Đồ án khai thác hệ thống truyền lực trên xe TOYOTA VIOS

- Hộp số: Đối với phiên bản 1.5G là tự động 4 cấp Đối với phiên bản 1.5E là hộp số thường 5 cấp - Truyền lực chính và vi sai: Đây là loại xe du lịch động cơ và hộp số đặtngang, cầu trư

LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội đã có nhiều thay đổi kể từ lúc nó được hình thành, và càngngày xã hội lại càng hoàn thiện hơn và tốt đẹp hơn Trong nền công nghiêp

ô tô cũng vậy kể từ lúc chiếc ô tô đầu tiên ra đời vào đầu thế kỷ đến nay

nó đã có nhiều thay đổi và tất nhiên là thay đổi có kế thừa và phát triển

Nước ta đang trên đà phát triển, đặc biệt là nghành công ngiệp, trong

đó có nghành công nghiệp ô tô cũng rất được chú trọng và phát triển Nóđược cho thấy bởi sự xuất hiện nhiều hãng ô tô nổi tiếng được lắp ráp tạiViệt Nam như TOYOTA, HONDA, FORD Do đó vấn đề đặt ra ở đấycho một người kỹ sư là phải nắm rõ được kết cấu của các cụm, hệ thốngtrên các loại xe hiện đại để từ đó khai thác và sử dụng xe một cách có hiệuquả cao nhất về công dụng, an toàn, kinh tế trong điều kiện ở Việt Nam

Một trong những hệ thống quan trọng của ô tô là hệ thống truyền lực

Hệ thống này có chức năng truyền và phân phối mơmen quay và công suất

từ động cơ đến các bánh xe chủ động, làm thay đổi mômen và chiều quaycủa bánh xe theo yêu cầu Vì những chức năng quan trọng của nó mà người

ta không ngừng cải tiến hệ thống truyền lực để năng cao tính năng của nó

Vì vậy, trong quá trình học tập về chuyên nghành cơ khí ô tô tại HọcViện Kỹ Thuật Quân Sự em đã được giao nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp với đề

tài “Khai thác hệ thống truyền lực trên xe TOYOTA VIOS’’

Nội dung đồ án gồm các phần sau:

1 Lời nói đầu

2 Chương 1: Giới thiệu chung về xe TOYOTA VIOS

3 Chương 2: Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống truyền lực trên xeTOYOTA VIOS

4 Chương 3: Tính toán kiểm nghiệm ly hợp xe TOYOTA VIOS

5 Chương 4: Đặc điểm khai thác hệ thống truyền lực trên xeTOYOTA VIOS

6 Kết luận

7 Tài liệu tham khảo

Hà nội, ngày tháng năm 2009

Sinh viên thực hiện

Lưu Văn Thành

1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA VIOS 1.1 Lịch sử phát triển

Toyota Vios là phiên bản Sedan cỡ nhỏ ra đời năm 2003 để thay thế

cho dòng Soluna ở thị trường Đông Nam Á và Trung Quốc Thế hệ Viosđầu tiên là một phần trong dự án hợp tác giữa các kĩ sư Thái và những nhàthiết kế Nhật của Toyota được sản xuất tại nhà máy Toyota Gateway, tỉnhChachoengsao, Thái Lan Với sự ra đời của Vios thế hệ thứ 2 năm 2007,Toyota bắt đầu cho dòng xe này tiến quân sang các thị trường khác ngoàichâu Á, thay thế chiếc Toyota Soluna, một mẫu subcompact bình dân hơnToyota Corolla và Toyota Camry trong khu vực Đông Nam Á

Hình 1.1 Hình dáng ngoài xe Toyota Vios

Thế hệ đầu 2003-2007, kiểu thiết kế thân xe sedan 4 chỗ, động cơ 1.3 và1.5 lít Những chiếc xe đầu tiên của Vios ra đời tại Thái Lan dưới bàn taycủa các kỹ sư Thái và các nhà thiết kế Nhật Phần lớn các mẫu xe Vios tạicác quốc gia Đông Nam Á trong đó có Việt Nam được trang bị động cơ 1,5lít trừ những chiếc Vios của quốc đảo Philippines Người dân quốc đảo này

ưa chuộng phiên bản sử dụng động cơ nhỏ hơn với dung tích 1,3 lít Phiên

bản đầu tiên của Vios được chế tạo dựa trên mẫu Toyota Platz Nhờ một số cải tiến về ngoại thất, những chiếc Vios mang một dáng vẻ khác biệt đặc

biệt là với phiên bản 2006 Phiên bản này được chỉnh sửa đáng kể với lưới

2

tản nhiệt, đèn pha, đèn hậu được làm mới cùng vành đúc và nội thất mới

Thế hệ thứ 2 (từ năm 2007 đến nay), kiểu thiết kế thân xe sedan 4 chỗ,động cơ 1.5 lít

Toyota Vios 2007 vẫn sử dụng động cơ cũ (ra mắt vào tháng 8/2003)I4 ký hiệu 1NZ-FE 1.5L DOHC tích hợp công nghệ điều khiển van biếnthiên VVT-i Công suất cực đại của động cơ là 107 mã lực, mô-men xoắntối đa 144 Nm Tuy nhiên, khung gầm thiết kế hoàn toàn mới

Phiên bản Vios 1.5E mới (5 số sàn) được nâng cấp từ xe Vios 2003 1.5G (5

số sàn), còn phiên bản Vios 1.5G mới (4 số tự động) lần đầu tiên được giớithiệu tại thị trường Việt Nam

Xe Vios 2007 có kích thước lớn hơn xe đời cũ Trang bị an toàn vàtiện nghi có nhiều cải tiến.Về ngoại thất, thay đổi lớn nhất là lưới tản nhiệt

có cấu trúc hình chữ V, cụm đèn hậu nhô ra ngoài, đèn xi-nhan tích hợptrên gương (gương có thể gập lại khi không sử dụng), vành hợp kim thiết

kế mới

Xe Vios mới dài hơn thế hệ cũ khoảng 50mm nên không gian bên trong xe

rộng hơn một chút, khoảng cách giữa hàng ghế trước và sau tăng lên.

1.2 Thông số kỹ thuật của xe Toyota Vios

1.2.1 Động cơ 1NZ-FE (DOHC 16 van với VVT-i)

Động cơ sử dụng trên xe Toyota Vios là loại động cơ xăng 4 kỳ, với

4 xy lanh đặt thẳng hành, thứ tự làm việc 1-3-2-4 Động cơ sử dụng trụccam kép, dẫn động bằng đai với công nghệ điều khiển đống van thôngminh (VVT-i), giúp cho xe tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường

- Công suất tối đa: 107 HP / 6.000 rpn

- Mômen xoắn tối đa: 14,4 kg.m / 4.200 rpn

- Tỉ số nén: 10.5:1

3

- Mức tiêu hao nhiên liệu: 5.5L/100 Km (trong điều kiện thử nghiệm)

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu: xe Toyota Vios sử dụng hệ thống phunxăng điện tử đa điểm (MPI) với các loại xăng có chỉ số octan là RON 95,

1.2.2 Hệ thống truyền lực

- Ly hợp: Loại 1 đĩa ma sát khô, thường đóng, có lò xo ép hình đĩa,dẫn động cơ khí kiểu cáp Ở loại ly hợp này sử dụng lò xo dạng đĩa hìnhcôn từ đó có thể tận dụng kết cấu này để đóng mở ly hợp mà không cầnphải có đòn mở riêng Mặt đáy của lò xo được tì trực tiếp vào đĩa ép, phầngiữa của lò xo được liên kết với vỏ Mặt đỉnh của lò xo sẽ được sử dụng để

mở ly hợp khi bạc mở ép lên nó

- Hộp số: Đối với phiên bản 1.5G là tự động 4 cấp

Đối với phiên bản 1.5E là hộp số thường 5 cấp

- Truyền lực chính và vi sai: Đây là loại xe du lịch động cơ và hộp số đặtngang, cầu trước chủ động nên cặp bánh răng truyền lực chính và vi saicũng được bố trí luôn trong cụm hộp số Xe Toyota Vios sử dụng truyềnlực chính một cấp, bánh răng trụ răng nghiêng

4

của bàn đạp phanh trước khi tác dụng vào pittông trong xi lanh chính cóliên hệ với van phân phối của bộ cường hoá nên khi phanh lực tác dụng lênpittông xi lanh chính bao gồm cả lực của người lái và lực của bộ trợ lựcphanh.

1.2.4 Hệ thống lái

Hệ thống lái trên xe Toyota Vios là hệ thống lái cơ khí với tay lái trợlực thủy lực, giúp tay lái nhẹ hơn khi chạy xe ở tốc độ thấp và trở lại mứcbình thường khi xe chạy ở tốc độ cao

Hệ thống lái xe Toyota Vios bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái và trợlực lái

- Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng, trong đó thanh răng làm

luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái

- Dẫn động lái gồm có: vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động cácđăng, thanh lái ngang, cam quay và các khớp nối

- Trợ lực lái gồm các bộ phận cơ bản: bơm dầu, van phân phối và xi lanhlực

Bán kính vòng quay: Bán kính vòng quay tối thiếu 4,9 m

1.2.5 Phần vận hành

Hệ thống treo trên xe bao gồm treo trước và treo sau

- Treo trước là hệ thống treo độc lập kiểu nến (mcpherson), kích thước đòntreo trên của hệ thống treo này giảm về bằng 0 Còn đầu trong của đòn treodưới được liên kết bản lề với dầm ôtô, đầu ngoài liên kết với trục khớp nốidẫn hướng mà điểm liên kết lằm trên đường tâm của trụ xoay đứng đầutrên của giảm chấn ống thuỷ lực được liên kết với gối tựa trên vỏ ôtô phần

tử đàn hồi là lò xo được đặt một đầu tì vào tấm chặn trên vỏ giảm chấn cònmột dầu tì vào gối tựa trên vỏ ôtô trên xe Toyota Vios vì đòn treo dưới chỉgồm một thanh nén nên có bố trí thêm một thanh giằng ổn định Ngoài rađây là bánh xe dẫn hướng nên trụ đứng là vỏ giảm chấn có thể quay quang

5

trục của nó khi xe quay vòng.

- Treo sau là hệ thống treo phụ thuộc phần tử đàn hồi lò xo trụ, vì lò xo trụchỉ có khả năng chịu lực theo phương thẳng đứng nên ngoài lò xo trụ phải

- Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS)

- Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn báo hiệu bao gồm: đèn pha, đèn si nhan,đèn phanh, đèn sương mù, đèn soi biển số, đèn trần trong xe, đèn báo ápsuất dầu, đèn báo nạp ắc quy, đèn báo mức xăng thấp

- Hệ thống thông gió, sưởi ấm, điều hoà nhiệt độ, bộ gạt nước, rửa kính

- Hệ thống âm thanh gồm có radio, cassette và dàn loa

6

Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật của xe được cho trong bảng 1.

SỐ

Toyota Vios1.5G

Toyota Vios 1.5E

16 Mô men xoắn tối

đa (SAE Net)

1.3 Giới thiệu chung về hệ thống truyền lực trên xe TOYOTA VIOS

Từ lúc dòng xe TOYOTA VIOS ra đời vào năm 2003 đến nay nó đã

có nhiều thay đổi về hệ thống truyền lực cho phù hợp với xe thế của xã hội

và để dễ dàng hơn cho người lái

Lúc mới ra đời hệ thống truyền lực với cầu sau chủ động, cho tới nayloại hệ thống truyền lực với cầu trước chủ động với nhiều ưu điểm vượt trộihơn: Toàn bộ cụm truyền lực làm liền khối, trọng lượng khối động lực nằmlệch hẳn về phía trước đầu ô tô giảm đáng kể độ nhạy cảm của ôtô với lựcbên nhằm nâng cao khả năng ổn định ở tốc độ cao

- Bố trí chung trên xe TOYOTA VIOS truớc đây với cầu sau chủ động

Hình 1.2 Sơ đồ bố trí chung trên xe TOYOTA VIOS cầu sau chủ động

1- Động cơ; 2- Ly hợp; 3- Hộp số; 4- Các đăng; 5- Cầu chủ động

- Bố trí chung trên xe TOYOTA VIOS cầu trước chủ động

Hình 1.3 Sơ đồ bố trí chung trên xe TOYOTA VIOS cầu trước chủ động

1- Động cơ; 2- Ly hợp; 3- Hộp số; 4- Cầu chủ động

8

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE

TOYOTA VIOS 1.5E

Hình 2.1 Sơ đồ dẫn động hệ thống truyền lực xe TOYOTA VIOS

1- Động cơ; 2- Ly hợp; 3- Hộp số; 4- Truyền lực chính và vi sai

Hệ thống truyền lực của xe Toyota Vios là cụm chi tiết được lắpghép trên khung xe theo một trình tự nhất định và hệ thống truyền lực cócác nhiệm vụ sau:

- Truyền các mô men xoắn từ động cơ tới các bánh xe chủ động

- Ngắt mô men xoắn khi cần thiết

- Biến đổi mô men xoắn phù hợp với điều kiện đường sá và làm tăngtính năng thông qua, việt dã của xe

- Phân phối mô men xoắn ra cầu chủ động một cách hợp lý

Hình 2.2 Ly hợp ma sát dùng lò xo màng

1- bánh đà; 2- đĩa ma sát; 3- đĩa ép; 4- then hoa; 5- lò xo màng; 6- khớp trượt với vòng bi mở ly hợp; 7- trục sơ cấp hộp số; 8- vòng bi trục hộp số; 9- ống lót đỡ khớp trượt; 10- vỏ bộ ly hợp; 11- trục khuỷu động cơ

* Cơ cấu điều khiển

Dùng để ngắt ly hợp khi cần Dẫn động điều khiển ly hợp xe VIOS

là dẫn thuỷ lực có trợ lực chân không

c) Ưu nhược điểm của ly hợp ma sát dùng lò xo màng

- Kết cấu phức tạp, giá thành cao

- Đòi hỏi kỹ thuật chăm sóc cẩn thận hơn

d) Nguyên lý hoạt động của ly hợp

Ly hợp làm việc ở hai trạng thái đóng và mở

- Trạng thái đóng: Khi người lái xe không tác dụng vào bàn đạp lyhợp dưới tác dụng của các lò xo ép sẽ đẩy đĩa ép, ép sát đĩa bị động vàbánh đà động cơ Khi đó bánh đà, đĩa bị động, đĩa ép, các lò xo ép và vỏ

ly hợp sẽ quay liền thành một khối Mômen xoắn từ trục khuỷu động cơqua bánh đà qua các bề mặt ma sát giữa đĩa bị động với bánh đà và đĩa

ép truyền đến moay ơ đĩa bị động và tới trục bị động nhờ mối ghép thenhoa giữa moay ơ đĩa bị động với trục Ly hợp thực hiện chức năng củamột khớp nối dùng để truyền mômen xoắn

- Trạng thái mở: Khi ngưòi lái tác dụng một lực lên bàn đạp ly hợpthông qua hệ thống dẫn động làm càng mở đẩy vòng bi mở ngược chiềuvào phía trong tỳ vào lỗ tâm của lò xo màng làm cho vòng ngoài của nó bậtlên tách đĩa ma sát bị động ra khỏi bánh đà Lúc này mômen xoắn khôngđược truyền đến hệ thống truyền lực thực hiện cắt ly hợp

2.1.1 Đặc điểm kết cấu của một số chi tiết điển hình của ly hợp xe

Toyota Vios

Hình 2.3 Các chi tiết của ly hợp

1- Bánh đà; 2- Đĩa ly hợp; 3- Vỏ ly hợp; 4- Kẹp moay ơ vòng bi cắt ly hợp; 5- Vòng bi cắt ly hợp; 6- Càng cắt ly hợp; 7- Giá đỡ càng cắt ly hợp; 8- Cao su càng cắt ly hợp

a) Bánh đà

Được chế tạo từ thép, vật liệu này đảm bảo độ bền cơ học cao, đápứng được yêu cầu về chât lượng và giá thành Vành răng mặt ngoài củabánh đà được dùng để khởi động động cơ Vành răng khởi động được làm

từ thép hợp kim

Trên bánh đà có gia công các lỗ ren để bắt với vỏ của bộ ly hợp Phíabên trong gia công lỗ trụ tròn và có gia công các lỗ để bắt chặt với mặt bíchđuôi trục khuỷa

Trong bánh đà phần bên trong được khoét lõm Điều này làm chokhối lượng bánh đà tập trung ở vành ngoài lớn và có tác dụng dự trữ năng

lượng, tăng khả năng quay cân bằng cho trục khuỷa đồng thời cũng làmgiảm khối lượng bành đà một cách đáng kể Bề mặt của bánh đà được giacông chính xác, có độ bóng cao nhằm mục đích tăng diện tích tiếp xúc vàlàm cho mômen truyền tới đĩa ma sát bị động lớn hơn.

b) Đĩa ma sát

Cấu tạo đĩa ma sát bị động gồm các chi tiết: Hai tấm ma sát, xươngđĩa, moay ơ, lò xo giảm chấn

Hình 2.4 Cấu tạo đĩa ma sát bị động

1- Tấm ma sát; 2- Xương đĩa; 3- Lò xo giảm chấn; 4- Moay ơ

* Tấm ma sát

Tấm ma sát có dạng hình khăn: Trên mỗi đĩa bị động gồm hai tấm

ma sát được ghép chặt với xương đĩa bằng các đinh tán Khi sử dụng tấm

ma sát không được mòn cách đầu đinh tán 0,3 mm Trên bề mặt tấm ma sát

có gia công các rãnh hướng kính

* Xương đĩa

Gồm một đĩa thép lượn sóng, trên xương đĩa có xẻ các rãnh hướngkính chia xương đĩa thành nhiều phần bằng nhau và trên các phần nhỏ được

uốn về các phía khác nhau có tác dụng như một lò xo lá nhằm dập tắt cácdao động dọc trục và việc cắt nối ly hợp được êm dịu.

Xương đĩa được liên kết với moay ơ bằng liên kết mềm qua 4 lò xogiảm chấn và qua các đinh tán

* Moay ơ

Được nối với trục bị động bắng các rãnh then hoa Các răng then hoađược chế tạo dạng răng thân khai, do đó làm tăng độ bền, độ đồng tâm, độtiếp xúc trong quá trình di trượt giữa moay ơ và trục bị động Trên moay ơ

có gia công 4 lỗ hình trụ chữ nhật để lắp lò xo xoắn giảm chấn, moay ơđược chế tạo bằng thép

* Bộ giảm chấn

Bộ giảm chấn ly hợp gồm 4 lò xo giảm chấn được lắp trong 4 lỗ hìnhtrụ chữ nhật của xương đĩa và trong mặt bích moay ơ, 4 lò xo được giữbằng hai vành hãm ở hai bên Trên moay ơ của đĩa ma sát bị động một đầumặt bích đặt đĩa của tấm ma sát, còn đầu kia đặt xương đĩa của bộ giảmchấn xoắn Đĩa bị động và xương đĩa được nối với nhau bởi ba đinh tán và

có khả năng quay tương đối với moay ơ Do có khe hở giữa đinh tán vớithành của dãy bán nguyệt trong mặt bích với độ căng ban đầu của các lò

xo, mômen xoắn được truyền từ đĩa bị động tới mặt bích moay ơ qua các lò

xo xoắn Để đảm vệ cho lò xo khỏi rơi đã có các vòng bảo vệ, giữa cácvòng bảo vệ của đĩa và mặt bích moay ơ đặt các vòng thép ma sát Đĩa bịđộng và xương đĩa không nối cứng với moay ơ nên dao động xoắn của trụckhuỷa động cơ làm biến dạng các lò xo xoắn và làm các đĩa ma sát bị độngquay tương đối với moay ơ, lúc này xuất hiện ma sát giữa các bề mặt củađĩa và vòng thép ma sát làm cho dao động xoắn bị dập tắt

Nhược điểm của bộ giảm chấn này là làm cho kết cấu phức tạp, tăngtrọng lượng phần bị động của ly hợp

c) Lò xo màng

Lò xo đĩa được chế tạo dạng hình nón cụt bằng thép lò xo Trên thântấm lò xo có xẻ các rãnh hướng kính để tránh ứng suất tập trung, ở phía đầurãnh hướng kính có gia công các lỗ tròn Lò xo đĩa được đặt giữa vỏ ly hợp

và đĩa ép Việc định vị và dẫn hướng trong, ngoài bằng bulông giữ

d) Đĩa ép

Đĩa ép ly hợp được đúc bằng gang Ở bề mặt ngoài có gia công cácvấu hình tròn có tác dụng tỳ lò xo màng lên Bề mặt tiếp xúc với tấm masát được gia công với độ chính xác cao, độ bóng tốt để tăng diện tích tiếpxúc giữa đĩa ép với tấm ma sát bị động Ở phía ngoài của đĩa ép có giacông các lỗ để lắp đinh tán, để lắp các vành hãm lò xo màng Giữa đĩa épđược gia công dạng lỗ trụ Do có kết cấu kiểu như vậy nên đảm bảo cho đĩa

ép có thể dịch chuyển dọc trục đồng thời đảm bảo truyền mômen xoắn từbánh đà

e) Vỏ ly hợp

Vỏ ly hợp là một chi tiết của phần chủ động, vỏ ly hợp được bắt chặtvới bánh đà bằng các bu lông và quay cùng bánh đà Vỏ ly hợp được dập từthép tấm nên nó giảm được khối lượng và kích thước của ly hợp mà vẫnđảm bảo được độ bền và độ cứng vững nhưng giá thành chế tạo cao

f) Vòng bi mở

Vòng bi mở là một bộ phận trung gian từ dẫn động điều khiển tớiđòn mở Cấu tạo của vòng bi mở bao gồm: bạc trượt, khớp gài đầu bạctrượt, ổ bi cầu đỡ chặn Ổ bi và bạc trượt được bôi trơn bằng một loại mỡđặc biệt Ở vỏ bên ngoài vòng bi mở có các chụp làm kín và lắp các ngoắc

để bắt càng cua của càng mở Vòng bi mở di chuyển dọc trục được trên ốngdẫn hướng

2.1.2 Cơ cấu dẫn động điều khiển ly hợp

Xe TOYOYA VIOS là loại xe được bố trí hệ thống dẫn động điềukhiển cắt ly hợp bằng thuỷ lực

Cơ cấu dẫn động điều khiển ly hợp bao gồm: các chi tiết như hình 2.6

Hình 2.6 Sơ đồ cơ cấu dẫn động điều khiển ly hợp

a) Cấu tạo các cụm của hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp

* Bầu trợ lực chân không bao gồm: Pít tông, vành cao su và lò xo trả

về Tất cả được lồng lên trục và được lắp trong vỏ của bầu trợ lực, đồngthời là xy lanh của bầu trợ lực chân không

* Xi lanh chính: Trong xy lanh chính của ly hợp, sự trượt của pittôngtạo ra áp suất thủy lực

Hình 2.7 Xi lanh chính

* Xy lanh công tác: Xy lanh cắt ly hợp làm dịch chuyển pittông bằng ápsuất thuỷ lực từ xi lanh chính và điều khiển càng cắt ly hợp qua cần đẩy.

Hình 2.8 Chi tiết tháo rời của xy lanh công tác

1- Bu lông; 2- Nắp nút xả khí; 3- Nút của xy lanh cắt ly hợp; 4- Ống nối từ

xy lanh cắt ly hợp đến ống mềm; 5- lò xo; 6- Pittông; 7- Cần đẩy; 8- Cao

* Khi thôi không tác dụng lên bàn đạp ly hợp, buông chân ra khỏibàn đạp, lò xo hồi về và lò xo ly hợp đưa các chi tiết điều khiển trở về vị tríban đầu, dầu từ xy lanh cắt ly hợp được đẩy trở lại bơm công tác và bìnhchứa dầu trên bơm công tác

Dầu trợ lực cho ly hợp là: SAEJ 1730

+ Hộp số xe được thiết kế nhỏ, gọn nhưng làm việc vẫn đảm bảođược độ tin cậy và đáp ứng được mọi yêu cầu về kỹ thuật, đảm bảo tínhchất động lực học của xe.

2.2.2 Yêu cầu

Hộp số cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Có tỷ số truyền thích hợp để đảm bảo chất lượng động học và tìnhkinh tế nhiên liệu của ô tô

- Có khả năng trích công suất ra ngoài để dẫn động các thiết bị phụ

- Điều khiển sang số đơn giản, nhẹ nhàng

- Hiệu suất truyền động cao

- Kết cấu đơn giản để dễ chăm sóc bảo dưỡng

2.2.3 Cấu tạo

Hình 2.9 Cấu tạo hộp số TOYOTA VIOS

1- Trục sơ cấp; 2- Bánh răng chủ động số1; 3- Bánh răng chủ động số lùi; 4- Bánh răng chủ động số 2; 5- Bánh răng chủ động số 3; 6- Ống trượt và vành trượt số 2; 7- Bánh răng chủ động số 4; 8- Bánh răng chủ động số 5; 9- Ống trượt và vành trượt số 3; 10- Bánh răng bị động số 5; 11- Bánh răng bị động số 4; 12- Bánh răng bị động số 3; 13- Bánh răng bị động số 2; 14- Ống trượt và vành trượt số 1; 15- Bánh răng bị động số 1; 16- Trục thứ cấp

Hộp số xe VIOS là hộp số cơ khí, 5 số tiến, 1 số lùi và truyền lực cuối cùng

có bộ vi sai Vì hộp số có 5 cấp nên trên trục sơ cấp và thứ cấp có 5 cặpbánh răng luôn ăn khớp với nhau Trong đó bánh răng chủ động số 1, số 2

và bộ vi sai cũng được bố trí luôn trong cụm hộp số

Sơ đồ động học của hộp số xe Toyota Vios

6 5 4 3 2

1

13 12

7 8

9 10 11

Hình 2.10 Sơ đồ động học hộp số xe TOYOTA VIOS

1- Bánh răng số 5; 2- Bánh răng số 4; 3- Bánh răng số 3; 4- Bánh răng số 2; 5- Bánh răng số 1; 6- Trục sơ cấp; 7- Bộ vi sai; 8- Trục vi sai; 9- Trục thứ cấp; 10- Ống đồng tốc số 1 và số 2; 11- Bánh răng số lùi; 12- Ống đồng tốc số 3 và số 4; 13- Ống đồng tốc số 5;

2.2.4 Phân tích kết cấu một số chi tiết điển hình của hộp số

Hình 2.12: Trục chủ động của hộp số

1- Phanh hãm; 2-Vòng bi đũa phía sau; 3- Bánh răng số 4; 4- Vòng bi kim bánh răng số 4; 5- Đệm cách vòng bi bánh răng số 4; 6- Phanh hãm; 7- Vành đồng tốc bánh răng số 4; 8- Moay ơ ly hợp hộp số 2; 9- Lò xo then hãm vành đồng tốc; 10- Then hãm đồng tốc; 11- Ống trượt gài số 2; 12- Vành đống tốc bánh răng số 3; 13- Bánh răng số 3; 14- Vòng bi đũa kim bánh răng số 3

c) Trục bị động của hộp số

Hình 2.13 Trục bị động của hộp số

1-Phanh hãm; 2-Vành đồng tốc số 1 (cho số 2); 3-Moay ơ ly hợp hộp số số 1; 4- Lò xo then hãm vành đồng tốc; 5- Then hãm vành đồng tốc; 6- Bánh răng số lùi; 7- Vành đồng tốc số 1 (cho số 1); 8- Bánh răng số 1; 9- Vòng

bi đũa kim bánh răng số 1; 10- Đệm chặn bánh răng số 1; 11-Đệm cách vòng bi bánh răng số 2; 12- Vòng bi đũa kim bánh răng số 2; 13- Bánh răng số 2; 14-Bánh răng dẫn động số 3; 15- Bạc bánh răng thứ cấp; 16- Bánh răng dẫn động số 4; 17- Vòng bi phía sau của trục thứ cấp

* Cấu tạo trục bị động của hộp số

Trục bị động được chế tạo dạng trụ bậc từ thép hợp kim và đượcnhiệt luyện với độ cứng 5862 HRC Để đảm bảo đưa dầu bôi trơn tới cácbánh răng qua bơm dầu ở tâm trục được gia công lỗ dọc trục

Tại vị trí các bánh răng và bơm dầu được gia công các lỗ hướngkính Phía bên ngoài trục bị động Còn tại vị trí các bộ đồng tốc, khớp gài

số lùi và đầu ngoài trục bị động được gia công rãnh then hoa để lắp bộđồng tốc và khớp cài

Trục bị động có một đầu gối lên thanh lăn kim trong lỗ trục bị động,còn đầu kia gối lên ổ bi cầu (ổ bi phia sau) trên tấm trung gian của vỏ hộpsố

* Các bánh răng bị động được chế tạo từ thép hợp kim và chế tạo dạngrăng trụ, răng thẳng Các bánh răng bị động phía bên trong được gia công

lỗ dạng trụ tròn, then hoa để lắp trên trục bị động Trên các bánh răng bịđộng có gia công các vành răng phụ để quá trình gài ống gài của bộ đồngtốc được dễ dàng

* Việc chế tạo các bánh răng nghiêng có ưu điểm là đảm bảo quá trình

ăn khớp được êm dịu, tăng diện tích tiếp xúc, biên dạng răng thân khai nên

độ bền cao

* Nhược điểm: Khi sử dụng bánh răng nghiêng thì quá trình chế tạokhó khăn, giá thành cao, sinh lực chiều trục lớn Để khử lực chiều trục, ởđầu ngoài trục bị động bố trí ổ bi cầu

c) Cơ cấu điều khiển hộp số

* Cơ cấu đồng tốc

Để gài số người ta có thể sử dụng ống gài, bánh răng di trượt hoặcđồng tốc Trong các cơ cấu trên thì cơ cấu đồng tốc cho phép gài số êm dịutránh va đập nên nó được sử dụng nhiều trong các hộp số của ô tô, trong có

có xe TOYOTA VIOS, đó là loại đồng tốc kiểu khóa hãm

 Cấu tạo: Bố trí chung của cơ cấu đồng tốc kiểu khóa hãm tronghộp số được thể hiện trên hình 2.20.

Hình 2.14: Cơ cấu đồng tốc kiểu khóa hãm

1- Trục thứ cấp; 2- Trục sơ cấp; 3- Đồng tốc số 3 và số 4; 4- Đồng tốc số 5; 5- Đồng tốc số 1 và số 2

Hình 2.15 Cấu tạo chi tiết của bộ đồng tốc

1- Bánh răng số; 2- Lò xo hãm; 3- Ống trượt; 4- Vòng đồng tốc;5- Vấu; 6- Moay ơ ly hợp; 7- Khóa chuyển; 8- Vòng đồng tốc; 9- Bánh răng số; 10- Vòng đồng tốc; 11- Lò xo hãm; 12- Ống trượt; 13- Khóa chuyển; 14- Moay

ơ ly hợp

Mỗi bánh răng số tiến trên trục sơ cấp luôn ăn khớp với bánh răngtrên trục thứ cấp Vì các bánh răng này quay tự do trên trục của chúng nênchúng luôn quay khi động cơ hoạt động và ly hợp được đóng Các moay ơđồng tốc được lắp với trục của chúng bởi then hoa Ống trượt được lắp vàotừng moay ơ cũng bởi then hoa dọc theo mặt ngoài của moay ơ và có khảnăng di trượt theo phương dọc trục Moay ơ đồng tốc có ba rãnh song songvới trục và có một khóa hãm Khi cần gài số ở vị trí trung gian phần lồi củatừng khóa hãm nằm bên trong rãnh của ống trượt Vòng đồng tốc đặt giữamoay ơ đồng tốc và phần côn của từng bánh răng số và nó bị ép vào 1 trongcác mặt côn này khi gài số Vòng đồng tốc còn có ba rãnh để ăn khớp vớicác khóa hãm

 Nguyên lý làm việc

Khi tay số ở vị trí trung gian, mỗi bánh răng số được ăn khớp tương ứngvới bánh răng bị động và quay tự do quanh trục Moay ơ đồng tốc lắp với

vành trượt bằng các then hoa và phía trong lắp với trục cũng bằng then hoa.Vành đồng tốc ở trạng thái tự do trong chế độ này.

Nguyên lý làm việc của đồng tốc có thể chia thành ba giai đoạn nhưsau:

- Giai đoạn 1 (bắt đầu của sự đồng tốc): giai đoạn này được thể hiệnqua hình vẽ 2.22

Hình 2.16 Bắt đầu gài đồng tốc

Khi cần gài số di chuyển, càng gạt ăn khớp với rãnh trên ống trượt đẩy ốngtrượt theo hướng được chỉ ra ở mũi tên A trên hình vẽ Vì vành trượt vàkhóa hãm được ăn khớp qua vấu lồi ở giữa của khóa hãm nên khi ống trượt

di chuyển đẩy khóa hãm chuyển động theo Khóa hãm tì vào vành đồng tốc

ép vào phần côn của bánh răng để bắt đầu đồng tốc Do sự khác nhau vềtốc độ giữa ống trượt và bánh răng và do ma sát giữa vành đồng tốc vàphần côn của bánh răng nên vành đồng tốc chuyển động theo chiều quay

của bánh răng (chiều mũi tên trên hình vẽ) Độ dịch chuyển này bằng với

sự chênh lệch về độ rộng khe và độ rộng của khóa hãm Do vậy các thenbên trong ống trượt và các vấu hãm trên vành đồng tốc chưa đúng vị trí ănkhớp với nhau

- Giai đoạn 2 (quá trình đồng tốc): giai đoạn này được thể hiện quahình 2.23

Hình 2.17 Giai đoạn gài đồng tốc

Khi cần số tiếp tục di chuyển, lực tác dụng lên ống trượt vượt qua lực của

lò xo khóa hãm và ống trượt qua phần vấu lồi của khóa hãm tuy nhiên lúcnày do chưa đồng tốc nên các then của ống trượt và vấu hãm trên vànhđồng tốc đang tì vào nhau Vì vậy lực tác dụng lên ống trượt sẽ ấn vànhđồng tốc ép vào phần côn của bánh răng mạnh hơn Điều này làm cho tốc

độ của bánh răng số trở nên đồng tốc với tốc độ của ống trượt

- Giai đoạn 3 (hoàn toàn đồng tốc): Giai đoạn này được thể hiện quahình 2.24

Hình 2.18 Giai đoạn đồng tốc hoàn toàn

Khi tốc độ của ống trượt và bánh răng số đã bằng nhau, vành đồng tốc bắtđầu quay tự do theo chiều quay Kết quả là then hoa phía trong ống trượt ănkhớp với vấu hãm trên vành đồng tốc để đi vào ăn khớp với then hoa trênbánh răng số

*) Cơ cấu chuyển số

Cơ cấu dẫn động điều khiển hộp số ở xe TOYOTA VIOS là loại cơ cấugián tiếp bằng giây cáp

Hình 2.19 Cáp dẫn động điều khiển hộp số

1,2- kẹp; 3- Vòng đệm

Dẫn động trung gian từ sau cần chuyển số đến nắp hộp số thường có haiđường truyền động Thao tác đầu tiên trên cần số sẽ tạo ra chuyển động để dichuyển trục cần chuyển và chọn số Thao tác tiếp theo của cần số là quay trụccần chuyển và chọn số để trục trượt mang nạng gài thực hiện việc gài số

Hình 2.20 Cơ cấu chuyển số gián tiếp

1- Càng gạt số 3; 2-Trục càng số 2;3-Càng gạt số 1; 4-Trục càng số Càng gạt số lùi;6- Càng gạt số 2;7- Trục càng số 3;8- Trục cần chọn và chuyển số