải

đỡ trọng lượng của xem vừa phải chứa bộ vi sai ở tâm của nó

b.Chiều dài của bán trục

Ở các xe FF, sự chênh lệch về chiều

dài của các bán trục bên trái và bên phải

cũng có thể làm cho vô lăng lái bị ngoặt đột

ngột về một bên, hoặc xe đổi hướng khi

khởi hành nhanh hoặc khi tăng tốc độ đột

ngột Người ta gọi hiện tợng này là “lái có

mômen cản” Vì lẽ này, một số kiểu xe sử

dụng một trục trung gian kết hợp với các

bán trục bên trái và bên phải có cùng chiều

dài để tránh xảy ra hiện tượng lái có mômen cản

d Moay ơ, bánh xe và lốp

Moay ơ bánh xe

Loại sử dụng các vòng bi chặn

* Cầu trước có bán trục: Các bán trục có thể dịch chuyển lên xuống và sang phải

sang trái theo chuyển động của xe trong khi đồng thời truyền công suất từ bộ vi sai

trực tiếp đến các bánh xe

Hầu hết các xe hiện đại sử dụng các vòng bi chặn hoặc các vòng bi đũa côn hai dãy làm các vòng bi đũa côn cho cầu xe

* Cầu sau không có bán trục: Cầu sau của các xe kiểu FF chỉ dùng để chịu tải

Hầu hết các xe hiện đại cũng sử dụng các vòng bi chặn làm ổ đỡ cầu xe, như ở cầu

trước

Hình 1.37 Các loại moay ơ bánh xe

Hình 1.36 Chiều dài của bán trục

* Cầu trước không có bán trục: Các cầu trước của các xe kiểu FR chỉ dùng để đỡ

trọng lượng của xe, và là một bộ phận của hệ thống lái Người ta sử dụng các vòng bi chặn ở các xe chở khách mới nhất

* Cầu sau có bán trục: Trong hệ thống treo độc lập, không có hộp bán trục sau,

và bộ vi sai được lắp trực tiếp vào thân xe Bán trục truyền công suất từ bộ vi sai đến

các bánh xe

Loại sử dụng các vòng bi đũa côn

* Cầu trước không có bán trục:

Với cam quay được dùng như

một trục tâm, tải trọng ở các bánh xe

trước được truyền vào hệ thống treo

Người ta lắp mỗi bánh xe vào cam

quay của nó qua các vòng bi đũa côn

* Cầu sau không có bán trục: Người ta lắp vòng bi đũa côn vào trục cầu xe qua cổng

phanh và vòng bi đũa côn này đỡ trục cầu xe

c Loại sử dụng các vòng bi cầu hướng kính

Cầu sau của xe FR không chỉ đỡ tải trọng trên các bánh sau, mà còn truyền công suất từ động cơ đến các bánh xe

Vành bánh xe

Các cỡ của vành bánh xe được chỉ rõ trên mép vành xe

Lốp xe

a Khái quát chung:

* Các loại lốp được lắp vào xe cùng với các vành xe Các xe chạy bằng lốp hơi được bơm không khí có áp suất Lốp là bộ phận duy nhất của xe tiếp xúc trực tiếp với mặt đường Nếu áp suất không khí trong lốp không chính xác có thể gây ra độ mòn bất thường và giảm tính năng dẫn động

Hình 1.38 Moay ơ sử dụng các vòng bi đũa côn

Hình 1.39 Cấu tạo vành bánh xe

1-Chiều rộng của vành

2-Hình dạng gờ của vành 3-Độ lệch

4-Đường kính vành 5-Tâm vành bánh xe 6-P.C.D.(Đường kính vòng lăn) 7-Mặt lắp moayơ

* Lốp thực hiện các chức năng sau đây:

- Lốp đỡ toàn bộ trọng lượng của xe

- Lốp trực tiếp tiếp xúc với mặt đường và do đó truyền lực dẫn động và lực phanh vào đường, do đó chi phối việc chuyển bánh, tăng tốc, giảm tốc, đỗ xe và quay vòng

- Lốp làm giảm chấn động do các mấp mô ở mặt đường gây ra

Cỡ, tính năng và cấu tạo của lốp được chỉ rõ ở mặt bên của lốp

Sơ đồ ở bên dưới cho biết tên và các thông số khác nhau của lốp

Hình 1.40 Cấu tạo lốp xe

Hình 1.41 Cấu tạo cỡ lốp

Ký hiệu lốp và cách đọc mã lốp

d Đảo lốp

Vì tải trọng đặt lên các lốp trước và sau khác nhau, nên mức mòn cũng khác nhau Do đó cần thường xuyên luân chuyển lốp để chúng mòn đều Các lốp có chiều quay được xác định không được thay giữa bên phải và bên trái

Lốp xe loại cỡ trước và sau khác nhau thì không được thay thế giữa vị trí trước

1.5.3 KÕt cÊu vµ nguyªn lÝ lµm viÖc của c¬ cÊu khãa vi sai

Kết cấu và sơ đồ nguyên lý của bộ khóa cứng vi sai

Kết cấu dùng các bộ truyền ma sát trong cao thường có giá thành cao, vì vậy đơn giản hơn có thể dùng khóa vi sai trong một thời gian ngắn ở các dạng:

Khóa cứng hai bộ phận với nhau: Khóa vỏ vi sai với một trong hai bánh răng bán trục Loại này có hệ số khóa vi sai: K =1

Khi khóa vi sai lâu dài với điều kiện đường ở hai bên bánh xe khác nhau hoặc khi vào quay vòng sẽ gây nên hiện tượng tuần hoàn công suất, do đó khi vượt qua quãng đường xấu phải mở cơ cấu khóa vi sai, nhằm tránh quá tải lâu dài

Hình 1.43: Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý của bộ khóa vi sai

B¸n trôc

Khãa - Më V

Chương 2: HỆ THỐNG PHANH

2.1 Khái niệm chung

Phanh là hệ thống an toàn chủ động hết sức quan trọng nên luôn được các nhà thiết kế ôtô quan tâm, không ngừng nghiên cứu hoàn thiện và nâng cao hiệu quả Khởi đầu, hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực (phanh dầu) sử dụng trên các xe ôtô con chỉ là loại đơn giản, trong đó lực phanh các bánh xe tỷ lệ thuận với lực tác động lên bàn đạp phanh Hệ thống phanh này đến nay gần như không còn được sử dụng vì hiệu quả kém, không bảo đảm đủ lực phanh

Để tăng lực phanh, người ta sử dụng các cơ cấu trợ lực Phổ biến với các xe con

là loại trợ lực bằng chân không, sử dụng độ chênh lệch giữa áp suất khí quyển và độ chân không trong đường nạp của động cơ để tạo ra lực bổ trợ phanh Trợ lực chân không có thể tác động trực tiếp lên piston của xi-lanh phanh chính hoặc tác động gián tiếp (có thêm một xi-lanh phụ trợ để tăng áp suất dầu phanh) Tuy vậy, các dạng trợ lực chân không cũng chỉ tăng áp suất dầu phanh lên được khoảng gấp 2 lần Phanh dầu còn có thể được trợ lực bằng khí nén giúp đạt được áp suất dầu phanh khá cao, nhưng

do cấu tạo phức tạp, nên chủ yếu áp dụng cho các xe tải

Còn để tránh hiện tượng bó cứng các bánh xe khi phanh, dẫn đến rê xe và mất điều khiển, ở một số xe người ta sử dụng cơ cấu điều chỉnh lực phanh, nhằm thay đổi lực phanh ở các bánh xe tỷ lệ với lực bám của các bánh xe đó Cơ cấu điều chỉnh này được liên kết bằng cơ khí với thân xe và cầu sau Tuỳ thuộc vào vị trí tương đối của thân xe với cầu xe (tương ứng là trọng lượng xe tác động lên cầu sau), cơ cấu sẽ làm thay đổi áp lực của dầu phanh trong các xi-lanh phanh bánh xe sau Khi trọng lượng đè lên cầu sau nhỏ thì lực phanh các bánh sau sẽ nhỏ và ngược lại

Việc ứng dụng các thiết bị điện tử trong các bộ phận, hệ thống của xe ôtô nói chung và hệ thống phanh nói riêng, thể hiện ở sự kết hợp những thành phần cơ học, điện và điện tử để thực hiện các chức năng cơ học theo sự điều khiển của các modul (hoặc bộ vi xử lý) điện tử Đối với hệ thống phanh, ứng dụng thiết bị cơ - điện tử đầu tiên có thể kể đến là hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock Braking System) xuất hiện năm 1978, ban đầu là trên các xe thể thao đắt tiền, còn ngày nay đã trở thành không thể thiếu ở một số mác xe trung và cao cấp ABS là thiết bị hỗ trợ cho hệ thống phanh, ngăn chặn hiện tượng trượt của các bánh xe khi phanh gấp mà không phụ thuộc vào xử trí của người lái, nhưng đồng thời vẫn bảo đảm lực phanh đạt giá trị cực đại ứng với khả năng bám của bánh xe với mặt đường

Bước tiếp theo là sự ra đời của hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electronic Brakeforce Distribution) Hệ thống hỗ trợ phanh gấp BAS (Brake Assist System) có tác dụng tăng tức thì lực phanh đến mức tối đa trong thời gian ngắn nhất khi phanh khẩn cấp, xuất hiện cũng nhằm mục đích tăng cường hiệu quả cho hệ thống

phanh Bên cạnh đó, một số hệ thống khác như: ổn định điện tử ESP (Electronic Stability Program), chống trượt ETS (Electronic Traction System), đều có tác dụng gián tiếp nâng cao hiệu quả phanh bằng các biện pháp như tăng thêm các xung lực phanh đến các bánh xe khi cần thiết (ESP), hoặc phân phối lại lực kéo giữa các bánh

xe khi xuất hiện trượt lúc phanh (ETS)

a Chức năng của hệ thống phanh

Hệ thống phanh có nhiệm vụ làm giảm tốc độ của ôtô hoặc làm dừng hẳn sự chuyển động của ôtô Hệ thống phanh còn đảm bảo giữ cố định xe trong thời gian dừng Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất vì nó đảm bảo cho ôtô chuyển động an toàn ở chế độ cao, cho phép người lái có thể điều chỉnh được tốc độ chuyển động hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm

Hình 2.1 Hệ thống phanh

b Phân loại hệ thống phanh

- Phân loại theo tính chất điều khiển chia ra phanh chân và phanh tay

- Phân loại theo vị trí đặt cơ cấu phanh mà chia ra: phanh ở bánh xe và phanh ở trục chuyển động

- Phân loại theo kết cấu của cơ cấu phanh: phanh guốc, phanh đai, phanh đĩa

- Phân loại theo phương thức dẫn động có: Dẫn động phanh bằng cơ khí, chất lỏng, khí nén hoặc liên hợp

Hình 2.2 Các bộ phận của hệ thống phanh

c Yêu cầu của hệ thống phanh

- Phải nhanh chóng dừng xe trong bất khì tình huống nào, khi phanh đột ngột xe phải được dừng sau quãng đường phanh ngắn nhất, tức là có gia tốc phanh cực đại

- Hiệu quả phanh cao kèm theo sự phanh êm dịu để đảm bảo phanh chuyển động với gia tốc chậm dần đều giữ ổn định chuyển động của xe

- Lực điều khiển không quá lớn, điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng cả bằng chân và tay

- Hệ thống phanh cần có độ nhạy cao, hiệu quả phanh không thay đổi giữa các lần phanh

- Đảm bảo tránh hiện tượng trượt lết của bánh xe trên đường, phanh chân và phanh tay làm việc độc lập không ảnh hưởng đến nhau

- Các cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệt ra các khu vực làm ảnh hưởng tới sự làm việc của các cơ cấu xung quanh, phải dễ dàng điều chỉnh thay thế chi tiết hư hỏng

2.2 Hệ thống phanh dầu( phanh thủy lực)

Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực thường dùng trên các xe du lịch và xe tải

có tải trọng nhỏ và trung bình Dẫn động bằng thuỷ lực có ưu điểm là phanh êm dịu, dễ

bố trí, có độ nhạy cao Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là tỷ số truyền của dẫn động dầu không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh Trong hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của mạch dẫn động mà người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng

Dẫn động một dòng nghĩa là từ đầu ra của xilanh chính chỉ có một đường dầu duy nhất dẫn đến các xilanh bánh xe, dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản nhưng

độ an toàn không cao Vì vậy trong thực tế dẫn động phanh một dòng ít được sử dụng Dẫn động hai dòng nghĩa là từ đầu ra của xilanh chính có hai đường dầu độc lập đến các xilanh bánh xe

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh thủy lực dẫn động hai dòng

Do hai dòng hoạt động độc lập nên xilanh chính phải có hai ngăn độc lập do đó khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có tác dụng Vì vậy phanh hai dòng có độ an toàn cao, nên được sử dụng nhiều trong thực tế Dưới đây là các sơ đồ dẫn động thuỷ lực hai dòng thường gặp:

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh thủy lực dẫn động một dòng

- Một dòng dẫn động ra hai bánh xe cầu trước, còn một dòng dẫn tới các bánh xe cầu sau

- Một dòng dẫn động cho bánh xe trước ở một phía và bánh xe sau ở phía khác, còn

một dòng dẫn động cho các bánh xe chéo còn lại

- Hai kiểu dẫn động trên được dùng cho các xe con thông thường vì kết cấu đơn giản và giá thành hạ

- Một dòng dẫn động cho ba bánh xe

- Ba kiểu dẫn động trên được dùng ở các xe có yêu cầu cao về độ tin vậy và về chất lượng phanh Khi xảy ra hư hỏng một dòng thì hiệu quả phanh giảm không nhiều, do

đó đảm bảo được an toàn chuyển động

2.2.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của phanh dầu

+ Cấu tạo

Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh thủy lực dẫn động hai dòng

1: Bàn đạp phanh 2: Bình đựng dầu 3: Xylanh chính 4:ống dẫn dầu 5,6: Má phanh

2.2.2 Cấu tạo một số cụm chi tiết chính trong hệ thống

2.2.2.1 Cơ cấu phanh tang trống

+ Cấu tạo

Hỡnh 2.6 Cấu tạo cơ cấu phanh tang trống

Cơ cấu phanh trống gồm cú trống phanh quay cựng với cỏc bỏnh xe, cỏc guốc phanh lắp với phần khụng quay là mõm phanh, trờn guốc cú lắp cỏc mỏ phanh, một đầu của guốc phanh quay quanh chốt tựa, đầu cũn lại tỳ vào piston của xilanh cụng tỏc nếu là dẫn động thuỷ lực, hoặc là cam ộp nếu là dẫn động khớ nộn Trong trường hợp dẫn động thuỷ lực ỏp suất chất lỏng trong xilanh tỏc dụng lờn cỏc piston và đẩy cỏc guốc phanh ộp vào tang trống thực hiện quỏ trỡnh phanh Đối với dẫn động khớ nộn, ỏp suất khớ tạo nờn lực trờn ty đẩy và thụng qua đũn dẫn động làm quay cam đẩy cỏc guốc phanh ộp vào tang trống Khe hở giữa cỏc guốc phanh được điều chỉnh thường xuyờn trong quỏ trỡnh sử dụng Cỏc cơ cấu điều chỉnh sử dụng hiện nay rất phong phỳ, trong

đú cú cỏc phương phỏp điều chỉnh tự động

Phanh trống có nhiều loại khác nhau tuỳ thuộc vào sự kết hợp của hai guốc phanh và mục đích sử dụng

a Các loại cơ cấu phanh

* Cơ cấu phanh guốc đối xứng trục

Hình 2.7 Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phanh guốc đối xứng trục

Nguyên lý hoạt động: Cơ cấu phanh đặt trên giá đỡ là mâm phanh Mâm phanh được bắt cố định trên mặt bích của dầm cầu Các guốc phanh được đặt trên các trục lệch tâm, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, các má phanh luôn ép chặt hai piston của xy lanh phanh làm việc gần nhau Các má phanh luôn tỳ sát vào cam lệch tâm Cam lệch tâm cùng với trục lệch tâm có tác dụng điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các tấm ma sát Giữa các piston của xy lanh có lò xo để ép các piston luôn tỳ sát vào các guốc phanh

Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các má phanh, để cho các má phanh mòn đều nhau thì guốc phanh phía trước có má phanh dài hơn

Khi tác dụng vào bàn đạp chất lỏng với áp suất cao truyền đến xy lanh tạo nên

áp lực ép trên piston đẩy các guốc phanh, các má phanh được ép vào trống phanh tạo nên sự phanh Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vị trên cơ cấu phanh và lò xo giữa các piston sẽ kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu Quá trình phanh kết thúc

Trong quá trình sử dụng phanh, các má phanh sẽ hao mòn, do đó khe hở giữa

má phanh và trống phanh sẽ tăng lên Muốn cơ cấu phanh hoạt động hiệu quả, phải điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh bằng cách xoay cam lệch tâm và xoay chốt lệch tâm

* Cơ cấu phanh guốc đối xứng tâm

+ Đặc điểm

Mỗi guốc phanh quay quanh một chốt lệch tâm, bố trí đối xứng với đường trục của cơ cấu phanh

Hình 2.8 Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phanh guốc đối xứng tâm

+ Nguyên lý hoạt động

Khi đạp bàn đạp phanh, dầu được dẫn động từ xy lanh tổng qua các đường dẫn

đi tới các xy lanh bánh xe.Dưới tác dụng của áp suất dầu, hai piston dịch chuyển đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh do đó quá trình phanh được thực hiện Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vị trên cơ cấu phanh sẽ kéo các guốc phanh trở về vị trí ban đầu Khe hở giữa má phanh và trống phanh xuất hiện nên kết thúc quá trình phanh Điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và má phanh được thực hiện bằng cách xoay cam lệch tâm

+ Ưu, nhược điểm

- Ưu điểm: Do bố trí xy lanh làm việc và chốt lệch tâm đối xứng nên hiệu quả phanh của hai má phanh sẽ bằng nhau khi trống phanh quay bất kì chiều nào Khi trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ, thì hiệu quả phanh tốt Nhưng khi trống phanh quay theo chiều kim đồng hồ thì hiệu quả phanh thấp hơn khoảng 2 lần Cơ cấu phanh loại này có hiệu quả phanh cao hơn do cả hai guốc phanh đều là guốc xiết khi

xe tiến

- Nhược điểm này không quan trọng lắm với những ôtô có tải trọng nhỏ Khi ôtô lùi thì tốc độ thấp do đó mômen phanh đòi hỏi nhỏ, phức tạp hơn do phải bố trí thêm đường ống dẫn động thủy lực vào cụm xilanh công tác và mòn không đều do giữa hai đầu má phanh

* Cơ cấu phanh guốc dạng bơi

Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Đặc điểm của loại cơ cấu phanh này

là guốc phanh có 2 bậc tự do và không có điểm tựa cố định Cơ cấu phanh dạng bơi hai

xy lanh làm việc đều tác dụng lên đầu trên và đầu dưới của guốc phanh, khi phanh các guốc phanh sẽ dịch chuyển theo chiều ngang và ép sát vào trống phanh Nhờ sự áp sát giữa trống phanh và má phanh cho nên khi ép sát vào trống phanh thì má phanh bị cuốn theo chiều quay của trống phanh Mỗi má phanh lúc đó sẽ tác dụng vào piston và đẩy ống xy lanh làm việc tỳ sát vào điểm tựa cố định, lúc đó hiệu quả phanh sẽ tốt hơn

và lực tác dụng lên bàn đạp giảm đi nhiều

Hiệu quả phanh khi ôtô tiến hoặc lùi là bằng nhau nhưng sự kết hợp của cơ cấu phanh là rất phức tạp

Hình 2.9 Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phanh guốc loại bơi

Qua phân tích một số kết cấu phanh guốc, chúng ta thấy tùy theo sự bố trí các guốc phanh và điểm tựa sẽ được hiệu quả phanh khác nhau, mặc dù kích thước guốc phanh như nhau Hiện nay xu hướng sử dụng phanh guốc loại bình thường với các điểm tựa ở một phía Nếu cần thiết thì làm thêm bộ phận cường hóa ở truyền động phanh

* Cơ cấu phanh tự cường hoá

Hình 2.10 Các dạng bố trí phanh tang trống

Cơ cấu phanh tự cường hoá có hai guốc tựa trên hai xilanh công tác, khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai làm tăng hiệu quả phanh vì lực ép từ dầu có áp suất đẩy cả hai đầu ép sát vào tang trống Tuy nhiên do sử dụng hai xilanh công tác và piston có khả năng tự dịch chuyển lên piston này có khả năng ảnh hưởng đến piston bên kia Kết cấu phanh dễ gây lên dao động mômen phanh ảnh hưởng xấu đến chất lượng ổn định chuyển động

b.Các chi tiết của cơ cấu

Trống phanh: Là chi tiết quay và chịu lực ép của guốc phanh từ trong ra vì vậy

trống phanh cần có độ bền cao, ít bị biến dạng, cân bằng tốt và dễ truyền nhiệt Bề mặt làm việc có độ bóng cao, bề mặt lắp ghép với moay ơ có độ chính xác để định vị và đồng tâm Hầu hết trống phanh chế tạo bằng gang xám có độ cứng cao và khả năng chống mài mòn tốt Tuy nhiên gang có nhược điểm là khá nặng, dễ nứt vỡ

Do vậy b với phần vành và bề mặt ma sát bằng gang, phần ở giữa bằng thép dập

Hình 2.11 Cấu tạo tang trống

Guốc phanh: hầu hết guốc phanh được chế tạo từ thép dập hoặc bằng nhôm,

guốc phanh có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau theo độ cong và chiều rộng Ngoài ra guốc phanh còn có hình dạng gân và cách bố trí các lỗ khác nhau Các kiểu

đa dạng của guốc phanh được nhận dạng bằng các số hiệu theo một tiêu chuẩn chung

Hình 2.12 Cấu tạo Guốc phanh

Má phanh: má phanh được gắn vào guốc phanh bằng cách dán hoặc tán

rivê, đối với các xe tải nặng thì má phanh và guốc phanh có thể liên kết bằng bulông