Đề cương bài giảng môn: Cấu tạo ô tô pot

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

MỤC LỤC

CHƯƠNG I HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 5

1.1 Ly hợp 5

1.1.1.Phân loại ly hợp 5

1.1.2.Yêu cầu đối với ly hợp 5

1.1.3.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát 6

1.1.4.Cơ cấu dẫn động ly hợp 8

1.1.5.Ly hợp dùng 2 đĩa ma sát 11

1.1.6.Các loại ly hợp khác 12

1.2 Hộp số cơ khí 14

1.2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 14

1.2.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số cơ khí 14

1.2.4 Cơ cấu điều khiển hộp số 17

1.2.5 Các cơ cấu an toàn 17

1.2.6 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số phụ và hộp số phân phối 23

1.3 Hộp số tự động 26

1.3.1 Các tay số và tình huống sử dụng các tay số trong hộp số tự động 26

1.3.2 Bộ biến mô 27

1.3.3 Cơ cấu ly hợp khóa biến mô 32

1.3.4 Bộ truyền bánh răng hành tinh 34

1.3.5 Hoạt động của hộp số tự động 43

1.4.6 Hộp số tự động điều khiển bằng thủy lực 49

1.4 CẦU CHỦ ĐỘNG 51

1.4.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 51

1.4.2 Các bộ phận chính của cầu chủ động 52

1.5 Truyền động các đăng 60

1.5.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 60

1.5.2 Cấu tạo trục truyền động các đăng 60

1.5.2 Bán trục 63

CHƯƠNG II HỆ THỐNG PHANH 64

2.1.Tổng quan về hệ thống phanh 64

2.1.1.Phân loại 64

2.1.2.Yêu cầu 64

2.2.Hệ thống phanh dẫn động thủy lực 65

2.2.1.Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc 66

2.2.2.Xilanh phanh chính 67

2.2.3.Xilanh bánh xe 70

2.2.4.Cơ cấu phanh tang trống 71

2.2.5.Cơ cấu phanh đĩa 74

2.2.6.Trợ lực phanh 77

2.2.7.Phanh tay 80

2.2.8.Van điều hòa lực phanh 82

2.2.9.Hệ thống chống bó cứng bánh xe 85

2.2.10 Hệ thống hỗ trợ phanh gấp 92

2.3.Hệ thống phanh dẫn động khí nén 93

2.3.1.Cấu tạo và nguyên lý làm việc 94

2.3.2.Máy nén khí: 95

2.3.3.Bộ điều áp 96

2.3.4.Van bảo vệ bốn dòng 97

2.3.5.Van khí nén 97

2.3.6.Bầu phanh 99

2.3.7.Van xả nước 100

2.3.8.Bình khí 100

2.3.9.Van theo tải trọng 100

CHƯƠNG III HỆ THỐNG TREO 102

A BÁNH XE 102

3.1.1 Lốp có săm và lốp không săm 103

3.1.2 Lốp “Radial” và lốp sợi mành chéo 104

3.1.3 Lốp có sợi mành kim loại 104

3.1.4 Số lượng lớp mành và áp suất hơi lốp 105

3.1.5 Hoa lốp 105

3.1.6 Hình dáng hình học 107

3.1.7 Sự mài mòn lốp xe 107

3.1.8 Kí hiệu lốp theo tiêu chuẩn 108

3.2 Vành bánh xe 112

3.2.1 Kích thước lắp ráp và cấu tạo vành bánh xe 112

3.2.2 Ký hiệu vành bánh xe 114

B HỆ THỐNG TREO 115

3.3 Khái niệm 115

3.3.1 Yêu cầu của hệ thống treo 115

3.3.2 Phân loại hệ thống treo 116

3.4 Khối lượng được treo và khối lượng không được treo 117

3.4.1 Sự dao động của khối lượng được treo 117

3.4.2 Sự dao động của khối lượng không được treo 118

3.5 Các bộ phận chính của hệ thống treo 118

3.5.1 Bộ phận đàn hồi 118

3.5.2 Bộ giảm chấn 124

3.5.3 Thanh ổn định 127

3.5.4 Bộ phận dẫn hướng 128

3.6 Các dạng hệ thống treo thường gặp 129

3.6.1 Hệ thống treo phụ thuộc 129

3.6.2 Hệ thống treo độc lập 133

3.7 EMS và hệ thống treo khí: 135

3.7.1 Đặc tính 135

3.7.2 Cấu tạo chung 137

CHƯƠNG IV: HỆ THỐNG LÁI 138

4.1 Các dạng bố trí bánh xe dẫn hướng 138

4.1.1 Khái quát chung 139

4.1.2 Góc nghiêng ngang của bánh xe 139

4.1.3 Góc nghiêng dọc của trụ đứng 142

4.1.4 Góc nghiêng ngang của trụ đứng 142

4.1.5 Độ chụm bánh xe 144

4.1.6 Bán kính quay vòng 144

B HỆ THỐNG LÁI 144

4.2 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống lái 144

4.2.1 Sự quay vòng của bánh xe và các trạng thái quay vòng của nó 145

4.2.2 Phân loại hệ thống lái 147

4.2.3 Các yêu cầu cơ bản của hệ thống lái 148

4.3 Dẫn động lái 148

4.3.1 Quan hệ hình học của Ackerman 148

4.3.2 Dẫn động lái ở hệ thống treo độc lập với cơ cấu lái dạng đòn quay 151

4.3.3 Dẫn động lái ở hệ thống treo độc lập với cơ cấu lái dạng bánh răng, thanh răng 152

4.3.4 Cấu tạo các khớp, đòn, giảm chấn của dẫn động lái 153

4.4 Cơ cấu lái 155

4.4.1 Cơ cấu lái trục vít – thanh răng 155

4.4.2 Cơ cấu lái trục vít – con lăn 157

4.4.3 Cơ cấu lái loại bi tuần hoàn 158

4.5 Vành tay lái và trục lái 159

4.6 Trợ lực của hệ thống lái 160

4.6.1 Cấu tạo hệ thống bơm thủy lực 160

4.6.2 Hộp cơ cấu lái có trợ lực lái 163

4.6.3 Trợ lái phi tuyến tính mới 166

4.6.4 EPS 167

4.7 Hệ thống lái tất cả các bánh xe 169

4.7.1 Hoạt động của bộ vi sai 169

4.7.2 Phân loại hệ thống 4WD 170

4.7.3 Ưu nhược điểm của hệ thống 4WD 171

CHƯƠNG V: THÂN VỎ XE 173

5.1 Kiểu thân xe 173

5.2 Cấu tạo cơ bản của thân xe 174

5.3 Sơn xe 175

5.4 Kính xe 175

5.5 Các bộ phận khác của thân xe 177

5.5.1 Ghế 177

5.5.2 Đai an toàn 177

5.5.3 Khoá cửa 178

CHƯƠNG I HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 1.1 Ly hợp

Ly hợp nằm ở giữa động cơ và hộp số có nhiệm vụ truyền và cắt mômen từ trụckhuỷu động cơ tới hệ thống truyền lực Đồng thời ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu antoàn nhằm tránh quá tải cho hệ thống truyền lực và động cơ khi chịu quá tải lớn Ly hợp

có khả năng dập tắt hiện tượng cộng hưởng trong truyền động nhằm nâng cao chất lượngtruyền lực

1.1.2 Yêu cầu đối với ly hợp

- Phải nối hộp số và động cơ một cách êm dịu

- Đóng ngắt nhanh và chính xác, đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền lực khi

quá tải

- Ở trạng thái đóng ly hợp phải truyền hết được mômen quay lớn nhất của động

cơ mà không bị trượt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào

- Ly hợp điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.

- Kết cấu ly hợp đơn giản, dễ điều chỉnh, chăm sóc, các bề mặt ma sát thoátnhiệt tốt, có tuổi thọ cao

1.1.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát.

a) Cấu tạo.

Cấu tạo của ly hợp masát có thể chia làm hai phần:Phần chủ động, phần bị động

và cơ cấu dẫn động

- Phần chủ động gồm

bề mặt bánh đà vànắp ly hợp Nắp lyhợp bắt với bánh đàbằng bulông

- Phần bị động gồmtrục bị động và đĩa

ma sát Đĩa ma sátđặt giữa bánh đà vàđĩa ép, được lắp với trục bằng then hoa

- Cơ cấu dẫn động ly hợp gồm đòn mở, vòng bi tỳ, càng mở, bàn đạp ly hợp và

bộ dẫn động cơ khí hay thủy lực

 Nắp ly hợp

Nắp ly hợp dùng để nối và ngắt công suất

động cơ, nó phải được cân bằng động tốt và thoát

nhiệt tốt trong khi nối ly hợp Lò xo được lắp

trong nắp ly hợp đẩy đĩa ép vào đĩa ma sát, các lò

xo này có thể là lò xo trụ hoặc lò xo màng

Kiểu lò xo màng được làm bằng lá thép lò

xo được tán bằng đinh tán hoặc bằng bu lông bắt

chặt vào nắp ly hợp Phần phía trong có các rãnh

dài xẻ hướng tâm và được kết thúc bằng các lỗ

tròn tạo điều kiện cho lò xo có khả năng biến dạng

tốt Đầu trong của lò xo được mài lõm tạo nên

rãnh tròn nhằm giảm diện tích tiếp xúc với bi tỳ

và tạo điều kiện kiểm tra độ mòn của mép trong lò xo sau một thời gian làm việc nhấtđịnh Ở trạng thái tự do lò xo có dạng hình nón, ở trạng thái lắp lò xo đã bị biến dạng đểgây nên lực ép

12345

67

89

1011

2

13

56

Hình 1.3 Cấu tạo đĩa ma

Kiểu lò xo trụ được lắp ở giữa đĩa ép và nắp ly hợp nó được bố trí theo đường tròn.

Lò xo trụ được định vị trong vỏ ly hợp và được liên kết với đòn bẩy được gắn với cần mở

ly hợp

Ngày nay trên ôtô du lịch người ta sử dụng loại lò xo màng là chủ yếu vì những ưuđiểm của nó: Lực cần ấn vào bàn đạp ly hợp nhỏ hơn so với cơ cấu ly hợp sử dụng lò xotrụ, khả năng truyền công suất của ly hợp kiểu lò xo màng không bị giảm cho tới giới hạnmòn của đĩa, kết cấu đơn giản

Đĩa ép làm bằng gang có khả năng dẫn nhiệt tốt, mặt tiếp giáp với đĩa ma sát được

gia công nhẵn, mặt đối diện có các gờ lồi, một số gờ tạo nên các điểm tựa cho lò xo ép,một số tạo nên các điểm truyền mômen xoắn giữa vỏ và đĩa ép

 Đĩa ma sát.

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

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

Mặt ma sát được làm bằng vật liệu chịu mài mòn và có hệ số ma sát ổn định, được

tán vào xương đĩa nhờ 2 hàng đinh tán đồng tâm Trên bề mặt tấm ma sát có xẻ rãnhhướng tâm và vòng tròn nhằm tăng khả năng tiếp xúc, tạo nên các rãnh thoát bẩn, thoátnhiệt ra ngoài

Xương đĩa được làm bằng thép

đàn hồi, được uốn vênh lượn sóng tạo

điều kiện có thể biến dạng nhỏ dọc trục

khi làm việc Nhờ có kết cấu như vậy

xương đĩa có khả năng đàn hồi dọc trục

và theo chiều xoắn nên có thể làm êm

quá trình đóng mở ly hợp

Moayơ nằm trực tiếp trên xương

của đĩa ma sát, có then hoa di trượt trên

trục bị động, phần ngoài của moayơ có

dạng hoa thị, trên các phần trống có chỗ

để lắp lò xo trụ giảm chấn Ôm ngoài là

2 vành thép lá được tán trên xương đĩa

nhờ đinh tán nhưng cho phép nó dịch

chuyển nhỏ đối với moayơ Giữa các vành thép và moayơ có các tấm ma sát bị ép chặtnhờ đinh tán Trên các vành thép có các ô cửa sổ nhỏ lồng vào đó là các lò xo hoặc cao su

giảm chấn Một đầu của lò xo hoặc cao su giảm chấn tỳ vào moayơ đầu kia tỳ vào ô cửa

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

b) Nguyên lý hoạt động của ly hợp.

Trạng thái đóng: là trạng thái làm việc

thường xuyên của ly hợp Dưới tác dụng của

lò xo ép: đĩa ép, đĩa ma sát và bánh đà của

động cơ bị ép sát vào nhau Khi đó bánh đà,

đĩa ma sát, đĩa ép, lò xo ép và vỏ ly hợp quay

thành một khối Mômen xoắn của động cơ

được truyền từ bánh đà qua các bề mặt ma sát

đến trục của ly hợp Ly hợp thực hiện chức

năng truyền mômen từ động cơ đến trục sơ cấp

của hộp số

Trạng thái mở: là trạng thái làm việc

không thường xuyên của ly hợp Khi người lái

xe tác động lên cơ cấu mở ly hợp vòng bi tỳ sẽ nén lò xo ép lại làm cho đĩa ép di chuyểnngược chiều nén của lò xo, các mặt ma sát của đĩa ma sát với bánh đà và đĩa ép được tách

ra Phần chủ động của ly hợp (nắp ly hợp) quay theo động cơ nhưng do lực ép không tácdụng lên đĩa ép nữa bởi vậy không tạo nên ma sát để truyền mômen xoắn từ động cơ đếntrục của ly hợp

1.1.4 Cơ cấu dẫn động ly hợp.

Có nhiệm vụ truyền lực của người lái từ bàn đạp ly hợp đến các đòn mở để thựchiện việc đóng mở ly hợp Cơ cấu dẫn động ly hợp được chia ra làm 2 loại chính: Dẫnđộng bằng cơ khí và dẫn động bằng thủy lực

a) Cơ cấu dẫn động bằng cơ khí.

Cơ cấu dẫn động ly hợp kiểu cơ khí là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng

các thanh đòn, khớp nối, được lắp đặt theo nguyên lý đòn bẩy, loại dẫn động điều khiển

ly hợp đơn thuần này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao.Nhược điểm cơ bản của kiểu dẫn động này là yêu cầu lực tác động của người lái lớn khitác động lên bàn đạp ly hợp, nhất là đối với loại xe ôtô hạng nặng

b) Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực.

Hình 1.4 Hoạt động của ly hợp

a Trạng thái đóng b Trạng thái mở.

Cơ cấu dẫn động ly hợp dẫn động bằng thủy lực được dùng khi vị trí của ly hợp

không thuận tiện cho việc dùng cáp hay thanh truyền hoặc ở những động cơ có tính năng

kỹ thuật cao Ưu điểm là việc bố trí của các chi tiết trong hệ thống khá linh hoạt, việc cắt

ly hợp êm dịu hơn tuy nhiên lực dẫn động mở ly hợp cũng không được lớn lắm, áp dụngcho các xe du lịch và xe tải nhỏ

 Sơ đồ cấu tạo chung được trình bày trên hình vẽ:

 Bàn đạp ly hợp.

Bàn đạp ly hợp: tạo áp suất thủy lực trong xy lanh chính bằng lực ấn vào bàn đạp,

áp suất này sẽ tác dụng lên xy lanh cắt ly hợp để đóng, ngắt ly hợp

1

ab

23

45

6

 Xy lanh chính của ly hợp.

Xy lanh chính của ly hợp làm nhiệm vụ tạo áp suất thủy lực cho xy lanh cắt ly hợp

điều khiển quá trình đóng mở ly hợp Cấu tạo của xy lanh chính được trình bày trên hình

vẽ bao gồm các chi tiết:

Vỏ xy lanh chính của ly hợp được chế tạo bằng gang có mặt bích và lỗ khoan để bắttrên giá đỡ Xy lanh dài đường kính nhỏ tạo điều kiện nhanh chóng tăng áp lực dầu khiđạp bàn đạp ly hợp Hoạt động của xy lanh chính ly hợp:

Khi ấn bàn đạp: Piston dưới tác dụng của cần đẩy dịch chuyển về bên trái, dầu

trong xy lanh chính qua van nạp chảy đến bình chứa đồng thời chạy đến xy lanh cắt lyhợp Khi piston tiếp tục dịch chuyển về bên trái thanh nối sẽ tách ra khỏi bộ phận hãm lò

xo van nạp bị đóng lại Do đó hình thành áp suất tại buồng A và áp suất này truyền đến

xy lanh cắt ly hợp

Khi nhả bàn đạp: Khi nhả bàn đạp ly hợp lò xo nén đẩy về bên phải áp suất giảm

xuống, khi piston trở về hoàn toàn bộ phận hãm lò xo đẩy thanh nối về bên phải Như vậyvan nạp được mở nối bình A với bình B

 Xy lanh cắt ly hợp.

Xy lanh cắt ly hợp tiếp nhận áp suất thủy lực từ xy lanh chính, điều khiển càng cắt

ly hợp thông qua cần đẩy Xy lanh cắt ly hợp có 2 loại: loại tự động điều chỉnh khe hởkhi đĩa ma sát mòn, loại phải điều chỉnh bằng tay

Loại tự động điều chỉnh: lò xo bên trong xy lanh luân ép cần đẩy vào càng cắt ly

hợp giữ cho hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không đổi

5

6

BuồngB

BuồngA

Van nạp

Lò xo côn

Loại có thể điều chỉnh được: ta trực tiếp điều chỉnh độ dài của cần đẩy và càng cắt

ly hợp để đảm bảo hành trình tự do của bàn đạp khi đĩa ma sát bị mòn trong quá trìnhhoạt động

1.1.5 Ly hợp dùng 2 đĩa ma sát.

Khi cần 1 ly hợp làm việc với công suất lớn hơn nhưng không gian làm việc bị giớihạn không thể chế tạo được 1 ly hợp lớn hơn khi đó người ta dùng ly hợp có 2 đĩa ma sát,chúng thường được dùng trên xe tải nặng và trung bình Dùng đĩa ma sát thứ 2 nhằmtăng diện tích ma sát tiếp xúc vì vậy khả năng tải mômen lớn hơn, khi ăn khớp mỗi đĩa

ma sát truyền một nửa mômen từ bánh đà đến trục ly hợp Nhược điểm của ly hợp dùng 2đĩa ma sát là mở kém dứt khoát, và có kết cấu phức tạp

Ở trạng thái đóng: dưới sự tác dụng của các lò xo ép, các đĩa ép ép chặt đĩa ma sát

với bánh đà, mômen xoắn sẽ được truyền từ trục khuỷu qua bánh đà tới đĩa ma sát quatrục sơ cấp hộp số đến cầu chủ động

Ở trạng thái mở: khi người lái tác động vào bàn đạp ly hợp thông qua cơ cấu dẫn

động, đòn mở kéo đĩa ép sau dịch chuyển về phía sau, đồng thời các lò xo tách đẩy đĩa éptrước về phía sau Hai đĩa ma sát được tách khỏi bề mặt của bánh đà và các đĩa ép.Đường truyền công suất từ động cơ đến trục ly hợp bị cắt

1.1.6 Các loại ly hợp khác.

a) Ly hợp điện từ

Ly hợp điện từ không những được bố trí trên ôtô mà còn được sử dụng trong nhiều

lĩnh vực khác Ưu điểm của loại này là truyền động êm, cho phép trượt lâu dài mà khôngảnh hưởng tới hao mòn các chi tiết của ly hợp

 Cấu tạo của ly hợp điện từ.

Hình 1.9.Ly hợp điện từ

 Nguyên lý hoạt động.

Nguyên lý hoạt động ly hợp điện từ dựa vào lực điện từ tương tác giữa phần chủđộng và bị động nhờ nam châm điện do cuộn dây sinh ra

Trạng thái đóng ly hợp: Lúc này cuộn dây 3 được cấp dòng điện một chiều và nó

trở thành nam châm điện Điện trường của nam châm sẽ khép kín mạch, từ các cuộn dâyqua bộ phân cố định 2, phần chủ chủ động 1, phần bị động 4 theo chiều mũi tên như hình

vẽ Khi này dưới sự tương tác của lực điện từ phần chủ động 1 sẽ kéo phần bị động 4quay theo mômen được truyền từ trục động cơ sang trục ly hợp

A

Trạng thái mở ly hợp: Khi cần mở ly hợp người ta ngắt dòng điện cấp cho cuộn

dây, lúc này lực điện từ sẽ mất, các chi tiết được quay tự do, ngắt đường truyền mômen

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

- Khi đóng ly hợp rất êm dịu

 Cấu tạo của ly hợp thủy lực.

Cấu tạo của ly hợp thủy lực được trình bày trênhình vẽ bao gồm:

Bánh bơm được hàn chặt với vỏ ly hợp và được bắt chặt với trục khuỷu động cơ

(quay cùng với trục khuỷu) Nó có tác dụng quạt dòng chất lỏng sang bánh tuabin thôngqua đó truyền mômen

Bánh tuabin được đặt trong vỏ ly hợp có thể quay tự do, được nối với trục sơ cấp

hộp số bằng khớp nối then hoa, nó chịu sự tác động của dòng chất lỏng từ bánh bơmtruyền sang, khi đó nó sẽ quay và truyền chuyển động cho trục sơ cấp hộp số

 Hoạt động của ly hợp thủy lực.

Khi trục khuỷu quay, thông qua vỏ ly hợp bánh bơm quay theo, theo nguyên tắc lytâm dầu chứa trong ly hợp được bánh bơm quạt đi từ phía trong ra phía ngoài sang tácđộng vào các cánh của bánh tuabin làm cho bánh tuabin quay theo cùng chiều Dòng

chất lỏng sau khi sang bánh tuabin sẽ đi vào phía tâm của bánh rồi trở về bánh bơm.

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

1.2 Hộp số cơ khí.

1.2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu.

a) Công dụng.

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

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

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

b) Phân loại hộp số cơ khí.

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

- Phân loại theo hình dáng kết cấu: loại hộp số ngang, hộp số dọc

- Phân loại theo số lượng trục: loại có 2 trục, loại có 3 trục

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

c) Yêu cầu của hộp số cơ khí.

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

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

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

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

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

1.2.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số cơ khí.

a) Cấu tạo.

Hộp số cơ khí bao gồm: Vỏ hộp số, trục sơ cấp, trục thứ cấp, trục trung gian, trụcbánh răng số lùi, các bánh răng và cơ cấu sang số Đa số hộp số cơ khí sử dụng bốn hoặcnăm số tiến và một số lùi Sơ đồ cấu tạo của một hộp số cơ khí được trình bày trên hìnhvẽ:

Trục chủ động của hộp số là trục bị động của ly hợp, được đúc liền với bánh răng

chủ động, nó được gối trên 2 ổ bi một đặt trong lòng bánh đà, một đặt trên vỏ hộp số.Trên trục chủ động có lỗ để đặt ổ bi cho trục bị động

Trục bị động của hộp số được đặt trên ổ bi kim gối trong bánh răng chủ động và ổ

bi cầu đặt trên vách ngăn Các bánh răng số được lắp lồng không trên trục nhờ các ổ bikim Tâm của trục bị động thẳng hàng với tâm trục chủ động

Trục trung gian gồm các bánh răng có đường kính khác nhau, được chế tạo thành

1 khối và bắt trặt trên trục Khối bánh răng được lắp trên các vòng bi đũa hoặc đúc liềnvới trục, trục trung gian được đặt trên các ổ bi gối trên vỏ hộp số

Trục số lùi được lắp cố định trên vỏ hộp số, có bánh răng được lắp trên trục nhờ ổ

6

b) Nguyên lý hoạt động của hộp số 4 cấp tốc độ.

Nguyên lý hoạt động

Số 0: Bánh răng số lùi Z2 và các bộ đồng tốc và bánh răng số lùi được giữ ở ví trí ở

vị trí số trung gian, mômen xoắn được truyền từ trục khuỷu động cơ đến bánh răng Z1

đến bánh răng Z2 làm trục trục sơ cấp quay

tự do

Số 1: Bộ đồng tốc bánh răng số 1 và

số 2 được dịch chuyển sang bên phải làm

ăn khớp bánh răng Z3 và Z4 Các bộ đồngtốc khác và bánh răng số lùi ở vị trí trunggian đường truyền công suất được thể hiệntrên hình vẽ

Số 2: Bộ đồng tốc bánh răng số 1 và

số 2 được dịch chuyển sang bên trái làm

ăn khớp bánh răng Z5 và Z6 Các bộ đồngtốc khác và bánh răng số lùi ở vị trí trunggian đường truyền công suất được thể hiệntrên hình vẽ

Số 3: Bộ đồng tốc bánh răng số 3 và

số 4 được dịch chuyển sang bên phải làm

78

Hình 2.3 Sơ đồ đi số của hộp số 4

cấp tốc độ.

ăn khớp bánh răng Z7 và Z8 Các bộ đồng tốc khác và bánh răng số lùi ở vị trí trung gianđường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ.

Số 4: Bộ đồng tốc bánh răng số 3 và số 4 được dịch chuyển sang bên trái làm ăn

khớp bánh răng Z1 và Z2 Các bộ đồng tốc khác và bánh răng số lùi ở vị trí trung gianđường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ

Số lùi: Bộ đồng tốc dịch chuyển làm ăn khớp bánh răng Z10 và Z7 Các bộ đồng tốckhác được giữ ở vị trí trung gian, đường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ

1.2.4 Cơ cấu điều khiển hộp số.

Cơ cấu điều khiển hộp số có thể chia ra làm 2 dạng: điều khiển trực tiếp và điềukhiển thông qua các đòn nối

Dạng điều khiển trực tiếp: dạng điều khiển này có đầu dưới của cần số đặt trực

tiếp vào cửa sổ trong nắp hộp số, cần số trực tiếp kéo thanh trượt di chuyển, thanh trượt

di chuyển mang theo nạng gài số thực hiện quá trình chuyển số

Dạng điều khiển từ xa: loại này liên kết cần số với hộp số bằng dây cáp hoặc các

thanh nối

Cơ cấu điều khiển hộp số bao gồm các chi tiết: cần số, cần chọn và chuyển số, nạnggài số, thanh trượt Trong cơ cấu này người ta bố trí các cơ cấu an toàn: cơ cấu tránh cài

số kép, cơ cấu tránh gài nhầm số lùi, cơ cấu khóa chuyển số, cơ cấu khóa số lùi

1.2.5 Các cơ cấu an toàn.

a) Đồng tốc.

Bộ đồng tốc làm đồng đều tốc độ các bánh răng khi vào số, tránh sự va chạm giữacác bánh răng làm cho quá trình vào số trở nên êm dịu Người ta gọi là “cơ cấu đồng tốc”

vì hai bánh răng có tốc độ quay khác nhau được làm đồng tốc trong khi chuyển số Ưuđiểm của bộ đồng tốc:

- Khi chuyển số có thể truyền công suất ngay

- Làm cho quá trình chuyển số êm dịu hơn và không làm hỏng các bánh răng

 Cấu tạo của bộ đồng tốc.

Các bánh răng số sử dụng bộ đồng tốc có thêm vành răng phụ và bề mặt côn Vòng đồng tốc được làm bằng hợp kim đồng có khả năng chịu mài mòn và truyền

nhiệt cao có bề mặt ma sát trong dạng côn, bền mặt ngoài là vành răng có cùng kíchthước với vành răng phụ của bánh răng số và răng trong của ống trượt đồng tốc

Moayơ đồng tốc ăn khớp then hoa với trục, có vành răng ngoài luân ăn khớp với

răng trong của ống trượt, trên moayơ đồng tốc có 3 rãnh lõm chứa các khóa hãm Cáckhóa hãm ở trạng thái luân bị đẩy ra nhờ 2 vòng lò xo khóa

Ống trượt đồng tốc có vành răng trong và rãnh tròn ngoài tựa vào nạng gạt, để có

thể truyền được lực đẩy giữa ống trượt và moayơ đồng tốc bề mặt răng trong của ốngtrượt bi khoét lõm

3

124

 Nguyên lý làm việc

Khi chưa gài số: Nhờ lực đẩy của lò xo khóa tác dụng vào các khóa hãm giữ cho

ống trượt luân nằm ở vị trí trung gian, trục chủ động quay với tốc độ của động cơ mangtheo moayơ đồng tốc và ống trượt Mỗi bánh răng số được vào khớp với bánh răng bịđộng tương ứng và quay theo tốc độ của trục bị động

Khi bắt đầu quá trình đồng tốc: Dưới tác dụng của cần chuyển số, ống trượt di

chuyển mang theo khóa hãm, đồng thời đẩy vành ma sát ép vào bề mặt côn của bánh răng

số Do lực ma sát được sinh ra giữa 2 mặt côn nên xuất hiện sự san đều tốc độ giữa trục

và bánh răng số

Hình 2.6 Bắt đầu quá trình đồng tốc

Kết thúc quá trình đồng tốc: Quá trình đồng tốc kết thúc khi tốc độ của bánh răng

số với tốc độ của ống trượt gài số bằng nhau Khi tốc độ của ống trượt gài số và bánh

răng số trở nên bằng nhau, vòng đồng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều quay này làm chocác rãnh then của ống trượt gài số ăn khớp với các rãnh then của vòng đồng tốc.

Kết thúc việc chuyển số: Sau khi then của ống trượt gài số ăn khớp với rãnh then

của vòng đồng tốc, ống trượt tiếp tục dịch chuyển và ăn khớp với rãnh then của bánh răng

số Khi đó việc chuyển số sẽ kết thúc

Hình 2.7 Kết thúc quá trình đồng tốc

Ngoài bộ đồng tốc có khóa hãm người ta còn sử dụng các loại đồng tốc khác như:

Cơ cấu đồng tốc kiểu có 3 hoặc 2 mặt côn kiểu này với ưu điểm tạo ra 3 hoặc 2

mặt côn ma sát do đó khả năng triệt tiêu độ chênh lệch tốc độ quay giữa các bánh răng sẽlớn và quá trình đồng tốc sẽ diễn ra êm hơn

Cơ cấu đồng tốc kiểu không có khóa có lò xo khóa đóng vai trò của khóa chuyển

số Ở loại này ống trượt có 3 phần nhô ra được soi bên trong ống moayơ để đẩy lò xokhóa trong quá trình đồng tốc Xung quanh moayơ đồng tốc có 3 vấu để hãm chặt vòngđồng tốc và lò xo khóa Lò xo khóa có bốn vấu, một vấu để hãm chặt bản thân lò xo, còn

3 vấu kia giữ các khóa chuyển số Vòng đồng tốc có 3 rãnh để gài các vấu của lò xo khóatại 3 điểm dọc theo chu vi của vòng, một đoạn của rãnh soi này được vát mép

b) Cơ cấu định vị thanh trượt.

Hình 2.8 Cơ cấu đồng tốc kiểu

Cơ cấu định vị thanh trượt có tác dụng giữ cho thanh trượt ở một vị trí nhất định

sau khi đã chuyển số Cơ cấu này không những ngăn cho hộp số không bị nhảy số mà còngiúp cho người lái có cảm giác tay khi vào số

Cấu tạo ở trên mỗi thanh trượt có 3 rãnh soi, lò xo có tác dụng đẩy các viên bi khóavào rãnh sau khi đã chuyển số Nếu không có cơ cấu này hoặc cơ cấu này bị hỏng: lò xoyếu hoặc rãnh thanh trượt bị mòn nhiều sẽ gây nên hiên tượng nhảy số, thường là về sốkhông

c) Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi.

Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi bắt người lái phải chuyển về vị trí số 0 trước khi cài

vào số lùi để đảm bảo sự an toàn trong quá trình chuyển động của xe

 Hoạt động của cơ cấu:

Khi chọn số: khi dịch chuyển cần số đến vị trí số 5 và số lùi cần chọn và chuyển số

bên trong sẽ dịch chuyển theo chiều số 5/số lùi làm quay chốt chặn số lùi theo chiều A

A

Đến gài số 5/lùi

2

3

B

C1

Hình 2.9 Cơ cấu khóa thanh trượt

Rãnh soi

Lò xo hãm.

Bi hãm Thanh trượt

1

2

3

4

Hình 2.10 Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi.

1 Lò xo phản hồi 2 Cần chọn và chuyển số bên trong 3 Chốt chặn.

Khi chuyển sang số 5: khi đã chuyển số vào số 5 cần chọn và chuyển số bên trong

quay theo chiều B Lúc ấy chốt chặn số lùi được trả về vị trí cũ nhờ lò xo phản hồi

Khi cố trực tiếp chuyển từ số 5 sang số lùi (quay theo chiều mũi tên C) cần chọn

và chuyển số bên trong sẽ bị chốt chặn số lùi chặn ngăn không cho trực tiếp chuyển từ số

5 sang số lùi

Khi muốn vào số lùi: Chuyển vị trí của cần chọn và chuyển số vào vị trí số 0 giữa

số 3 và số 4 Dịch chuyển vào số 5 và số lùi cần chọn và chuyển số bên trong tác độngvào chốt chặn số lùi làm quay theo chiều như hình vẽ Ở vị trí này muốn chuyển sang sốlùi cần chọn và chuyển số bên trong quay theo chiều mũi tên D chốt chặn số lùi khônggây cản trở gì cho việc chuyển số

Hình 2.11 Khi gài số lùi.

 Cơ cấu khóa thanh trượt (cơ cấu tránh gài 2 số cùng một lúc)

Cơ cấu khóa thanh trượt có tác dụng giữ các thanh trượt khác khi kéo một thanh

trượt để gài một số nào đó để tránh khả năng gài 2 số cùng một lúc Cơ cấu khóa hãm códạng kết cấu kiểu bi, lò xo (cốc ép) hay chốt khóa Cấu tạo của cơ cấu khóa thanh trượt

có dạng chốt khóa được mô tả trên hình vẽ bao gồm:

Quá trình hoạt động của cơ cấu: Ứng với thanh trượt 2 đang đi gài một số nhất định nào đó

thanh trượt 4 bị chốt 1 hãm chặt, muốn đổi số khác trước hết phải đưa thanh trượt 2 về vị

Đến số5/lùi

trí trung gian (vị trí sô 0) Ở vị trí này rãnh hõm trên thanh trượt 2 sẽ đối diện với chốt 1sau đó kéo thanh trượt 4 để cài số khác lúc này chốt một chạy sang khóa thanh trượt 2 lại.

 Cơ cấu khóa số lùi.

Cơ cấu khóa số lùi cũng có một rãnh ở mặt trên của thanh trượt số lùi, một lò xo

đẩy viên bi vào rãnh này Khi hộp số không cài số lùi rãnh này ngăn không cho bánh răngchung gian số lùi dịch chuyển Khi cài vào số lùi cơ cấu này báo cho người lái biết bánhrăng đã ăn khớp hoàn toàn chưa

1.2.6 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số phụ và hộp số phân phối.

Hộp số phụ và hộp số phân phối được sử dụng trên xe có tính năng dẫn động cao có

từ 2 cầu chủ động trở lên, chúng có nhiệm vụ tăng thêm mômen của động cơ truyền đếncác cầu xe và phân phối mômen của động cơ đến các cầu chủ động

Hình 2.14 Sơ đồ bố trí trên xe nhiều cầu chủ động.

1 Động cơ 2 Cầu trước 3 Hộp số phân phối 4 Cầu sau.

Hình 2.13 Cơ cấu khóa số lùi.

5

 Cấu tạo hộp số phụ.

Hình 2.15 Sơ đồ cấu tạo hộp số phụ 3 cấp.

1,2 Bánh răng di động 3, 4, 10 Bánh răng trên trục trung gian

5 Vành răng trong của bánh răng (6) 6 Bánh răng liền với trục sơ cấp.

7 Trục sơ cấp của hộp số phụ 8 Trục thứ cấp của hộp số phụ.

9 Trục trung gian.

- Bánh răng 6 liền với trục sơ cấp 7 Trục sơ cấp nối với các đăng trung gianbằng mặt bích của khớp các đăng Các bánh răng 3, 4, 10 lắp trên trục trunggian Các bánh răng này được đúc thành liền một khối và quay tự do trên trục

- Bánh răng di động 1 và 2 lắp trên trục thứ cấp và trượt trên trục bằng các rãnhthen hoa Trục thứ cấp 8 nối với các đăng truyền động ra cầu chủ động sau

 Nguyên lý hoạt động.

Khi gài số truyền thẳng (tức là truyền thẳng mômen quay từ hộp số chính đến cầu

chủ động) thì gạt bánh răng 1 ăn khớp với vành răng 5 Khi đó mômen sẽ được truyền từ

trục sơ cấp 7  bánh răng 6  vành bánh răng 5  bánh răng di động 1  trục thứ cấpcủa hộp số 8  cầu chủ động.

Khi đi số tăng thì gạt bánh răng 1 về phía sau để ăn khớp với bánh răng 4 Khi đó

mômen sẽ được truyền từ trục sơ cấp 7  bánh răng 6  bánh răng 10  trục trung gian

9  bánh răng 4  bánh răng di động 1  trục thứ cấp của hộp số 8  cầu chủ động

Khi đi số giảm thì ta gạt bánh răng 2 ăn khớp với bánh răng 3 Khi đó mômen sẽ

được truyền từ trục sơ cấp 7  bánh răng 6  bánh răng 10  trục trung gian 9  bánhrăng 3  bánh răng di động 2  trục thứ của hộp số 8  cầu chủ động

b) Hộp số phân phối.

Hộp số phân phối chỉ dùng trên xe nhiều cầu chủ động, dùng để phân phối mômen

từ động cơ ra các cầu xe Trong số phân phối có thể bố trí thêm một số truyền nhằm tănglực kéo cho bánh xe khi cần thiết Hộp số phân phối có thể đặt liền ngay sau hộp số chínhhoặc tách rời riêng biệt sau hộp số chính Trong trường hợp tách rời chúng nối với nhaubằng trục các đăng

- Hộp số phân phối có thể được phân loại như sau:

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

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

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

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

 Cấu tạo hộp số phân phối.

  Nguyên lý hoạt động.

Khi ở số 0: Các bộ đồng tốc ở vị trí trung gian, mômen xoắn không được truyền

đến các cầu chủ động

Khi gài số truyền thẳng: Bộ đồng tốc số 1 dịch chuyển về bên trái, bộ đồng tốc số

2 dịch chuyển về bên phải Thông qua các cặp bánh răng ăn khớp mômen xoắn từ hộp sốchính được truyền đến các cầu chủ động Đường truyền công suất được thể hiện trên hìnhvẽ

Khi gài số truyền tăng: Cả 2 bộ đồng tốc dịch chuyển về bên trái, nhờ sự ăn khớp

của các bánh răng mômen từ hộp số chính được truyền đến các cầu chủ động Đườngtruyền công suất được thể hiện trên hình vẽ

So với hộp số thường hộp số tự động có các ưu điểm sau:

- Nó giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ thao tác cắt ly hợp và thườngxuyên phải chuyển số

- Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái

do vậy lái xe không cần thiết phải thành thạo các kỹ thuật lái xe khó khăn vàphức tạp như vận hành ly hợp

34

- Tránh cho động cơ và hệ thống dẫn động bị quá tải do nó nối chúng bằng thủylực (qua biến mô).

1.3.1 Các tay số và tình huống sử dụng các tay số trong hộp số tự động.

Tuân theo quy luật chung, cụm tay số của các xe có hộp số tự động có thể được bốtrí ở cạnh vành tay lái (loại này còn gọi là số tay) hoặc bố trí trên sàn xe, giữa ghế lái xe

và ghế phụ (loại này còn gọi là số sàn) Số lượng vị trí cần chọn số tùy thuộc vào cấu trúccủa hộp số tự động, thông thường trên xe có 4 số tiến và 1 số lùi

Số “P”: số đỗ xe tại chỗ Tay số này sử dụng khi dừng xe không lâu bên lề đường

hoặc chờ khách mà máy vẫn nổ

Số “R”: số lùi Tay số này dùng khi xe cần lùi.

Số “N”: số không (hay số MO) Tay số này sử dụng khi dừng xe lâu, khi xe nghỉ

hoạt động

Số “D”: tay số tiến cơ bản Tay số này sử dụng để khởi hành xe và trong mọi

trường hợp chạy tiến, trừ các trường hợp muốn lợi dụng công suất động cơ để phanhghìm tốc độ xe như: xuống dốc, chạy đường núi, kéo móc, chạy trên đường trơn lầy, chạytrên cát, trên tuyết Ở tay số này xe có khả năng làm việc ở tất cả mọi số tiến từ 1, 2, 3, D,O/D

Số “3”: tay số với 3 cấp số tiến cơ bản (chỉ có ở một số ít xe) Tay số này sử dụng

như số “D” nhưng không có hiệu lực điều khiển O/D

Số “2” (ở đa số các xe) hoặc số S (ở một số ít xe): số ngưỡng chạy tiến Tay số chỉ

được phép sử dụng ở một vùng tốc độ nhất định, khi muốn lợi dụng động cơ để phanhghìm bớt tốc độ xe trong các trường hợp như: xe chạy kéo móc, xe quá tải, lên dốc ngắn,xuống dốc, xe chạy đường núi Ở tay số này xe có thể khởi hành như số “D” lúc đầu từ

Hình 3.1 Các dạng tay số b) Số tay

a) Số sàn

cấp số 1 sau đó tự chuyển sang cấp số 2 và không thể vượt được đến cấp số 3, hệ điềukhiển O/D không có tác dụng ở tay số này.

Số “L” (ở đa số các xe) hoặc số 1 (ở một số ít xe): số ngưỡng chậm Tay số này chỉ

có một cấp tốc độ (cấp 1) không vượt được đến cấp độ 2 Khi chạy ở tay số này sẽ lợidụng được tối đa khả năng phanh ghìm xe bằng động cơ Tay số này được sử dụng trongtrường hợp leo dốc ngắn có bậc gồ ghề, xuống dốc dài, chạy trên đường trơn lầy

Nút công tắc “O/D”: công tắc điều khiển số truyền tăng Công tắc này chỉ có hiệu

lực ở tay số “D”

Núm chốt định vị số: dùng để định vị cần chọn ở một vị trí nhất định Khi chuyển

các vị trí từ “N” sang “R” hoặc “P”, từ “P” về “R”, từ “D” sang “2”, từ “2” sang “L” phải

ấn nút này và sau khi đã vào đúng số thì nhả tay ra để định vị số

1.3.2 Bộ biến mô.

Bộ biến mô truyền công suất của động cơ đến hộp số bằng cách sử dụng lực dẫnđộng của dòng dầu Bộ biến mô được lắp ở đầu vào của trục hộp số và được gắn với trụckhuỷu thông qua tấm truyền động Bộ biến mô vừa truyền vừa khuyết đại mômen từ động

cơ vào hộp số

 Chức năng của bộ biến mô:

- Tăng mômen do động cơ sinh ra, đóng vai trò như một khớp nối thủy lực đểtruyền hay không truyền mômen động cơ đến hộp số

- Hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực

- Dẫn động bơm dầu của hệ thống điều khiển thủy lực

b) Cấu tạo của bộ biến mô.

Hình 3.2 Cấu tạo bộ biến mô.

8 Moayơ stato.

Bánh bơm: Bánh bơm được gắn liền với vỏ biến mô được nối với trục khuỷu qua

đĩa dẫn động Trên bánh bơm có lắp nhiều cánh hình cong, một vòng dẫn hướng được lắpbên mép trong của các cánh để dẫn hướng cho dòng chảy của dầu được êm

Bánh tuabin: Cũng có rất nhiều cánh được lắp bên trong cũng giống như bánh bơm

nhưng hướng cong được lắp theo chiều ngược lại theo chiều của bánh bơm Bánh tuabinđược lắp với trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong nằm đối diện với các cánhcủa bánh bơm với khe hở là nhỏ nhất Bánh tu bin quay cùng với trục sơ cấp của hộp sốkhi xe chạy với bị trí cần số ở dải “D”, “2”, “L”hoặc “R”.Khi vị trí số ở “P” hoặc “N”thìbánh tuabin không quay trong khi bánh bơm vẫn quay

Stato: Stato nằm giữa bánh bơm và bánh

tuabin nó được lắp trên trục stato và trục này

được cố định trên vỏ hộp số thông qua khớp

một chiều Hoạt động của bánh stato:

Khi sự chêch lệch tốc độ của bánh tuabin

và bánh bơm lớn, dòng dầu trở về từ bánh

tuabin sẽ tác động vào mặt trước của cánh

stato Stato có tác dụng như một bánh lái đổi

chiều tác dụng của dòng dầu sao cho nó tác

dụng lên phía sau của các cánh bánh bơm như

vậy nó bổ xung thêm lực đẩy cho các cánh

bánh bơm do đó làm tăng mô men quay của

bánh bơm

Khi sự chênh lệch về tốc độ quay giữa bánh tuabin và bánh bơm nhỏ dòng dầu trở

về từ bánh tuabin sẽ tác động vào mặt sau của cánh stato, khớp một chiều làm cho bánhstato quay trơn cùng chiều với bánh bơm, dầu sẽ trở về bánh bơm một cách thuận dòng.Trên hình vẽ mũi tên chỉ chiều quay của bánh stato

c) Chức năng và hoạt động của khớp một chiều.

Khớp một chiều chỉ cho phép stato quay cùng chiều với trục khuỷu động cơ Nếustato cố gắng quay theo chiều ngược lại khớp một chiều sẽ khóa stato lại và không cho nóquay nữa Do đó việc stato quay hay không quay phụ thuộc vào hướng của dòng dầu tácđộng vào các cánh của stato

Khớp một chiều sử dụng trong hộp số tự động là loại con lăn hoặc bi khóa Cấu tạokhớp một chiều loại con lăn được trình bày trên hình vẽ

12

Hình 3.3 Hoạt động của bánh stato

1 Hướng dòng dầu 2 Bánh stato.

Hoạt động của khớp một chiều loại con lăn:

- Khi vòng ngoài cố gắng quaytheo chiều mũi tên A, nó sẽ ấnvào phần đầu của các con lăn

Do khoảng cách L1 < L0 nêncon lăn bị nghiêng đi nên vòngngoài quay được

- Khi vòng ngoài cố gắng quaytheo chiều ngược với chiều mũitên, con lăn không thể nghiêngđược do khoảng cách L2 > L0.Lúc này con lăn có tác dụngnhư một cái nêm khóa vànhngoài và không cho nó chuyểnđộng

- Lò xo giữ được lắp thêm để trợgiúp con lăn nó giữ cho con lănhơi nghiêng theo chiều khóa vòng ngoài

Khớp một chiều dạng bi khóa: Loại khớp này gồm một vành trụ trong trơn và mộtvành ngoài có mặt chêm cong theo hướng tạo nên chiều rộng chứa bị thay đổi Các viên

bi trụ nằm trong rãnh chêm này và luân được tỳ bằng các dạng lò xo tỳ Cấu tạo được

trình bày trên hình vẽ:

Nguyên lý làm việc của loại này cũng tương tự như loại con lăn, các viên bi chạyvào chỗ hẹp tạo nên

trạng thái khóa Sự dịch

chuyển của các viên bi

phụ thuộc vào chiều

quay giữa vòng trong và

Hình 3.4 Hoạt động của khớp một chiều

12

5

Hình 3.5 Khớp một chiều dạng bi khóa

bơm tăng lên lực ly tâm làm cho dầu bắt đầu chảy từ tâm của cánh bơm ra phía ngoài dọctheo bề mặt của cánh và mặt bên trong của cánh bơm Khi tốc độ của cánh bơm tăng lênnữa, dầu sẽ bị đẩy ra khỏi cánh bơm Dầu sẽ đập vào cánh của bánh tuabin làm cho bánhtuabin bắt đầu quay cùng chiều với bánh bơm Sau khi va vào cánh tuabin dầu được chảyvào trong dọc theo các cánh của tuabin, khi nó chạm vào phần trong của bánh tuabin thì

bề mặt cong bên trong của cánh tuabin sẽ hướng dòng dầu chảy ngược lại về phía bánhbơm và chu kỳ lại bắt đầu

Đặc tính khuyếch đại mômen: Việc khuyếch đại mômen bằng biến mô được thực

hiện bằng cách dẫn dòng dầu khi nó vẫn còn năng lượng khi đã qua bánh tuabin trở vềbánh bơm qua cánh của stato Nói một cách khác bánh bơm được quay do mômen củađộng cơ và nó được thêm vào một mômen của dòng dầu thủy lực chảy hồi về từ bánhtuabin Điều đó có nghĩa là bánh bơm sẽ khuyếch đại mômen ban đầu để truyền đến bánhtuabin

e) Quá trình hoạt động của bộ biến mô

Quá trình hoạt động của bộ biến mô được chia làm 2 dải:

- Dải biến mô trong đó có sự khuyếch đại mômen

- Dải khớp nối giai đoạn này chỉ đơn giản là truyền mômen mà không khuyếchđại, biến mô làm việc như một khớp nối thủy lực

Điểm ly hợp là đường phân

cách giữa 2 giai đoạn này

Trên đồ thị hiệu suất truyền

động của biến mô cho thấy năng

lượng truyền cho bánh bơm được

truyền tới bánh tuabin với hiệu

quả ra sao Hiệu suất của bộ biến

mô chỉ đạt được 95% do nhiệt

sinh ra trong dầu và do ma sát

 Khi động cơ chạy không tải, xe dừng.

Khi động cơ chạy không tải thì mômen

của động cơ sinh ra là nhỏ nhất, nếu gài phanh

(phanh tay hoặc phanh chân) thì tải đặt lên

cánh tubin là nặng nhất vì vậy nó không thể

quay được Do xe bị dừng hẳn vì vậy tỉ số

truyền tốc độ giữa bánh bơm và bánh tubin

bằng không trong khi tỉ số truyền mômen là

lớn nhất vì vậy bánh tubin luân sẵn sàng làm

việc với một mômen truyền lớn hơn mômen do

động cơ sinh ra

 Khi xe chạy ở tốc độ thấp.

Khi tốc độ xe tăng lên thì tốc độ của

bánh tubin nhanh chóng tiến gần đến tốc độ

của bánh bơm.Vì vậy tỉ số truyền mômen

nhanh chóng tiến gần đến 1 Khi tỉ số truyền

tốc độ giữa bánh bơm và bánh tubin đạt đến

điểm ly hợp thì stato bắt đầu quay và sự

khuyếch đại mômen giảm xuống Nói một

cách khác bộ biến mô làm việc như một

khớp nối thủy lực Do đó tốc độ của xe tăng

dần theo tốc độ của động cơ

 Khi xe chạy ở tốc độ trung bình hoặc

1.3.3 Cơ cấu ly hợp khóa biến mô.

Hình 3.8 Khi động cơ chạy không

tải, xe dừng

Bánh bơm

Bánh tuabin

Vỏ hộp số

Từ động cơ

Hình 3.9 Khi xe chạy ở tốc độ thấp

Bánh bơm

Bánh tuabin

Từ động cơ

Vỏ hộp số

Do bộ biến mô sử dụng dòng thủy lực để gián tiếp truyền công suất nên có sự tổnhao công suất, vì vậy ly hợp khóa biến mô được lắp trực tiếp trong bộ biến mô để nối trựctiếp động cơ với hộp số để nâng cao hiệu quả truyền công suất và nhiên liệu.

 Cấu tạo cơ cấu ly hợp khóa biến mô

Ly hợp khóa biến mô được lắp trong mayơ của bánh tuabin phía trước bánh tuabin

Lò xo giảm chấn được lắp để hấp thụ lực xoắn khi ăn khớp ly hợp để ngăn không chosinh ra va đập Một vật liệu ma sát (cùng dạng vật liệu sử dụng trong phanh và đĩa lyhợp) được gắn trên vỏ biến mô hoặc pittons khóa của bộ biến mô để ngăn sự trượt ở thờiđiểm ăn khớp ly hợp

 Nguyên lý làm việc của ly hợp

khóa biến mô.

Khi ly hợp khóa biến mô được

kích hoạt thì nó sẽ được quay cùng

bánh bơm và bánh tubin Việc ăn khớp

và nhả biến mô được xác định từ

những thay đổi về hướng của dòng

thủy lực trong bộ biến mô khi xe chạy

ở tốc độ ổn định

- Khi nhả khớp:

Khi xe chạy ở tốc độ thấp dầu có

áp suất bị nén sẽ chảy tới phía trước

của ly hợp khóa biến mô Do vậy áp

2 Piston khóa biến mô.

3 Ly hợp khóa biến mô.

87

suất ở phía trước và phía sau của ly hợp khóa biến mô trở nên cân bằng và do đó ly hợpkhóa biến mô được nhả khớp.

- Khi ăn khớp.

Khi xe chạy ổn định ở tốc độ

trung bình hoặc cao (thường trên 60

km/h) thì dầu bị nén sẽ chảy vào phía

sau của ly hợp khóa biến mô Do đó vỏ

của bộ biến mô và ly hợp khóa biến mô

sẽ được trực tiếp nối với nhau Nên ly

hợp khóa biến mô và vỏ bộ biến mô sẽ

quay cùng nhau

1.3.4 Bộ truyền bánh răng hành tinh.

Các xe lắp hộp số tự động đều sử dụng một hoặc nhiều bộ bánh răng hành tinh đểthay đổi tốc độ đầu ra, chiều quay của hộp số Một bộ truyền bánh răng hành tinh gồm:các bánh răng hành tinh, bánh răng bao và bánh răng mặt trời Các bộ truyền bánh rănghành tinh trong hộp số tự động được nối với nhau thông qua các ly hợp và phanh là các

bộ phận nối và ngắt công suất Những cụm bánh răng này chuyển đổi vị trí của phần sơcấp và các phần tử cố định để tạo ra các tỉ số truyền khác nhau và vị trí số trung gian

a) Cấu tạo bộ truyền bánh răng hành tinh.

Đường dầu vào

Khoang dầu áp suất cao

Khoang dầu áp suất thấp

Hình 3.13 Cấu tạo bộ truyền bánh răng hành tinh

Cần dẫn nối với trục trung tâm của mỗi bánh răng hành tinh và làm cho các bánhrăng hành tinh quay xung quanh Với bộ bánh răng nối với nhau kiểu này thì các bánhrăng hành tinh giống như các hành tinh quay xung quanh mặt trời và do đó chúng đượcgọi là các bánh răng hành tinh.

b) Nguyên lý vận hành.

Bằng cách thay đổi vị trí đầu vào, đầu ra và các phần tử cố định bộ truyền bánh rănghành tinh có thể giảm tốc, đảo chiều nối trực tiếp và tăng tốc

 Giảm tốc.

Đầu vào: bánh răng bao, đầu ra: cần dẫn, cố định: bánh răng mặt trời

Khi bánh răng mặt trời bị cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh quay và vận độngxung quanh Do đó trục đầu ra chỉ giảm tốc độ so với trục đầu vào bằng chuyển độngquay của bánh răng hành tinh

 Đảo chiều.

Đầu vào: bánh răng mặt trời, đầu ra: bánh răng bao, cố định: cần dẫn

Khi cần dẫn được cố định và bánh răng mặt trời quay thì bánh răng bao quay trêntrục và hướng quay được đảo chiều

 Nối trực tiếp (truyền thẳng).

Đầu vào: bánh răng mặt trời bánh răng bao, đầu ra: cần dẫn

Do bánh răng mặt trời và bánh răng bao quay cùng tốc độ nên cần dẫn cũng quaycùng tốc độ đó

 Tăng tốc.

Đầu vào: cần đẫn, đầu ra: bánh răng bao, cố định: bánh răng mặt trời

Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ thì bánh răng hành tinh chuyển độngxung quay mặt trời theo chiều kim đồng hồ Do đó bánh răng bao tăng tốc trên cơ sở sốrăng trên bánh răng bao và trên bánh răng mặt trời

c) Sơ đồ ghép các bộ truyền bánh răng hành tinh.

Cách bố trí các bộ truyền bánh răng hành tinh trên xe sử dụng hộp số tự độngthường được gặp ở 2 dạng cơ bản là: kiểu Simpson hoặc kiểu Ravigneaux

 Kiểu Simpson

Được tổ hợp từ 2 bộ truyền bánh răng hành tinh cơ bản sơ đồ nguyên lý cấu tạođược trình bày trên hình vẽ:

- Bánh răng mặt trời của bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyềnbánh răng hành tinh sau đặt trên một trục quay Cần dẫn của bộ truyền bánhrăng hành tinh sau liên kết với bánh răng bao của bộ truyền bánh răng hànhtinh trước

- Cách kết hợp các bộ truyền bánh răng hành tinh theo kiểu simpson được một

bộ truyền có 3 cấp số tiến và một số lùi

 Kiểu Ravigneaux

Được kết hợp từ 2 bộ truyền bánh răng hành tinh cơ bản, sơ đồ nguyên lý cấu tạođược trình bày trên hình vẽ:

321

2 Bánh răng mặt trời bộ truyền trước

3 Bánh răng hành tinh bộ truyền trước.

4 Bánh răng bao bộ truyền trước.

5 Cần dẫn bộ truyền sau.

6 Bánh răng hành tinh bộ truyền sau.

7 Bánh răng bao bộ truyền sau.

8 Bánh răng mặt trời bộ truyền sau.

Bánh răng mặt trời trước và sau nối với 2 trục khác nhau, 2 nhóm bánh răng hànhtinh của 2 bộ truyền ăn khớp với nhau và đặt chung trên cùng một trục cần dẫn Một bánhrăng bao ăn khớp với bánh răng hành tinh của một bộ truyền, bánh răng hành tinh của bộtruyền còn lại ăn khớp với bánh răng mặt trời.

Tùy theo cách bố trí khi kết hợp các bộ truyền bánh răng hành tinh theo kiểuRavigneaux lại với nhau ta được một bộ truyền có 3 số tiến và một số lùi hoặc 4 số tiến

123

456

Hình 3.15 Bộ truyền bánh răng hành tinh kiểu Ravigneaux

1 Bánh răng hành tinh bộ truyền sau 2 Cần dẫn

3 Bánh răng hành tinh bộ truyền trước 4 Bánh răng mặt trời bộ truyền trước.

5 Bánh răng mặt trời bộ truyền sau 6 Bánh răng bao.

Hình 3.16 Cấu tạo của ly hợp C1 và C2

1 Tang trống ly hợp (C2) 2 Piston 3 Lò xo hồi 4 Các đĩa thép (C2).

5 Mặt bích 6 Đĩa ma sát (C2) 7 Tang trống ly hợp (C1).

8 Moayơ ly hợp (C2) 9 Piston 10 Trục sơ cấp 11 Đĩa thép (C1).

12 Đĩa ma sát (C1) 13 Mặt bích 14 Mặt bích bánh răng bao.

15 Bánh răng bao 16 Bộ truyền bánh răng hành tinh 17 bánh răng mặt trời.

18 Tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời.

Ly hợp C1 có các đĩa ma sát và đĩa thép được bố trí xem kẽ nhau sao cho các đĩa

ma sát ăn khớp bằng then với bánh răng bao còn các đĩa thép được khớp nối bằng thenvới tang trống của ly hợp (C1) Bánh răng bao được lắp bằng then với bích bánh răngbao, còn tang trống của ly hợp (C1) được lắp bằng then với mayơ của ly hợp (C2)

Tại ly hợp C2 các đĩa ma sát được lắp bằng then với mayơ của ly hợp (C2) còn cácđĩa thép được lắp bằng then với tang trống ly hợp (C2) Tang trống ly hợp (C2) ăn khớpvới tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời và tang trống này lại được ăn khớp với cácbánh răng mặt trời Kết cấu của ly hợp được thiết kế làm sao cho ba cụm: đĩa ma sát, đĩathép và tang trống quay cùng với nhau

18

 Hoạt động.

Khi ăn khớp: Khi dầu có áp suất chảy vào trong xilanh piston nó sẽ đẩy viên bi

van của piston đóng kín van 1 chiều làm piston di động trong xylanh và ép các đĩa théptiếp xúc với các đĩa ma sát Do lực ma

sát lớn giữa các đĩa thép và đĩa ma sát

nên các đĩa thép và đĩa ma sát bị dẫn

quay cùng tốc độ Có nghĩa là ly hợp

được ăn khớp, trục sơ cấp được nối với

bánh răng bao, và công suất từ trục sơ

cấp được truyền tới bánh răng bao

Khi nhả khớp: Khi dầu có áp

suất được xả thì áp suất dầu trong

xilanh giảm xuống Điều này cho phép

viên bi rời khỏi van một chiều nhờ lực

li tâm tác dụng lên nó, và dầu trong

xilanh được xả ra ngoài qua van một chiều Kết quả piston trở về vị trí ban đầu của nónhờ lò xo hồi và nhả ly hợp

 Phanh.

Phanh hãm giữ cố định một trong các bộ phận của bánh răng hành tinh để đạt được

tỉ số truyền cần thiết, nó được dẫn động bằng áp suất thủy lực Có 2 kiểu phần tử cố địnhphanh: kiểu đai và kiểu nhiều đĩa ướt

Dầu có

áp suất

Hình 3.18 Khi nhả khớp