Giáo trình Hệ thống truyền lực trên ô tô

Giáo trình Hệ thống truyền lực trên ô tô Giáo trình Hệ thống truyền lực trên ô tô Giáo trình Hệ thống truyền lực trên ô tô Giáo trình Hệ thống truyền lực trên ô tô Giáo trình Hệ thống truyền lực trên ô tô Giáo trình Hệ thống truyền lực trên ô tô Giáo trình Hệ thống truyền lực trên ô tô

Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MƠN KHUNG GẦM HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN ƠTƠ TP HỒ CHÍ MINH – 2009 Hệ thống truyền lực ôtô Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh MỤC LỤC Trang Chương I: Giới thiệu chung vệ thống truyền lực ôtô I Giới thiệu chung II Các kiểu bố trí III Các kí hiệu .11 Chương II: Ly hợp .12 I Công dụng – Phân loại – Yêu cầu 12 II Cấu tạo nguyên lý hoạt động 13 III Các hư hỏng ly hợp .23 IV Kiểm tra xe .24 V Tháo, kiểm tra lắp ly hợp .26 Chương III: Hộp số thường 30 I Công dụng – Phân loại – Yêu cầu 30 II Cấu tạo nguyên lý hoạt động 32 IV Hư hỏng, nguyên nhân cách khắc phục 49 V Phương pháp kiểm tra sửa chữa .51 VI Tháo lắp hộp số .54 Chương IV Hộp số tự động .59 I Công dụng – Phân loại – Yêu cầu 59 II Các phận chức chúng 60 III Cấu tạo nguyên lý hoạt động hộp số tự động 62 IV Hộp số tự động điều khiển điện tử 90 V Hư hỏng, nguyên nhân cách khắc phục .93 VI Kiểm tra sửa chữa .94 VII Tháo lắp hộp số tự động 100 Chương V: Trục đăng 102 I Công dụng – Phân loại – Yêu cầu 102 II Cấu tạo nguyên lý hoạt động .103 III Nguyên nhân – Hư hỏng – Kiểm tra sửa chữa 114 IV Chương VI: Cầu chủ động 120 I Công dụng – Phân loại – Yêu cầu .120 II Cấu tạo cầu chủ động 120 III Nguyên nhân – Hư hỏng – Kiểm tra sửa chữa .156 Chương VII: 4WD .180 I Công dụng – Phân loại – Yêu cầu .180 II Giới thiệu chung 180 III Cấu tạo nguyên lý hoạt động 183 IV Chức hệ thống 4WD 187 V Hư hỏng – Nguyên nhân – Cách khắc phục 198 Hệ thống truyền lực ôtô Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN Ô TÔ I GIỚI THIỆU CHUNG Hình 1.1: Hệ thống truyền lực ô tô Hệ thống truyền lực hoàn chỉnh xe gồm có ly hợp, hộp số, trục đăng, cầu chủ động (vi sai bán trục) Công dụng hệ thống truyền lực: - Truyền biến đổi mô men xoắn từ động đến bánh xe chủ động cho phù hợp chế độ làm việc động mô men cản sinh q trình tơ chuyển động - Cắt dịng công suất thời gian ngắn dài - Thực đổi chiều chuyển động giúp ô tô chuyển động lùi - Tạo khả chuyển động êm dịu thay đổi tốc độ cần thiết đường I.1 Ly hợp Ly hợp dùng để truyền hay không truyền công suất từ động đến hệ thống truyền lực Cắt truyền động từ động đến hệ thống truyền lực nhanh dứt khoát trường hợp cần thiết chuyển số cách êm dịu Nó cho phép động hoạt động xe dừng không cần chuyển hộp số số trung gian I.2 Hộp số Nhiệm vụ hộp số biến đổi mô men xoắn động truyền tới bánh xe cho phù hợp với chế độ tải Chắc chắn mát công suất hộp số khơng tránh khỏi, cơng suất thực tế đưa đến bánh xe luôn nhỏ công suất đưa trục khuỷu động (hiệu suất hộp số) Hệ thống truyền lực ôtô Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh I.3 Trục đăng Truyền động đăng dùng để truyền mô men xoắn trục không thẳng hàng Các trục lệch góc α>0o giá trị α thường thay đổi I.4 Cầu chủ động Cầu chủ động nhận công suất từ động truyền tới để phân phối đến bánh xe theo phương vng góc Cầu xe nâng đỡ phần gắn lên hệ thống treo, sắc xi II CÁC KIỂU BỐ TRÍ Hình 1.2a: FF Hình 1.2b: FR Hệ thống truyền động chủ yếu sử dụng là: - FF (Động đặt trước – Bánh trước chủ động) - FR (Động đặt trước – Bánh sau chủ động) Ngoài xe FF FR cịn có loại xe 4WD (4 bánh chủ động), RR (động đặt sau – cầu sau chủ động) sử dụng, xe hybrid bắt đầu phát triển II.1 FF (Động đặt trước – Bánh trước chủ động): Trên xe với động đặt trước cầu trước chủ động Động cơ, ly hợp, hộp số, cầu chủ động tạo nên khối lượng đơn Mô men động không truyền xa đến bánh sau, mà đưa trực tiếp đến bánh trước Bánh trước dẫn động có lợi xe quay vòng đường trơn Sự ổn định hướng tuyệt với tạo cảm giác lái xe quay vịng Do khơng có trục đăng nên gầm xe thấp giúp hạ trọng tâm xe, làm cho xe ổn định di chuyển Hệ thống truyền lực ôtô Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Hình 1.2: Xe FF với hộp số thường II.2 FR (Động đặt trước – Bánh sau chủ động) Hình 1.4: Xe FR với hộp số thường Kiểu bố trí động đặt trước – bánh sau chủ động làm cho động làm mát dễ dàng Tuy nhiên, bên thân xe không tiện nghi trung tâm trục đăng qua Điều khơng tiện nghi gầm xe mức thấp Kiểu động đặt buồng lái tạo điều kiện cho công việc sửa chữa, bảo dưỡng thuận tiện hơn, nhiệt sinh rung động ảnh hưởng đến người Hệ thống truyền lực ôtô Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh lái hành khách Nhưng hệ số sử dụng chiều dài xe giảm xuống, nghĩa thể tích chứa hàng hóa hành khách giảm xuống Đồng thời tầm nhìn tài xế bị hạn chế, ảnh hưởng đến độ an toàn chung Ngược lại động đặt buồng lái khắc phục nhược điểm nói II.3 Kiểu bánh chủ động (4WD – wheel driver) Hình 1.5: Xe 4WD thường xuyên loại FR Các kiểu xe cần hoạt động tất loại địa hình điều kiện chuyển động khó khăn cần trang bị với bánh chủ động dẫn động thông qua hộp số phụ Các xe 4WD chia thành hai loại 4WD thường xuyên 4WD gián đoạn Khác với xe 2WD, điểm đặc trưng xe 4WD có vi sai phía trước phía sau Mục đích để triệt tiêu chệnh lệch bánh xe vào đường vòng Đối với loại 4WD thường xuyên, người ta bố trí thêm vi sai trung tâm vi sai trước vi sai sau để triệt tiêu chênh lệch tốc độ quay bánh xe trước sau Có vi sai khác làm cho xe chạy êm đảm bảo việc truyền công suất đến bốn bánh xe, kể quay vòng Đây ưu điểm chủ yếu loại 4WD thường xun, sử dụng đường xá bình thường, đường gồ ghề hay đường có độ ma sát thấp Tuy nhiên, để tránh cho sai trung tâm phải liên tục làm việc, lốp trước sau phải có đường kính giống nhau, kể bánh bên trái bên phải II.4 Kiểu truyền động xe hybrid Hybrid nghĩa lai, ơtơ hybrid dịng ơtơ sử dụng động tổ hợp Động hybrid kết hợp động đốt thông thường với động điện dùng lượng ắc quy Bộ điều khiển điện tử định dùng động điện, dùng động đốt trong, dùng vận hành đồng nạp điện vào ắc quy để sử dụng sau Ưu điểm lớn xe hybrid giảm ô nhiễm môi trường, vấn đề quan trọng Ngồi xe hybrid cịn có ưu điểm sau: - Tận dụng lượng phanh: cần phanh xe giảm tốc lượng phanh tận dụng để tạo dòng điện nạp cho ắc-quy - Giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu (động hybrid tiêu thụ lượng nhiên liệu nhiều so với động đốt thông thường) Hệ thống truyền lực ôtô Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh - Động điện dùng chế độ gia tốc tải lớn nên động đốt cần cung cấp công suất vừa đủ nên động đốt có kích thước nhỏ gọn - Có thể sử dụng vật liệu nhẹ để giảm khối lượng tổng thể ơtơ Hình 1.6: Nguyên lý hoạt động xe hybrid Động hybrid sử dụng xe như: Honda Insight, Honda Civic, Toyota Prius nhiều hãng khác III CÁC KÝ HIỆU III.1 Công thức bánh xe Công thức bánh xe ký hiệu tổng quát axb Trong đó: a số lượng bánh xe b số lượng bánh xe chủ động Thí dụ cho trường hợp :  4×2 : Xe có cầu chủ động (có bánh có bánh chủ động)  4×4 : Xe có hai cầu chủ động (có bánh, bánh chủ động)  6×4 : Xe có hai cầu chủ động, cầu bị động (có bánh xe có bánh chủ động)  6×6 : Xe có ba cầu chủ động (có bánh xe bánh chủ động)  8×8 : Xe có bốn cầu chủ động (có bánh xe bánh chủ động) III.2 Ký hiệu hệ thống truyền lực Vì mức độ phức tạp hệ thống truyền lực, số xe cụ thể thể qua công thức bánh xe trên, nên hệ thống truyền lực có hệ thống thường dùng :  Loại ký hiệu 4WD: Cho tất xe có bánh chủ động  Loại ký hiệu AWD: Cho tất xe có cấu trúc kiểu cầu trước thường xuyên trạng thái chủ động, cầu sau truyền lực số trường hợp định Hệ thống truyền lực ôtô Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh CHƯƠNG II: LY HỢP (CLUTCH) Sau học xong chương này, người học có khả năng:  Định nghĩa phận ly hợp  Nắm nhiệm vụ, cấu tạo nguyên lý hoạt động ly hợp  Phân loại kiểu ly hợp  Phân tích nguyên nhân hư hỏng, biện pháp kiểm tra sửa chữa Ly hợp đặt động hộp số Có nhiệm vụ nối ngắt công suất động thông qua bàn đạp ly hợp làm cho bánh xe chủ động quay (nối) động quay tự không truyền công suất đến bánh xe (ngắt) Mặc dù có nhiều kiểu ly hợp tất làm việc nguyên tắc giống Phần chủ yếu giới thiệu ly hợp ma sát loại đĩa ly hợp thủy lực (biến mô thủy lực) đề cập chương hộp số tự động Hình 2.1: Vị trí ly hợp I CÔNG DỤNG – PHÂN LOẠI – YÊU CẦU I.1 Công dụng  Nối động với hệ thống truyền lực cách êm dịu ngắt truyền động đến hộp số cách nhanh chóng, dứt khốt trường hợp cần thiết (khi chuyển số, phanh)  Khi chịu tải q lớn ly hợp đóng vai trị cấu an toàn nhằm tránh tải cho hệ thống truyền lực động Hệ thống truyền lực ôtô Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh I.2 Phân loại a Theo cách truyền mô men xoắn từ trục khuỷu đến trục hệ thống truyền lực:  Ly hợp ma sát: loại đĩa nhiều đĩa, loại lò xo màng, loại lò xo nén biên, loại lò xo nén trung tâm, loại tách ly tâm nửa ly tâm  Ly hợp thủy lực: loại thủy tĩnh thủy động b Theo cách điều khiển  Điều khiển lái xe (loại đạp chân, loại có trợ lực thủy lực khí)  Loại tự động Hiện ô tô sử dụng nhiều loại ly hợp ma sát Ly hợp thủy lực phát triển tơ có ưu điểm giảm tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực I.3 Yêu cầu  Ly hợp phải truyền mô men xoắn lớn động mà không bị trượt điều kiện, ma sát ly hợp phải lớn mô men xoắn động  Khi kết nối phải êm dịu để không gây va đập hệ thống truyền lực  Khi tách phải nhanh dứt khoát để dễ gài số tránh gây tải trọng động cho hộp số  Mơ men qn tính phần bị động phải nhỏ  Ly hợp phải làm nhiệm vụ phận an toàn  Điều khiển dễ dàng  Kết cấu đơn giản gọn  Đảm bảo thoát nhiệt tốt ly hợp trượt II CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG II.1 Cấu tạo chung Ơtơ trang bị hộp số thường dùng loại ly hợp ma sát Kích thước ly hợp xác định đường kính đĩa ly hợp theo yêu cầu truyền mô men xoắn lớn động Bộ ly hợp ma sát gồm có phần:  Phần chủ động: Gồm bánh đà lắp cố định trục khuỷu, nắp ly hợp bắt chặt với bánh đà bu lông, mâm ép lắp qua cần đẩy giá đỡ nắp ly hợp Mâm ép quay với nắp ly hợp bánh đà  Phần bị động: Gồm đĩa ly hợp (đĩa ma sát) trục bị động (trục sơ cấp hộp số) Đĩa ly hợp có moay lắp then hoa trục bị động để truyền mô men cho trục bị động trượt dọc trục bị động trình ngắt nối ly hợp  Cơ cấu điều khiển ngắt ly hợp gồm có loại: + Loại khí gồm có: bàn đạp, kéo, cắt, vòng bi cắt ly hợp + Loại thủy lực gồm có: bàn đạp, xy lanh chính, xy lanh con, cắt, vòng bi cắt ly hợp Hệ thống truyền lực ôtô Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Hình 2.2: Cấu trúc ly hợp II.2 Cấu tạo chức phận II.2.1 Bánh đà - Bánh đà thêm vào nhằm tạo mơ men qn tính khối lượng giúp động hoạt động, bánh đà có vịng khởi động để khởi động động Trên bánh đà động có lỗ khoan xiên nhằm mục đích lưu thơng khơng khí mang theo nhiệt độ, bụi, dầu mỡ (nếu có) ngồi Trong trường hợp bị tắc khả tản nhiệt chút Ngồi ra, bánh đà làm dày để hấp thụ nhiệt lượng lớn tỏa từ hoạt động ly hợp - Có bề mặt gia cơng nhẵn để tạo bề mặt ma sát Trên bề mặt bánh đà khoan lỗ để gắn phận ly hợp Một lỗ khoan vào bánh đà để lắp bạc đạn đỡ trục sơ cấp hộp số - Bạc đạn tâm bánh đà đóng vai trị giữ cho đầu ngồi trục sơ cấp hộp số Nó giống ổ lót dẫn hướng, ổ lót dẫn hướng bạc đạn bi hay ống lót đồng Cả hai phải bơi trơn Hệ thống truyền lực ôtô 10