CHƯƠNG 4 PDF

KHÁI QUÁT CHUNG VỀ GẦM Ô TÔ Gầm ô tô: Bao gồm: - Hệ thống truyền lực hệ thống truyền động: Gồm ly hợp, hộp số, các đăng, cầu chủ động truyền lực chính + vi sai, bán trục.. Hệ thống tru

1

CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG GẦM Ô TÔ 4.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ GẦM Ô TÔ

Gầm ô tô: Bao gồm:

- Hệ thống truyền lực( hệ thống truyền động): Gồm ly hợp, hộp số, các đăng, cầu chủ động( truyền lực chính + vi sai), bán trục Hệ thống truyền lực được bố trí với nhiều phương án một, hai, ba cầu chủ động; động cơ đặt trước hoặc đặt phía sau

- Phần di động: Gồm khung gầm xe, dầm cầu trước và dầm cầu sau, hệ thống nâng hạ thùng xe và bánh xe

- Hệ thống treo: Có nhiệm vụ nâng đỡ và liên kết các khối lượng giúp xe chuyển động

êm dịu, không gây va đập khi chuyển động trên đường

- Hệ thống lái: Dùng để điều khiển hướng chuyển động của ô tô

- Hệ thống phanh: Dùng để giảm tốc độ chuyển động hoặc dừng hẳn xe

4.2 HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

4.2.1 Những vấn đề chung

Hình 4.1 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 sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mô men cản sinh ra trong quá trình ô tô chuyển động

- 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

a Ly hợp

Ly hợp dùng để truyền hay không truyền công suất từ động cơ đến hệ thống truyền lực Cắt truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực nhanh và dứt khoát trong

- 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

b Yêu cầu

- Li hợp phải truyền được mô men xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt trong mọi điều kiện, bởi vậy ma sát của li 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

- Đảm bảo thoát nhiệt tốt, hạn chế tối đa sự ảnh hưởng của nhiệt độ tới hệ số ma sát và

độ bền của các chi tiết đàn hồi

- Kết cấu đơn giản và gọn nhẹ, điều khiển dễ dàng, thuận tiện cho việc tháo lắp và bảo dưỡng

-.Độ bền cao, làm việc tin cậy, giá thành hạ

c Phân loại

* Theo cách truyền mô men xoắn từ trục khuỷu đến trục của hệ thống truyền lực

- Ly hợp ma sát: loại một đĩa và nhiều đĩa, loại lò xo màng và lò xo trụ

3

- Ly hợp thủy lực: loại thủy tĩnh và thủy động

- Ly hợp điện từ

* Phân loại theo dẫn động

- Dẫn động bằng cơ khi: Sử dụng các đòn kéo đẩy hoặc dúng cáp

- Dẫn động bằng thủy lực: Sử dụng các đường ống truyền dẫn chất lỏng và các cụm khâu khớp đòn nối, piston, xilanh

- Dẫn động có trợ lực: Là tổ hợp của các phương pháp dẫn động cơ khí hoặc thủy lực với các bộ phận trợ lực bàn đạp: cơ khí, thủy lực áp suất lớn, chân không, khí nén

* Theo phương pháp điều khiển

- Điều khiển do lái xe (loại đạp chân, loại có trợ lực thủy lực hoặc khí)

- Loại tự động

Hiện nay trên ô tô được sử dụng nhiều loại ly hợp ma sát Li hợp thủy lực cũng đang được phát triển trên ô tô vì có ưu điểm là giảm được tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực

4.2.2.1 Bộ li hợp ma sát một đĩa thường đóng

a Cấu tạo

Kết cấu của li hợp có thể chia làm 2 phần: Cơ cấu li hợp và hệ thống dẫn động điều khiển li hợp

Hình 4.2 Sơ đồ cấu tạo li hợp ma sát 1 đĩa

*) Cơ cấu li hợp có cấu tạo gồm: Phần chủ động, phần bị động và cơ cấu điều khiển

- Phần chủ động: Gồm các chi tiết bắt trực tiếp hoặc gián tiếp với bánh đà của động cơ: Bề mặt bánh đà 11, đĩa ép 2, lò xo ép 3 và vỏ trong li hợp 4(vỏ li hợp) Vỏ li hợp bắt với bánh đà bằng vít hoặc bu lông Để tránh hiện tượng đĩa ép bị xoay với vỏ li hợp, đĩa ép được nối với vỏ li hợp bằng lò xo lá hoặc chốt định vị Chúng vừa có tác dụng định vị đĩa ép vừa có tác dụng truyền mô men từ vỏ li hợp tới đĩa ép Giữa đĩa ép

và vỏ li hợp đặt các lò xo ép, lò xo ép có thể là lò xo trụ được phân bố đều đối xứng qua tâm(số lượng lò xo có thể là: 3, 6, 9 hoặc 12…) hoặc lò xo đĩa Với li hợp sử dụng

lò xo trụ cần có vấu định tâm trên đĩa ép và vỏ li hợp để cố định lò xo khi có lực quán tính Giữa lò xo và đĩa ép có đệm cách nhiệt ở trạng thái ban đầu, các lò xo ép bị nén nhằm tạo ra lực ép, ép đĩa ép, đĩa ma sát và bánh đà thành một khối

Hình 4.5 Kết cấu đĩa bị động của ly hợp

- Cơ cấu điều khiển li hợp gồm: Các đòn mở, vòng

bi tỳ(ổ bi T), bạc trượt, càng mở Đòn mở được lắp

trên vỏ li hợp bởi các khớp bản lề, tại khớp này có

đai ốc điều chỉnh khe hở giữa đòn mở và ổ bi T(khe

6

- Dẫn động li hợp loại thủy lực: Đảm bảo truyền lực từ bàn đạp tới càng mở li hợp thông qua chất lỏng nhờ bình cấp dầu, xi lanh chính, xi lanh công tác(xi lanh chấp hành) và ống nối dầu

Hình 4.9 Dẫn động li hợp bằng thủy lực

b Nguyên lý làm việc

Li hợp trên ô tô đảm nhận truyền mô men xoắn khi ô tô hoạt động Sự làm việc của li hợp được chia thành hai trạng thái cơ bản: đóng và mở Trong quá trình khởi hành, chuyển số và phanh, người lái tác dụng lực điều khiển trên bàn đạp li hợp ở buồng lái, bàn đạp dịch chuyển, dẫn động đòn mở làm dịch chuyển đĩa ép sang phải thực hiện mở li hợp, ngắt dòng mô men từ động cơ tới hệ thống truyền lực

Hình 4.10 Sơ đồ nguyên lý li hợp một đĩa ma sát khô thường đóng

Trạng thái đóng li hợp: Khi xe đang chuyển động và người lái chưa tác dụng lực

vào bàn đạp li hợp, dưới tác dụng của lò xo ép, đĩa ép ép chặt đĩa ma sát vào bề mặt làm việc của bánh đà Li hợp ở trạng thái truyền động lực Khi đó đường truyền mô men là: Mômen quay của trục khuỷu qua bánh đà và đĩa ép truyền cho đĩa ma sát qua

bộ phận giảm chấn, moay ơ tới trục li hợp từ đó truyền mômen quay cho bộ phận truyền lực phía sau Mô men ma sát của li hợp có thể tính theo công thức:

7

Mlh = N.R.i (Nm) Trong đó: N- Lực ma sát sinh ra tổng cộng N = Plx.

+ Plx - Lực ép tổng cộng của lò xo

+ - Hệ số ma sát của đĩa bị động với đĩa ép và bánh đà

R- Bán kính điểm đặt của lực ma sát tổng cộng trên đĩa bị động

i - Số bề mặt ma sát (li hợp một đĩa có 2 bề mặt ma sát)

Khi làm việc, do một nguyên nhân nào đó, mô men truyền trong hệ thống truyền lực lớn hơn giá trị mô men ma sát li hợp, li hợp sẽ tự trượt và đóng vai trò là cơ cấu an toàn, tránh quá tải cho hệ thống truyền lực

Trạng thái mở li hợp: Khi đạp bàn đạp li hợp, pit tông của xi lanh chính dịch

chuyển qua trái đẩy dầu chạy trong đường dầu tới xi lanh công tác (xi lanh chấp hành), làm pit tông của xi lanh công tác dịch chuyển qua phải; đẩy càng mở làm vòng bi tỳ dịch chuyển sang trái ép vào lò xo đĩa, kéo đĩa ép sang phía bên phải Đĩa ma sát dịch chuyển trên trục li hợp để tách khỏi bề mặt của đĩa ép và bánh đà Mô men ma sát giảm và triệt tiêu Li hợp ở trạng thái mở, cắt truyền động giữa động cơ và hệ thống truyền lực ở trạng thái mở lực điều khiển cần phải thắng lực ép của lò xo để dịch chuyển đĩa ép sang phải

Để đảm bảo tách hoàn toàn các bề mặt ma sát, khoảng cách tối thiểu giữa một cặp của bề mặt ma sát là 0,5mm Với li hợp sử dụng nhiều lò xo trụ tạo lực ép, các lò

xo trụ này cần có chiều dài tự do và độ cứng như nhau để tránh gây vênh bề mặt của đĩa bị động và đĩa ép khi làm việc

Khi nhả bàn đạp li hợp: Do tác dụng của các lò xo hồi vị bàn đạp và lò xo hồi vị

càng mở kéo hệ thống dẫn động về vị trí ban đầu Các lò xo ép đĩa ép, đĩa ma sát và bánh đà thành một khối và li hợp lại truyền động lực Như vậy li hợp có tác dụng cắt tạm thời truyền động giữa động cơ và hệ thống truyền lực để mỗi khi cần ra vào số

Sự đóng và mở li hợp trong các quá trình quá độ trên thường xuyên xảy ra Trong các giai đoạn này, giá trị lực ép và mô men ma sát thay đổi và tạo nên sự trượt của đĩa

bị động trên bề mặt tiếp xúc của bánh đà và đĩa ép, sinh nhiệt, làm nóng các chi tiết của li hợp Mặt khác, khi nhả bàn đạp quá nhanh có thể làm gia tăng đột ngột mô men truyền và tải trọng động xuất hiện trong hệ thống truyền lực sẽ lớn, ảnh hưởng tới tuổi thọ của các chi tiết và chuyển động ổn định của ô tô

quá trình trượt của li hợp thường dẫn tới mài mòn tấm ma sát của đĩa bị động làm giảm chiều dày, giảm lực ép của lò xo thu hẹp khe hở δ Do vậy, trong phần dẫn động

bố trí khe hở ban đầu giữa ổ bi và đòn mở ọ đủ lớn, tránh hiện tượng tự mở li hợp khi tấm ma sát của đĩa bị động bị mòn Khe hở δ ban đầu trên li hợp thường nằm trong giá trị 1- 3mm phụ thuộc vào kết cấu, vật liệu tấm ma sát Khi mở li hợp, bàn đạp cần di

8

chuyển một hành trình để khắc phục khe hở này(gọi là hành trình tự do của bàn đạp) Hành trình tự do trên ô tô thường bằng 10 - 30mm Để thực hiện mở li hợp hoàn toàn, hành trình dịch chuyển của đĩa ép có giá trị: 1,2 - 2mm, tương ứng với hành trình của bàn đạp li hợp là 60 - 130mm (được gọi là hành trình làm việc của bàn đạp li hợp) Hành trình toàn bộ của bàn đạp li hợp là tổng hành trình tự do và hành trình làm việc(70 - 160 mm) Hành trình toàn bộ của li hợp phụ thuộc vào không gian bố trí bàn đạp li hợp trên buồng lái

c Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của li hợp một đĩa

- Quá trình đóng của li hợp một đĩa kém êm dịu

- Li hợp một đĩa chỉ có 2 bề mặt ma sát để truyền mô men nên mô men lớn nhất mà nó

có thể truyền qua bị hạn chế

*) Phạm vi ứng dụng

Do khả năng truyền mô men bị hạn chế nên li hợp một đĩa thường được dùng cho các xe du lịch và xe tải nhỏ Với các loại ô tô có công suất và mô men lớn, do bị giới hạn bởi kích thước bánh đà nên li hợp một đĩa không đảm bảo đủ khả năng truyền mô men xoắn lớn Để có thể tăng được khả năng truyền mô men thì đĩa bị động phải có kích thước lớn và do đó kích thớc của li hợp sẽ lớn Tuy nhiên, kích thước đĩa bị động

bị hạn chế bởi kích thước của bánh đà động cơ Để giải quyết nhược điểm này của li hợp một đĩa, người ta tạo ra li hợp nhiều đĩa để tăng số lượng bề mặt ma sát, tăng khả năng truyền mô men

4.2.2.2 Bộ li hợp ma sát hai đĩa thường đóng

a Cấu tạo

Cấu tạo của li hợp hai đĩa bị động được thể hiện trên hình 4.11 Nhìn chung cấu tạo của li hợp hai đĩa cũng bao gòm các bộ phận và các chi tiết cơ bản như đối với li hợp một đĩa Điểm khác biệt là ở li hợp hai đĩa có hai đĩa bị động 4 cùng liên kết then hoa với trục li hợp 10 Vì có hai đĩa bị động nên ngoài đĩa ép 5 còn có thêm đĩa ép trung gian 3 ở li hợp hai đĩa phải bố trí cơ cấu truyền mômen từ thân hoặc bánh đà sang đĩa

ép và cả đĩa trung gian

Vì nhược điểm của li hợp hai đĩa là mở không dứt khoát nên ở những loại li hợp này, người ta phải bố trí cơ cấu để tạo điều kiện cho ly hợp khi mở được dứt khoát Như trên hình 2.10 thì cơ cấu này được thực hiện bởi lò xo 2 và bu lông điều chỉnh 6 Khi

Nguyên li làm việc của li hợp hai đĩa cũng tương tự li hợp một đĩa

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

Trạng thái mở: Khi cần mở li hợp, người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 11 thông qua đòn kéo 13 kéo càng mở 14 đẩy bạc mở 9 dịch chuyển sang trái Khi khe hở giữa

ổ bi 15 và đầu đòn mở 16 được khắc phục thì ổ bi 15 sẽ ép lên đầu đòn mở để kéo đĩa

ép 5 nén lò xo 7, làm đĩa ép dịch chuyển sang phải tạo khe hở giữa các đĩa bị động với các đĩa ép, đĩa trung gian và bánh đà Do đó trục li hợp được quay tự do ngắt

đường truyền mômen từ động cơ tới trục ly hợp

c Ƣu nhƣợc điểm và phạm vi ứng dụng

*) Ƣu điểm

- Nếu cùng một kích thước đĩa bị động và cùng một lực ép như nhau thì li hợp hai

đĩa truyền được mômen lớn hơn li hợp một đĩa

- Nếu phải truyền một mômen như nhau thì li hợp hai đĩa có kích thước nhỏ gọn hơn

Hộp số là cụm quan trọng của HTTL, cho phép thay đổi và phân chia tốc độ và

mô men xoắn từ động cơ tới các cầu chủ động của ô tô

Hình 4.12 Trình bày các đường cong tính năng truyền động, chỉ rõ mối quan hệ giữa lực dẫn động Pk và tốc độ xe v từ số 1 tới số 6 A là đường cong lý tưởng khi chuyển

số Phần gạch chéo là phần mô men xoắn sử dụng không có hiệu quả khi chuyển số Khi xe có ít tay số thì phần này sẽ rộng và hộp số sẽ không được sử dụng trong thực tế Ngược lại nếu hộp số có quá nhiều tay số thì các đường cong tay số sẽ gần đường A (đường cong lý tưởng), làm giảm phần mô men xoắn không hiệu quả, nhưng hộp số sẽ rất phức tạp khi thiết kế và lái xe gặp nhiều khó khăn khi vận hành.Thường thì hộp số

có khoảng 4 hoặc 5 số tiến và 1 số lùi Khi người lái muốn tăng tốc độ động cơ thì bắt buộc phải chuyển số

- Khi khởi hành cần có công suất lớn, nên người lái sử dụng số 1 có lực truyền động lớn nhất

- Sau khi khởi hành tài xế dùng số 2, số 3 để tăng

tốc độ xe Tài xế dùng số truyền này vì chúng có

giới hạn tốc độ cao hơn số 1 mà không cần nhiều

lực truyền động

- Khi xe chạy ở tốc độ cao, tài xế dùng số truyền

4,5,6 để tiếp tục tăng tốc độ xe Việc sử dụng các

số truyền với lực truyền động nhỏ và hạ thấp tốc

độ động cơ sẽ giảm mức tiêu thụ nhiên liệu

Hình 4.12 Quan hệ lực léo P k và v của ô tô

Kí hiệu bánh răng

a b c d e

Hình 4.13 Các kí hiệu bánh răng a,b,c Bánh răng lắp cố định trên trục;

d Bánh răng lắp bằng then hoa và trượt trên trục

e Bánh răng quay trơn trên trục

- Thay đổi tốc độ và mô men truyền (hay lực kéo) trên các bánh xe chủ động

- Thay đổi chiều chuyển động (tiến hoặc lùi xe)

- Ngắt động cơ lâu dài khỏi HTTL

b Yêu cầu

Hộp số cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Có dãy tỉ số truyền hợp lý, phân bố các khoảng thay đổi tỉ số tối ưu, phù hợp với tính năng động lực học yêu cầu

- Phải có hiệu suất truyền lực cao

- Khi làm việc không gây ồn, chuyển số nhẹ nhàng, không phát sinh các tải trọng động khi làm việc

- Đảm bảo tại một thời điểm làm việc chỉ gài vào một số truyền nhất định

- Kết cấu nhỏ gọn, dễ điều khiển, bảo dưỡng và sửa chữa

- Có khả năng bố trí cụm trích công suất đê dẫn động các thiết bị khác

c Phân loại

* Theo phương pháp thay đổi tỷ số truyền chia hai loại:

 Hộp số vô cấp: Tỷ số truyền thay đổi liên tục trong một khoảng nhất định

 Hộp số có cấp: Tỷ số truyền tăng, giảm theo từng cấp Trên xe thường dùng hộp số

có 3, 4, 5 cấp số tiến

* Theo phương pháp truyền lực chia 3 loại:

 Hộp số cơ khí: Truyền lực qua các khâu cơ khí(bộ truyền bánh răng, bộ truyền đai)

 Hộp số điện từ: Truyền lực bằng điện từ

 Hộp số thuỷ lực: Truyền lực bằng chất lỏng

* Theo phương pháp điều khiển chia hai loại:

 Hộp số cơ khí: Điều khiển sang số bằng tay

 Hộp số tự động: Điều khiển sang số tự động

4.2.3.2 Hộp số 2 trục 5 cấp

Hộp số 2 trục sử dụng rộng rãi trên ô tô con có động cơ đặt nằm ngang, cầu trước chủ động với ưu điểm kết cấu nhỏ gọn, ít chi tiết, độ cứng của các trục vững cao

a Cấu tạo

Hình 4.15 Mặt cắt và sơ đồ cấu tạo hộp số 2 trục 5 cấp

I Trục chủ động; II Trục bị động; C1, C2 Bánh răng chủ động, bị động của truyền lực chính; G 1 G 2 , G 3 Các khớp gài số; O Vị trí trung gian của các số truyền; 1, 2, 3,

4, 5, L Vị trí của các số truyền và các bánh răng tương ứng

- Trục bị động II (trục thức cấp) bố trí trên hai ổ lăn Trục mang theo: ba bánh răng Z’5, Z’4, Z’3 lắp cố định trên trục; các bánh răng Z’1 và Z’2 quay trơn trên trục thông qua các ổ lăn; các bánh răng Z’1 và Z’2 chỉ liên kết với trục nhờ khớp gài G3; khớp gài

G3 bố trí trên trục bị động có kết cấu rãnh chứa nạng gài và một bánh răng số lùi ZL2 Bánh răng số lùi ZL2 trên khớp gài G3 không liên kết với bánh răng ZL trên trục chủ động nên không ảnh hưởng đến việc chuyển số 1 và số 2; trên trục bị động của hộp số

bố trí một cặp bánh răng trụ răng nghiêng C1, C2 có tỉ số truyền lớn đống vai trò như bánh răng truyền lực chính trong các cầu xe thông thường Trong long bánh răng C2 bố trí cụm vi sai và bán trục truyền mô men ra các bánh xe Số lùi được thực hiện nhờ việc dịch chuyển bánh răng L và bánh răng L2, nhờ vây trục bị động thực hiện đảo chiều quay khi gài số lùi Khi dịch chuyển bánh răng L1, khơp gài G3 ở vị trí trung gian đóng vai trò truyền mô men qua then hoa của khớp gài sang trục bị động của hộp

số

b Nguyên lý hoạt động

* Tay số trung gian:

Ở tay số trung gian (Số 0) chuyển động từ trục khuỷu qua ly hợp sẽ làm cho trục sơ cấp hộp số chuyển động làm bánh răng chủ động số 1 và số 2 chuyển động

* Chuyển sang số 4

Trục sơ cấp hộp số kéo

bánh răng chủ động số 2

Bánh răng bị động số 2

G3, trục thứ cấp hộp số

Trục sơ cấp kéo bánh

răng chủ động số 1

Bánh răng bị động số 1

G3, trục thứ cấp hộp số

Trục sơ cấp kéo bánh răng chủ

động số 1 và 2 chuyển động

Bánh răng bị động 1 và 2 quay trơn trên trục thứ cấp

14

Khi tay số được chuyển sang số 4 thì ống trượt giữa được chuyển sang bên trái

để kết nối với bánh răng bị động số 4

Khi trục sơ cấp chuyển động làm cho ống trượt giữa chuyển động theo Ống trượt sẽ kéo bánh răng chủ động số 4 quay và bánh răng chủ động số 4 truyền chuyển động đến bánh răng bị động số 4 làm cho trục thứ cấp của hộp số chuyển động Mô men từ trục thứ cấp hộp số được truyền đến các bánh xe qua trung gian của truyền lực chính và bộ vi sai

Hình 4.17 Sơ đồ truyền mô men ở tay số 3 và số 4

f Chuyển sang số 5

Số răng của bánh răng chủ động nhiều hơn bánh răng bị động, do vậy khi hộp số ở tay số 5 thì tốc độ của trục thứ cấp hộp số nhanh hơn tốc độ của trục sơ cấp Đây chính

là tay số có tỉ số truyền tăng

Khi chuyển sang số 5 thì ống trượt bố trí bên trái của trục sơ cấp được kết nối với bánh răng chủ động số 5 Vì vậy, khi trục sơ cấp chuyển động thì ống trượt sẽ chuyển động theo và nó sẽ kéo bánh răng chủ động quay Bánh răng chủ động số 5 sẽ truyền

mô men đến bánh răng bị động số 5 để làm cho trục thứ cấp của hộp số chuyển động

g Chuyển sang số lùi

Khi tay số ở vị trí số lùi thì bánh răng trung gian được đẩy ăn khớp với bánh răng chủ động và bị động của tay số này Do vậy, khi trục sơ cấp chuyển động, qua bánh răng trung gian sẽ kéo bánh răng bị động làm trục thứ cấp quay cùng chiều quay với trục sơ cấp hộp số và xe sẽ đổi chiều chuyển động

Trục sơ cấp hộp

số kéo ống trượt

Bánh răng chủ động số 5

Bánh răng bị động số 5

Trục thứ cấp hộp số

15

Hình 4.18: Hoạt động ở vị trí tay số lùi

1 G1, G2≡0; G3=1 I, Z1xZ’1, II, C1xC2 Lớn nhất

2 G1, G2≡0; G3=2 I, Z2xZ’2, II, C1xC2 Trung gian

3 G1, G3≡0; G2=3 I, Z3xZ’3, II, C1xC2 Trung gian

4 G1, G3≡0; G2=4 I, Z4xZ’4, II, C1xC2 Trung gian

5 G2, G3≡0; G1=5 I, Z5xZ’5, II, C1xC2 Nhỏ nhất

Lùi G1, G2, G3≡0; LxL1xL2 I, ZLxZL1xZL2, II Đảo chiều

4.2.3.3 Hộp số 3 trục

a Cấu tạo

Hình 4.19 Sơ đồ cấu tạo hộp số 3 trục 5 cấp

- Trục chủ động I đồng thời là trục bị động của li hợp, đặt trên hai ổ lăn, một gối vào trong bánh đà, một đặt trên vỏ hộp số Trục bố trí bánh răng Za thường xuyên ăn khớp với bánh răng Z’a Lòng bánh răng Za bố trí gối dỡ cho trục III

Trục sơ cấp hộp số kéo bánh

răng chủ động số lùi

Bánh răng trung gian

Bánh răng bị động số lùi

Trục thứ cấp hộp số

16

- Trục trung gian II đặt trên hai ổ lăn và của vỏ hộp số Trên trục bố trí 5 bánh răng nghiêng Z’a, Z’4, Z’3, Z’L, Z’2 nhờ các then bán nguyệt và một bánh răng thẳng Z’1 chế tạo liền trục

- Trục bị động III (trục thứ cấp) bố trí trên hai ổ lăn: một gối trên vỏ; một gối vào lòng bánh răng Z’a Trục mang theo ba bánh răng nghiêng Z4, Z3, Z2 lắp quay trơn trên trục, một bánh răng thẳng Z1 di trượt bằng then hoa đảm bảo cho việc gài số trực tiếp; hai bộ khớp gài dạng đồng tốc G2, G3 di trượt được trên then hoa của trục Các bánh răng Z4, Z3, Z2 chỉ liên kết với trục khi các khớp gài G2, G3 gài vào vị trí tương ứng Khi một bánh răng được gài các bánh răng khác sẽ quay tự do Vị trí khớp gài G3 có thể nối với bánh răng Za tạo nên khả năng truyền thẳng mô men từ trục I sang trục III (số truyền thẳng) Khớp gài G1 đặt trên bánh răng Z1 dùng để di chuyển trực tiếp bánh răng sang vị trí số 1 hay số lùi

- Trục IV (trục số lùi) cho phép tạo thành số lùi với 3 cặp bánh răng ăn khớp và đảo chiều quay của trục bị động

b Nguyên lý làm việc

 Số 0: Trục chủ động truyền mômen quay cho trục trung gian

 Số I: Đưa đồng tốc G1(đồng thời là bánh răng số lùi) di chuyển sang trái làm bánh răng Z1 ăn khớp với bánh răng Z1’ Mô men được truyền như sau:

Trục chủ động  bánh răng chủ động Za  bánh răng Za’ trục trung gian bánh răng Z1’  bánh răng Z1 trục bị động

 Số II: Đưa đồng tốc G2 di chuyển sang phải ăn khớp với vành răng trên bánh răng số Z2 Mô men được truyền như sau:

Trục chủ động  bánh răng chủ động Za  bánh răng Za’ trục trung gian bánh răng Z2’ bánh răng Z2 vành răng  bộ đồng tốc G2 trục bị động

- Số III: Đưa đồng tốc G2 di chuyển sang trái ăn khớp với vành răng trên bánh răng số Z3 Mô men được truyền như sau:

Trục chủ động  bánh răng chủ động Za  bánh răng Za’ trục trung gian bánh răng Z3’ bánh răng Z3 vành răng  bộ đồng tốc G2 trục bị động

 Số IV: Đưa đồng tốc G3 di chuyển sang phải ăn khớp với vành răng trên bánh răng số Z4 Mô men được truyền như sau:

Trục chủ động  bánh răng chủ động Za  bánh răng Za’ trục trung gian bánh răng Z4’ bánh răng Z4 vành răng  bộ đồng tốc G3 trục bị động

 Số V: Đưa đồng tốc G3 di chuyển sang trái ăn khớp với vành răng trên bánh răng số Za Mô men được truyền như sau:

Trục chủ động  bánh răng chủ động Za  bộ đồng tốc G3 trục bị động (Số V là số truyền thẳng có tỷ số truyền i = 1 )

 Số lùi: Đưa đồng tốc G1(đồng thời là bánh răng số lùi) di chuyển sang phải làm bánh răng Z1 ăn khớp với bánh răng ZL2 Mô men được truyền như sau:

1

a h a

2

a h a

3

a h a

4

a h a

Bánh bơm gồm các cánh quạt hướng kính đặt trên vỏ của bộ biến mô thuỷ lực

Vỏ được bắt vào mặt bích trục khuỷu nên bánh bơm là phần chủ động luôn quay cùng tốc độ với trục khuỷu

Bánh tua bin là rôto cánh quạt, được lắp với trục chủ động của hộp số Bánh tua bin là phần bị động trong bộ biến mô thuỷ lực, khi làm việc bình thường trục tua bin quay chậm hơn bánh bơm Cánh của bánh tua bin có chiều xoắn hướng kính ngược chiều với chiều cánh của bánh bơm

Hình 4.22 Cấu tạo biến mô thuỷ lực

Stato gồm các cánh hướng dẫn đặt giữa bánh bơm và bánh tuốc bin để biến mô thuỷ lực làm việc có hiệu suất cao hơn Stato được đặt trên li hợp một chiều Đây là khớp quay một chiều dùng kiểu con lăn chỉ cho phép stato quay theo chiều của biến

19

Thay đổi tỉ số truyền động từ động cơ đến bánh xe chủ động từ đó thay đổi mômen và tốc độ của xe

Thay đồi chiều quay của trục bị động để xe có thể chạy tiến, lùi

* Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Hộp số hành tinh gồm 1 hay nhiều bộ truyền hành tinh Tuỳ theo cách bố trí và

số lượng các bộ truyền hành tinh mà ta có các hộp số hành tinh khác nhau : Hộp số hành tinh 3 cấp tiến có số truyền thẳng, hộp số hành tinh 4, 5, 6 cấp tiến có số truyền tăng Dưới đây giới thiệu bộ truyền hành tinh, hộp số hành tinh có 3 cấp số tiến có số truyền thẳng và hộp số hành tinh 5 số tiến có số truyền tăng

Hình 4.23 Cấu tạo bộ bánh răng hành tinh

*) Giảm tốc

Nếu bánh răng bao được giữ và công suất được truyền đến bánh răng mặt trời , các bánh răng hành tinh được kéo quay và dy chuyển xung quanh bánh răng bao Điều này làm cần dẫn quay chậm hơn bánh răng

mặt trời Tốc độ đầu ra giảm và momen

tăng

lên đáng kể

Nếu giữ bánh răng mặt trời và dẫn động

bánh răng bao, các bánh răng hành tinh

sẽ dy chuyển xung quanh bánh răng mặt

trời Đây là nguyên nhân làm cần dẫn

dịch chuyển chậm hơn bánh răng bao

Moment sẽ tăng lên đáng kể nhưng tốc

độ giảm không đáng kể

*) Dẫn động trực tiếp

Công suất đưa vào cả hai bánh

răng mặt trời và bánh răng bao, công suất

được đưa ra ở cần dẫn

Do bánh răng bao và bánh răng

mặt trời quay cùng với nhau với cùng

20

một tốc độ nên cần dẫn cũng quay cùng tốc độ đó

*) Tăng tốc

Khi cần dẫn quay theo chiều kim

đồng hồ các bánh răng hành tinh quay

xung quanh bánh răng mặt trời trong khi

chúng quay quanh trục của nó theo chiều

kim đồng hồ Làm cho bánh răng bao

tăng tốc tùy thuộc vào số răng của bánh

răng bao và mặt trời

*) Đảo chiều

Bánh răng giữ cần dẫn và dẫn

động bánh răng mặt trời, các bánh răng

hành tinh bị kéo quay quanh trục của nó

Điều này làm cho bánh răng bao quay

theo chiều ngược lại ở một tốc độ thấp

Trục truyền gồm các đoạn trục nối với nhau bằng các khớp các đăng và then hoa

di trượt, dùng để truyền chuyển động giữa các cụm không nằm chung trong một vỏ, có góc nghiêng truyền lực lớn và dịch chuyển tương đối với nhau

Trên hình 4.25a, hộp số bố trí cố

định trên khung hay vỏ xe, cầu xe

liên kết với khung (vỏ) thông qua hệ

thống treo (đàn hồi) Trên hình

4.25b, cầu xe bố trí trên khung xe,

các bánh xe chủ động liên kết với

khung xe thông qua hệ thống treo

Trong quá trình ô tô chuyển động,

các cụm trên dịch chuyển tương đối

đối với nhau (chiều mũi tên) Trục

truyền với các đường tâm trục có dịch

chuyển tương đối như vậy được đảm Hình 4.25 Bố trí các dạng các đăng trên ô tô

21

bảo thông qua các đoạn trục và khớp các đăng

 Trục truyền cần đảm bảo: Khả năng quay với tốc độ như nhau giữa phần chủ động

và bị động, hạn chế tối đa tải trọng động phát sinh khi truyền lực

 Truyền mô men xoắn với các góc nghiêng truyền lực thường xuyên thay đổi và cho phép thay đổi chiều dài thân trục khi truyền

- iệu suất truyền động phải cao cả với khi góc  giữa hai trục lớn

- Kết cấu gọn nhẹ, thuận tiện khi sử dụng chăm sóc

c Phân loại khớp các đăng dùng tr n trục truyền

+ Theo tính chất động học khớp các đăng được phân chia (khi trục làm việc có góc nghiêng truyền lực) thành:

- Các đăng khác tốc: vận tốc quay tức thời 2 trục của khớp các đăng khác nhau,

- Các đăng đồng tốc: vận tốc tức thời 2 trục của khớp các đăng luôn bằng nhau + Theo đặc điểm kết cấu khớp các đăng thường gặp trên ô tô, thông qua tên gọi: ooke, Bendix, Rzeppa, Tripot, các đăng kép

4.2.4.2 C u chủ động

* Nhiệm vụ

- Truyền công suất từ trục chủ động đến các bánh xe sau

- Thay đổi hướng quay của trục chủ động một góc 90o để quay trục bánh xe

- Tạo ra sự giảm tốc cuối cùng giữa trục truyền động và bánh xe thông qua các bánh răng truyền động cuối cùng

- Chia tổng moment xoắn tới các bánh xe chủ động

- Cho phép sai lệch tốc độ giữa các bánh xe khác nhau trong khi xe quay vòng

- Nâng đỡ trọng lượng cầu sau,toàn bộ hệ thống treo và sắt xi

Hình 4.26 Sơ đồ cấu tạo cầu chủ động

- Truyền động tốt,đạt hiệu suất truyền động cao

- oạt động tốt với mọi điều kiện tải và đường xá

* Cấu tạo chung

Hình 4.27 Cấu tạo cầu chủ động trên ô tô

Cầu xe là các bộ phận đặt ngang nối hai bánh xe ở dưới gầm xe, chịu toàn bộ tải trọng của xe tác động lên thông qua hệ thống treo và phân phốitải trọng này lên các bánh xe e du lịch và xe tải nhỏ thường có hai cầu( cầu trước và cầu sau ) nhưng xe tải nặng thường có thêm cầu giữa, thành ra có tổng cộng có 3 cầu để phân đều và giảm bớt tải trọng trên các bánh xe

Trên các cầu xe có lắp một số bộ phận,cơ cấu và hệ thống như bộ phận truyền lực đến các đến các bánh xe chủ động,một số cơ cấu của hệ thống phanh hoặc cơ cấu dẫn hướng của hệ thống lái(đối với cầu trước dẫn hướng) Các cầu được liên kết với khung

23

xe qua hệ thống treo Cầu nối cỏc bỏnh xe chủ động được gọi là cầu chủ động, trờn đú

cú bộ truyền lực chớnh,bộ vi sai và hai nửa trục(bỏn trục) truyền moment từ bộ vi sai đến cỏc cầu chủ động ở hai bờn

Cỏc xe du lịch và tải nhỏ được thiết kế để hoạt động trờn đường cứng cú một cầu chủ động thường là cầu sau(cũng cú thể là cầu trước) e thường hoạt động trờn đường xấu, đường đồi n i cú địa hỡnh phức tạp thỡ cả hai đều là cầu chủ động e tải nặng cú

3 cầu và thụng thường cả ba cầu đều là cầu chủ động

- Giảm va đập sinh ra trong khi ụ tụ chuyển động, làm ờm dịu khi đi qua cỏc mặt đường gồ ghề khụng bằng phẳng

- Giữ cho bánh xe có động học đúng vμ duy trì sự bám đ− ờng của bánh xe

- Truyền lực và mụ men giữa bỏnh xe và khung xe Sự liờn kết giữa bỏnh xe và khung

xe cần thiết phải mềm, nhưng cũng phải đủ khả năng để truyền lực

Bởi cỏc nhiệm vụ ở trờn nờn cấu tạo chung của một hệ thống treo thụng thường được cấu tạo bởi cỏc thành phần sau:

- Bộ phận đàn hồi: Cú nhiệm vụ gõy ra sự dao động của ụ tụ khi đi qua những đoạn

đường mấp mụ, nhằm tạo ra sự ờm dịu trong quỏ trỡnh ụ tụ chuyển động Bộ phận đàn hồi cú thể là kim loại ( lũ xo, nhớp lỏ), hoặc là cỏc vật liệu phi kim loại( cỏc bỡnh khớ nộn, thủy lực) nhưng cú thể là hệ thống dao động điện từ

- Bộ phận giảm chấn: Cú nhiệm vụ dập tắt dao động do bộ phận đàn hồi sinh ra Sự

dao động liờn tục, trong thời gian dài khụng những ảnh hưởng tới sức khỏe của lai xe, hành khỏch ngồi trờn xe đồng thời làm giảm chất lượng, số lượng và tuổi thọ của hàng húa cũng như tuổi thọ của bản thõn ụ tụ Trờn ụ tụ hiện nay thường sử dụng cỏc ống giảm chấn thủy lực

- Bộ phận hướng: Được sử dụng trờn ụ tụ để liờn kết giữa cụm bỏnh xe với khung, vỏ

xe Bộ phận hướng là bộ phận truyền lực theo phương dọc, phương ngang từ cụm bỏnh

xe lờn khung xe và người lại

- Thanh ổn định(thanh cõn bằng): Là chi tiết liờn kết giữa bỏnh xe bờn trỏi, bờn phải

và gầm ụ tụ Thanh ổn địh cú tỏc dụng hạn chế sự nghiờng thõn xe quỏ lớn khi dao

động( nhất là với hệ thống treo độc lõp)

b Yờu c u

- Đảm bảo sự tương ứng giữa động học cỏc bỏnh xe và động học của truyền động lỏi

- Hệ thống treo phải phự hợp với điều kiện sử dụng theo tớnh năng kỹ thuật của xe như chạy trờn đường tốt và cú thể chạy trờn cỏc loại địa hỡnh khỏc nhau

24

- Khi quay hay phanh bánh xe không bị nghiêng

- Có độ dập tắt dao động của vỏ xe và bánh xe thích hợp Có tần số giao động riêng của vỏ thích hợp Có độ võng động đủ để không sinh ra va đập lên các ổ đỡ cao su

- Đảm bảo tính điều khiển và ổn định chuyển động của ô tô ở tốc độ cao

- Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ

- Có độ bền cao, độ tin cậy, giá thành thấp,không quá phức tạp

c Phân loại

* Theo khả năng dịch chuyển tương đối giữa 2 bánh xe

- Hệ thống treo độc lập: các bánh xe gắn độc lập với khung vỏ,mỗi bánh(cụm bánh) có một hệ thống dẫn hướng, đàn hồi, giảm chấn riêng và không liên kết cứng với các bánh còn lại

- Hệ thống treo phụ thuộc: có dầm cầu cứng liên kết giữa hai bánh xe

Hình 4.28 HTT loại độc lập và phụ thuộc

* phân loại theo bộ phận đàn hồi

- Loại lò xo (hình 4.29a) - Loại cao su

.- Loại nhíp (hình 4.29b) - Loại hơi (khí) (hình 4.29d,e)

- Loại thanh xoắn (hình 4.29c)

25

* Theo phương pháp dập tắt dao động

- Loại giảm chấn thuỷ lực ( loại tác dụng một chiều, loại tác dụng 2 chiều)

- Loại ma sát cơ ( ma sát trong bộ phận đàn hồi, trong bộ phận dẫn hư ớng)

* Theo phương pháp điều khiển

- Hệ thống treo bị động ( không đư ợc điều khiển)

- Hệ thống treo chủ động ( Hệ thống treo có điều khiển)

4.3.2 Cấu tạo cỏc hệ thống treo phổ biến

4.3.2.1 Hệ thống treo phụ thuộc

TT phụ thuộc: Cỏc bỏnh xe được nối trờn 1 dầm cầu liền ,cỏc chi tiết TT sẽ nối dầm cầu với thõn xe

- Số lượng cỏc chi tiết ớt và đơn giản

- Cú độ bền cao, phự hợp với cỏc ụtụ tải lớn

- Sự nghiờn thõn xe nhỏ khi quay vũng

- Vết bỏnh xe ớt thay đổi khi chuyển động do vậy làm giảm được sự mài mũn lốp xe

- Khối lượng phần khụng được treo (phần được nối với khung/vỏ xe thụng qua hệ thống treo) lớn, đặc biệt là đối với cầu chủ động Vỡ vậy, năng lượng của dao động lớn làm giảm tớnh ờm dịu chuyển động của xe

- Vỡ sự dịch chuyển của cỏc bỏnh xe cú ảnh hưởng lẫn nhau nờn sự dao động và rung động của xe dễ xẩy ra

iện nay hệ thống treo phụ thuộc được dựng nhiều trờn cỏc ụtụ tải lớn, ụtụ cú tốc độ khụng lớn và cũn được dựng cho cầu sau của ụtụ con

Bộ phận đàn hồi cú thể là là xo, nhớp, balon khớ…

a Hệ thống treo phụ thuộc dựng nhớp

Trờn xe tải và cỏc loại xe khỏc, cỏc lỏ nhớp được lắp ghộp thành bộ, cú bộ

phận kẹp ngang để trỏnh khả năng xụ ngang khi nhớp làm việc Nhớp lỏ được chế tạo

từ thộp hợp kim cỏn núng như: thộp silic55C2, 60C2A, thộp Crụmmangan

Hỡnh 4.30 Hệ thống treo sau phụ thuộc loại sử dụng nhớp lỏ

1 Tai nhớp; 2 Khung xe; 3 Ụ cao su hạn chế hành trỡnh;

4 Giảm chấn; 5 Ụ cao su tăng cứng cho bộ nhớp; 6 Tai nhớp;