Đề cương bài giảng cấu tạo ô tô (hệ đại học)

Bánh tuabin: được đặt trong vỏ ly hợp có thể quay tự do, được nối với trục sơ cấp hộp số bằng khớp nối then hoa, nó chịu sự tác động của dòng chất lỏng từ bánh bơm truyền sang, khi đó nó

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG

HỌC PHẦN: CẤU TẠO Ô TÔ

Chương 1: CẤU TẠO CHUNG CỦA ÔTÔ 1.1 Tổng quan về ôtô

1.1.1 Lịch sử phát triển ôtô

Hãng sản xuất ôtô đầu tiên trên thế giới thuộc về người Pháp, hãng Panhars & Levassor (1889) và Peugeot (1891), Nhà sản xuất ôtô ở đây là các nhà chế tạo ôtô với mục đích thương mại chứ không đơn thuần là nhà chế tạo, thiết kế xe để thử nghiệm động cơ của họ như trước đây Daimler và Benz khởi sự sau khi các nhà thiết kế động

cơ thử nghiệm trở thành những nhà sản xuất ôtô chuyên nghiệp và cả hai đã kiếm tiền bằng việc nhượng quyền các sáng chế và bán động cơ xe cho các hãng sản xuất ôtô.Khi bắt tay vào sản xuất xe hơi, Rene Panhard và Emile Levassor vẫn còn là đồng sở hữu có cơ sở sản xuất máy chế biến gỗ Vào năm 1890 họ cho ra đời chiếc xe hơi đầu tiên sử dụng động cơ của Daimler với sự ủy quyền của Edouard Sarazin người nhượng quyền hợp pháp sáng chế của Daimler tại Pháp Hai ông không chỉ sản xuất ôtô mà còn hoàn thiện thiết kế của thân xe Những chiếc xe do Panhard – Levassor chế tạo được trang bị hệ thống li hợp (côn) điều khiển bằng bàn đạp, một xích truyền động tới hộp số và một bộ tản nhiệt phía trước Lervassor là nhà thiết kế đầu tiên dời động

cơ lên phía trước và sử dụng cấu trúc dẫn động cần sau Thiết kế này được gọi là hệ thống Panhard và nhanh chóng trở thành tất cả tiêu chuẩn cho tất cả các xe ôtô vì nó tạo ra sự cần bằng và vận hành tốt hơn Panhard và Levassor cũng được xem là nhà phát minh của hộp số hiện đại được lắp trên mẫu xe Panhard 1895 Hai ông cùng với Armand Peugot chia sẻ quyền sử dụng phát minh động cơ của Daimler Một xe của Peugot dành chiến thắng trong cuộc đua đầu tiên tổ chức tại Pháp đã giúp Peugot khẳng định vị thế của hãng và doanh thu cũng được cải thiện đáng kể Trước đây người Pháp không tiêu chuẩn hóa ôtô, mỗi chiếc sản xuất ra đều khác nhau cho đến khi mẫu xe Benz Velo 1894 với 134 chiếc hoàn toàn giống nhau được sản xuất vào năm 1895

Nhà sản xuất ôtô gắn động cơ xăng đầu tiên của Mỹ là anh em nhà Duryea, ban đầu là nhà sản xuất xe đạp nhưng họ luôn để mắt động cơ xăng của ôtô và kết quả là chiếc xe đầu tiên gắn động cơ của họ ra đời năm 1893 tại Springfield, Masssachusetts Cho đến năm 1896, công ty Duryea Motor Wagon đã đưa ra 13 mẫu xe, trong đó có một mẫu xe Limousine đắt tiền còn được duy trì cho tới những năm 20

Mẫu xe hàng loạt đầu tiên tại Mỹ là 1901 Curved Dash Oldsmobile do nhà sản xuất người Mỹ Ransome Eli Olds (1864-1950) chế tạo Rasem Eli Olds Olds đưa ra ý tưởng đầu tiên về dây chuyền lắp ráp và cũng là người khởi xướng khu công nghiệp Detroit Ông và thân phụ, Pliny Fisk Olds bắt đầu sản xuất động cơ hơi nước và động

hơi nước đầu tiên của ông vào năm 1887 Năm 1899, với những kinh nghiệm gặt hái được về động cơ xăng, Olds chuyển tới Detroit lập ra Olds Motor Works và khởi nghiệp bằng việc sản xuất những chiếc xe rẻ tiền Ông sản xuất mẫu xe 425 Curved Dash Olds vào năm 1901 và là nhà sản xuất ôtô hàng đầu của Mỹ từ 1901 đến 1904 Nhà sản xuất xe hơi người Mỹ Henry Ford (1863-1947) phát kiến dây chuyền lắp ráp hoàn thiện và lắp đặt hệ thống băng chuyền đầu tiên ccho nhà máy ôtô Highland của ông tại Michigan vào khoảng năm 1913 – 1914 Dây chuyền lắp ráp giảm thiểu chi phí bằng cách rút ngắn thời gian lắp ráp,mẫu xe nổi tiếng của Ford, Model “T” được lắp ráp hoàn thiện trong 93 phút

Ford đưa ra mẫu xe đầu tiên Quadrcyle vào tháng 01 năm 1896 Tuy nhiên, thành công chỉ đến sau khi ông lập ra Ford Motor vào năm 1903, đây là công ty thứ ba được lập ra để sản xuất những chiếc xe do ông thiết kế Ford giới thiêu mẫu xe “T” năm

1908 và thành công ngay lập tức Sau khi lắp đặt dây chuyền lắp ráp năm 1913, Ford trở thành nhà sản xuất ôtô lớn nhất thế giới Tính đến 1927, đã có tới 15 triệu xe Model “T” xuất xưởng

Một thắng lợi khác nữa của Ford là trận chiến pháp lý với George B Selden người nắm giữ bằng sáng chế cho loại động cơ xăng, trên cơ sở này tất cả các nhà sản xuất ôtô tại Mỹ phải trả tiền bản quyền cho ông ta (mặc dù ông ta chưa bao giờ sản xuất một động cơ nào) Ford không chấp nhận bản quyền của Selden và đã mở ra cho nước Mỹ một thị trường mới: Ôtô rẻ tiền

1.1.2 Phân loại ôtô

a Theo năng lượng chuyển động:

1 Động cơ xăng

2 Động cơ diesel

3 Động cơ lai (Hybrid)

4 Xe sử dụng năng lượng điện

5 Động cơ lai loại tế bào nhiên liệu

* Xe sử dụng động cơ xăng

Loại xe ôtô này hoạt động bằng động cơ

sử dụng nhiêu liệu xăng Do xăng tạo ra công

suất lớn đồng thời nó có kích thước nhỏ gọn,

nên chúng được sử dụng rộng rãi trên các

Ngoài ra người ta còn sử dụng động cơ CNG, động cơ LPG và động cơ chạy

bằng cồn, chúng sử dụng các loại nhiên liệu khác nhau

CNG: Khí ga nén tự nhiên ; LPG: Khí ga hoá lỏng

* Xe sử dụng động cơ diesel

Loại xe ôtô này hoạt động bằng

động cơ sử dụng nhiêu liệu diesel Do

động cơ diesel tạo ra mômen xoắn lớn và

có tính kinh tế nhiên liệu tốt, nên chúng

được sử dụng rộng rãi trên các loại xe tải

và xe SUV

SUV: Xe đa dụng kiểu thể thao

* Xe sử dụng động cơ lai (Hybrid)

* Xe ôtô sử dụng năng lượng điện (EV)

Loại xe ôtô này sử dụng nguồn điện

của ắc quy để vận hành môtơ điện Thay vì sử

dụng nhiên liệu, ắc quy cần được nạp lại điện

Loại xe này mang lại nhiều lợi ích, như không

gây ô nhiễm và phát ra tiếng ồn thấp khi hoạt

động Hệ thống dẫn động bánh xe dùng điện

290V, ngoài ra các thiết bị khác dùng điện

12V

* Xe sử dụng động cơ lai loại tế bào nhiên liệu (FCHV)

Loại xe ôtô này sử dụng năng lượng điện tạo ra khi nhiên liệu hyđrô phản ứng

với ôxy trong không khí sinh ra nước Do nó chỉ thải ra nước, nó được coi là tốt nhất

trong những loại xe có mức ô nhiễm thấp, và nó được tiên đoán sẽ trở thành nguồn

năng lượng chuyển động cho thế hệ ôtô tiếp theo

1 Động cơ 2 Bình nhiên liệu

Hình 1.5 Xe ôtô sử dụng năng lượng điện

1 Bộ điều khiển công suất;

2 Môtơ điện; 3 Ắc quy

Hình 1.4 Xe sử dụng động cơ lai (Hybrid)

* Sơ đồ mô tả hệ thống Hybrid tế bào nhiên liệu của Toyota

b Theo phương pháp dẫn động

Nó chủ yếu được chia thành các loại sau đây:

+ FF (Động cơ đặt trước - Bánh trước chủ động)

+ FR (Động cơ đặt trước - Bánh sau chủ động)

+ Lưu ý: Ngoài xe FF và FR, còn có các loại xe 4WD (4 bánh chủ động) và MR (động cơ đặt giữa - cầu sau chủ động)

c Phân loại theo kiểu thân xe

1 Sedan: Đây là kiểu thân xe có ba khoang riêng biệt, 4 cửa, 4-5 chỗ ngồi

2 Coupe: Đây là dòng xe 2 cửa thể thao, có 4 chỗ ngồi, luôn thể hiện được sức mạnh của động cơ (Roadster: là xe 2 cửa, 2 chỗ ngồi)

3 Lift back (Hatch back)

Về cơ bản nó giống với coupe, là sự kết hợp khoang hành khách và khoang hành

lý Lắp cốp đồng thời là cửa sau.ông có khung cửa sổ, và cộ trụ cửa

5 Convertible: Đây là một kiểu Sedan hoặc Coupe, nhưng nó có khả năng thu gọn mui lại thành một chiếc mui trần

6 Pickup: Đây là một loại xe tải nhỏ, có khoang máy kéo dài về phía trước ghế người lái

7 Van and wagon: Kiểu xe này là sự kết hợp khoang hành khách và khoang hành

ký, nó chứa được nhiều người và hành lý Khoang hành khách thông với khoang hành

lý

Hình 1.6 Xe sử dụng động cơ lai

loại tế bào nhiên liệu

Hình 1.7 Các kiểu thân xe

1 Bộ điều khiển công suất

2 Mô tơ điện

3 Bộ tế bào nhiên liệu

4 Hệ thống lưu hyđrô

5 Ắc quy phụ

1.2 Đặc điểm cấu tạo chung của ôtô

Xe ôtô bao gồm các bộ phận sau:

- Động cơ: Động cơ xăng, động cơ diesel, động cơ lai

- Hệ thống truyền động: Ly hợp, hộp số, truyền động các đăng, cầu chủ động

- Gầm xe: Hệ thống treo, hệ thống lái, hệ thống phanh

- Điện động cơ: Hệ thống cung cấp điện, hệ thống đánh lửa, hệ thống khởi động,

hệ thống điều khiển nhiên liệu và các điều khiển khác

- Điện thân xe: Hệ thống thông tin và chẩn đoán, hệ thống chiếu sáng tín hiệu, các hệ thống tiện nghi trên ôtô, hệ thống an toàn khẩn cấp, các hệ thống điều khiển gầm ôtô

- Khung vỏ

Chương 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 2.1 Tổng quan về hệ thống truyền lực

2.1.1 Cấu tạo chung hệ thống truyền lực của ôtô

- Nó chủ yếu được chia thành các loại sau đây:

+ FF (Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động)

+ FR (Động cơ đặt trước – Bánh sau chủ động)

+ Hộp số thường

+ Hộp số tự động

+ Lưu ý: Ngoài xe FF và FR, còn có các loại xe 4WD (4 bánh chủ động) và MR (động cơ đặt giữa - cầu sau chủ động)

2.1.2 Phân loại hệ thống truyền lực:

a Hệ thống truyền lực với hộp số thường

b Hệ thống truyền lực tự động

Hình 2.1 Sơ đồ chung hệ thống truyền lực

b Phân loại ly hợp

Hình 2.2 Phân loại xe theo hệ thống truyền lực

Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống truyền lực với hộp số thường

- 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

2.2.1.2 Cấu tạo và hoạt động của ly hợp ma sát khô và dẫn động ly hợp

a Cấu tạo

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

đĩa ép, được lắp với trục bằng then hoa

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

* Đĩa ma sát

Đĩa ma sát nằm giữa bánh đà và đĩa ép, được gia công rãnh then hoa để di trượt cùng với trục sơ cấp, xung quanh đĩa ma sát có xẻ rãnh để đảm bảo khả năng tản nhiệt

và êm dịu khi đóng, ngắt ly hợp Cấu tạo của đĩa ma sát được trình bày trên hình vẽ:

- Mặt ma sát: Được làm bằng vật liệu chịu mài mòn và có hệ số ma sát ổn định, được tán vào xương đĩa nhờ 2 hàng đinh tán đồng tâm Trên bề mặt tấm ma sát có xẻ rãnh hướng tâm 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

Hình 2.5 Nắp li hợp

- Moayơ : nằm trực tiếp trên xương của

đĩa ma sát, có then hoa di trượt trên trục bị

động, phần ngoài của moayơ có dạng hoa thị,

trên các phần trống có chỗ để lắp lò xo trụ

giảm chấn Ôm ngoài là 2 vành thép lá được

tán trên xương đĩa nhờ đinh tán nhưng cho

phép nó dịch chuyển nhỏ đối với moayơ Giữa

các vành thép và moayơ có các tấm ma sát bị

ép chặt nhờ đinh tán Trên các vành thép có các

ô cửa sổ nhỏ lồng vào đó là các lò xo hoặc cao

su giảm chấn Một đầu của lò xo hoặc cao su

giảm chấn tỳ vào moayơ đầu kia tỳ vào ô cửa

sổ tác dụng để giảm chấn trong quá trình hoạt động của ly hợp

b Nguyên lý hoạt động của ly hợp

- Trạng thái đóng: là trạng thái làm việc thường xuyên của ly hợp Dưới tác dụng của lò xo ép: đĩa ép, đĩa ma sát và bánh đà của động cơ bị ép sát vào nhau Khi đó bánh đà, đĩa ma sát, đĩa ép, lò xo ép và vỏ ly hợp quay thành một khối Mômen xoắn

1 Đinh tán

2 Lò xo giảm chấn

3 Moayơ ly hợp 4.Bề mặt ma sát

Hình 2.6 Cấu tạo đĩa ma sát

Hình 2.7 Cấu tạo moay ơ

Hình 2.8 Hoạt động của ly hợp

a Trạng thái đóng b Trạng thái mở

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

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

Hình 2.9 Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực

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

- Loại tự động điều chỉnh: lò xo

bên trong xy lanh luôn ép cần đẩy vào

càng cắt ly hợp giữ cho hành trình tự

do của bàn đạp ly hợp không đổi

- Loại có thể điều chỉnh được: ta

trực tiếp điều chỉnh độ dài của cần

đẩy và càng cắt ly hợp để đảm bảo

hành trình tự do của bàn đạp khi đĩa

ma sát bị mòn trong quá trình hoạt

động

2.2.1.3 Cấu tạo và hoạt động của ly hợp thủy lực

Ngoài ly hợp ma sát trên ôtô còn sử dụng ly hợp thuỷ lực So với ly hợp ma sát,

ly hợp thuỷ lực có những ưu điểm sau:

+ Làm việc êm dịu, hạn chế va đập khi truyền mômen từ động cơ xuống hệ thống truyền lực

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

+ Khi đóng ly hợp rất êm dịu

Chi tiết chính của ly hợp gồm có bánh bơm, bánh tuabin Các bánh công tác này

có dạng nửa hình vòng xuyến, được bố trí rất nhiều cánh dẫn theo chiều hướng tâm Bánh bơm : được hàn chặt với vỏ ly hợp và được bắt chặt với trục khuỷu động cơ (quay cùng với trục khuỷu) Nó có tác dụng

quạt dòng chất lỏng sang bánh tuabin thông qua

đó truyền mômen

Bánh tuabin: được đặt trong vỏ ly hợp có

thể quay tự do, được nối với trục sơ cấp hộp số

bằng khớp nối then hoa, nó chịu sự tác động của

dòng chất lỏng từ bánh bơm truyền sang, khi đó

nó sẽ quay và truyền chuyển động cho trục sơ

cấp hộp số

* Hoạt động của ly hợp thủy lực

Khi trục khuỷu quay, thông qua vỏ ly hợp bánh bơm quay theo, theo nguyên tắc

ly tâm dầu chứa trong ly hợp được bánh bơm quạt đi từ phía trong ra phía ngoài sang tác động vào các cánh của bánh tuabin làm cho bánh tuabin quay theo cùng chiều Dòng chất lỏng sau khi sang bánh tuabin sẽ đi vào phía tâm của bánh rồi trở

về bánh bơm Cứ như vậy mômen xoắn được truyền từ bánh bơm (chủ động) sang

2.2.2 Hộp số

2.2.2.1 Hộp số chính

a Công dụng, phân loại và yêu cầu

* Công dụng:

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

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

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

* Phân loại hộp số cơ khí:

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

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

* Yêu cầu của hộp số cơ khí:

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

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

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

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

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

b Sơ đồ cấu tạo hộp số có khí

Hình 2.14 Kết cấu của hộp số

* 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

- 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

3 Bộ đồng tốc

4 Cơ cấu chọn và chuyển số

5 Trục bị động 6.Trục số lùi

Hình 2.15.Cấu tạo hộp số cơ khí

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

- 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

- 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

Hình 2.16 Cấu tạo bộ đồng tốc

4)

ĐT(3-2)

- 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

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

2.2.2.2 Hộp số phụ, hộp phân phối

* 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

Hình 2.18 Hộp số phụ,

hộp phân phối

* Sơ đồ, kết cấu và hoạt động

a Hộp số phụ

động

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

- 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

- Khi đi số tăng: Gạt bánh răng 1 về phía sau để ăn khớp với bánh răng 4 Khi đó

1,2 Bánh răng di động

3, 4, 10 Bánh răng trên trục trung gian

5 Vành răng trong của bánh răng (6)

6 Bánh răng liền với trục sơ cấp

7 Trục sơ cấp của hộp số phụ

8 Trục thứ cấp của hộp số

9 Trục trung gian

Hình 2.20 Sơ đồ cấu tạo hộp số phụ 3 cấp

1 Động cơ; 2 Cầu trước;

3 Hộp số phân phối; 4 Cầu sau

5 Hộp số phụ; 6 Ly hợp

Hình 2.19 Sơ đồ bố trí trên xe nhiều cầu chủ động

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

b 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

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

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

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

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

* Cấu tạo hộp 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

Hình 2.21 Hộp phân phối 2 cấp tốc độ

* 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 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

Hình 2.22 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

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 2.23 Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi

Hình 2.24 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

2.2.3.2 Cấu tạo và phương pháp bố trí các đăng

a Trục các đăng

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

Hình 2.25 Cơ cấu khoá chuyển số

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

b 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

c Phương pháp bố trí các đăng có hai loại:

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

2.2.4.2 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

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

Hình 2.29 Truyền lực chính đơn

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

2.2.4.3 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 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

Hình 2.31 Phân loại cấu tạo bộ vi

- 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 2.33 Vi sai LSD nối khớp thuỷ lực

Hình 2.34 Vi sai LSD cảm biến mômen kiểu bánh răng xoắn

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

Hình 2.35.Vi sai LSD cảm nhận mômen quay

Hình 2.36 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 2.37 Những cách điều chỉnh cầu

Hình 2.38 Bán trục

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

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

2.2.5 Moay ơ, bánh xe và lốp

2.2.5.1 Moay ơ bánh xe

a 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 2.41 Các loại moay ơ bánh xe

Hình 2.39 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

b Loại sử dụng các vòng bi đũa côn

* Cầu trước không có bán trục:

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

2.2.5.2 Vành bánh xe

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

2.2.5.3 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

* Lốp thực hiện các chức năng sau đây:

Hình 2.42 Moay ơ sử dụng các vòng bi đũa côn

Hình 2.43 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 đỡ toàn bộ trọng lượng của xe

phanh vào đường, do đó chi phối việc chuyển bánh, tăng tốc, giảm tốc, đỗ xe và quay vòng

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 2.44 Cấu tạo lốp xe

Hình 2.45 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

2.3 Hệ thống truyền lực tự động

* Khái quát chung

Trên xe sử dụng hộp số thường, thì lái xe phải thường xuyên nhận biết tải và tốc

độ động cơ để chuyển số một cách phù hợp

Khi sử dụng hộp số tự động, những sự nhận biết như vậy của lái xe là không cần thiết Việc chuyển đến vị trí số thích hợp nhất được thực hiện một cách tự động theo

tải động cơ và tốc độ xe

Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi nào cần lên số hoặc xuống số Các bánh răng tự động chuyển số tuỳ thuộc vào tốc độ xe và mức đạp bàn đạp ga

Một hộp số mà trong đó việc chuyển số bánh răng được điều khiển bằng một ECU (Bộ điều khiển điện tử) được gọi là ECT-Hộp số điều khiển điện tử, và một hộp

số không sử dụng ECU được gọi là hộp số tự động thuần thuỷ lực

Hiện nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT Đối với một số kiểu xe thì phương thức chuyển số có thể được chọn tuỳ theo ý muốn của lái xe và điều kiện đường xá Cách này giúp cho việc tiết kiệm nhiên liệu, tính năng và vận hành xe được tốt hơn

Hình 2.48 Khái quát chung

2.3.1 Phân loại và đặc điểm

Hộp số tự động Hộp số tự động có cấp Hộp số vô cấp

Hộp số vô cấp điều khiển bằng con lăn

số bằng côn điều khiển Thủy lực

và Điện

Tử (ECT, ECU)

Số tự động

bằng Côn và Phanh điều khiển Thủy lực và Điện

Sử dụng biến mô

và côn để vào số tự động

Chuyển

số bằng côn điều khiển Thủy lực

và Điện

Tử (ECT, ECU)

thiên vô hạn giữa số thấp nhất và số cao nhất mà không không có sự

giữa các số

Đặc điểm:

Vận hành trên một hệ thống đĩa con lăn thông minh, hệ thống này cho phép một khả năng biến thiên vô hạn giữa

số thấp nhất và số

không không có

sự ngắt quãng giữa các số

2.3.2 Truyền lực tự động với hộp số có cấp

2.3.2.1 Sơ đồ và nguyên lý HTTL tự động với hộp số điều khiển gài chuyển số bằng các côn ma sát ướt

Ở hộp số thường muốn chuyển số thì ta phải gạt đồng tốc để chuyển số, làm cho

người điều khiển phải xử lý một lúc nhiều tình huống (quan sát đường, chân côn,

chuyển số, lựa chọn chuyển số thích hợp) và rất mất thời gian khi chuyển số đồng tốc

Trong số tự động loại điều khiển bằng côn thì đồng tốc ở số thường được thay bằng

côn và được chuyển số tự động Các côn được đóng mở nhờ các dòng dầu ở số loại

này người điều khiển chỉ việc nhấn chân ga và quan sát mặt đường

- Đặc điểm của hộp số tự động điều khiển bằng côn:

động cơ (Ne) từ động cơ tới hộp số Bộ biến mô có khả năng thay đổi mô men của

động cơ lên nhiều lần

+ Các bánh răng ăn khớp cố định có thể tạo ra từ 4 đến 5 cấp số truyền và một số

lùi Để đi này hoặc số kia trong hộp số sử dụng các bộ côn thuỷ lực, mỗi tay số hay

một tỷ số truyền có một côn, côn này nếu so sánh với hộp số thường thì nó thay thế

cho bộ đồng tốc Như vậy khi chuyển số không mất thời gian trong quá trình đồng

tốc Đây là ưu điểm quan trọng của hộp số tự động so với hộp số thường

+ Trong số lùi không sử dụng côn thuỷ lực mà sử dụng ống gài số lùi để chuyển

số

trong hộp số tổ hợp luôn cả cầu chủ động

1- Ly hợp khoá biến mô,

- Nguyên lý chuyển số

A : Van ga; b: Sơ đồ nguyên lý chuyển số cơ bản; c: Van ly tâm

Po: Áp suất chuẩn sau van điều áp sơ cấp; P: Áp suất được tạo ra sau van ga

P2 áp suất được tạo ra sau van ly tâm

Khi động cơ hoạt động thì bơm dầu đẩy dầu đến van điều áp sơ cấp, tạo ra áp

đến van chuyển số Áp suất P1 được tạo ra từ van ga do tác động của bàn đạp chân ga đến cụm bướm ga tác động đến cam ga đẩy ty đẩy lên tạo ra áp suất p1(hình a)

Áp suất p2 được tạo ra do quả văng tác động vào ty đẩy tạo áp suất p2 (hình c)

Áp suất p1 và áp suất p2 được đưa đến van số, van số như một cái cân để so sánh giữa

áp suất p1, p2 Sau đó van số quyết định áp suất Po được đưa đến côn của số nào đó

để thực hiện đi số

Ví dụ:

lúc này xe thực hiện đi số 3

Hình 2.50 Sơ đồ nguyên lý chuyển số cơ bản

Hình 2.51: Các van chuyển số

a: Đi số 2; b: Đi số 3

2.3.2.2 Sơ đồ và nguyên lý HTTL tự động với hộp số điều khiển chuyển số bằng các côn, phanh ma sát ướt của các bộ truyền hành tinh

Hiện nay, hộp số tự động trên xe ôtô có 3 cụm bộ phận chính

1.Bộ biến mô

2.Bộ truyền động bánh răng hành tinh

3.Bộ điều khiển thủy lực (đối với hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực) hoặc

bộ điều khiển điện tử kết hợp thủy lực (đối với hộp số điều khiển bằng điện tử)

Trong hộp số tự động bộ truyền hành tinh có vai trò rất quan trọng nó điều khiển việc giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc Bộ truyền bánh răng hành tinh gồm các bánh răng hành tinh, các ly hợp và phanh Thường trong hộp số có hai đến ba bộ truyền hành tinh, các bộ truyền hành tinh này được kết nối với ly hợp và phanh (là các

bộ phận kết nối công suất) để tạo ra các số truyền bánh răng khác nhau và vị trí số trung gian

* Nguyên lý chung:

Mômen được truyền từ động cơ qua biến mô đến cụm cụm bánh răng hành tinh,

Để truyền mô men này đến các cặp bánh răng hành tinh thì nhờ các côn C1,C2 hoạt động truyền đến các cụm bánh răng hành tinh sau thông qua bánh răng mặt trời Các

bộ côn, phanh hoạt động nhờ áp suất dầu của hệ thống thuỷ lực điều khiển Sau đó mô men được truyền đến bộ truyền tăng OD Nếu xe đang ở tốc độ cao và công tắc OD ở chế độ ON, thì số tự động chuyển sang số OD

Nếu xe ở tốc độ thấp và ở tốc độ cao nhưng công tắc OD ở chế độ OFF thì không sang số OD Lúc này mômen được truyền ra trục thứ cấp của hộp số

Hình 2.52: Sơ đồ khối của hộp số tự động