Phần 2 của giáo trình Kết cấu ô tô tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: các đăng; cầu chủ động; hệ thống phanh; hệ thống treo; hệ thống lái; vỏ xe, ca bin, thùng xe, vành, bánh xe;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Chương CÁC ĐĂNG 7.1 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU 7.1.1 Công dụng Các đăng khớp nối cấu nối truyền mơmen Nó sử dụng để truyền mômen cụm không cố định đường trục cụm bị thay đổi vị trí tương đối q trình làm việc Ví dụ hệ thống truyền lực ôtô đăng dùng để nối hộp số với cầu chủ động (hình 7.1.a) để nối cầu chủ động với bánh xe hệ thống treo độc lập (hình 7.1.b) a b Hình 7.1: Sơ đồ bố trí truyền động đăng Vì đặc điểm nên truyền động đăng phải bảo đảm động học đầu vào đầu mà phải có khả dịch chuyển dọc trục để thay đổi độ dài trục đăng Ngoài để truyền mômen với khoảng cách lớn, thân trục đăng chế tạo thành hai phần: phần gắn lên thân xe, phần lại gắn với cầu xe Giữa đoạn thân khớp nối 7.1.2 Phân loại Các đăng phân loại theo công dụng, đặc điểm động học kết cấu 7.1.2.1 Theo công dụng Theo công dụng đăng, người ta chia thành loại sau: - Các đăng nối hộp số với cầu chủ động - Các đăng nối cầu chủ động với bánh xe chủ động - Các đăng nối hộp số với thiết bị phụ: bơm thuỷ lực, tời kéo, 7.1.2.2 Theo đặc điểm động học Theo đặc điểm động học đăng người ta chia thành loại sau: - Các đăng khác tốc: tốc độ quay trục chủ động bị động qua khớp đăng khác - Các đăng đồng tốc: tốc độ quay trục chủ động bị động qua khớp đăng - Khớp nối: khớp nối khác đăng khả truyền mômen trục chủ động bị động qua khớp nối giới hạn khoảng 3o - 6o 7.1.2.3 Theo kết cấu Theo kết cấu đăng người ta chia thành loại sau: 116 - Các đăng có trục chữ thập - Các đăng bi - Khớp nối đàn hồi, cho phép làm việc góc truyền giới hạn 7.1.3 Yêu cầu - Ở số vòng quay trục đăng không bị võng va đập, cần phải giảm tải trọng động mơmen qn tính sinh đến trị số đảm bảo an toàn - Các trục đăng phải đảm bảo quay không sinh tải trọng động - Đối với đăng đồng tốc phải đảm bảo xác động học trình làm việc trục chủ động bị động lệch với góc để đảm bảo hai trục quay tốc độ - Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có độ bền vững cao, hiệu suất truyền động cao 7.2 CÁC ĐĂNG KHÁC TỐC 7.2.1 Sơ đồ cấu tạo động học 7.2.1.1 Sơ đồ cấu tạo Hình 7.2: Sơ đồ cấu tạo đăng khác tốc Cấu tạo đăng khác tốc bao gồm nạng chủ động 5, nạng bị động chạc chữ thập Nạng chủ động nối với trục then hoa có hai lỗ Nạng bị động nối với trục bị động then hoa có hai lỗ Chạc chữ thập gồm hai chốt đặt vng góc cố định với thành hình chữ thập Các chốt chạc chữ thập lắp ghép với lỗ nạng chủ động nạng bị động 7.2.1.1 Động học Động học đăng khác tốc mô tả hình 7.3 Khi trục chủ động A khớp đăng quay vịng trục bị động B quay vịng Bán kính quay khớp lớn (r 2) trục chữ thập vng góc với trục chủ động (ứng với góc quay 90o, 270o) Bán kính bé (r1) trục chữ thập khơng vng góc với trục chủ động (ứng với góc o, 180o 360o) Vì vận tốc dài nạng khớp đăng trục bị động thay đổi quay qua góc 90o, nên sinh thay đổi vận tốc góc tương đối so với trục chủ động Sự thay đổi lớn góc hợp trục chủ động bị động lớn 117 = 30o Hình 7.3: Động học đăng khác tốc Lợi dụng tính chất động học truyền đăng sử dụng hai khớp đăng bố trí theo sơ đồ hình 7.4.b a 1 2 b c Hình 7.4: Bộ truyền đăng hai khớp chữ thập Theo sơ đồ trục bị động khớp đăng phía trước lại trục chủ động khớp đăng phía sau cịn trục bị động khớp đăng phía sau trục bị động truyền đăng Hướng hai nạng trục trung gian phải trùng mặt phẳng Góc hợp trục chủ động với trục trung gian phải góc hợp trục trung gian với trục bị động (1 = 2) Với cấu tạo trục chủ động khớp đăng trước quay với vận tốc góc trục bị động trục trung gian truyền quay không Nhưng trục trung gian lại trục chủ động khớp đăng phía sau nên quay khơng lại cho trục bị động khớp đăng phía sau quay Có nghĩa trục chủ động bị động truyền đăng có vận tốc góc 1 2 1 = 2 Điều minh hoạ thêm hình 7.4.a 118 Để bảo đảm tốc độ góc trục chủ động trục bị động truyền đăng hai khớp chữ thập ngồi điều kiện góc 1 = 2 nạng trục trung gian phải có hướng trùng mặt phẳng Vì lắp ráp hai nửa trục trung gian có then hoa di trượt cần ý đặc điểm Chú ý hình 7.4.c 7.2.2 Cấu tạo Cấu tạo chung trục đăng bao gồm thân trục đăng khớp đăng Thông thường người ta sử dụng loại trục đăng có hai khớp nối (hình 7.5.a) a Trục đăng hai khớp b Trục đăng ba khớp Hình 7.5: Cấu tạo chung trục đăng Trong trường hợp khoảng cách truyền tương đối xa tốc độ quay trục đăng lớn trục có xu hướng bị võng rung động nhiều người ta sử dụng trục đăng hai thân ba khớp có ổ đỡ trung gian (hình 7.5.b) Với cấu tạo chiều dài đoạn đăng ngắn làm độ cứng vững tăng lên nên bị võng rung động làm việc tốc độ cao Bộ phận truyền đăng khớp đăng, mơ tả hình 7.6 Hình 7.6: Cấu tạo khớp đăng 119 Khớp đăng bao gồm trục chữ thập hai nạng gắn liền với trục chủ động trục bị động khớp đăng Trục chữ thập liên kết với lỗ hai nạng thông qua ổ bi kim Vòng bi kim lắp vào nắp nắp ép vào lỗ nạng Để ngăn khơng cho vịng bi dịch chuyển ngồi trục đăng làm việc tốc độ cao người ta sử dụng vòng hãm hãm để cố định nắp vòng bi lỗ nạng Các chi tiết hình 7.6 Thân trục đăng dùng để nối hai khớp đăng với (hình 7.7) Thân trục thường chế tạo ống thép hình trụ rỗng nhằm giảm khối lượng, tăng độ cứng vững tăng khả truyền mơmen xoắn Hình 7.7: Cấu tạo thân trục đăng Ngồi q trình làm việc khoảng cách hai khớp đăng thay đổi nên thân trục đăng thường chế tạo hai nửa liên kết với then hoa Do lắp ráp làm hai nạng thân trục không trùng mặt phẳng nên hai nửa thân trục thường có đánh dấu lắp ráp 7.3 CÁC ĐĂNG ĐỒNG TỐC 7.3.1 Nguyên lý hình thành đăng đồng tốc kiểu bi Nguyên lý hình thành đăng bi xem xét sở truyền bánh ăn khớp có kích thước hình học giống hồn tồn hình 7.8.a Hình 7.8: Nguyên lý hình thành đăng đồng tốc kiểu bi a Bộ truyền bánh có kích thước hình học giống b Bộ truyền thay đổi góc truyền lực ăn khớp bi c Các đăng đồng tốc bi tự định vị d Các đăng đồng tốc bi có vịng định vị Khi góc hai đường tâm trục thay đổi, tức thay đổi góc nghiêng truyền mômen hai trục chủ động bị động, điều kiện đồng tốc thực nếu: - Giữ nguyên khoảng cách từ điểm truyền lực đến điểm giao hai đường tâm trục 120 - Điểm truyền lực luôn nằm mặt phẳng phân giác góc tạo nên hai đường tâm trục Trong trường hợp truyền ăn khớp bi viên bi phải nằm mặt phẳng phân giác góc tạo hai đường tâm trục (hình 7.8.b) Để giữ cho viên bi truyền lực nằm mặt phẳng phân giác kết cấu cụ thể thực theo kiểu khác nhau: - Tự định vị rãnh cong (hình 7.8.c) - Dùng vịng định vị (hình 7.8.d) Thơng thường đăng đồng tốc sử dụng để truyền lực cho bánh xe chủ động cầu dẫn hướng chủ động, góc quay bánh dẫn hướng hai phía lên tới 30o - 40o Các dạng đăng đồng tốc tiêu biểu dùng ơtơ du lịch gồm có: - Các đăng đồng tốc bi kiểu Veise - Các đăng đồng tốc bi kiểu Rzeppa - Các đăng đồng tốc kiểu Tripod - Các đăng đồng tốc kiểu chữ thập kép 7.3.2 Các đăng đồng tốc bi kiểu Veise Hình 7.9: Cấu tạo đăng đồng tốc bi kiểu Veise Trên cầu trước dẫn hướng, chủ động có dầm cầu cứng, hệ thống treo phụ thuộc thường bố trí loại đăng đồng tốc kiểu Trục chủ động có nạng chữ C Hai bên đầu nạng có rãnh trịn để chứa viên bi truyền lực Các rãnh tròn tạo với rãnh cong trịn có tâm tâm khớp với cung cong cho phép viên bi di chuyển xấp xỉ 30o Trong khớp có bốn viên bi nằm ngồi có nhiệm vụ truyền lực Trục bị động có cấu tạo tương tự lắp đối diện với viên bi tạo nên rãnh ôm hai mặt với viên bi Một viên bi thứ nằm tâm khớp, hai phía tì vào hai nửa trục truyền nhờ rãnh lõm hình chỏm cầu 7.3.3 Các đăng đồng tốc bi kiểu Rzeppa Loại đăng đồng tốc kiểu sử dụng phổ biến ôtô du lịch với cầu chủ động dầm liền với hệ thống treo độc lập Cấu tạo chúng mô tả hình 7.10 Trục chủ động đăng đầu nối với bánh bán trục vi sai đầu lại lắp then hoa với phần cầu, bề mặt ngồi có sáu nửa rãnh tròn Trục bị động hốc cầu có sáu nửa rãnh trịn trong, chứa 121 viên bi Các viên bi nằm rãnh tròn nửa rãnh và định vị vòng định vị dạng cầu Vòng định vị nằm sát với vách cầu trục chủ động, đóng vai trị tạo mặt phẳng phân giác chứa viên bi Góc lệch tối đa cho phép hai đường tâm trục khoảng 40o Hình 7.10: Cấu tạo đăng đồng tốc bi kiểu Rzeppa Để thay đổi chiều dài đăng trình làm việc trục chủ động ghép then hoa với cầu đăng Khớp bôi trơn mỡ bao bọc vỏ cao su dạng xếp 7.3.4 Các đăng đồng tốc kiểu Tripod Cấu tạo đăng Tripod (xem hình 7.11) gồm thân bao hình trụ, xẻ ba rãnh dọc theo đường sinh Thân bao hình trụ nối với trục chủ động then hoa Trục bị động lắp then hoa với chạc ba cố định trục hai vành hãm Trên đầu trục chạc ba có bố trí lăn với hình bao ngồi dạng mặt cầu Con lăn vừa quay trục vừa di chuyển dọc trục Các lăn bị hạn chế khơng chạy ngồi gờ cao rãnh thân bao hình trụ Tồn khớp đăng bọc vỏ bọc cao su đàn hồi 122 Hình 7.11: Cấu tạo đăng đồng tốc kiểu Tripod Khớp đăng loại có khả truyền lực với góc lệch hai đường tâm trục tới 25o có khả di chuyển dọc trục lớn Với góc truyền lớn 25o khơng có khả giữ điểm truyền lực mặt phẳng phân giác khó đảm bảo khả đồng tốc Tuy so với kiểu đăng đồng tốc khác, loại đăng có cơng nghệ chế tạo đơn giản giá thành thấp Chúng thường bố trí ơtơ mini bt hay pick-up với dạng đăng đồng tốc bi khác để tạo nên trục truyền với hai đầu hai loại khớp đăng khác nhau, dùng hệ thống treo độc lập Trên hình 7.12 cấu tạo đăng loại kết hợp sử dụng ôtô Toyota Crown Một đầu khớp đăng kiểu Tripod đầu khớp đăng kiểu Rzeppa Đầu có cấu tạo kiểu Tripod đặt phía ngồi tạo điều kiện liên kết với trụ đứng hệ treo độc lập đồng thời có khả di chuyển dọc trục lớn để bù chiều dài bánh xe dao động theo phương thẳng đứng Hình 7.12: Cấu tạo đăng đồng tốc kết hợp (trên ôtô Toyota Crown) 7.3.5 Các đăng đồng tốc kiểu chữ thập kép Các đăng đồng tốc kiểu chữ thập kép thực chất biến hình đăng khác tốc kép, mà chiều dài đoạn thân trục nối hai khớp đăng giảm Cấu tạo khớp đăng đồng tốc kép mơ tả hình 7.13 123 Hình 7.13: Cấu tạo đăng đồng tốc kiểu chữ thập kép Loại đăng thường thấy cầu dẫn hướng chủ động có dầm cầu liền ơtơ du lịch tốc độ thấp, loại ôtô cao tốc không dùng Trên đoạn đăng đặt hai ổ, hai trục chữ thập liền kề chiều dài đoạn vừa đủ để nối hai trục chữ thập 7.4 KHỚP NỐI ĐÀN HỒI Hình 7.14: Cấu tạo số dạng khớp nối đàn hồi Khi mômen truyền khơng lớn góc hai đường tâm trục trục chủ động trục bị động truyền khơng lớn người ta sử dụng khớp nối đàn hồi Khớp nối đàn hồi thường sử dụng hệ thống truyền lực số ôtô du lịch Cấu tạo số dạng khớp nối đàn hồi mơ tả hình 7.14 Các khớp nối đàn hồi có khả giảm giật, hạn chế tiếng ồn, kết cấu đơn giản cho phép truyền lực với góc thay đổi nhỏ, bị hư hỏng dễ dàng thay Có hai dạng khớp nối đàn hồi: - Dạng đĩa: cấu tạo khớp dạng bao gồm đĩa thép có bố trí số lỗ (bốn sáu) lỗ có đặt vịng đàn hồi cao su Hai trục chủ động bị động có bố trí mặt bích dạng hai nạng ba nạng, nạng liên kết với đĩa thông qua bulông, đầu bắt với nạng thân nằm vòng đàn hồi - Khớp cao su thay kết cấu dạng đĩa Khớp cao su chế tạo liền khối có để lỗ để phần thân chốt bulông hai nạng chủ động bị động liên kết với khớp cao su 7.5 KHỚP CÁC ĐĂNG KHÁC TỐC 7.5.1 Khớp đăng đơn 7.5.1.1 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo Cấu tạo đăng đơn giản bao gồm:Chốt chữ thập, nạng đăng chủ động, nối liền với trục chủ động, nạng đăng bị động nối liền với trục bị động (hình 7.15) Hình 7.15: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo truyền động Trục chủ động quay trịn kéo theo Hình 7.15 đăng đơn chốt chữ thập vừa quay vừa lúc 1: trục nạng đăng chủ động lắc làm cho trục bị động 2: chốt chữ thập, 3: trục nạng đăng bị động quay tròn theo phạm vi lúc lắc 124 chốt chữ thập 7.5.1.2 Động học khớp đăng đơn Trên hình 7.16 sơ đồ hai vị trí cấu đăng giúp ta nghiên cứu động học khớp đăng đơn giản Hình 7.16: Hai vị trí cấu đăng Hình 7.16 Hình 7.16 a: vị trí 00, b: vị trí 900 77772 Xét tốc độ tiếp tuyến điểm C, chuyển động bị chi phối hai trục Vc = 1.r1 = 2.r2 (7-1) r1, r2 khoảng cách 5-2 điểm c đến đường tâm trục 1, 2: tốc độ góc trục Điều kiện cần thiết để 1 = 2 r1 = r2 tức AC.sin1 = BCsin2 mặt kết cấu đảm bảo OA = OB muốn thỏa mãn yêu cầu đồng tốc nêu điểm C luôn phải nằm mặt phẳng phân giác hai đường tâm trục AOB Trên thực tế chuyển động cấu đăng đơn giản sau lần quay 900 điểm C từ vị trí vị trí bên mặt phẳng phân giác chuyển sang bên Như cấu đăng đơn giản khơng đảm bảo đồng tốc Ta tìm quy luật khác tốc Trong giáo trình nguyên lý máy chứng minh công thức biểu thị quan hệ động học đăng đơn giản tg1 = tg2.cos (7-2) Trong đó: 1, 2: góc quay trục chủ động bị động : góc giao hai trục Đồ thị hình 7.17 biểu thị quan hệ lệch pha hai trục Nếu xét vòng quay 3600 trục chủ động có hai lần trục bị động quay chậm hai lần quay nhanh (tức trục bị động quay không ổn định) Đạo hàm biểu thức (7-2) theo thời gian d d 1 cos 2 cos 1 dt cos dt d1 d 1 ; 2 thay vào (7.3) ta có dt dt 2 cos 2 1 cos cos 2 125 (7-3) (7-4) (7-5) Kiểu lịng vành khơng đối xứng khơng có chữ S thay chữ S chữ A Ở Châu Âu ký hiệu cho hai loại vành không đối xứng có profin an tồn là: H dạng profin kiểu Hump với ký hiệu H HI J x 14 L Theo quy định ISO kích thước ghi lên Thí dụ: 13 x 13 x J–S J lòng vành đối xứng lịng vành khơng đối xứng 12.2.3 Kết cấu bánh xe 12.2.3.1 Lốp xe Cấu tạo chung lốp xe bao gồm: Lớp cao su lót trong, lớp sợi mành (xương lốp), lớp đệm, lớp hoa lốp, lốp cao su thành bên, lớp “tanh”kim loại Theo đặc điểm lốp chia thành: lốp có săm lốp khơng săm, lốp có mành hướng kính, lốp có mành chéo, lốp có thêm sợi mành kim loại, lốp có vấu đinh kim loại Các loại lốp lắp vào xe với vành xe, xe chạy lốp bơm khơng khí có áp suất, áp suất lốp khơng đảm bảo gây độ mịn bất thường giảm tính dẫn động Lốp thực chức năng: đỡ toàn trọng lượng xe, truyền lực dẫn động lực phanh vào đường làm giảm lực chấn động mấp mô đường gây Sơ đồ cấu tạo lốp xe Hình Hình 12.3.12.3 Sơ đồ cấu tạo lốp xe A Lốp bố tròn B Lốp bố chéo.1 Hoa lốp Lớp đai bố3.tròn B Lốp bố chéo.1 Hoa lốp Lớp đai Lớp sợi bố Lớp lót Dây mép lốp A Lốp Lớp sợi bố Lớp lót Dây mép lốp a Lốp có săm lốp khơng săm Cấu tạo lốp có săm lốp khơng săm hình vẽ Hình 12.4a loại lốp khơng săm, hình 12.4b loại lốp có săm Lốp khơng săm: bề mặt lốp có ghi chữ “TUBE TYPE” “MITSCHAUCH” loại lốp dùng cho xe có tốc độ thấp Loại có độ tin cậy làm việc cao, trọng lượng lốp lớn, tuổi thọ thấp, nhiệt độ lốp cao làm việc, độ cứng lớn 226 b a Hình Hình 12.4.12.4 Sơ đồ tạotạolốp vàlốp lốpcócó săm Sơ cấu đồ cấu lốpkhông không săm săm săm Lốp có săm: bề mặt lốp thường có ký hiệu “TUBE LESS” “SCHLAUCHLOS”, có nhiều ưu điểm + + + + + Nhẹ, mỏng, có khả đàn hồi tốt Ít phát sinh nhiệt lớp cao su lốp Khi bị thủng nhỏ, lâu xuống (giảm áp suất lốp chậm) Lắp ráp dễ dàng Tuổi thọ cao Lốp khơng săm có u cầu cao mối ghép vành lốp Mức độ đảm bảo kín khít mối lắp ghép định hình dáng hình học vành, lốp độ bóng bề mặt chúng Khi lắp ráp cần lưu ý: - Vành bánh xe lốp phải loại - Vành bánh xe phải làm kiểm tra hình dáng hình học - Đẩy hết bề mặt bên phía sát vào mép vành - Chân van phải hồn tồn kín - Tránh dùng vật cứng, sắc, nhọn để cậy tháo lắp lốp b Lốp “Radial” lốp sợi mành chéo Độ bền đặc tính kỹ thuật lốp định cấu tạo lớp xương mành Trước lớp xương mành làm sợi bông, thay sợi nhân tạo, ngày dùng thêm sợi kim loại Lớp xương mành có hai loại chính: loại đan sợi chéo gọi lốp sợi mành đan chéo, loại đan có sợi hướng tâm gọi lốp sợi mành hướng kính “Radial” Lốp sợi mành đan chéo có lớp sợi đan nghiêng gần đối xứng với mặt phẳng dọc bánh xe hợp với mặt phẳng góc từ 300 đến 400 Nhờ việc đan chéo sợi mành, tạo cho lốp có khả đàn hồi dọc lớn chịu lực bên cao, thích hợp với ơtơ có vận tốc trung bình hay nhỏ (dưới 150km/h ) Nhưng việc đan chéo sợi mành tạo nên việc tăng thể tích bánh xe nhiều, làm tăng đường kính lăn bánh xe lốp bị mòn tăng áp suất bên lốp Do ưu, nhược điểm nói loại lốp dùng cho loại xe hoạt động vùng đồi núi đường xấu Trên bề mặt lốp thường ghi chữ “D” dấu “-” Lốp “Radial” có hai lớp mành đan chéo gần vng góc, góc nghiêng hai lớp với mặt phẳng dọc bánh xe xấp xỉ từ 10 đến 300, cịn lớp 227 mành hướng kính có góc gần 900 Đặc điểm loại lốp có độ mài mịn bề mặt lốp nhỏ, lực cản lăn nhỏ, nhạy cảm với quay vòng bánh xe dẫn hướng, đàn hồi tốt, độ giãn nở thể tích nhỏ, nhạy cảm với quay vịng bánh xe dẫn hướng, đàn hồi tốt, độ giãn nở thể tích nhỏ, chuyển động với vận tốc 80km/h gần khơng thay đổi hình dáng(profin) Khối lượng lốp nhỏ, khả truyền lực dọc lực bên đồng c Lốp có sợi mành kim loại Loại lốp trước dùng cho máy bay ô tô tải Ngày loại dùng cho ô tô Số lượng lớp mành kim loại thường gặp hai lớp chế tạo từ thép hợp kim Ưu điểm là: có độ bền cao, khối lượng nhỏ, khả truyền nhiệt tốt Trên bề mặt loại lốp có ghi: TREAD: PLIES (2 PLIES RAYON + PLIES STEEL) SIDEWALL: PLIES RAYON Nghĩa lốp có bốn sợi mành (hai lớp sợi mành nhân tạo, hai lớp mành kim loại) bề mặt bên có hai lớp sợi mành nhân tạo Một cách ký hiệu khác: STEEL TREAD PLIES, IAYON BODY PLY Nghĩa lốp có ba mành, hai lớp mành kim loại, lớp mành sợi nhân tạo d Số lượng lớp mành áp suất lốp Số lượng lớp mành ghi lốp số lượng lớp mành tiêu chuẩn, tức số lượng lớp mành sợi Ngày dùng vật liệu khác có độ bền cao hơn, nên số lượng lớp mành thực tế thường so với lượng lớp mành ghi lốp Số lượng lớp mành tăng khả chịu tải trọng lốp xe lớn Do bề mặt lốp xe ghi rõ lượng lớp mành tiêu chuẩn chữ “PR” “PLY RATING” Lốp xe thường dùng loại có 4,6,8 lớp mành tiêu chuẩn, tương ứng với loại áp suất khí nén lớn lốp sau: - PR tương ứng Pmax = 0,22 Mpa 2,2 kG/cm2 - PR tương ứng Pmax = 0,25 Mpa 2,5 kG/cm2 - PR tương ứng Pmax = 0,28 Mpa 2,8 kG/cm2 Việc sử dụng áp suất khí nén vượt định mức thường dẫn tới nhanh mài mòn lốp, hư hỏng giảm chấn hệ thống treo Khi áp suất lốp thấp thường gây vết nứt theo chu vi, giảm tuổi thọ lốp đáng kể, mặt khác hạ thấp trọng tâm xe, sàn xe va quệt vào chướng ngại vật nằm đường e Hoa lốp Hoa lốp đúc theo nhiều kiểu vừa để dễ nước vừa để dễ ứng phó với yếu tố phụ thuộc điều kiện mặt đường loại xe sử dụng + Kiểu gân dọc - Gồm số rãnh hình chữ chi chạy dọc theo chu vi lốp, thích hợp với lái xe chạy đường lát tốc độ cao, sử dụng nhiều loại ôtô khác 228 - Kiểu gân dọc giảm thiểu sức cản lăn lốp, giảm tiếng ồn lốp tăng khả điều khiển xe, lực kéo có phần lốp kiểu vấu Hình 12.5: Các hình dạng hoa lốp + Kiểu vấu - Các dãnh kiểu vấu gần vng góc với vịng ngồi lốp Thường sử dụng xe tải, kiểu hoa lốp thích hợp chạy đường khơng lát - Kiểu vấu tạo lực kéo tốt, sức cản lăn lốp cao, sức cản trượt ngang thấp - Hoa lốp khu vực vấu bị mịn khơng đều, tiếng ồn lốp lớn + Kiểu gân dọc vấu kết hợp - Kiểu kết hợp gân dọc vấu để tạo tính chạy ổn định đường lát không lát - Kiểu gân dọc theo đường tâm lốp làm cho xe ổn định giảm độ trượt ngang lốp, kiểu vấu hai bên đường tâm nâng cao tính chuyển động phanh + Kiểu khối - Trong kiểu hoa lốp chia thành khối độc lập Sử dụng hầu hết lốp chạy đường có tuyết - Kiểu khối tạo tính vận động phanh cao hơn, làm giảm trượt dài trượt quay đường có bùn tuyết phủ - Loại lốp thường mòn nhanh so với loại lốp lại, dễ bị mòn bất thường đặc biệt chạy loại đường cứng 12.2.3.2 Hình dáng hình học (profin) Hình dáng hình học lốp xe xác định nhờ kích thước bản: 229 - Chiều rộng B - Chiều cao H - Đường kính ngồi lốp D Kích thước B H định hình dáng hình học lốp Trong nhiều năm gần hình dáng lốp có nhiều thay đổi mạnh mẽ theo xu hướng giảm nhỏ chiều cao H tăng chiều rộng B thấy rõ biến đổi qua loại profin Để tiện lợi cho viêc lựa chọn profin, người ta H dùng chữ “serie” với số % để ghi lốp B Hình 12.6 Profin lốp Ví dụ: Serie 80; Serie 70; Serie 60; Serie 50;… Việc sử dụng lốp có H nhỏ với áp suất thấp tăng chất lượng B bám cho xe, nâng cao khả ổn định chuyển động thẳng quay vòng 12.2.3.3 Sự mài mòn lốp xe Sự mài mòn lốp (hay gọi tuổi thọ lốp xe), phụ thuộc vào chất lượng lốp, áp suất lốp điều kiện sử dụng (tốc độ xe, nhiệt độ môi trường, chất lượng bề mặt đường…) Yếu tố ảnh hưởng lớn đến mài mịn lốp áp suất khí nén lốp Khi áp suất cao mài mòn nhiều bề mặt lốp Khi áp suất thấp, mài mòn nhiều vùng bên cạnh hoa lốp Tiếp đến phải kể đến ảnh hưởng góc bố trí bánh xe, khuyết tật hệ thống treo, hệ thống lái… Trong nhiều trường hợp sử dụng loại lốp khác nhau, cần cố gắng đảm bảo bánh xe cầu có chủng loại lốp độ mài mịn tương đương 12.2.3.4 Kí hiệu lốp theo tiêu chuẩn a.Tiêu chuẩn châu Âu Trong kí hiệu tiêu chuẩn Châu Âu coi việc nâng cao tải trọng đặt lên lốp xe phụ thuộc vào việc tăng đường kính lắp vành (d1) Như kích thước ghi bao gồm: - Chiều rộng danh nghĩa B (mm) - Profin lốp - H (100%) B Cấu trúc lớp mành Đường kính lắp vành d1 (inch) Ngồi cịn ghi ký hiệu qui ước tải trọng, tốc độ lớn cho phép - Đối với loại lốp xe có vận tốc lớn 210km/h Ký hiệu cũ: 230 Ký hiệu (EHK.R- 30) - Đối với loại lốp lắp cho xe có tốc độ lớn 210km/h, ký hiệu cũ không thay đổi - Đối với loại lốp có xương mành chéo: Các giải thích chung: - Chỉ số profin H 100% loại Superballon khơng ghi B - Ký hiệu PR: ghi tương ứng với số lớp mành tiêu chuẩn - Chỉ tiêu tốc độ xe: Là tốc độ lớn xe ghi bảng đồng hồ tốc độ tablo Ký hiệu cho tiêu sau: bảng 12-1 Bảng 12-1: tiêu tốc độ xe Ký hiệu E F G J K L M N Vmax km/h 70 80 90 100 110 120 130 140 Ký hiệu Vmaxkm/h P 150 Q 160 R 170 S 180 T 190 U 200 H 210 - Chỉ số tượng trưng biểu thị trọng lượng danh nghĩa lớn đặt lốp xe chuyển động với vận tốc tiêu chuẩn quy định 231 b Ký hiệu lốp xe theo hệ thống tiêu chuẩn Mỹ Hệ thống tiêu chuẩn Mỹ ban hành từ năm 1967 Theo hệ thống này, tải trọng lốp xe biểu thị ký tự Sự tăng đường kính lắp vành d1 (cùng thay đổi ký hiệu) dẫn tới giảm thay đổi profin Mỗi ký tự từ A đến H tương ứng với tải trọng định, phụ thuộc vào số lượng lớp mành áp lực khơng khí Bởi độ bền lốp không cần biểu thị qua số lớp mành (PR) mà theo tiêu chuẩn tải trọng (tức người sử dụng không cần quan tâm tới số lượng lớp mành PR) Kèm theo ký tự tải trọng có phân loại tải trọng ghi chữ: “LOAD RANGE”, so sánh hai tiêu chuẩn Mỹ Châu Âu là: Load Range B Load Range C Load Range D Pmax = 0,22 Mpa tương ứng 4PR Pmax = 0,25 Mpa tương ứng 6PR Pmax = 0,22 Mpa tương ứng 8PR Bảng 12.2: Tải trọng tối đa xe Ký tự A B C D Tải trọng tối đa (Load Range)(kG) B C D 480 515 545 520 560 590 560 600 635 600 640 675 Ký tự E F G H Tải trọng tối đa (Load Range)(kG) B C D 635 675 717 680 725 770 735 785 830 805 860 915 Load Range B,C dùng cho xe chạy đường tốt Load Range D dùng cho xe đa tính Trong hệ thống ký hiệu lốp xe Mỹ có hai nhóm ký hiệu cho tải trọng, kết cấu lớp xương mành, profin, đường kính lắp vành d Thí dụ ký hiệu lốp: Cấu tạo lớp xương mành lốp xe sản xuất Mỹ tiêu chuẩn có loại xương mành chéo (ký hiệu chữ D) loại trung gian (ký hiệu chữ B) “BIAS BELTED” Loại lốp có lớp xương mành trung gian bao gồm sợi mành đặt hướng kính, (nghiêng góc nhỏ) Khả làm việc loại lốp phù hợp với xe chuyển động vận tốc thấp (lăn êm) khơng thích hợp với tốc độ cao Ký hiệu cấu trúc lớp xương mành trung gian ghi bên cạnh ký tự tải trọng Thí dụ: FB 78 – 14 Load Range B 232 Nhằm đảm bảo thuận lợi cho người sử dụng, bề mặt bên lốp ghi thêm nhóm chữ tải trọng áp suất MAX LOAD 1500 POUND; MAX PRESS 32 Psi Ký hiệu biểu thị Tải trọng max (với 1500 pounds) tương đương: 680kG Áp suất max: 32psi= 0,22Mpa Với pounds= 0,454kg (khối lượng) psi = 0,0069 Mpa Chính lý mà lốp sản xuất Châu Âu xuất sang Mỹ (hoặc nước sử dụng tiêu chuẩn Mỹ) mang theo dòng chữ Lốp Mỹ thay lốp Châu Âu loại cấu trúc “R” hoặc“D”, cần lưu ý đến tốc độ chuyển động lớn xe, theo ký hiệu tiêu chuẩn Mỹ khơng có - Đối với lốp có d1 13inches, 14 inches, xác định theo tải trọng tương đương - Đối với lốp có d1 15 inches, xác định tương tự Thí dụ: E 78 – 15 dùng R 15 - Đối với lốp có serie 70 thay tương đương: Bảng 12.3: giới thiệu số tiêu chuẩn Mỹ Châu Âu Tiêu chuẩn Mỹ DR 70 - 15 DR 70 - 13 GR 70 – 14 GR 70 – 15 ER 70 - 14 ER 70 - 15 Tiêu chuẩn Châu Âu 195/70R15 205/70R13 225/70R14 225/70R15 205/70R14 235/70R14 Tiêu chuẩn Mỹ HR 70 - 14 RR 70 - 15 FR 70 – 14 FR 70 – 15 JR 70 - 14 JR 70 - 15 Tiêu chuẩn Châu Âu 235/70R15 215/70R14 215/70R15 245/70R14 245/70R14 245/70R15 Từ năm 1976 Mỹ xuất loại ký hiệu gần giống châu Âu Ký hiệu loại bắt đầu chữ P Thí dụ: Kèm theo có ghi: Standard Load 435kG: 0,24 Mpa Extra Load 475 kG; 0,28 Mpa Đối với loại xe Mỹ thông thường, thay lốp Châu Âu dùng cho tiêu tốc độ loại S,U,H Đối với loại xe cao tốc 233 hai khu vực cần thiết phải dùng loại lốp theo quy định hãng sản xuất đặt 12.3 CÁC GĨC ĐẶT BÁNH XE 12.3.1 Góc nghiêng ngang bánh xe (Góc camber) Góc nghiêng ngang bánh xe (góc camber) góc xác định mặt phẳng ngang xe, tạo thành hình chiếu mặt phẳng đối xứng dọc lốp xe phương thẳng đứng Khi phần bánh xe nghiêng phía ngồi gọi góc “ camber dương”, ngược lại bánh xe nghiêng vào cho ta “camber âm” Trong kiểu xe trước đây, bánh xe thường có camber dương để tăng độ bền trục trước lốp tiếp xúc thẳng góc với mặt đường nhằm ngăn ngừa tượng mịn khơng phần tâm lốp cao phần dìa đường Trong kiểu xe đại hệ Hình 12.7 Góc camber thống treo trục có độ bền cao trước, mặt đường lại phẳng lên bánh xe không cần nghiêng dương nhiều trước Vì góc camber giảm xuống gần đến “không”( số xe không) Trên thực tế bánh xe có camber âm áp dụng phổ biến để tăng tính chạy đường vịng xe a.Camber âm Khi tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bánh xe nghiêng sinh lực theo phương nằm ngang Lực gọi lực đẩy ngang tác động theo chiều vào bánh xe có camber âm, theo chiều ngược lại xe có camber dương Khi xe chạy đường vịng, xe có xu hướng nghiêng phía ngồi lên camber lốp xe trở lên dương hơn, lực đẩy ngang phía giảm xuống lực quay vịng giảm xuống Góc camber âm bánh xe giữ cho xe không bị nghiêng dương chạy vào đường vịng trì lực quay vịng thích hợp Phía Lực đẩy ngang Phía ngồ i Phía ngồ i Lực đẩy Hình 12.8 Camber âm ngang 234 Hình 12.9 Ảnh hưởng góc camber âm b Camber dương - Camber dương có tác dụng sau: - Giảm tải trọng thẳng đứng: có camber dương tải trọng tác dụng theo hướng cam lái nhờ mômen tác dụng lên bánh xe cam lái giảm xuống Hình 12.11: Góc Hình 12.11 Góc Camber dương camber dương Hình 12.10 Góc camber dương - Ngăn ngừa tuột bánh xe khỏi trục - Ngăn ngừa phát sinh camber âm ngồi ý muốn tải trọng: giữ cho phía xe khơng bị nghiêng phía biến dạng phận hệ thống treo bạc lót gây trọng lượng hàng hố hành khách - Giảm lực đánh lái Hình 12.12 Camber c Camber không không Lý để có camber khơng giúp cho lốp xe mịn Lốp xe có camber âm dương làm cho bán kính quay vịng phía phía ngồi khác làm cho lốp xe mịn khơng camber khơng khắc phục điều 12.3.2 Góc nghiêng dọc trụ đứng ( góc caster khoảng caster) Góc caster góc nghiêng phía trước phía sau trụ xoay đứng, xác định góc nghiêng trục xoay đứng đường thẳng đứng nhìn từ cạnh xe Hình 12.13 Góc Caster Khi trục xoay đứng nghiêng phía sau gọi “ caster dương”, ngược lại trục xoay đứng nghiêng phía trước gọi “caster âm” Khoảng cách từ giao điểm đường tâm trục xoay đứng mặt đường đến tâm điểm tiếp xúc lốp xe với mặt đường gọi “khoảng caster” Góc caster có ảnh hưởng đến độ ổn định xe chạy đường thẳng khoảng caster ảnh hưởng đến tính hồi vị bánh xe xe chạy đường vịng 235 Hình 12.15 Giảm lực đánh lái Hình 12.14 Góc kingpin 12.3.3 Góc nghiêng ngang trụđứng (góc kingpin) Trục mà bánh xe xoay phía phải phía trái gọi „trục xoay đứng” Trục xác định cách vạch đường thẳng tưởng tượng qua tâm ổ bi đỡ giảm chấn khớp cầu địn treo Nhìn từ phía trước xe, đường thẳng nghiêng phía trong, góc nghiêng gọi góc nghiêng trục lái-góc kingpin đo độ Khoảng cách L từ giao điểm trục xoay đứng mặt đường đến giao điểm đường tâm bánh xe mặt đường gọi độ lệch kingpin Vai trị góc kingpin - Giảm lực đánh lái Vì bánh xe quay sang phải sang trái với tâm quay trục xoay đứng bán kính quay khoảng lệch, nên khoảng lệch lớn mơmen cản quay lớn lực lái tăng lên Do giảm khoảng lệch để giảm lực lái Có thể áp dụng hai phương pháp để giảm khoảng lệch, hình 12.16 - Giảm lực phản hồi lực kéo lệch sang bên Hình 12.17 Độ chụm 236 Hình 12.16 Giảm lực phản hồi Nếu khoảng lệch lớn, lực dẫn động lực hãm tạo mômen quay quanh trục xoay đứng tỉ lệ với khoảng lệch Mặt khác, tác động lên bánh xe làm cho bánh xe bị dật lại phản hồi Những tượng cải thiện cách giảm khoảng lệch Nếu góc nghiêng trục bên trái bên phải khác xe bị kéo lệch bên có góc nghiêng nhỏ (có khoảng lệch lớn hơn) - Tăng độ ổn định chạy đường thẳng Góc nghiêng trục lái giúp cho bánh xe tự động quay trở lại vị trí đường thẳng sau chạy vòng 12.3.5 Độ chụm bánh xe Độ chụm độ lệch phần trước phần sau bánh xe nhìn từ xuống Góc lệch bánh xe gọi góc chụm Khi phần phía trước bánh xe gần so với phần phía sau gọi “độ chụm”, ngược lại gọi độ chỗi, hình 12.17 Vai trị góc chụm: khử bỏ lực đẩy ngang góc camber tạo góc chụm ngăn ngừa bánh xe mở hai bên có camber dương Tuy nhiên năm gần áp dụng camber âm hiệu hệ thống treo lốp tăng lên nên nhu cầu khử bỏ lực đẩy ngang không Do vậy, mục đích góc chụm chuyển thành đảm bảo độ ổn định chạy đường thẳng 12.3.6 Bán kính quay vịng (góc bánh xe, góc quay vịng) Bán kính quay vịng góc quay bánh xe phía trước bên trái bên phải chạy đường vòng Với góc quay bánh xe bên phải bên trái khác nhau, phù hợp với tâm quay bốn bánh xe độ ổn định xe chạy đường vịng tăng lên Nếu bán kính quay khơng đúng, lốp xe bên ngồi bị trượt bên quay xe cách nhẹ nhàng Điều làm cho lốp xe mịn khơng đều./ 237 TIỆU THAM KHẢO [1] Cơ sở thiết kế ô tô- PGS.TS Nguyễn Khắc Trai, NXB Giao thông vận tải 2006 [2] Bài giảng cấu tạo ô tô- Th.s Trương Tú Phong, Trường ĐHCN Thái Nguyên [3] Bài giảng Kết cấu Tính tốn tơ- Th.s Nguyễn Bá Thiện, Trường ĐHCN Quảng Ninh [4] Giáo Trình Ô tô- V.XKallixki, NXB Công nhân kỹ thuật Hà Nội 1979 [5] Giáo trình Kết cấu tính tốn tơ- Trịnh Chí Thiện, Trường ĐHGT vận tải Hà Nội 1994 [6] Bài giảng cấu tạo ô tô- PGS.TS Nguyễn Khắc Trai, Trường ĐHBK Hà nội 238 MỤC LỤC Chƣơng Khái quát chung ôtô 1.1 Khái niệm phân loại ôtô 1.2 Cấu tạo chung ôtô 3 Bố trí chung ơtơ Chƣơng 2: Tải trọng tác dụng lên cấu chi tiết ô tô………… 2.1 Các trường hợp sinh tải trọng động………………………………………9 2.2 Tải trọng tính tốn dung thiết kế tơ……………………………… 12 Chƣơng Ly hợp 14 3.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 14 3.2 Bộ ly hợp ma sát 15 3.3 Ly hợp thuỷ lực 25 3.4 Ly hợp điện từ 26 3.5 Dẫn động ly hợp 27 3.6 Thiết kế ly hợp 35 Chƣơng 4: Hộp số 54 4.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 54 4.2 Cấu tạo chung hộp số 54 4.3 Hộp số ba trục 60 4.4 Cơ cấu điều khiển hộp số 65 4.5 Cơ cấu bảo hiểm gài số lùi 74 4.6 Thiết kế hộp sô ô tô 75 Chƣơng 5: Hộp số tự động 92 5.1 Khái quát hộp số tự động 92 5.2 Các loại hộp số tự động 92 5.3 Các phận hộp số tự động 93 Chƣơng 6: Hộp phân phối 109 6.1 Khái quát hộp phân phối 109 6.2 Phân loại hộp phân phối 109 6.3 Cấu tạo số hộp phân phối dùng ôtô du lịch 110 6.4 Cấu tạo số hộp phân phối dùng ôtô tải 113 Chƣơng 7: Các đăng 116 7.1 Công dung, phân loại, yêu cầu 116 7.2 Các đăng khác tốc 117 7.3 Các đăng đồng tốc 120 7.4 Khớp nối đàn hồi 124 7.5 Khớp đăng khác tốc 124 7.6 Khớp đăng đồng tốc 129 7.7 Tính số vịng quay nguy hiểm trục đăng 131 Chƣơng 8: Cầu chủ động 134 8.1 Truyền lực 134 8.2 Vi sai 134 8.3 Cấu tạo số vi sai truyền lực 136 239 Chƣơng 9: Hệ thống phanh 143 9.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 143 9.2 Cấu tạo chung hệ thống phanh 143 9.3 Cơ cấu phanh 143 9.4 Phanh dừng 153 9.5 Dẫn động phanh thuỷ lực 156 9.6 Dẫn động thuỷ lực hai dịng có cường hố chân khơng 160 9.7 Dẫn động khí nén 163 9.8 Dẫn động thuỷ khí kết hợp 170 9.9 Dẫn động thuỷ lực có điều hồ lực phanh 172 9.10 Hệ thống phanh có chống hãm cứng bánh xe (ABS) 175 9.11 Cơ sở thiết kế hệ thống phanh 182 Chƣơng 10: Hệ thống treo 185 10.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 185 10.2 Cấu tạo chung 185 10.3 Khái quát chung dao động tính êm dịu chuyển động 185 10.4 Bộ phận đàn hồi 187 10.5 Bộ phận dẫn hướng 193 10.6 Bộ phận giảm chấn 200 Chƣơng 11: Hệ thống lái 205 11.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 205 11.2 Cấu tạo chung hệ thống lái 206 11.3 Tính tốn hệ thống lái 212 11.4 Trợ lực lái 217 Chƣơng 12: Vỏ xe, ca bin, thùng xe, vành, bánh xe…………………… 223 12.1 Vỏ xe 223 12.2 Vành bánh xe 224 12.3 Các góc đặt bánh xe 234 TÀI TIỆU THAM KHẢO 238 MỤC LỤC 239 240 ... 24 - lị xo van 14, 20 - bạc lót 15 - pittông nhỏ 17 - van 18 - ty đẩy pittông nhỏ 21 - cửa xả 22 - vòng hãm 23 - vỏ van xả 25 - vỏ ngăn 26 - lị xo pittơng nhỏ 28 pittơng lớn 29 - ống van 30 -. .. Hình 9 .20 : Cấu tạo xi lanh A - lỗ nạp dầu B - lỗ bù dầu - bàn đạp - đai ốc hãm - ty đẩy - nắp - chắn dầu - van chiều kép - lò xo hồi vị - cốc lò xo - phớt dầu 10 - chắn hình 11 - pittơng 12 - vịng... Hình 9 .28 : Van phân phối dẫn động hai dịng - địn mở - vít chỉnh - chụp cao su - chốt - lăn - cốc ép - nắp - đai ốc - bích chặn 10, 16, 19, 27 - phớt làm kín 11 - bulơng điều chỉnh 12 - lị xo