Ôtô hiện nay có một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của nền kinhtế quốc dân, nó được dùng để vận chuyển hành khách, hàng hoá và nhiều côngviệc khác. Nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật và xu thế giao lưu, hội nhậpquốc tế trong lĩnh vực sản xuất và đời sống, giao thông vận tải đã và đang làmột ngành kinh tế kỹ thuật cần được ưu tiên của mỗi quốc gia.
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
Giới thiệu chung
Hình 1.1: Hệ thống truyền lực trên ô tô
Hệ thống truyền lực hoàn chỉnh của một chiếc xe gồm có ly hợp, hộp số, trục các đăng, cầu chủ động (vi sai và bán trục)
Công dụng của hệ thống truyền lực:
Truyền và biến đổi mô men xoắn từ động cơ đến bánh xe chủ động là quá trình quan trọng, giúp đảm bảo sự phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mô men cản trong quá trình ô tô di chuyển.
- Cắt dòng công suất trong thời gian ngắn hoặc dài
- Thực hiện đổi chiều chuyển động giúp ô tô chuyển động lùi
- Tạo khả năng chuyển động êm dịu và thay đổi tốc độ cần thiết trên đường
Ly hợp là thiết bị quan trọng giúp truyền hoặc ngắt công suất từ động cơ đến hệ thống truyền lực Nó cho phép cắt kết nối nhanh chóng và chính xác giữa động cơ và hệ thống truyền lực, đặc biệt trong những tình huống cần thiết như khi thực hiện chuyển số một cách êm ái.
Nó cũng cho phép động cơ hoạt động khi xe dừng và không cần chuyển hộp số về số trung gian
Nhiệm vụ của hộp số là biến đổi mô men xoắn của động cơ truyền tới các bánh xe sao cho phù hợp với các chế độ tải
Sự mất mát công suất ở hộp số là điều không thể tránh khỏi, dẫn đến công suất thực tế truyền đến các bánh xe luôn nhỏ hơn công suất của trục khuỷu động cơ, điều này phản ánh hiệu suất của hộp số.
Truyền động các đăng là phương pháp hiệu quả để truyền mô men xoắn giữa các trục không thẳng hàng, với các trục lệch nhau một góc α lớn hơn 0 độ, và giá trị của góc α thường thay đổi.
Cầu xe chủ động nhận công suất từ động cơ và phân phối đến các bánh xe theo phương vuông góc, đồng thời nâng đỡ các bộ phận gắn liền như hệ thống treo và sắc xi.
Các kiểu bố trí
Hình 1.2a: Loại FF Hình 1.2b: Loại FR
Hệ thống truyền động chủ yếu sử dụng là:
- FF (Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động)
- FR (Động cơ đặt trước – Bánh sau chủ động)
Ngoài các loại xe FF và FR, hiện nay còn có xe 4WD (bốn bánh chủ động) và RR (động cơ đặt sau, cầu sau chủ động), mặc dù chúng ít được sử dụng Đồng thời, xe hybrid cũng đang trong quá trình phát triển.
2.1 FF (Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động):
Xe được trang bị động cơ đặt ở phía trước với cầu trước chủ động, tạo thành một khối thống nhất bao gồm động cơ, ly hợp, hộp số và cầu chủ động Mô men xoắn từ động cơ được truyền trực tiếp đến các bánh trước, không lan tỏa đến bánh sau.
Bánh trước dẫn động mang lại lợi ích lớn khi xe quay vòng và di chuyển trên đường trơn, giúp cải thiện sự ổn định hướng Thiết kế này tạo cảm giác lái tự tin hơn khi vào cua Hơn nữa, việc không có trục các đăng giúp hạ thấp gầm xe, từ đó giảm trọng tâm và tăng cường độ ổn định khi xe di chuyển.
Hình 1.3: Xe FF với hộp số thường 2.2 FR (Động cơ đặt trước – Bánh sau chủ động)
Hình 1.4: Xe FR với hộp số thường
Bố trí động cơ đặt trước với bánh sau chủ động giúp cải thiện khả năng làm mát cho động cơ Tuy nhiên, thiết kế này khiến không gian bên trong xe trở nên kém tiện nghi, đặc biệt là khi trục các đăng đi qua trung tâm Điều này có thể gây bất tiện nếu gầm xe quá thấp.
Động cơ đặt ngoài buồng lái mang lại lợi ích trong việc sửa chữa và bảo dưỡng, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng của nhiệt và rung động đến người lái và hành khách Tuy nhiên, kiểu thiết kế này làm giảm hệ số sử dụng chiều dài xe và hạn chế tầm nhìn của tài xế, ảnh hưởng đến độ an toàn Ngược lại, động cơ đặt trong buồng lái giúp khắc phục những nhược điểm này, nâng cao tính an toàn và hiệu quả sử dụng.
2.3 Kiểu 4 bánh chủ động (4WD – 4 wheel driver)
Hình 1.5: Xe 4WD thường xuyên loại FR
Các loại xe cần hoạt động hiệu quả trên mọi địa hình và trong điều kiện di chuyển khó khăn thường được trang bị hệ thống 4 bánh chủ động và hộp số phụ Hiện nay, xe 4WD được chia thành hai loại chính: 4WD thường xuyên và 4WD gián đoạn Điểm khác biệt của xe 4WD so với xe 2WD là có các bộ vi sai ở cả phía trước và phía sau, giúp triệt tiêu sự chênh lệch giữa các bánh xe khi vào đường vòng.
Xe 4WD thường xuyên được trang bị bộ vi sai trung tâm giữa vi sai trước và sau, giúp triệt tiêu sự chênh lệch tốc độ quay của bánh xe Với ba bộ vi sai khác nhau, xe đảm bảo truyền công suất đồng đều đến cả bốn bánh, mang lại khả năng vận hành êm ái, đặc biệt khi quay vòng Đây là ưu điểm nổi bật của 4WD thường xuyên, cho phép xe hoạt động hiệu quả trên nhiều loại địa hình, từ đường phố bình thường đến đường gồ ghề hay có độ ma sát thấp Tuy nhiên, để tránh việc bộ vi sai trung tâm hoạt động liên tục, các lốp trước và sau, cũng như bánh bên trái và bên phải, cần có đường kính giống nhau.
2.4 Kiểu truyền động xe hybrid
Ôtô hybrid, hay còn gọi là ôtô lai, sử dụng động cơ tổ hợp bao gồm động cơ đốt trong và động cơ điện chạy bằng năng lượng từ ắc quy Bộ điều khiển điện tử sẽ tự động quyết định thời điểm sử dụng động cơ nào, giúp tối ưu hóa hiệu suất Một trong những ưu điểm lớn nhất của xe hybrid là khả năng giảm ô nhiễm môi trường, điều này ngày càng trở nên quan trọng trong bối cảnh hiện nay Bên cạnh đó, xe hybrid còn mang lại nhiều lợi ích khác.
- Tận dụng năng lượng khi phanh: khi cần phanh hoặc khi xe giảm tốc năng lượng phanh được tận dụng để tạo ra dòng điện nạp cho ắc-quy
- Giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu (động cơ hybrid tiêu thụ lượng nhiên liệu ít hơn nhiều so với động cơ đốt trong thông thường)
Động cơ điện thường được sử dụng trong các chế độ gia tốc hoặc khi tải lớn, trong khi động cơ đốt trong chỉ cần cung cấp công suất vừa đủ, do đó kích thước của động cơ đốt trong thường nhỏ gọn.
- Có thể sử dụng vật liệu nhẹ để giảm khối lượng tổng thể của ôtô
Hình 1.6: Nguyên lý hoạt động xe hybrid Động cơ hybrid được sử dụng trên các xe như: Honda Insight, Honda Civic, Toyota Prius và rất nhiều hãng khác.
Các ký hiệu
Công thức tính số lượng bánh xe được ký hiệu tổng quát là axb, trong đó a đại diện cho tổng số bánh xe và b là số lượng bánh xe chủ động Ví dụ minh họa cho các trường hợp cụ thể sẽ giúp hiểu rõ hơn về công thức này.
- 4×2: Xe có một cầu chủ động (có 4 bánh trong đó có 2 bánh chủ động)
- 4×4: Xe có hai cầu chủ động (có 4 bánh, cả 4 bánh đều chủ động)
- 6×4: Xe có hai cầu chủ động, một cầu bị động (có 6 bánh xe trong đó có 4 bánh chủ động)
- 6×6: Xe có ba cầu chủ động (có 6 bánh xe và cả 6 bánh đều chủ động)
- 8×8: Xe có bốn cầu chủ động (có 8 bánh xe và cả 8 bánh đều chủ động)
3.2 Ký hiệu hệ thống truyền lực
Do tính phức tạp của hệ thống truyền lực, một số loại xe được mô tả thông qua công thức bánh xe Hệ thống truyền lực thường bao gồm các hệ thống phổ biến như:
- Loại ký hiệu 4WD: Cho tất cả các xe có 4 bánh chủ động
AWD (All-Wheel Drive) là hệ thống truyền động cho phép tất cả các bánh xe của xe ô tô nhận lực từ động cơ, thường được áp dụng cho các xe có cấu trúc cầu trước Hệ thống này hoạt động chủ động trong hầu hết các tình huống, nhưng cũng có khả năng truyền lực đến cầu sau trong một số trường hợp nhất định, giúp cải thiện khả năng bám đường và hiệu suất lái xe.
LY HỢP (CLUTCH)
Công dụng-phân loại-yêu cầu
Kết nối động cơ với hệ thống truyền lực một cách mượt mà, đồng thời ngắt truyền động đến hộp số nhanh chóng và dứt khoát khi cần thiết, như trong các tình huống chuyển số hoặc phanh.
- Khi chịu tải quá lớn ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằm tránh quá tải cho hệ thống truyền lực và động cơ
1.2 Phân loại a.Theo cách truyền mô men xoắn từ trục khuỷu đến trục của hệ thống truyền lực:
Ly hợp ma sát bao gồm nhiều loại khác nhau như ly hợp một đĩa, ly hợp nhiều đĩa, ly hợp lò xo màng, ly hợp lò xo nén biên, ly hợp lò xo nén trung tâm, ly hợp càng tách ly tâm và ly hợp nửa ly tâm Mỗi loại ly hợp này có cấu tạo và chức năng riêng, phù hợp với các ứng dụng khác nhau trong hệ thống truyền động.
- Ly hợp thủy lực: loại thủy tĩnh và thủy động b.Theo cách điều khiển
- Điều khiển do lái xe (loại đạp chân, loại có trợ lực thủy lực hoặc khí)
Hiện nay, ô tô sử dụng nhiều loại ly hợp ma sát, trong đó ly hợp thủy lực đang ngày càng được ưa chuộng nhờ vào ưu điểm giảm tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực.
Ly hợp cần phải truyền tải mô men xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt trong mọi điều kiện, vì vậy ma sát của ly hợp phải lớn hơn mô men xoắn của động cơ.
- Khi kết nối phải êm dịu để không gây ra va đập ở hệ thống truyền lực
- Khi tách phải nhanh và dứt khoát để dễ gài số và tránh gây tải trọng động cho hộp số
- Mô men quán tính của phần bị động phải nhỏ
- Ly hợp phải làm nhiệm vụ của bộ phận an toàn
- Kết cấu đơn giản và gọn
- Đảm bảo thoát nhiệt tốt khi ly hợp trượt.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
2.1 Cấu tạo chung Ôtô trang bị hộp số thường dùng loại ly hợp ma sát Kích thước của bộ ly hợp được xác định bởi đường kính ngoài của đĩa ly hợp và căn cứ theo yêu cầu truyền mô men xoắn lớn nhất của động cơ
Bộ ly hợp ma sát gồm có 3 phần:
Phần chủ động của hệ thống bao gồm bánh đà được gắn cố định trên trục khuỷu, nắp ly hợp được bắt chặt với bánh đà thông qua các bu lông Mâm ép được lắp đặt qua cần đẩy và giá đỡ trên nắp ly hợp, cùng quay với nắp ly hợp và bánh đà.
Phần bị động của hệ thống ly hợp bao gồm đĩa ly hợp (đĩa ma sát) và trục bị động (trục sơ cấp của hộp số) Đĩa ly hợp được thiết kế với moay ơ có then hoa, giúp truyền mô men cho trục bị động Đồng thời, đĩa ly hợp có khả năng trượt dọc trên trục bị động trong quá trình ngắt và nối ly hợp.
- Cơ cấu điều khiển ngắt ly hợp gồm có 2 loại:
Cơ khí và thủy lực đều có các thành phần quan trọng trong hệ thống, bao gồm bàn đạp, càng cắt và vòng bi cắt ly hợp Cụ thể, loại cơ khí bao gồm bàn đạp, thanh kéo, càng cắt và vòng bi cắt ly hợp, trong khi loại thủy lực bao gồm bàn đạp, xy lanh chính, xy lanh con, càng cắt và vòng bi cắt ly hợp.
Hình 2.2: Cấu trúc bộ ly 2.2 Nguyên lý hoạt động
* Đối với ly hợp lò xo trụ
Trong trạng thái hợp, các lò xo trụ tạo áp lực mạnh lên đĩa ép, khiến đĩa ly hợp được ép chặt vào bánh đà, từ đó truyền mô men của động cơ đến trục sơ cấp của hộp số.
Khi đạp bàn đạp ly hợp, vòng bi sẽ tác động mạnh vào ba cần ép, làm cho đĩa ly hợp thả lỏng Điều này ngăn chặn mô men từ bánh đà truyền đến trục sơ cấp hộp số, tạo ra trạng thái ngắt của ly hợp.
Hình 2.3: Hoạt động của ly hợp lò xo trụ
* Đối với ly hợp lò xo đĩa
Khi đạp bàn đạp ly hợp, lực từ bàn đạp được truyền đến càng cắt ly hợp, khiến vòng bi cắt ly hợp dịch chuyển sang trái và ép vào lò xo đĩa, làm đĩa ép di chuyển sang phải Sự chuyển động này tách đĩa ly hợp khỏi bánh đà, cho phép đĩa ly hợp quay tự do Do đĩa ly hợp kết nối với trục sơ cấp của hộp số qua then hoa, khi đĩa ép được tách ra, chuyển động từ bánh đà không còn được truyền đến hộp số.
Khi nhả ly hợp, lò xo đĩa tạo ra lực đàn hồi, đẩy vòng bi di chuyển ngược lại và ép chặt đĩa ly hợp vào bánh đà Kết quả là, khi bánh đà quay, mô men từ bánh đà sẽ được truyền qua đĩa ly hợp, khiến trục sơ cấp quay theo động cơ.
Hình 2.4: Hoạt động của ly hợp lò xo đĩa
Chuẩn đoán các hư hỏng ly hợp
3.1 Nguyên nhân hỏng hóc và biện pháp sửa chữa
Các hỏng hóc thường gặp của bộ ly hợp bao gồm: hiện tượng trượt, rung động mạnh khi kết nối ly hợp, không nhả hoàn toàn khi cắt, phát ra tiếng kêu, bàn đạp ly hợp bị rung và đĩa ly hợp chóng mòn.
Bảng phân tích nguyên nhân hỏng hóc và biện pháp sửa chữa Hiện tượng Nguyên nhân Biện pháp sửa chữa
1 Bị trượt trong lúc nối khớp ly hợp
- Điều chỉnh sai hành trình tự do bàn đạp ly hợp
- Đĩa ly hợp bị mòn mặt ma sát
- Đĩa ly hợp bị dính dầu mỡ
- Lò xo mâm ép bị gãy
- Ba cần đẩy bị cong
- Chỉnh sai ba cần đẩy
→ Tán bố lại hoặc thay đĩa mới
→ Rửa sạch hoặc thay mới → Thay mới
→ Làm thẳng lại hoặc thay mới
2 Bị rung, không êm khi đóng ly hợp
- Mặt bố đĩa ly hợp bị dính dầu mỡ hoặc lỏng đinh tán
- Chiều cao ba cần đẩy không thống nhất
- Đĩa ly hợp bị kẹt trên trục sơ cấp hộp số
- Mặt bố đĩa ly hợp, các lò xo, đĩa ép bị vỡ
→ Làm sạch bề mặt hoặc thay mới nếu cần thiết → Chỉnh lại
→ Thay mới các chi tiết hỏng
3 Ly hợp không cắt hoàn toàn được
- Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không đúng
- Đĩa ly hợp hoặc đĩa ép bị cong vênh
- Các mặt bố ma sát ly hợp bị lỏng đinh tán
- Chiều cao ba cần đẩy không thống nhất
Moay ơ đĩa ly hợp bị kẹt trên trục sơ cấp hộp số
→ Thay mới các chi tiết hỏng
→ Tán đinh lại hoặc thay mới đĩa ly hợp
→ Chỉnh lại → Sửa chữa, bôi trơn
4 Ly hợp phát ra tiếng kêu
*Tiếng kêu phát ra khi nối:
- Then hoa trục ly hợp và moay ơ đĩa ma sát quá mòn
- Lò xo hay cao su giảm chấn bị hư
*Tiếng kêu phát ra khi cắt:
- Vòng bi cắt ly hợp mòn, hỏng, khô dầu mỡ
- Vòng bi nối đầu trục ly hợp với đuôi trục khuỷa bị vỡ, rơ hoặc khô dầu mỡ
→ Thay mới 2 chi tiết → Thay mới
→ Bôi trơn hoặc thay mới → Bôi trơn hoặc thay mới
5 Bàn đạp ly hợp bị rung
- Động cơ và hộp số lắp không thẳng hàng
- Bánh đà bị đảo, lệch tâm
- Động cơ và hộp số bị lệch tâm
→ Điều chỉnh lại và thay thế các chi tiết bị mòn nhiều → Điểu chỉnh hoặc thay thế → Điều chỉnh lại
6 Đĩa Ma sát nhanh chóng mòn
- Lò xo ép bị yếu
- Đĩa ép, đĩa ma sát bị cong vênh
- Không có hành trình tự do của bàn đạp ly hợp
→ Thay mới → Kiểm tra, sửa chữa, thay mới
7 Bàn đạp ly hợp nặng
- Cơ cấu điều khiển ly hợp thiếu dầu, mỡ bôi trơn
- Bàn đạp ly hợp bị cong vênh
- Cần nối dẫn động bị cong
→ Thêm dầu và bôi trơn
→ Uốn lại đúng tiêu chuẩn → Uốn lại đúng tiêu chuẩn
• Một số hình ảnh hư hỏng thường gặp ở ly hợp:
Hình 2.5: Đĩa Ma sát bị cong
Hình 2.6: Răng trục trung tâm bị mòn Hình 2.7: Đĩa ép bị nứt vỡ
Hình 2.8: Lò xo lá tiếp tuyến bị cong hoặc biến dạng Hình 2.9: Lò xo đệm và tấm dẫn động bị gãy nứt
Hình 2.10: Bạc đạn bi-tê bị hư hỏng
Hình 2.11: Bánh đà mòn Hình 2.12: Đầu lò xo màng bị
- Học những điểm chủ yếu và phương pháp kiểm tra hoạt động ly hợp
- Tìm những vùng trục trặc một cách có hệ thống
- Tìm hiểu những triệu trứng do các trục trặc trong các chi tiết, bộ phận của ly hợp gây nên
3.3 Trục trặc khi cắt ly hợp
Nếu ly hợp không cắt, chuyển số chậm và hoặc có tiếng va bánh răng Cách xác định xem có trục trặc khi cắt ly hợp hay không:
1 Chèn các khối chặn vào dưới các bánh xe
3 Đạp bàn đạp ly hợp và khởi động động cơ
4 Thả bàn đạp ly hợp khi cần gạt số ở vị trí trung gian
5 Chuyển cần số chậm và thật nhẹ nhàng đến vị trí lùi mà không đạp lên bàn đạp ly hợp và đợi đến lúc phát ra tiếng va bánh răng
6 Khi có tiếng va bánh răng thì đạp bàn đạp ly hợp chầm chậm
Nếu bạn không nghe thấy tiếng va chạm của bánh răng khi nhấn thêm bàn đạp ly hợp và chuyển số một cách êm ái, điều này cho thấy rằng hệ thống cắt ly hợp của bạn đang hoạt động bình thường mà không gặp trục trặc.
+ Đừng bao giờ chuyển số mạnh vì làm như vậy sẽ hỏng bánh răng
Trong quá trình kiểm tra, cần phải chuyển số từ số trung gian sang số lùi trong hầu hết các hộp số, đặc biệt là khi bánh răng đảo chiều không có cơ cấu đồng tốc Bánh răng có thể không ăn khớp dễ dàng và thường gặp khó khăn trong trường hợp có sự cố với ly hợp, do đó việc xác định vấn đề trở nên dễ dàng hơn so với việc chuyển cần số về số tiến.
Sự trượt ly hợp thường được kết hợp với các triệu chứng sau:
- Tốc độ xe không tăng cùng với tốc độ động cơ khi tăng tốc đột ngột
- Mùi cháy khét từ ly hợp
- Giảm công suất động cơ khi lái xe lên dốc
Cách xác định xem ly hợp có bị trượt hay không:
1 Chèn khối chặn dưới các bánh xe
3 Đạp bàn đạp ly hợp và khởi động động cơ
4 Đặt cần số ở vị trí số cao nhất (số 4 hoặc số 5)
5 Tăng đều tốc độ động cơ và thả chậm bàn đạp ly hợp Bạn kết luận rằng ly hợp không trượt nếu máy bị chết
*Lưu ý: Đừng bao giờ kiểm tra trong thời gian dài vì làm như vậy có thể làm quá nóng ly hợp
3.5 Trục trặc khi ly hợp ăn khớp
Sự cắt ly hợp khi xe đang ở trạng thái tĩnh có thể gây ra rung động ngắt quãng và hiện tượng xe chồm lên trước khi ly hợp cắt hoàn toàn, dẫn đến việc khởi hành không êm Hiện tượng này được gọi là trục trặc khi ăn khớp ly hợp, hay còn gọi là ly hợp rung.
Cách tìm ra trục trặc ăn khớp ly hơp:
1 Tháo khối chặn dưới các bánh xe và chuyển cần gạt số tới số thấp
2 Ăn khớp ly hợp và cho xe khởi hành chậm
Nếu xe chuyển động mà không bị rung động không bình thường, thì không có trục trặc khi ăn khớp ly hợp
*Lưu ý: Dao động nhỏ xảy ra khi xe khởi động có thể trở nên đáng ể hơn khi xe khởi động trên dốc hoặc chạy với chế độ có tải
3.6 Ly hợp có tiếng kêu không bình thường
Thỉnh thoảng nghe tiếng kêu không bình thường phát ra từ ly hợp khi bàn đạp ly hợp đang được đạp hoặc được thả
Cách tìm ra tiếng kêu không bình thường:
1 Chèn khối chặn vào dưới các bánh xe
2 Đạp bàn đạp ly hợp và khởi động động cơ
3 Thả bàn đạp ly hợp trong khi để cần số ở vị trí trung gian
4 Đạp hết bàn đạp ly hợp một lần nữa Đạp và thả bàn đạp nhiều lần cả nhanh và chậm kiểm tra tiếng kêu không bình thường phát ra từ ly hợp
Khi khởi động động cơ, tiếng kêu từ ly hợp có thể giảm xuống mức khó phát hiện do các âm thanh khác của động cơ Việc này cần sự chú ý và khả năng nghe nhạy bén để nhận biết.
HỘP SỐ THƯỜNG (MT)
Chuẩn đoán hư hỏng hộp số
Bảng phân tích các nguyên nhân hư hỏng và cách khắc phục
Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục
- Chỉnh sai cơ cấu cài số
- Cơ cấu cài số thiếu bôi trơn
- Khoảng cách hành trình tự do bàn đạp ly hợp quá lớn
- Gắp cài số bị cong
- Bánh răng di động hay bộ đồng tốc kẹt trên trục thứ cấp
- Bánh răng bị sứt mẻ
- Bộ đồng tốc hỏng hay ráp sai lò xo
- Vòng bi hay bạc thau đuôi trục khuỷa hỏng làm lệch tâm trục sơ cấp hộp số
→ Thay mới các chi tiết hỏng
→ Thay mới chi tiết hỏng hay cả bộ đồng tốc, ráp đúng các lò xo
→ Bôi trơn hay thay mới vòng bi
- Các cần cài số chỉnh sai hay bị sút, hỏng
- Cơ cấu cài số thiếu bôi trơn
- Các viên bi định vị ống trượt bị kẹt
- Hộp số thiếu bôi trơn
- Hỏng bên trong hộp số
→ Bôi trơn, cho di chuyển tốt
→ Châm thêm nhớt đúng mức quy định
→ Tháo hộp số, kiểm tra sửa chữa
3 Khựa bánh răng trong lúc cài số
- Ly hợp cắt không tốt, hành trình tự do bàn đạp ly hợp quá lớn
- Cơ cấu thủy lực điều khiển ly hợp hỏng
- Vận tốc cầm chừng động cơ quá cao
- Bạc thau hay vòng bi cuối đuôi trục khuỷa hỏng
- Các gắp gài số hỏng
- Nhớt bôi trơn không đúng loại
Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục
- Chỉnh sai cơ cấu cài số
- Cần sang số bị cong
- Lo xo bi định vị yếu
- Bạc đạn hay bánh răng bị mòn
- Độ lỏng dọc của trục hay của các bánh răng quá lớn
- Bộ đồng tốc mòn hay hỏng
- Hộp số xiết không chặt tay bị lệch đối với bộ ly hợp
- Bộ ly hợp bị lệch đồi với động cơ
- Bạc thau nơi rốn đuôi trục khuỷa bị vỡ
- Chụp đậy trục sơ cấp bị lỏng hay vỡ
→ Sửa chữa hoặc thay mới
→ Chỉnh ngay lại rồi xiết chặt
→ Xiết chặt hay thay mới
5 Mô men của trục khuỷa không truyền đến hộp số được
- Bánh răng bị lờn răng
- Có chi tiết trong cơ cấu cài số bị vỡ
- Bánh răng hay trục bị vỡ
6 Hộp số khua khi cài số
- Bạc đạn (vòng bi) sau của trục thứ cấp khô hay mòn cũ
- Bánh răng lỏng trên trục thứ cấp
- Bộ đồng tốc mòn hay hỏng
- Bánh răng dẫn động dây cáp tốc độ kế bị mòn
→ Châm đúng loại và đúng dầu bôi trơn
→ Bôi trơn hay thay mới
→ Thay mới chi tiết mòn
Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục
7 Hộp số khựa ở vị trí số 0
- Các bánh răng mòn, răng bị vỡ hay trờn
- Bạc đạn gối các trục khô mỡ hay bị mòn
- Bạc đạn trục sơ cấp hỏng
- Bạc thau đuôi trục khuỷa mòn hay hỏng
- Hộp số gắn lệch với động cơ
- Trục trung gian mòn hay cong, miếng chận hay rônđen giữ bị hỏng
→ Thay mới các bánh răng
→ Bôi trơn hay thay mới
→ Thay mới các chi tiết hỏng
8 Hộp số khua khi cài số lùi
- Bánh răng lùi hay bạc thau gối trục của bánh răng này mòn, hỏng
- Bánh răng trục trung gian mòn, hỏng
- Cơ cấu cài số hỏng
9 Hộp số bị rò, nhiễu dầu nhờn
- Dùng dầu nhờn kém chất lượng làm sủi bọt
- Mức dầu nhờn trong hộp số quá cao
- Nút xả nhớt xiết không chặt
- Bu lông gắn hộp số lỏng
- Ốc chụp giữ bánh răng dẫn động tốc độ kế lỏng
Hình 3.6: Chảy nhớt hộp số
Hình 3.8: Bánh răng số lùi bị hỏng
Hình 3.9: Vòng đồng tốc bị hỏng
Phương pháp kiểm tra sữa chữa
Mỗi bánh răng và vòng bi trong hộp số đều chịu ma sát, bao gồm ma sát lăn và ma sát trượt, khiến dầu hộp số trở thành yếu tố quan trọng giúp giảm ma sát và tản nhiệt Mặc dù dầu hộp số giúp bảo vệ, nhưng các chi tiết vẫn không thể tránh khỏi tình trạng mòn và mỏi theo thời gian Hầu hết sự cố liên quan đến hộp số xảy ra khi mức độ mòn hoặc mỏi vượt quá giới hạn cho phép, dẫn đến các triệu chứng như kêu bánh răng khi chuyển số, khó khăn khi cần gạt số, nhảy số, và tiếng ồn lạ từ hộp số.
4.1.1 Tiếng kêu bánh răng khi chuyển số a Hiện tượng
Khi lái xe, nếu nghe thấy tiếng kêu hoặc tiếng nghiến răng từ bên trong hộp số khi lên số hoặc lùi số, điều này có thể liên quan đến hoạt động của ly hợp Do đó, cần kiểm tra ly hợp trước để đảm bảo tính năng hoạt động chính xác.
- Kiểm tra chức năng của ly hợp theo các bước kiểm tra “vấn đề khi cắt ly hợp”
- Lái xe, thỉnh thỏang lên số hoặc lùi số Ly hợp hoạt động đúng chức năng nếu bánh răng không kêu ở tất cả các vị trí số
Khi nghe tiếng kêu từ bánh răng khi chuyển số, có khả năng cao là gặp sự cố trong hộp số Nếu hiện tượng này xảy ra ở tất cả các vị trí số, nguyên nhân có thể do cắt ly hợp kém Đối với vấn đề liên quan đến ly hợp, cần tiến hành kiểm tra và sửa chữa ly hợp; nếu vấn đề thuộc về hộp số, cần kiểm tra và sửa chữa hộp số.
4.1.2 Các vấn đề khi chuyển số a Hiện tượng
Khi chuyển số, một trong những vấn đề thường gặp là cần một lực vận hành lớn để ăn khớp hoặc nhả khớp bánh răng Điều này có thể gây khó khăn trong quá trình chuyển số, ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của xe.
Nếu xảy ra hiện tượng sang số khó tiến hành kiểm tra các vấn đề sau:
- Kiểm tra xem ly hợp có hoạt động đúng chức năng không
- Chuyển sang kiểm tra các chi tiết trong hộp số: kiểm tra cơ cấu đồng tốc, kiểm tra thanh nối cần chuyền số
Nếu ly hợp gặp vấn đề, cần kiểm tra và sửa chữa ngay Đối với hộp số, tiến hành tháo ra để kiểm tra, sửa chữa hoặc thay thế các chi tiết hỏng Vấn đề chuyển số thường xảy ra nhiều hơn ở hộp số điều khiển gián tiếp so với hộp số điều khiển trực tiếp.
Khi xảy ra hiện tượng nhảy số, một bánh răng có thể không ăn khớp đột ngột mà không có sự can thiệp từ người lái, thường do rung động hoặc thay đổi tải trọng của hộp số Vấn đề này thường gặp khi tăng tốc hoặc giảm tốc nhanh Để khắc phục, cần thực hiện các bước kiểm tra kỹ lưỡng.
Nếu xảy ra hiện tượng nhảy số thì ta chuyển sang kiểm tra hộp số
- Kiểm tra vị trí tương đối của bánh răng ăn khớp tại thời điểm chuyển số, thay đổi tải hay dao động
- Tiến hành điều chỉnh lại
- Kiểm tra ống trượt và then của bánh răng, mòn bánh răng, khe hở dọc trục của bánh răng
- Tiến hành điều chỉnh lại hay thay mới
4.1.4 Tiếng kêu lạ hoặc tiếng ồn a Hiện tượng
Tiếng ồn trong hộp số thường xuất phát từ khe hở do mòn các chi tiết bên trong, gây ra tiếng kêu lạch cạch hoặc tiếng ồn rung động từ cần chuyển số Để khắc phục vấn đề này, cần thực hiện các bước kiểm tra kỹ lưỡng.
Khi gặp sự cố liên quan đến hộp số hoặc các bộ phận khác, cần tiến hành kiểm tra để xác định nguyên nhân và đưa ra biện pháp sửa chữa phù hợp.
- Kiểm tra xem tiếng ồn có xuất phát từ hộp số hay không Cho ly hợp ăn khớp khi xe chạy không tải
- Nếu tiếng kêu nghe được khi ly hợp ăn khớp và mất khi cắt ly hợp thì ta kết luận nguyên nhân là do hộp số
- Tiến hành tháo rã hộp số và kiểm tra các chi tiết hộp số để chỉnh lại hay thay mới
- Kiểm tra khi xe đang chạy vì lúc này hộp số đang hoạt động Nếu có trục trặc tháo và kiểm tra các chi tiết trong hộp số
HỘP SỐ TỰ ĐỘNG (AT)
Các bộ phân chính và chức năng
Hộp số tự động có nhiều loại khác nhau, nhưng chúng đều hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản giống nhau Các bộ phận chính của hộp số tự động thực hiện chức năng quan trọng và cần phải phối hợp nhịp nhàng với nhau Để hiểu rõ cách hoạt động của hộp số tự động, việc nắm vững các nguyên lý cơ bản của những bộ phận này là điều cần thiết.
Hộp số tự động gồm các bộ phận chính sau:
- Bộ bánh răng hành tinh
- Bộ điều khiển thủy lực
- Bộ truyền động bánh răng cuối cùng
- Dầu hộp số tự động
Biến mô thủy lực được lắp đặt trên trục của hộp số và kết nối với trục khuỷa qua tấm truyền động bằng bulông Nó đóng vai trò quan trọng như một bánh đà cho động cơ, giúp cải thiện hiệu suất và sự ổn định trong quá trình vận hành.
Chức năng của bộ biến mô:
- Tăng mô men do động cơ tạo ra
- Đóng vai trò như một ly hợp thủy lực để truyền hay không truyền mô men động cơ đến hộp số
- Hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống thủy lực
- Dẫn động bơm dầu của hệ thống điều khiển thủy lực
Hình 4.3: Cấu tạo biến mô thủy lực
2.2 Bộ bánh răng hành tinh
Bộ bánh răng bao gồm các bánh răng hành tinh để điều chỉnh tốc độ đầu ra, cùng với ly hợp và phanh hãm sử dụng áp suất dầu thủy lực để kiểm soát hoạt động của bánh răng hành tinh Ngoài ra, các trục trong bộ bánh răng giúp truyền công suất động cơ, trong khi các vòng bi hỗ trợ cho sự quay mượt mà của trục.
Chức năng của bộ bánh răng hành tinh như sau:
Để đạt được mô men và tốc độ quay phù hợp với các chế độ lái xe và cách điều khiển của người lái, cần cung cấp một số tỷ số truyền bánh răng hợp lý.
- Cung cấp bánh răng đảo chiều để chạy lùi
- Cung cấp vị trí số trung gian để cho phép động cơ chạy không tải khi xe đỗ
Hình 4.4: Cấu tạo bộ bánh răng hành tinh
2.3 Hệ thống điều khiển thủy lực
Hệ thống điều khiển thủy lực bao gồm các thành phần chính như te dầu, bơm dầu, và các loại van với chức năng đa dạng Ngoài ra, hệ thống còn có các khoang và ống dẫn dầu, phanh cùng nhiều bộ phận khác, tất cả đều đóng vai trò quan trọng trong việc vận hành hiệu quả của hệ thống điều khiển thủy lực.
Chức năng của hệ thống điều khiển thủy lực như sau:
- Cung cấp dầu thủy lực đến bộ biến mô
- Điều chỉnh áp suất thủy lực do bơm dầu tạo ra
- Chuyển hóa tải trọng động cơ và tốc độ xe thành “tín hiệu” thủy lực
Cung cấp áp suất thủy lực cho ly hợp và phanh giúp điều khiển hoạt động của bánh răng hành tinh, đồng thời bôi trơn các chi tiết chuyển động quay bằng dầu để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
- Làm mát biến mô và hộp số bằng dầu
Hình 4.5: Cấu tạo bơm dầu
Hình 4.6: Van điều áp sơ cấp
2.4 Liên kết điều khiển bằng tay
Hộp số tự động có khả năng chuyển số cao và thấp một cách tự động, nhưng cũng được trang bị hai liên kết cho phép người lái điều khiển bằng tay Hai liên kết này bao gồm cần và cáp chọn số, cùng với cáp dây ga và bướm ga.
Khi chọn chế độ lái xe, người dùng cần xác định số tiến, số lùi, số trung gian hoặc chế độ đỗ xe Lượng nhấn bàn đạp ga, tức độ mở của bướm ga, được truyền chính xác đến hộp số qua cáp Hộp số tự động điều chỉnh tốc độ dựa trên tải của động cơ, và người lái có thể thay đổi điều này bằng cách điều chỉnh lượng nhấn bàn đạp ga.
Hộp số tự động với vi sai nằm ngang kết hợp hộp số và bộ truyền động cuối trong một vỏ chung Bộ truyền động cuối bao gồm cặp bánh răng giảm tốc và các bánh răng vi sai, hoạt động tương tự như trên xe có cầu sau chủ động, nhưng sử dụng bánh răng xoắn cho bánh răng giảm tốc.
2.6 Dầu hộp số tự động
Dầu hộp số tự động (viết tắt là ATF) để phân biệt với các loại dầu khác
Chức năng của dầu hộp số tự động (ATF):
- Truyền mô men trong bộ biến mô
- Điều khiển hệ thống điều khiển thủy lực, cũng như hoạt động của ly hợp và phanh trong phần hộp số
- Bôi trơn các bánh răng hành tinh và các chi tiết chuyển động khác
- Làm mát các chi tiết chuyển động
Vỏ hộp số chứa biến mô, bộ bánh răng hành tinh và phần lớn hệ thống điều khiển thủy lực, trong khi đuôi hộp số chứa trục thứ cấp; đối với hộp số tự động có vi sai, phần đuôi không có mặt và truyền động cuối cùng được tích hợp trong vỏ hộp số phía có vi sai Để ngăn áp suất trong vỏ tăng quá cao, một ống thông hơi được lắp đặt ở phía trên hộp số.
Chuẩn đoán hư hỏng hộp số tự động
Hộp số tự động có cấu trúc đa dạng và thường gặp một số hư hỏng cụ thể, mỗi loại hư hỏng có phương pháp khắc phục riêng Các vấn đề chính thường liên quan đến bộ truyền động bánh răng hành tinh, cơ cấu phanh và ly hợp điều khiển Dưới đây là bảng tổng hợp các hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp kiểm tra, sửa chữa cho hộp số tự động 3, 4 số tiến và 1 số lùi của Ford.
Bảng phân tích các nguyên nhân hư hỏng và cách khắc phục
Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục
1 Xe không khởi động khi hộp số ở vị trí N hay vị trí đỗ P
- Cơ cấu đặt chế độ bi điều chỉnh sai
- Cơ cấu cần nối liên kết chỉnh không đúng
- Dây nối khởi động ở số
2 Không tự chuyển số, chuyển số không nhanh hoặc không êm
- Mức dầu của hệ thống truyền lực không đủ
- Cơ cấu cần nối dẫn động bị hỏng hoặc chỉnh không đúng
- Cơ cấu hãm hoặc ly hợp điều khiển số bị hỏng, trượt
- Các van thủy lực bẩn hoặc hỏng
→ Kiểm tra và bổ sung dầu
→ Sửa chữa hoặc điều chỉnh lại
→ Làm sạch hoặc thay mới
3 Trượt, kêu và ồn ở các vị trí gài số hoặc nhảy số
- Mức dầu thủy lực không đủ
- Các cần nối hỏng hoặc chỉnh sai
-Hỏng ổ quay một chiều, cơ cấu hãm hoặc ly hợp gài số
-Hỏng hệ thống điều khiển cơ cấu hãm hoặc ly hợp gài số
- Van thủy lực bị bẩn, kẹt
→ Chỉnh lại hoặc thay mới
→ Sửa chữa hoặc thay chi tiết hỏng
→ Kiểm tra áp suất thủy lực và sửa chữa bộ phận hỏng
→ Làm sạch, sửa chữa hoặc thay mới
• Một số hình ảnh hư hỏng thường gặp ở hộp số tự động:
Hình 4.9: Chảy dầu hộp số
Hình 4.11: Hộp số AT bị lòn nước
Hình 4.12: Lá ma sát và lá thép bị cháy
Phương pháp kiểm tra và sữa chữa
4.1 Quy trình phát hiện hư hỏng
Trước khi tháo hộp số khỏi xe, bạn cần thực hiện tất cả các kiểm tra cần thiết được mô tả dưới đây Việc này giúp tiết kiệm thời gian và giảm chi phí lao động cho khách hàng.
Kiểm tra xem triệu trứng nào thực tế tồn tại trong số các triệu trứng mà khách hàng khiếu nại như:
- Xe không chạy hay tăng tốc kém (trượt các ly hợp và phanh)
- Không có phanh động cơ
- Bản chất của hư hỏng
- Điều kiện xảy ra hư hỏng và triệu trứng
- So sánh các tiêu chuẩn của xe với các tính năng thực tế
CÓ THỂ CÓ HƯ HỎNG
- Động cơ chạy không tải - Công tắc khởi động trung gian
- Bướm ga mở hoàn toàn - Công tắc điều khiển OD
- Chiều dài cáp bướm ga - v.v…
- Mức dầu và tình trạng dầu
4.2 Kiểm tra và điều chỉnh sơ bộ
Trong nhiều trường hợp, hư hỏng có thể được khắc phục đơn giản bằng cách kiểm tra và thực hiện các điều chỉnh cần thiết Vì vậy, việc tiến hành kiểm tra và điều chỉnh sơ bộ là rất quan trọng trước khi chuyển sang bước tiếp theo.
Nếu tốc độ không tải vượt quá mức tiêu chuẩn, sẽ xảy ra va đập lớn khi chuyển số từ dãy “N” hay “P” Việc điều chỉnh cáp dây ga không chính xác có thể khiến bướm ga không mở hoàn toàn, dẫn đến hiện tượng kick-down không xảy ra Mức dầu hộp số thấp cũng gây ra sự xâm nhập của không khí vào bơm dầu, làm giảm áp suất và gây trượt ly hợp cũng như phanh, dẫn đến rung động và tiếng ồn bất thường Trong trường hợp nghiêm trọng, hộp số có thể bị kẹt Do đó, việc kiểm tra và điều chỉnh sơ bộ là rất quan trọng và cần thực hiện trước khi tiến hành các phép thử khác.
TRỤC CÁC-ĐĂNG
Công dụng-yêu cầu-phân loại
Truyền động các-đăng là hệ thống dùng để truyền moment xoắn giữa các trục không nằm trên cùng một đường thẳng, mà cắt nhau dưới một góc a thay đổi Hệ thống này có vai trò quan trọng trong việc truyền moment quay từ trục của hộp số đến các cầu chủ động và bánh xe chủ động.
- Đảm bảo khi truyền moment không có những dao động, va đập, không có tải trọng động lớn do moment quán tính gây ra
- Các trục các đăng phải đảm bảo quay đều, không sinh ra tải trọng động và không có hiện tượng cộng hưởng
- Hiệu suất truyền động phải cao cả với khi góc a giữa hai trục lớn
- Kết cấu gọn nhẹ, thuận tiện khi sử dụng chăm sóc
Các-đăng có thể chia theo: công dụng, đặc điểm động học, số khớp, kết cấu
- Các-đăng nối giữa hộp số chính với cầu chủ động
- Các-đăng nối giữa cầu chủ động với bánh xe
1.3.2 Theo đặc điểm động học
- Các-đăng khác tốc: Tốc độ quay của trục chủ động và trục bị động khác nhau
- Các-đăng đồng tốc: Tốc độ quay trục chủ động và trục bị động bằng nhau
1.3.3 Theo số khớp các đăng
- Loại đơn (với một khớp nối các-đăng)
- Loại kép (với hai khớp nối các-đăng)
- Loại nhiều khớp các-đăng
1.3.4 Theo kết cấu các đăng
- Loại khác tốc gồm: loại cứng và loại mềm
- Loại đồng tốc gồm: đồng tốc kép, đồng tốc cam, đồng tốc bi với các rãnh phân chia, loại đồng bi với đòn phân chia.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động trục các-đăng
Trục các-đăng (ở các xe FR và các xe 4WD) truyền công suất từ hộp số ngang/dọc đến bộ vi sai
Trục các-đăng có thể dịch chuyển lên xuống tương ứng với các điều kiện đường xá và triệt tiêu sự thay đổi về chiều dài bằng rãnh then
Người ta lắp đặt trục cac đăng ở vị trí sao cho bộ vi sai thấp hơn hộp số, do đó trục bị nghiêng đi
Trục các-đăng được thiết kế để truyền công suất từ hộp số đến bộ vi sai một cách êm dịu, giúp giảm thiểu ảnh hưởng từ các thay đổi trong quá trình hoạt động.
Hình 5.1 minh họa quan hệ lắp đặt của trục truyền động Các-đăng với hộp số chính, cầu chủ động và bánh xe trong hai loại hệ thống treo của ô tô: hệ thống treo phụ thuộc (a) và hệ thống treo độc lập (b).
Hình 5.2 Vị trí trục Các-đăng
2.1 Cấu tạo và hoạt động trục Các-đăng
Trục các-đăng là một ống thép nhẹ bằng thép các bon, đủ khoẻ 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
Chiều dài của trục Các-đăng 2 khớp lớn có thể gây ra hiện tượng cong và rung động khi quay ở tốc độ cao Để giảm thiểu sai lệch và rung động do độ không cân bằng, việc đạt được độ cân bằng chính xác là rất quan trọng.
Hình 5.3: Trục Các-đăng loại 2 khớp nối (1) và trục Các-đăng loại
Trục Các-đăng 3 khớp, với hai đoạn ngắn hơn, giúp giảm độ cong và rung lắc khi quay ở tốc độ cao do sự không cân bằng Nhờ những ưu điểm này, kiểu trục này ngày càng được ưa chuộng trong các ứng dụng hiện đại.
• Cấu tạo của ổ đỡ giữa trục Các-đăng loại 3 khớp nối: Ổ đỡ giữa có nhiệm vụ đỡ hai đầu của trục Các-đăng giữa và trục trung gian
Ổ đỡ giữa được lắp qua mặt bích vào các rãnh then hoa ở đầu trục trung gian, giúp đỡ các đầu trục các-đăng Nó được gắn vào thân xe bằng một giá đỡ, và có ống lót cao su bảo vệ ổ đỡ khỏi nước và bụi bẩn.
Việc tách trục các-đăng thành hai đoạn giúp ống lót cao su giảm thiểu độ rung, ngăn chặn sự lan truyền của rung động tới khung xe Nhờ đó, độ rung và tiếng ồn phát sinh từ trục các-đăng ở tốc độ cao được giảm xuống mức tối thiểu.
Trước khi tháo ổ đỡ giữa, cần đánh dấu vị trí trên đoạn chạc mặt bích và trục trung gian để đảm bảo lắp đặt chính xác sau khi bảo dưỡng.
Nếu không lắp các bộ phận theo dấu đối chiếu, khi xe chạy có thể sinh ra rung động và tiếng ồn
Hình 5.4: Cấu tạo của ổ đỡ giữa và lấy dấu ghi nhớ cho chạc mặt bích và trục trung gian
Khớp các-đăng có chức năng khử biến đổi góc do sự thay đổi vị trí giữa bộ vi sai và hộp số, giúp việc truyền công suất từ hộp số đến bộ vi sai diễn ra một cách êm ái.
Khớp các-đăng gồm: khớp chữ thập, khớp nối mềm, khớp vận tốc không đổi a Khớp các-đăng kiểu chữ thập
Khớp các-đăng kiểu chữ thập được ưa chuộng nhờ cấu tạo đơn giản và hoạt động chính xác Trong đó, một chạc đầu trục được hàn vào trục các đăng, trong khi chạc còn lại kết nối với bích nối hoặc đoạn trục rỗng (khớp trượt) Để ngăn chặn nắp vòng bi bị văng ra khi trục quay với tốc độ cao, người ta sử dụng phanh hãm hoặc tấm chặn để giữ nắp vòng bi chắc chắn trong loại vòng bi mềm này.
Loại nắp vòng bi cứng không thể tháo được
Hình 5.5: Cấu tạo khớp các-đăng kiểu chữ thập
*Sự thay đổi về tốc độ góc của khớp các-đăng
Các khớp nối có tốc độ không đổi truyền mômen quay êm dịu hơn, nhưng đắt tiền hơn
Hình 5.6: Sơ đồ biến đổi góc khớp trục các-đăng
Hình vẽ minh họa sự thay đổi tốc độ của trục bị dẫn B, tạo thành một góc 30° với trục dẫn động A, trong khi trục A quay với tốc độ không đổi.
Khi trục A (trục thứ cấp của hộp số) của khớp các đăng quay một vòng, trục dẫn B (trục các đăng) cũng quay một vòng Bán kính quay lớn nhất (r2) đạt được khi trục chữ thập vuông góc với trục dẫn động, tức là ở các góc 90° và 270° Trong trường hợp trục chữ thập không vuông góc với trục dẫn động (0°, 180° hoặc 360°), bán kính quay (R1) sẽ nhỏ hơn một chút so với R2.
Tốc độ biên của chạc nối ở trục bị dẫn thay đổi mỗi khi quay 90°, dẫn đến sự biến đổi về vận tốc góc của trục dẫn động Sự thay đổi này càng trở nên rõ rệt hơn khi góc (a) giữa trục dẫn động A và trục bị dẫn B tăng lên.
Các khớp các-đăng ở đầu dẫn động của khớp kiểu bản lề giúp triệt tiêu biến thiên về vận tốc góc Đồng thời, các trục dẫn động và trục bị dẫn được bố trí song song để giảm thiểu biến động về tốc độ quay và mômen quay.
Khớp nối mềm giữa đường tâm hộp số, trục các đăng và bộ vi sai giúp giảm thiểu độ rung và tiếng ồn trong xe Một số xe chở khách kiểu FR mới nhất áp dụng trục các đăng với góc bằng không, kết hợp với khớp nối mềm để tối ưu hóa hiệu suất vận hành và mang lại trải nghiệm thoải mái cho hành khách.
Hình 5.7: Khớp nối mềm c Khớp nối trượt
Khớp nối trượt ở trục thứ cấp của hộp số cho phép điều chỉnh chiều dài của láp truyền thông qua cơ chế trượt vào hoặc trượt ra, mang lại sự linh hoạt trong việc thay đổi chiều dài này.
Chuẩn đoán các hư hỏng trục các đăng
Phân tích nguyên nhân hư hỏng và biện pháp sửa chữa Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục
1 Tiếng kêu trục các-đăng
-Kiểm tra vòng bi trục chữ thập và khớp đồng tốc bị mòn hoặc kẹt
-Then hoa của nạng trượt bị mòn
-Vòng bi đỡ trục các đăng bị mòn
- Thay thế -Thay thế -Thay thế
-Lắp không đúng khớp các-đăng
-Trục chủ động hoặc mặt bích không cân bằng (lỏng bulông)
-Bulông lắp vòng bi đỡ trục các đăng bị lỏng
-Khớp then hoa bị kẹt
-Vòng bi trục chữ thập và khớp đồng tốc bị mòn, kẹt hoặc hỏng
-Ống cao su đỡ vòng bi đỡ trục các đăng bị hỏng
-Trục các-đăng bị cong
-Trục các-đăng không cân bằng
-Đai ốc của kẹp bulông chữ U siết quá chặt
-Bệ cầu của khớp các-đăng bị mòn
-Thay thế -Điều chỉnh hoặc thay thế
-Kiểm tra và điều chỉnh mômen siết
3.Rò rỉ chất bôi trơn ở chạc phía trước của khớp đồng tốc
-Một mặt ngoài của khớp không đều
-Vòng đệm đầu phía sau của hộp số bị hỏng
-Dùng vải tẩm bột mài để làm sạch lớp “xù xì” (thay thế)
-Thay thế vòng đầu của hộp số
• Một số hình ảnh hư hỏng thường gặp ở trục truyền động
Hình 5.9: ổ bi khớp nối chử thập bị rỉ sét
Hình 5.10: ổ đỡ giữa trục bị hư hỏng
Hình 5.11: Nắp trục ổ bi bị rách
Hình 5.12 Trục các-đăng bị vặn xoắn
Hình 5.13: Khớp chử thập bị nứt
Hình 5.14: Ổ bi đủa khớp chữ thập mòn và mẻ
Phương pháp kiểm tra và sửa chửa
Khi khớp các-đăng bị mòn hoặc phát ra tiếng kêu, cần tháo ra để thay thế khớp mới hoặc thay trục chữ thập cùng các vòng bi đũa Trước khi tháo, hãy kiểm tra và đánh dấu vị trí lắp giữa trục và bích nối để đảm bảo khi lắp lại không làm mất cân bằng hệ trục.
Sau khi tháo trục, tiến hành rửa sạch các ổ bi đũa và trục chữ thập Cần kiểm tra kỹ lưỡng các chi tiết như nạng, vòng bi và ngõng trục trên trục chữ thập; nếu phát hiện chi tiết nào bị nứt hoặc vỡ thì cần thay thế, còn nếu bị mòn thì phải sửa chữa và phục hồi để sử dụng lại.
Ngõng trục chữ thập bị mòn có thể được phục hồi thông qua hai phương pháp chính: mạ crôm hoặc ép ống lót phụ Sau khi thực hiện các bước này, cần tiến hành nhiệt luyện và mài lại để đạt kích thước ban đầu.
Các đệm kín và vòng bi đũa bị mòn hoặc thiếu kim cần được thay thế bằng đệm và ổ bi mới Ngoài ra, các trục truyền có rãnh then hoa bị mòn cũng cần được thay mới để đảm bảo hiệu suất hoạt động tốt nhất.
Kiểm tra độ đảo của trục trên toàn bộ chiều dài là rất quan trọng và không được vượt quá giới hạn cho phép Khi lắp đặt, cần đảm bảo bôi trơn đầy đủ các ổ bằng mỡ, thay thế các vòng hãm cũ bằng mới và kiểm tra độ quay trơn tru của các nạng để đảm bảo hiệu suất hoạt động tốt nhất.
CẦU CHỦ ĐỘNG
Cấu tạo cầu chủ động
Vỏ cầu chủ động thường được cấu tạo từ nhiều phần bằng thép lá dày, được hàn dính với nhau Phần giữa của vỏ cầu được chế tạo từ thép đúc, tạo điểm gắn kết với bộ vi sai.
Tùy theo kết cấu, vỏ cầu chủ động có hai loại cơ bản:
Vỏ cầu rời được kết nối với phần trước của vỏ cầu, nơi có bánh răng côn chủ động Để định vị phần vỏ rời, vít cấy được gắn trên vỏ cầu Một vòng đệm kín được lắp giữa hai mặt vỏ cầu nhằm ngăn chặn sự rò rỉ dầu.
- Vỏ cầu liền: Được chế tạo như một bộ phận của vỏ cầu Nắp che bằng kim loại hay bằng nhôm được gắn với vỏ cầu bằng bu long
Loại vỏ cầu liền có hai kiểu cơ bản sau đây:
- Loại BANJO hình dưới đây được sử dụng nhiều hơn
- Loại SPLIT ở dưới, kết cấu gồm hai hay nhiều phần ráp lại với nhau,loại này
Bộ truyền lực là hệ thống bánh răng 1 cấp hoặc 2 cấp, bao gồm một hoặc một cặp bánh răng, được lắp đặt trên cầu chủ động của ô tô nhằm thực hiện chức năng truyền và giảm tốc lực.
Truyền moment từ các trục các đăng hoặc hộp số đến bộ vi sai là một quá trình quan trọng trong hệ thống truyền lực của xe Khi hộp số được đặt theo chiều dọc và truyền moment ra cầu sau qua các đăng dọc, bộ truyền bánh răng của truyền lực chính sử dụng cặp bánh răng côn để truyền moment giữa hai trục vuông góc Hệ thống truyền lực chính loại đơn chỉ có một cặp bánh răng côn, trong khi loại kép được trang bị thêm một cặp bánh răng trụ để tăng cường khả năng truyền lực.
Khi động cơ và hộp số được bố trí ngang, lực chính được truyền qua cặp bánh răng trụ răng nghiêng, với bánh răng chủ động thường nằm trên hộp số.
Giảm tốc và tăng moment truyền đến các bánh xe là cần thiết để đảm bảo tỷ số truyền chung phù hợp cho hệ thống truyền lực, đồng thời giữ cho hộp số có kích thước nhỏ gọn Hệ thống truyền lực chính sử dụng loại đơn để tối ưu hóa hiệu suất.
Bộ truyền lực chính hay truyền lực trung gian loại đơn bao gồm một cặp bánh răng ăn khớp, gồm bánh răng chủ động và bánh răng bị động Các loại bánh răng này có thể là dạng côn xoắn, dạng Hypoid, hoặc dạng trụ thẳng với răng nghiêng.
Bộ truyền lực chính loại đơn dạng bánh răng côn xoắn:
Hình 6.2: Bộ truyền lực chính loại đơn, dạng côn xoắn
1.Bánh răng chủ động; 2 Bánh răng bị động
- Ngày nay trên xe con thường dùng dạng bánh răng Hypoid:
Hình 6.3: Bộ truyền lực chính loại đơn, dạng bánh răng Hypoid
1.Bánh răng chủ động; 2 Bánh răng bị động
Bánh răng Hypoid có thiết kế đặc biệt với khoảng cách từ tâm của bánh răng côn chủ động thấp hơn so với tâm của vòng răng Trong các hệ thống vi sai hiện đại, bánh răng côn chủ động và vòng răng thường sử dụng kiểu Hypoid Một điểm khác biệt quan trọng của truyền động bánh răng Hypoid là trục của bánh răng côn chủ động và bánh răng bị động không cắt nhau mà được tách biệt bởi một khoảng không gian Hệ thống truyền lực này thuộc loại kép, mang lại hiệu suất cao và độ bền tốt cho các ứng dụng cơ khí.
Bộ truyền lực chính loại kép có hai cặp bánh răng ăn khớp: Cặp bánh răng
(1, 2) dạng côn xoắn và cặp bánh răng (3, 4) dạng trụ thẳng hoặc nghiêng
Truyền lực chính loại kép thường được sử dụng trên các ôtô có sức chở lớn, đặc biệt ở những khu vực cần tỷ số truyền lớn và khoảng cách giữa vỏ vi sai và mặt đường nhỏ.
Truyền lực chính loại kép gồm hai cặp bánh răng: Một cặp bánh răng noun và một cặp bánh răng trụ
Hình 6.4: Bộ truyền lực chính loại kép có hai cặp bánh răng
1,2: Cặp bánh răng xoắn hoặc hypoit; 3,4: cặp bánh răng trụ răng thẳng hoặc răng nghiên; 5: cơ cấu vi sai
Bộ vi sai của cầu chủ động giúp các bánh xe quay với vận tốc khác nhau khi xe quay vòng hoặc di chuyển trên bề mặt không bằng phẳng Nó cũng điều chỉnh mômen xoắn giữa hai nửa trục khi có sự khác biệt về bán kính lăn của các bánh xe.
Bộ vi sai giữa các cầu chủ động phân phối mômen xoắn theo thiết kế, giúp nâng cao khả năng kéo cho xe có nhiều cầu chủ động.
Bộ vi sai có 3 nhiệm vụ chính:
- Truyền moment của động cơ đến các bánh xe
- Đóng vai trò là cơ cấu giảm tốc cuối cùng trước khi moment xoắn truyền đến các bánh xe
- Truyền moment đến các bánh xe trong khi cho phép chúng quay với tốc độ khác nhau
2.3.1 Cấu tạo a Loại xe FR (Xe động cơ đặt trước – Cầu sau chủ động)
Hình 6.5: Vi sai loại xe FR
Truyền lực cuối cùng và bánh răng vi sai thường được lắp ráp thành một bộ hoàn chỉnh, như hình minh họa, và được gắn trực tiếp vào vỏ đỡ vi sai Bộ phận này sau đó được lắp vào cầu sau, thân xe hoặc khung của xe.
Khớp nối các đăng của trục được lắp vào mặt bích nối, giúp bánh răng quả dứa quay qua mặt bích này Bánh răng chủ động được gắn vào vỏ đỡ vi sai bằng hai vòng bi đũa côn, đảm bảo tải trọng ban đầu phù hợp cho các vòng bi.
Bánh răng vành chậu và vỏ vi sai được kết hợp thành một khối thống nhất, sau đó được lắp đặt vào vỏ đỡ vi sai thông qua hai vòng bi bán trục.
Hình 6.6: Cấu tạo chi tiết vi sai loại xe FR a Loại xe FF (Xe động cơ đặt trước – cầu trước chủ động)
Hình 6.7: Bộ vi sai gắn với vỏ hộp số ngang trong xe FF
Bộ vi sai trong động cơ cầu trước chủ động có động cơ ngang được kết nối với hộp số Cụm vi sai nằm giữa vỏ hộp số và vỏ vi sai.
Chuẩn đoán các hư hỏng cầu chủ động
Các hư hỏng phổ biến trong hệ thống truyền động bao gồm mòn hoặc gãy răng của bánh răng, hư hỏng vòng bi, mòn rãnh then hoa và mối ghép của bán trục, cũng như mòn hỏng trục bánh răng hành tinh Ngoài ra, các đệm bao kín và đệm điều chỉnh cũng có thể gặp phải tình trạng hư hỏng.
Phân tích nguyên nhân hư hỏng và biện pháp sửa chữa Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục
1 Chảy dầu ra ngoài, mức dầu thấp
- Hỏng gioăng phớt, có thể là phớt trục bánh răng quả dứa hoặc phớt đầu ngoài của bán trục
- Kiểm tra, tháo và thay gioăng phớt mới
2 Kêu ngắt quăng khi xe quay vòng
- Mòn, hỏng các vòng bi bánh xe hoặc vòng bi bán trục
- Kiểm tra, thay vòng bi mới
3 Kêu liên tục khi xe quay vòng
- Mòn, hỏng các bánh răng hành tinh và trục của nó - Tháo bộ vi sai kiểm tra và thay chi tiết hỏng
4 Kêu liên tục ở các bánh răng bộ truyền lực chính và bộ vi sai
- Mức dầu bôi trơn không đủ
- Các bánh răng bị mòn hoặc chỉnh độ rơ ăn khớp không đúng
- Kiểm tra, bổ sung dầu
- Tháo ra kiểm tra để thay bánh răng hoặc chỉnh lại
5 Có tiếng kêu va chạm kim loại khi tăng hoặc giảm tốc
- Trục bánh răng hành tinh và lỡ lắp trục trên vỏ bộ vi sai bị mòn rơ
- Tháo bộ vi sai để kiểm tra, thay chi tiết mòn
6 Kêu đêu'' đều xe chạy khi
- Mòn, rơ các ở bi côn của hộp vi sai - Tháo, kiểm tra vòng bi, chỉnh lại độ rơ
7 Kêu đêu'' đều khi xe thả trơi dốc
- Mòn, rơ các ổ bi côn bánh răng quả dứa - Tháo, kiểm tra vòng bi và chỉnh lại độ rơ
• Một số hình ảnh hư hỏng thường gặp ở bộ truyền lực chính:
Hình 6.12 Bánh răng bao, bánh răng dứa bị bể răng
Hình 6.13 Bánh răng mặt trời, bánh răng hành tinh bị bể răng
Hình 6.14 Nắp vi sai bị rò rỉ dầu