MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG 16 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH 17 LỜI MỞ ĐẦU 22 1. Đặt vấn đề 22 2. Mục tiêu đề tài 22 3. Nội dung đề tài 23 4. Phương pháp nghiên cứu 23 5. Kết cấu của đồ án 23 6. Giới hạn của đề tài..........................................................................................24 Phần 1: Nghiên cứu hệ thống truyền lực trên ô tô CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ 25 1.1 Giới thiệu về hệ thống truyền lực trên ô tô 25 1.2 Các bộ phận cơ bản của hệ thống truyền lực trên ô tô 26 1.3 Các kiểu bố trí 27 1.3.1 Kiểu FF (Động cơ đặt trước Bánh trước chủ động) 28 1.3.2 Kiểu FR (Động cơ đặt trước Bánh sau chủ động) 29 1.3.3 Kiểu bốn bánh chủ động 4WD 30 1.4 Nhiệm vụ, phân loại, cấu tạo của các bộ phận trên hệ thống truyền lực 31 1.4.1 Ly hợp 31 1.4.1.1 Nhiệm vụ 31 1.4.1.2 Phân loại 32 1.4.1.3 Yêu cầu 32 1.4.1.4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp 33 A. Bánh đà 33 B. Đĩa ma sát 35 C. Mâm ép ly hợp 36 1.4.2 Hộp số 41 1.4.2.1 Phân loại 41 1.4.2.2 Nhiệm vụ 41 1.4.2.3 Yêu cầu 42 1.4.2.4 Cấu tạo hộp số 42 A. Hộp số ngang 42 B. Hộp số dọc 47 1.4.3 Trục các đăng Error Bookmark not defined. 1.4.3.1 Cấu tạo 50 1.4.3.2 Nhiệm vụ 51 1.4.3.3 Phân loại 51 1.4.3.4 Khớp cácđăng 53 1.4.4 Cầu chủ động..............................................................................................55 1.4.4.1 Nhiệm vụ 54 1.4.4.2 Cấu tạo 55 1.4.4.3 Phân loại vi sai 56 1.4.4.4 Chức năng khóa vi sai 57 1.4.5 Bán trục 58 1.4.5.1 Nhiệm vụ 58 1.4.5.2 Yêu cầu 58 1.4.5.3 Phân loại bán trục 58 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE FORD TRANSIT 60 2.1 Giới thiệu chung về xe Ford Transit 60 2.1.1 Chi tiết Ford Transit 2017 62 2.2 Khai thác hệ thống truyền lực xe Ford Transit 2017 65 2.2.1 Ly hợp Ford Transit 66 2.2.1.1 Bánh đà kép 66 2.2.1.2 Mâm ép kiểu lò xo mặt trời 68 2.2.1.3 Đĩa ma sát 69 2.2.1.4 Điều khiển bộ ly hợp 70 2.2.1.5 Điều khiển dẫn động bộ ly hợp bằng thủy lực 70 2.2.2 Hộp số sàn 6 cấp MT82 trên Ford Transit 2017 73 2.2.2.1 Cấu tạo 74 2.2.2.3 Tỉ số truyền của các tay số 85 2.2.2.4 Mạch điều khiển bên ngoài hộp số 87 2.2.2.5 Ưu và nhược điểm của hộp số MT82 87 2.2.3 Trục cácđăng Ford Transit 88 2.2.3.1 Cấu tạo 88 2.2.3.2 Yêu cầu 89 2.2.3.3 Nguyên lý hoạt động 90 2.2.4 Bộ vi sai Ford Transit 90 2.2.4.1 Cấu tạo 90 2.2.4.3 Nguyên lý hoạt động 92 2.2.5 Bán trục trên xe Ford Transit 93 2.3.1 Hệ thống kích 93 2.3.2 Hệ thống nâng............................................................................................98 CHƯƠNG 3: NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRÊN HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 95 3.1 Kiểm tra và xác định hư hỏng 95 3.1.1 Các vấn đề về hệ thống truyền lực trên ô tô và phương pháp kiểm tra 95 3.1.1.1 Vấn đề với cần chuyển số 95 3.1.1.2 Các vấn đề liên quan đến tiếng ồn hộp số 96 3.1.1.3 Vấn đề chảy dầu 98 3.1.1.4 Các vấn đề với ly hợp 98 3.2 Một số lỗi thường gặp khác trên xe Ford Transit và cách khắc phục 106 3.2.1 Tiếng lịch kịch khi xe chạy trớn 106 3.2.2 Tiếng gõ khi xe hoạt động 107 3.2.3 Tiếng cạch tại thời điểm sử dụng bàn đạp ga 108 3.2.4 Người lái không thể vào số 109 Phần 2: Thiết kế mô hình hộp số cơ khí để mô phỏng quá trình hoạt động của hộp số CHƯƠNG 1: LÊN Ý TƯỞNG THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỘP SỐ 110 1.1 Lên ý tưởng thiết kế đối với hộp số 110 1.2 Lên ý tưởng thiết kế đồ gá hộp số 110 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH 112 2.1 Lựa chọn phương án thiết kết tối ưu 112 CHƯƠNG 3: THI CÔNG MÔ HÌNH 113 3.1 Giai đoạn 1 113 3.2 Giai đoạn 2 113 3.3 Giai đoạn 3 114 CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG CÁC BÀI TẬP THỰC HÀNH ỨNG DỤNG TRÊN MÔ HÌNH 116 4.1 Mục đích xây dựng các bài tập ứng dụng trên mô hình hộp số 116 4.2 Các bài tập ứng dụng trên mô hình hộp số ô tô 116 4.2.1 Sang số cho hộp số cơ khí 3 trục trên ô tô 116 4.2.2 Xác định các trục khi tiến hành sửa chữabảo dưỡng hộp số 119 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 121 5.1 Mục tiêu đạt được 121 5.2 Hướng phát triển 121 5.3 Kiến nghị 122
Mục tiêu đề tài
Đồ án này sẽ tập trung nghiên cứu lý thuyết, khai thác các vấn đề liên quan đến hệ thống truyền lực và thiết kế mô hình hộp số cơ khí trên ô tô Để có thể thực hiện các nghiên cứu và áp dụng trên mô hình thông qua việc thực hiện đề tài đòi hỏi phải thực hiện các tính toán trên lý thuyết, các thử nghiệm áp dụng trên mô hình thực tế để tổng hợp, phân tích và đánh giá các công việc đã thực hiện Từ đó có thể nâng cao kiến thức chuyên ngành, kỹ năng nghề nghiệp, khả năng tìm kiếm thông tin và làm việc độc lập của em sau này.
Nội dung đề tài
Nghiên cứu và tìm hiểu nguyên lý, cấu tạo của hệ thống truyền lực trên ô tô nói chung và ô tô du lịch Ford Transit 2017 nói riêng
Nghiên cứu và thiết kế chế tạo mô hình hộp số cơ khí trên ô tô
Trình bày ý tưởng thiết kế về mô hình hộp số ô tô cơ khí để mô phỏng quá trình hoạt động của hộp số
Lựa chọn các phương án thiết kế, thi công mô hình hộp số cơ khí
Thi công được mô hình hộp số cơ khí
Khai thác và ứng dụng mô hình trong học tập, giảng dạy và các bài tập ứng dụng trên mô hình.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu tài liệu chuyên ngành, tìm kiếm các tài liệu liên quan và phân tích, tổng hợp lại
Phương pháp nghiên cứu thực tế: Quan sát, tìm hiểu nguyên lý hoạt động và dựa trên đó để phân tích và đưa ra kết luận
Phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin: Dựa vào các mô tả hoạt động của hộp số Ford Transit và các hộp số khác Từ đó sẽ phân tích, tổng hợp lại và kết luận về sự giống nhau và khác nhau của hệ thống truyền lực nói chung và cơ cấu hộp số nói riêng
5 Kết cấu của đồ án
Nội dung của đề tài bao gồm:
Phần 1: Nghiên cứu hệ thống truyền lực trên ô tô
Chương 1: Tổng quan về hệ thống truyền lực trên ô tô
Chương 2: Hệ thống truyền lực xe Ford Transit
Chương 3: Những hư hỏng thường gặp trên hệ thống truyền lực và cách khắc phục Phần 2: Thiết kế mô hình hộp số cơ khí để mô phỏng quá trình hoạt động của hộp số
Chương 1: Lên ý tưởng thiết kế mô hình hộp số
Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế mô hình
Chương 3: Thi công mô hình
Chương 4: Xây dựng các bài tập thực hành ứng dụng trên mô hình
6 Giới hạn của đề tài
Về nội dung nghiên còn bị hạn chế bởi kiến thức về hệ thống truyền lực trên ô tô còn ít
Chỉ nghiên cứu về hệ thống truyền lực trên xe Ford Transit
Chỉ khai thác có hiệu quả về hệ thống truyền lực trên xe Ford Transit, hư hỏng thường gặp trên xe Ford Transit và cách khắc phục các hư hỏng đó
Phần 1: Nghiên cứu hệ thống truyền lực trên ô tô CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ 1.1 Giới thiệu về hệ thống truyền lực trên ô tô
Hình 1.1: Tổng thể hệ thống truyền lực trên ô tô
Hệ thống truyền lực bao gồm các bộ phận chính: trục bánh trước, ly hợp, hộp số, trục các-đăng, bộ vi sai và trục bánh sau
Nhiệm vụ: Hệ thống truyền lực đảm bảo cho quá trình hoạt động của xe được thực hiện được liên tục và ổn định thông qua truyền động công suất sinh ra từ động cơ truyền đến ly hợp, hộp số, trục các-đăng, cầu dẫn động, bán trục và bánh xe Ngoài ra còn đảm bảo cho xe có thể tăng/giảm tốc độ, đứng yên mà không cần tắt máy
- Truyền động 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 sinh ra trong thời gian ngắn hoặc dài
- Thực hiện đổi chiều chuyển động giúp ô tô chuyển động lùi được
- Giúp ô tô chuyển động êm dịu và có thể thay đổi tốc độ cần thiết trên đường
- Hệ thống làm việc ổn định, liên tục và an toàn
- Thiết kế đảm bảo tính kinh tế và thẩm mỹ
- Hoạt động êm dịu, ít tiếng ồn
- Chi phí bảo dưỡng ít tốn kém
- Thiết kế dễ sửa chữa và bảo trì
1.2 Các bộ phận cơ bản của hệ thống truyền lực trên ô tô
Hình 1.2: Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực ô tô
➢ 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 những trường hợp cần thiết như khi chuyển số một cách êm dịu Nó cũng cho phép động cơ hoạt động khi xe dừng và không cần chuyển hộp số về số trung gian
➢ Hộp số: dùng để biến đổi mô-men xoắn của động cơ truyền tới các bánh xe sao cho phù hợp với các chế độ tải Chắc chắn sự mất mát công suất ở hộp số là không tránh khỏi, vì thế công suất thực tế đưa đến các bánh xe luôn luôn nhỏ hơn công suất đưa ra của trục khuỷu động cơ (hiệu suất của hộp số)
➢ Trục các-đăng (bao gồm trục chữ thập): truyền động các-đăng dùng để truyền mô-men xoắn giữa các trục không thẳng hàng Các trục này lệch nhau một góc α >
0 0 và giá trị của α thường thay đổi
➢ Cầu chủ động: nhận công suất từ động cơ truyền tới để phân phối đến các bánh xe theo phương vuông góc Cầu xe nâng đỡ các phần gắn lên nó như hệ thống treo, sắc-xi
➢ Bán trục: nhận công suất từ cầu chủ động truyền đến các bánh xe
Hình 1.3: Kiểu bố trí hệ thống truyền động FF (A) và FR (B)
Hệ thống truyền động chủ yếu sử dụng là:
- FF (Động cơ đặt trước - Bánh trước chủ động) với kiểu hộp số đặt ngang
- FR (Động cơ đặt trước- Bánh sau chủ động) với kiểu hộp số đặt dọc
Ngoải xe sử dụng kiểu đặt FF và FR ra còn có các loại xe 4WD (4 bánh chủ động),
RR (Động cơ đặt sau - Cầu sau chủ động) kiểu xe hiện nay ít được sử dụng, và xe Hybrid đang bắt đầu được phát triển
1.3.1 Kiểu FF (Động cơ đặt trước - Bánh trước chủ động)
- Kiểu thiết kế động cơ đặt trước và kéo dẫn động cả bánh trước chiếm đa số số lượng xe ô tô cỡ nhỏ trong thành phố vì thiết kế gọn gàng giúp tạo thêm không gian cho khoang lái, tăng thêm hiệu suất làm việc của xe vì có thể tối giản hóa hết mức so với các kiểu truyền động khác Nguyên nhân là khoảng cách truyền tải năng lượng được giảm tối đa, do đó số lượng các chi tiết cơ khí giảm, lượng thoát năng lượng và khối lượng xe cũng giảm và chưa kể giá thành sản xuất của chiếc xe sẽ vì thế mà giảm thấp hơn
- Tuy nhiên, ngoài rất nhiều ưu điểm thiết kế kể trên thì vẫn có một số nhược điểm liên quan đến tính năng vận hành của xe Do được cấu tạo phần lớn được tập trung phần trước xe nên sẽ khó có thể tăng tốc nhanh và luôn thất thế hơn so với xe dẫn động cầu sau trên các đoạn đường thẳng
- Vì phần lớn trọng lượng tập trung ở phía trước nên ở phía đuôi xe dễ có cảm giác mất kiểm soát lái khi xe vào cua Nguyên nhân dẫn tới tình trạng trên là vì thiết kế cầu sau nhẹ hơn nên khi vào các khúc cua, các bánh sau không có đủ lực tác dụng lên bề mặt đường để tạo độ bám vì vậy bánh sau sẽ dễ bị trượt và ma sát với mặt đường không còn, nhất là trong điều kiện đường trơn trượt
- Với kiểu bố trí động cơ đặt trước - bánh trước chủ động như vậy thì cả phần trước của xe đảm nhiệm khá nhiều nhiệm vụ như định hướng, phanh, chịu tải, tăng tốc lên mỗi hai bánh trước mà khiến cho các lốp xe sẽ mau giảm tuổi thọ hơn so với hai bánh sau khi nhiệm vụ chỉ nâng đỡ và di chuyển theo hai bánh trước
- Tuy nhiên, trình độ khoa học kỹ thuật ngày nay phát triển thì những nhược điểm trên đã dần được khắc phục dù là chưa triệt để nhằm đáp ứng nhu cầu rất lớn của người tiêu dùng cũng như nhà sản xuất Đó cũng chính là hai ưu điểm lớn nhất của hệ thống dẫn động cầu trước FF: tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu chi phí sản xuất
- Trên xe với kiểu động cơ đặt trước, bánh trước chủ động thì động cơ, ly hợp, hộp số, cầu chủ động tạo nên một khối lượng đơn nên mô-men động cơ sẽ truyền trực tiếp đến các bánh trước
Hình 1.4: Kiểu xe FF với hộp số thường 1.3.2 Kiểu FR (Động cơ đặt trước - Bánh sau chủ động)
Nghiên cứu hệ thống truyền lực trên ô tô CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ
Giới thiệu về hệ thống truyền lực trên ô tô
Hình 1.1: Tổng thể hệ thống truyền lực trên ô tô
Hệ thống truyền lực bao gồm các bộ phận chính: trục bánh trước, ly hợp, hộp số, trục các-đăng, bộ vi sai và trục bánh sau
Nhiệm vụ: Hệ thống truyền lực đảm bảo cho quá trình hoạt động của xe được thực hiện được liên tục và ổn định thông qua truyền động công suất sinh ra từ động cơ truyền đến ly hợp, hộp số, trục các-đăng, cầu dẫn động, bán trục và bánh xe Ngoài ra còn đảm bảo cho xe có thể tăng/giảm tốc độ, đứng yên mà không cần tắt máy
- Truyền động 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 sinh ra trong thời gian ngắn hoặc dài
- Thực hiện đổi chiều chuyển động giúp ô tô chuyển động lùi được
- Giúp ô tô chuyển động êm dịu và có thể thay đổi tốc độ cần thiết trên đường
- Hệ thống làm việc ổn định, liên tục và an toàn
- Thiết kế đảm bảo tính kinh tế và thẩm mỹ
- Hoạt động êm dịu, ít tiếng ồn
- Chi phí bảo dưỡng ít tốn kém
- Thiết kế dễ sửa chữa và bảo trì.
Các bộ phận cơ bản của hệ thống truyền lực trên ô tô
Hình 1.2: Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực ô tô
➢ 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 những trường hợp cần thiết như khi chuyển số một cách êm dịu Nó cũng cho phép động cơ hoạt động khi xe dừng và không cần chuyển hộp số về số trung gian
➢ Hộp số: dùng để biến đổi mô-men xoắn của động cơ truyền tới các bánh xe sao cho phù hợp với các chế độ tải Chắc chắn sự mất mát công suất ở hộp số là không tránh khỏi, vì thế công suất thực tế đưa đến các bánh xe luôn luôn nhỏ hơn công suất đưa ra của trục khuỷu động cơ (hiệu suất của hộp số)
➢ Trục các-đăng (bao gồm trục chữ thập): truyền động các-đăng dùng để truyền mô-men xoắn giữa các trục không thẳng hàng Các trục này lệch nhau một góc α >
0 0 và giá trị của α thường thay đổi
➢ Cầu chủ động: nhận công suất từ động cơ truyền tới để phân phối đến các bánh xe theo phương vuông góc Cầu xe nâng đỡ các phần gắn lên nó như hệ thống treo, sắc-xi
➢ Bán trục: nhận công suất từ cầu chủ động truyền đến các bánh xe.
Các kiểu bố trí
Hình 1.3: Kiểu bố trí hệ thống truyền động FF (A) và FR (B)
Hệ thống truyền động chủ yếu sử dụng là:
- FF (Động cơ đặt trước - Bánh trước chủ động) với kiểu hộp số đặt ngang
- FR (Động cơ đặt trước- Bánh sau chủ động) với kiểu hộp số đặt dọc
Ngoải xe sử dụng kiểu đặt FF và FR ra còn có các loại xe 4WD (4 bánh chủ động),
RR (Động cơ đặt sau - Cầu sau chủ động) kiểu xe hiện nay ít được sử dụng, và xe Hybrid đang bắt đầu được phát triển
1.3.1 Kiểu FF (Động cơ đặt trước - Bánh trước chủ động)
- Kiểu thiết kế động cơ đặt trước và kéo dẫn động cả bánh trước chiếm đa số số lượng xe ô tô cỡ nhỏ trong thành phố vì thiết kế gọn gàng giúp tạo thêm không gian cho khoang lái, tăng thêm hiệu suất làm việc của xe vì có thể tối giản hóa hết mức so với các kiểu truyền động khác Nguyên nhân là khoảng cách truyền tải năng lượng được giảm tối đa, do đó số lượng các chi tiết cơ khí giảm, lượng thoát năng lượng và khối lượng xe cũng giảm và chưa kể giá thành sản xuất của chiếc xe sẽ vì thế mà giảm thấp hơn
- Tuy nhiên, ngoài rất nhiều ưu điểm thiết kế kể trên thì vẫn có một số nhược điểm liên quan đến tính năng vận hành của xe Do được cấu tạo phần lớn được tập trung phần trước xe nên sẽ khó có thể tăng tốc nhanh và luôn thất thế hơn so với xe dẫn động cầu sau trên các đoạn đường thẳng
- Vì phần lớn trọng lượng tập trung ở phía trước nên ở phía đuôi xe dễ có cảm giác mất kiểm soát lái khi xe vào cua Nguyên nhân dẫn tới tình trạng trên là vì thiết kế cầu sau nhẹ hơn nên khi vào các khúc cua, các bánh sau không có đủ lực tác dụng lên bề mặt đường để tạo độ bám vì vậy bánh sau sẽ dễ bị trượt và ma sát với mặt đường không còn, nhất là trong điều kiện đường trơn trượt
- Với kiểu bố trí động cơ đặt trước - bánh trước chủ động như vậy thì cả phần trước của xe đảm nhiệm khá nhiều nhiệm vụ như định hướng, phanh, chịu tải, tăng tốc lên mỗi hai bánh trước mà khiến cho các lốp xe sẽ mau giảm tuổi thọ hơn so với hai bánh sau khi nhiệm vụ chỉ nâng đỡ và di chuyển theo hai bánh trước
- Tuy nhiên, trình độ khoa học kỹ thuật ngày nay phát triển thì những nhược điểm trên đã dần được khắc phục dù là chưa triệt để nhằm đáp ứng nhu cầu rất lớn của người tiêu dùng cũng như nhà sản xuất Đó cũng chính là hai ưu điểm lớn nhất của hệ thống dẫn động cầu trước FF: tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu chi phí sản xuất
- Trên xe với kiểu động cơ đặt trước, bánh trước chủ động thì động cơ, ly hợp, hộp số, cầu chủ động tạo nên một khối lượng đơn nên mô-men động cơ sẽ truyền trực tiếp đến các bánh trước
Hình 1.4: Kiểu xe FF với hộp số thường 1.3.2 Kiểu FR (Động cơ đặt trước - Bánh sau chủ động)
- Đây là kiểu xe được thiết kế cho những xe cần sức kéo lớn như các xe du lịch, xe bán tải hoặc xe có tải trọng lớn chuyên chở các vật nặng với thiết kế động cơ đặt trước và dẫn truyền mô-men đến bánh sau Đây là dạng chuyển động của xe khi bánh sau chuyển động thì sẽ đẩy bằng hai bánh trước chuyển động theo xe giúp xe có thể di chuyển được
- Những nhược điểm của kiểu xe thiết kế FF lại chính là ưu điểm của kiểu xe thiết kế
FR Rõ rệt nhất chính là sự cân bằng về trọng lượng của xe, với việc chuyển các kết cấu cơ khí nặng ra phía sau, trọng lượng xe được dàn đều trên toàn bộ chiều dài của xe dẫn đến khả năng vận hành ổn định hơn, giảm thiểu các nguy cơ giật, lắc hoặc mất lái khi vào cua và quay vòng
- Tuy vậy, các thiết kế của xe FR được cải thiện đáng kể hơn khi trình độ phát triển của khoa học kỹ thuật ngày nay của các kỹ sư thiết kế đã cải tiến thêm một số hệ thống như hệ thống điện tử kiểm soát thân xe sẽ cho phép tối ưu hóa hoạt động của xe ngay cả trong điều kiện không lí tưởng để giúp xe ô tô có được trải nghiệm tốt nhất có thể Đó cũng chính là lí do cho sự quay lại của những chiếc xe dẫn động cầu sau trong thời gian sắp tới, thậm chí là đối với những chiếc xe cỡ nhỏ di chuyển trong thành phố
Hình 1.5: Kiểu xe FR với hộp số thường 1.3.3 Kiểu bốn bánh chủ động 4WD
Hình 1.6: Thiết kế kiểu xe 4WD
- Các xe thường xuyên di chuyển ở mọi địa hình hay điều kiện di chuyển khó khắn cần được trang bị kiểu thiết kế dẫn động bốn bánh chủ động và được dẫn động mô-men thông qua hộp số phụ
- Khác với các xe dẫn động thông thường, xe dạng 4WD sẽ được trang bị bộ vi sai ở phía trước và phía sau để giảm thiểu tối đa sự chênh lệch tốc độ quay của các bánh xe trước và sau Sự hoạt động của các bộ vi sai này đảm bảo được việc truyền công suất đến các bánh xe được đều nhau, làm xe di chuyển êm dịu hơn rất nhiều, kể cả khi xe quay vòng Đặc điểm của hệ thống 4WD là tất cả các bánh xe đều phải có đường kính giống nhau ở cả trước và sau, mục đích là tránh cho bộ vi sai trung tâm phải làm việc liên tục dễ dẫn đến hư hỏng sau thời gian dài xe chạy.
Nhiệm vụ, phân loại, cấu tạo của các bộ phận trên hệ thống truyền lực
- Ly hợp được đặt giữa động cơ và hộp số, có nhiệm vụ ngắt hay nối công suất động cơ thông qua bàn đạp ly hợp và làm cho bánh xe chủ động quay (nối) hoặc động cơ quay tự do không truyền công suất đến bánh xe (ngắt) Mặc dù có nhiều kiểu ly hợp nhưng tất cả đều làm việc trên nguyên tắc giống nhau
Hình 1.7: Vị trí của ly hợp 1.4.1.1 Nhiệm vụ
- Nối động lực: Người lái chưa tác động lên bàn đạp, lúc này ly hợp chịu sức căng của lò xo ép, ép đĩa bị động, đĩa chủ động, bánh đà thành một khối động lực được truyền từ bánh đà đến vỏ ly hợp, đến đĩa ép, đến đĩa ma sát, đến trục bị động
- Cắt động lực: Người lái đạp lên bàn đạp ly hợp, qua cần dẫn động làm cho vòng bi mở và đầu cần tách đi vào đầu kia của cần tách đi ra Lúc đó sẽ kéo đĩa ép đi ra, làm nén lò xe ép lại Lúc này đĩa bị động ở trạng thái tự do do lực ma sát mất, động lực được cắt Ly hợp còn có vai trò đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền lực và động cơ trong trường hợp chịu tải quá lớn
- Trên ô tô thường dùng ly hợp kiểu ma sát khô thường đóng có 1 hoặc nhiều đĩa ma sát, dẫn động điều khiển kiểu cơ khí, thủy lực hoặc trợ lực
- Theo cách truyền mô men xoắn từ trục khuỷu đến trục của hệ thống truyền lực, ta có:
+ Ly hợp ma sát: loại 1 đĩa và nhiều đĩa, loại lò xo màng, loại lò xo nén trung tâm,
+ Ly hợp thủy lực: loại thủy tĩnh và thủy động
+ Điều khiển do lái xe (loại đạp chân, loại có trợ lực thủy lực hoặc khí)
- Ly 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 ly hợp phải lớn hơn mô men xoắn của động cơ
- Khi kết nối phải êm dịu để không gây ra va đập ở hệ thống truyền lực
- Khi tách phải nhanh và dứt khoát để dễ gài số và tránh gây tải trọng động cho hộp số
- Mô-men quán tính của phần bị động phải nhỏ
- Ly hợp phải làm nhiệm vụ của bộ phận an toàn
- Kết cấu đơn giản và gọn
- Đảm bảo thoát nhiệt tốt khi ly hợp trượt.
1.4.1.4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp
Cấu tạo của ly hợp bao gồm các bộ phận chính:
Hình 1.8: Cấu trúc bộ ly hợp
Bánh đà
gia công nhẵn làm mặt tựa của ly hợp Đồng thời có các chốt định tâm bảo đảm đồng tâm giữa bánh đà và võ Bánh đà được làm bằng thép, đôi khi được làm bằng gang có khả năng hấp thụ nhiệt tốt và giải nhiệt tốt
- Trên bánh đà có vòng răng khởi động để khởi động động cơ, có các lỗ khoan xiên nhằm mục đích lưu thông không khí mang theo nhiệt độ, bụi, dầu mỡ (nếu có) ra ngoài Trong trường hợp bị tắc khả năng tản nhiệt sẽ kém đi chút ít Ngoài ra, bánh đà được làm dày để hấp thụ nhiệt lượng lớn tỏa ra từ hoạt động của ly hợp
- Trên bề mặt 1 bên của bánh đà được chế tạo có bề mặt nhẵn để tạo ma sát Tại vòng ngoài của bánh đà được khoan các lỗ để gắn thêm các bộ phận của ly hợp và một lỗ được khoan ở giữa bánh đà để lắp bạc đạn đỡ trục sơ cấp của hộp số
- Bạc đạn ở tâm bánh đà có nhiệm vụ giữ cho đầu ngoài cùng của trục sơ cấp Nó giống như một ổ lót dẫn hướng, có thể được cấu tạo là bạc đạn bi hoặc ống lót đồng và cả hai đều phải được bôi trơn
Hình 1.9: Cấu trúc bánh đà
Hình 1.10: Bánh đà của xe Ford
A1 Bánh đà khối lượng kép:
- Bánh đà kép thường được sử dụng trong động cơ Diesel Khi làm việc, bánh đà kép sẽ hấp thụ các rung động của động cơ và bên trong bánh đà kép còn có một lò xo hoạt động như một bộ phận giảm chấn khi ép một phần của bánh đà làm êm dịu dòng công suất truyền ra
Hình 1.11: Cấu trúc của bánh đà khối lượng kép
- Bánh đà kép cũng giúp làm giảm tải trên các phần của ly hợp và hộp số khi hệ thống làm việc.
Đĩa ma sát
- Bao gồm một moay-ơ có rãnh then hoa và một tấm kim loại phẳng hình tròn được phủ vật liệu ma sát được gọi là mặt bố ma sát
- Rãnh then hoa nằm giữa trung tâm đĩa ma sát và ăn khớp với răng then hoa trên trục sơ cấp, làm trục sơ cấp và đĩa ma sát quay Tuy nhiên đĩa ma sát này được trượt tự do về phía trước hay phía sau trên trục sơ cấp
- Đĩa ma sát thường được làm từ vật liệu A-mi-ăng chịu nhiệt cao hoặc các vật liệu chịu nhiệt độ cao khác, có hệ số ma sát cao và ổn định
- Các lò xo trên đĩa ma sát được gọi là lò xo chống rung hay lò xo giảm chấn Khi ly hợp đóng, mâm ép sẽ ép chặt đĩa ma sát với bánh đà đang quay, lò xo bị nén và giảm chấn khi đĩa bắt đầu quay cùng bánh đà
- Giữa hai bề mặt ma sát còn có các lò xo đệm trên bề mặt bằng phẳng Nó có mảng gợn sóng hay uốn cong làm cho lò xo này cho phép tấm vật liệu uốn cong sát về phía bên trong và sẽ yếu đi trong khi ly hợp bắt đầu đóng nên được gọi là ly hợp đóng êm dịu
- Được chế tạo bằng vật liệu chịu tải Mâm ép phải được chuyển động tịnh tiến theo chiều của trục Có 3 loại mâm ép:
Hình 1.13: Mâm ép kiểu lò xo cuộn
- Đây là kiểu mâm ép sử dụng những lò xo cuộn nhỏ tương tự như lò xo xúp-pắp Bề mặt mâm ép là một vòng tròn lớn mà tại đây đĩa ma sát sẽ được tiếp xúc vào, thường được cấu tạo bằng sắt hay kim loại Bề mặt sau của mâm ép là bề mặt có các lò xo và đòn bẩy được gắn với cần ly hợp
- Khi mở, cơ cấu ly hợp ấn bạc đạn chà đẩy cần bẩy, đầu kia của cần bẩy nâng mâm ép ra xa so với bánh đà, ép cuộn lò xo lại, đĩa ma sát trượt ra xa đối với bánh đà và công suất không truyền được đến hộp số
Hình 1.14: Trường hợp khi đạp cần ly hợp
- Khi đóng, bạc đạn chà dịch chuyển ra xa với cần bẩy Vì vậy, lò xo trên mâm ép sẽ ép mâm ép đẩy đĩa ma sát về phía bánh đà đang quay
- Thời gian để các hoạt động đóng mở này diễn ra nhanh và yêu cầu có độ chính xác cao khi ly hợp làm việc
Hình 1.15: Trường hợp khi nhả cần đạp ly hợp
C2 Kiểu lò xo lá (lò xo mặt trời):
- Đây là kiểu mâm ép có đĩa ép mặt trời thường sử dụng những lò xo lá đơn và có chức năng giống như kiểu lò xo cuộn ở trên Kiểu lò xo lá là có một lò xo ép vòng tròn lớn, lò xo được cuốn cong lên hoặc lõm xuống và được chia thành những lá được nối từ cạnh ngoài cho đến lỗ bên trong Lò xo này được gắn vào trong đĩa ép với cạnh ngoài được lắp chặt về phía sau của bề mặt đĩa ép
- Kiểu lò xo này giảm kích thước, khối lượng và đơn giản hoá nhiều trong kết cấu của bộ ly hợp Loại trừ các lực li tâm làm giảm sức đè lên đĩa ly hợp ở vận tốc cao thì lực tác dụng lên đĩa thường xuyên đều ở mọi chế độ làm việc của cơ cấu ly hợp
Nguyên lý làm việc: Đĩa ép lò xo lá hoạt động khi trung tâm của đĩa được đẩy vào động cơ thì cạnh ngoài của nó đi ngược lại phía động cơ Điều này sẽ tách đĩa ly hợp và đĩa ép trượt ra xa so với bánh đà
Hình 1.16: Mâm ép kiểu lò xo lá
- Khi trung tâm của lò xo được nhả ra thì lò xo sẽ trở lại trạng thái bình thường và lúc đó cạnh ngoài của đĩa ép mặt trời sẽ đẩy bề mặt mâm ép vào trong đĩa ly hợp
C3 Kiểu mâm ép loại bán ly tâm:
- Đây là loại mâm ép có thể thay đổi lực ép vào mâm ép theo tốc độ động cơ
Hình 1.17: Mâm ép kiểu bán ly tâm
- Nơi đầu ngoài của ba cần bẩy có gắn quả tạ, cần bẩy có quả tạ được lắp ráp với mâm ép sao cho khi tăng vận tốc, lực ly tâm tác dụng lên quả tạ làm cho cần bẩy được tăng thêm sức đè lên mâm ép
Hình 1.18: Chi tiết cần bẩy mâm ép bán ly tâm
Khi ở chế độ mở và đóng, các lò xo luôn luôn tác dụng lực đè lên mâm ép Tuy nhiên khi bộ ly hợp bắt đầu đóng, sẽ có thêm lực đè lên mâm ép do lực ly tâm tác động lên cần bẩy do vận tốc của xe tăng lên (trục sơ cấp quay nhanh hơn) Vận tốc càng cao lực đè này càng lớn
- Thường sử dụng bạc đạn cầu và bộ vòng, có tác dụng làm giảm ma sát giữa cần đẩy và càng mở ly hợp, tránh sự mài mòn Khớp ngắt ly hợp là bộ phận kín trong đó chứa mỡ bò, nó trượt trên trục hoặc trong ống bao lồng bên ngoài trục từ phía trước của hộp số
- Ở một vài loại xe sử dụng khớp ngắt ly hợp bằng than chì Nó là một khối tròn bằng than chì chống ma sát, ép lên trên đĩa phẳng và cần đẩy ly hợp
Mâm ép ly hợp
- Hộp số là bộ phận thực hiện chức năng tăng/giảm tốc độ hoặc lùi xe
Hiện nay, hộp số được chia thành 2 loại: hộp số có cấp và hộp số vô cấp
-Với hộp số có cấp được chia theo:
+ Loại có trục cố định và có trục không cố định
+ Loại có hai dãy số truyền, trong đó có 1 dãy có dãy số 3,4,5
+ Theo phương pháp sang số: Hộp số điều điều bằng tay hoặc hộp số tự động
- Với hộp số vô cấp được chia theo:
+ Hộp số thủy lực (hộp số thủy tĩnh, hộp số thủy động)
- Truyền và thay đổi mô-men từ động cơ đến bánh xe chủ động
- Cắt truyền động từ động cơ đến bánh xe chủ động trong thời gian dài (số N)
- Đảm bảo cho ô tô chuyển động lùi được
- Có tỷ số truyền hợp lý để đảm bảo tính động lực học và tính kinh tế nhiên liệu cho ô tô trong hoạt động
- Chuyển số êm dịu và chính xác, hộp số phải gọn nhẹ và dễ điều khiển
- Hộp số phải chịu được các hoạt động làm việc trong các điều kiện khắc nghiệt và có độ bền cao
- Dễ bảo quản và sửa chữa
Hình 1.20: Sơ đồ hộp số 5 cấp số tiền và 1 số lùi
Loại hộp số này thường gồm 3 trục: sơ cấp, thứ cấp, trung gian và các cặp bánh răng ăn khớp Việc truyền chuyển động ở mỗi số truyền đều qua hai cấp bánh răng ăn khớp
Hộp số ngang
- Đây là hộp số ở kiểu xe FF (Động cơ đặt trước - Bánh trước chủ động)
- Hộp số ngang bao gồm: trục sơ cấp, trục thứ cấp và bộ vi sai
- Trên trục sơ cấp sẽ có bánh răng chủ động số 1, 2, 3, 4, 5 và bánh răng số lùi Tuy nhiên, bánh răng số 1, số 2 và số lùi được kết nối cứng trên trục sơ cấp, các số còn lại sẽ chuyển động quay trơn trên trục sơ cấp của hộp số
Hình 1.21: Cấu tạo hộp số ngang
- Bánh răng bị động số 1, 2 và số lùi quay trơn trên trục thứ cấp hộp số còn bánh răng bị động số 3, 4 và 5 được kết nối cứng trên trục thứ cấp Đối với hộp số ngang thì truyền lực chính và bộ vi sai sẽ được bố trí ngay bên trong hộp số
- Trục thứ cấp trên hộp số sẽ truyền chuyển động đến bộ truyền lực chính và bộ vi sai
Từ bộ vi sai đó mô-men sẽ được truyền đến các bánh xe trước thông qua bán trục giúp kéo các bánh xe sau chuyển động theo
A2 Nguyên lý làm việc hộp số ngang
- Ở vị trí tay số trung gian (số N): Từ động cơ chuyển động làm quay trục khuỷu truyền qua ly hợp dẫn đến trục sơ cấp sẽ quay theo Lúc này bánh răng số 1 và số 2 chủ động trên trục sơ cấp sẽ quay và tại vị trí đó trên trục thứ cấp cũng quay theo bánh răng số 1 và số 2 trên trục sơ cấp Nhưng vì quay trơn nên ở vị trí tại trục thứ cấp sẽ không có mô-men được truyền ra nên ô tô sẽ không thể di chuyển được
Hình 1.22: Hoạt động ở tay số trung gian
*Khi lái xe sử dụng số N (hay còn gọi là số mo) thì phải đạp thắng nếu dừng không quá lâu và kéo thắng tay nếu đỗ xe ở vị trí có địa hình dốc hoặc đỗ xe ở nơi có mặt đường có khả năng làm trôi xe Đặt thêm biển báo hoặc các vật dụng báo hiệu khác nếu cần thiết để các phương tiện khác biết
- Ở vị trí tay số 1: Khi tay số chuyển sang số 1 thì ống trượt trên trục thứ cấp được đẩy sang phải để liên kết với bánh răng bị động số 1 trên trục thứ cấp Chuyển động từ trục sơ cấp hộp số làm cho bánh răng chủ động số 1 kéo bánh răng bị động số 1 trên trục thứ cấp
- Bánh răng bị động số 1 truyền chuyển động làm cho trục thứ cấp của hộp số chuyển động theo dẫn động đến truyền lực chính là trục các-đăng và bộ vi sai dẫn đến các bánh xe chủ động hoạt động
Hình 1.23: Hoạt động sang số ở tay số 1
- Ở vị trí số 2: Nguyên lý làm việc tương tự số 1 nhưng ở trường hợp này ống trượt trên trục thứ cấp hộp số được đẩy sang trái ăn khớp với bánh răng bị động số 2
- Ở vị trí số 3: Khi nguời lái xe chuyển sang tay số thứ 3, thì ống trượt giữa trên trục sơ cấp của hộp số được đẩy sang bên phải để kết nối với bánh răng chủ động số 3 Chuyển động từ trục sơ cấp hộp số truyền đến ống trượt và làm ống trượt kéo bánh răng chủ động số 3 khiến bánh răng bị động số 3 quay theo
- Do bánh răng bị động số 3 được kết nối cứng trên trục thứ cấp hộp số nên trục thứ cấp sẽ truyền chuyển động đến truyền lực chính, bộ vi sai, các bán trục dẫn động và làm cho các bánh xe chủ động quay theo
- Như vậy tại tay số 3, mô-men sẽ được truyền từ trục sơ cấp đến bánh răng chủ động số 3 và sau đó truyền sang bánh răng bị động số 3 trên trục thứ cấp và cuối cùng truyền ra các bộ phận truyền lực khác bên ngoài
Hình 1.24: Hoạt động sang số ở tay số 3
- Ở vị trí số 4: 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 và ống trượt sẽ kéo bánh răng chủ động số 4 quay 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 theo Mô- men từ trục thứ cấp hộp số được truyền đến các bánh xe qua trung gian của truyền lực chính, bộ vi sai và đến các bánh xe
- Ở vị trí 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
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
- Ở vị trí tay 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
*Lưu ý ở số lùi ô tô phải dừng lại hoặc đứng yên mới có thể sang số được
Hình 1.25: Hoạt động ở tay số lùi
Hộp số dọc
- Đây là hộp số ở kiểu xe FR (Động cơ đặt trước - Bánh sau chủ động) Ở hộp số dọc thì sẽ được bố trí khi động cơ đặt dọc (trục chuyển động từ động cơ ra truyền động thẳng hàng)
- Hộp số dọc chủ yếu gồm 3 trục: trục sơ cấp và thứ cấp nằm trên cùng 1 trục ở trên và trục trung gian nằm ở dưới
- Tại đầu trục sơ cấp sẽ nhận mô-men từ động cơ thông qua bộ ly hợp và tại đầu trục sẽ được kết nối với đĩa ma sát của ly hợp
- Trục thứ cấp tại một đầu phía bên phải sẽ nhận nhiệm vụ truyền mô-men đến bộ truyền động và truyền đến các bánh xe chủ động, đầu còn lại phía bên trái sẽ được nối với trục sơ cấp Cả trục thứ cấp sẽ thực hiện chuyển động quay vòng thông qua một vòng bi
- Tại trục trung gian sẽ được đặt nằm ở dưới trục sơ cấp và trục thứ cấp và được gá vào vỏ hộp số thông qua 2 vòng bi
- Mô-men sẽ được truyền theo thứ tự từ trục sơ cấp truyền đến trục trung gian Tại trục trung gian sẽ truyền mô-men đến trục thứ cấp và truyền chuyển động ra đến trục các- đăng và đến các bánh xe chủ động thông qua bán trục
Hình 1.26: Cấu tạo hộp số dọc
B2 Nguyên lý làm việc: Hộp số dọc sẽ có nguyên lý tương tự như hộp số ngang nhưng sẽ khác nhau tùy theo số lượng các tay số, theo nhu cầu và mục đích sử dụng của người sử dụng ô tô
B3 Quá trình gài số với hộp số cơ khí 3 trục (hộp số dọc)
Gài số 1: Gạt vào bánh răng thứ 1 trên trục thứ cấp thông qua càng chọn bánh răng ăn khớp với bánh răng số 1 trên trục trung gian, lực được truyền từ trục sơ cấp sang trục trung gian đến trục thứ cấp và tới trục các-đăng Số 1 được sử dụng khi bắt đầu chuyển bánh hoặc khi sức cản chuyển động của đường lớn
Gài số 2: Gài vào bánh răng số 2 trên trục thứ cấp thông qua càng chọn bánh răng ăn khớp với bánh răng số 2 trên trục trung gian, lực được truyền từ trục sơ cấp sang trục trung gian đến trục thứ cấp và tới trục các đăng Số 2 được sử dụng khi chạy với tốc độ chậm
Gài số 3: Gài vào bánh răng số 3 trên trục thứ cấp thông qua càng chọn bánh răng ăn khớp với bánh răng số 3 trên trục trung gian, lực được truyền từ trục sơ cấp sang trục trung gian đến trục thứ cấp và tới trục các đăng Số 3 được sử dụng khi chạy với tốc độ trung bình
Gài số 4: Gài vào bánh răng số 4 trên trục thứ cấp thông qua càng chọn bánh răng ăn khớp với bánh răng số 4 trên trục trung gian, lực được truyền từ trục sơ cấp sang trục trung gian đến trục thứ cấp và tới trục các đăng Số 4 được sử dụng khi chạy với tốc độ tương đối cao
Gài số 5: Gài vào bánh răng số 5 trên trục thứ cấp thông qua càng chọn bánh răng ăn khớp với bánh răng số 5 trên trục trung gian, lực truyền từ trục sơ cấp sang trục trung gian đến trục thứ cấp và tới trục các đăng Số 5 được sử dụng khi chạy với tốc độ cao
Gài số lùi: Gài bánh răng số R trên trục thứ cấp thông qua càng chọn bánh răng ăn khớp với bánh răng R trên trục trung gian với bánh răng trung gian ở giữa làm trục thứ cấp quay ngược chiều Số lùi được sử dụng khi lùi xe
B4 Những chú ý khi thao tác cần số:
- Trước khi khởi động động cơ phải về số 0 hoặc N (Ở vị trí càng chọn bánh răng không tiếp xúc với bất kỳ bánh răng nào của trục thứ cấp)
- Khi chuyển số phải đạp bàn đạp ly hợp dứt khoát
- Khi chuyển đổi từ cấp số tiến sang số lùi hoặc ngược lại cần phải cho xe dừng hẳn mới được thao tác
- Là bộ phận thực hiện việc truyền động mô-men xoắn từ động cơ thông qua hộp số đến bộ vi sai
- Trục các-đăng là một ống kim loại thường được làm bằng các-bon có độ bền cao Vì phải chống xoắn và uốn tốt trong quá trình làm việc nên việc kiểm tra độ bền và khả năng làm việc ít hư hỏng rất được chú trọng
- Trục các-đăng gồm 2 bộ phận chính: thân trục và khớp truyền động Trục các-đăng dùng để truyền mô-men, còn khớp truyền động vừa truyền được mô-men vừa thay đổi được cả phương truyền lực
- Trục các-đăng có thể có từ hai trục trở lên kết hợp với một hoặc nhiều khớp truyền động cùng làm việc
- Về nguyên tắc, một bộ truyền động các-đăng hoàn chỉnh phải đảm bảo vận tốc góc của trục khi vào và khi ra khỏi trục là hoàn toàn giống nhau trong bất kỳ chế độ hoạt động nào Đồng thời đáp ứng được yêu cầu khá ngặt nghèo về độ cứng vững do độ dài của các trục khá lớn mà không có các ổ đỡ và về cân bằng động vì tất cả các chi tiết của bộ truyền đều quay quanh một trục nào đó với vận tốc góc lớn trong quá trình làm việc
- Để truyền động giữa các trục không nằm trên cùng một đường thẳng mà thường cắt nhau dưới một góc có trị số góc α (0 < α < 10 0 ) luôn thay đổi trong quá trình làm việc của trục các-đăng
HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE FORD TRANSIT
Giới thiệu chung về xe Ford Transit
- Ford Transit là dòng xe thương mại được sản xuất bởi Ford từ năm 1965 Sản phẩm đầu tiên của Ford tại châu Âu, đánh dấu sự xuất hiện của Ford Transit tại Tây Âu và Úc Vào cuối thế kỷ thứ 20, nó đã được bán trên thị trường toàn cầu, ngoại trừ Bắc Mỹ cho đến năm 2013 Khi nó thay thế chiếc Ford E-series vào năm 2015, Transit là chiếc xe thương mại bán chạy nhất tại châu Âu trong suốt 40 năm qua
- Ford Transit ra đời vào năm 1965 tại nhà máy sản xuất Anh Quốc của Ford, xe này chính là kết tinh của hơn 50 năm kinh nghiệm thiết kế và chế tạo xe thương mại của hãng theo tiêu chuẩn chất lượng châu Âu
- Đến năm 2013 chiếc xe Transit thứ 7.000.000 đã xuất xưởng, đưa Transit trở thành thương hiệu xe thương mại bán chạy hàng đầu thế giới
- Ford Transit cũng giành được nhiều giải thưởng tại Anh như: Được bình chọn là chiếc xe đáng tin cậy nhất châu Âu trong 3 năm liên tiếp theo tạp chí danh tiếng FN50 của Anh, giành được giải thưởng chiếc xe thương mại của năm tại Anh Quốc,…
Hình 2.1: Xe Ford Transit 2017 phiên bản tiêu chuẩn Thông số chi tiết về xe Ford Transit 2017:
Bảng 2.1: Thông số chi tiết xe Ford Transit Động cơ Transit 16 chỗ Động cơ Diesel Động cơ Động cơ Diesel 2.4L - TDCi trục cam kép có làm mát khí nạp
Loại 4 xi lanh thẳng hàng
Dung tích xy lanh (cc) 2402 Đường kính xy lanh x Hành trình piston
Công suất cực đại (HP/vòng/phút) 138 / 3500
Mô-men xoắn cực đại (Nm/vòng/phút) 375 x 2000
Tỷ số truyền cầu sau 5.11
Ly hợp Đĩa ma sát khô, dẫn động bằng thuỷ lực
Kích thước và trọng lượng Transit 16 chỗ Động cơ Diesel
Chiều dài cơ sở (mm) 3750
Khoảng sáng gầm xe (mm) 165
Trọng lượng toàn tải (kg) 3730
Bán kính vòng quay nhỏ nhất (m) 6.65
Trọng lượng không tải (kg) 2455
Hệ thống treo Transit 16 chỗ Động cơ Diesel
Trước Hệ thống treo độc lập dùng lò xo xoắn và ống giảm chấn thủy lực Sau Hệ thống treo phụ thuộc dùng nhíp lá với ống giảm chấn thủy lực
Sơ đồ tuyến hình của xe:
Hình 2.2: Sơ đồ tuyến hình của xe Ford Transit 2.1.1 Chi tiết Ford Transit 2017
- Với xe Transit, Ford đã phát triển khái niệm thân xe hoàn toàn mới ở phân khúc xe thương mại hạng nhẹ Việc tính toán tất cả các bộ phận an toàn thụ động và chủ động, vật liệu và các kết hợp vật liệu hiện tại đã được tích hợp tổng thể vào thân xe
- Kết hợp các kỹ thuật giáp nối khác nhau trong toàn bộ thân xe giúp chúng tôi có thể cung cấp các giải pháp sửa chữa hợp lý trong lĩnh vực bảo trì
- Yếu tố công nghệ và hiệu quả chi phí được điều phối trong quá trình phát triển theo cách có chủ đích, từ đó xe Transit được phát triển tổng thể với một nền tảng cơ bản, biểu thị về độ phát triển công nghệ hiện tại của Ford
- Nội thất của xe được thiết kế vô cùng sang trọng, tiện nghi mô phỏng theo khoang hành khách của máy bay Airbus Các ghế ngồi thiết kế mới có thể điều chỉnh độ nghiêng từng ghế giúp hành khách trải qua các chuyến đi xa nhẹ nhàng hơn
- Thêm vào đó là hệ thống điều hòa hai giàn lạnh mang lại cảm giác thoải mái tối đa khi ngồi trên xe
Hình 2.3: Ford Transit bản tiêu chuẩn
Hình 2.4: Thiết kế 16 chỗ ngồi trên Ford Transit bản tiêu chuẩn
- Một đặc trưng và là điểm mạnh nhất của dòng xe Ford là tính năng an toàn Xe sở hữu một khung vỏ cực kỳ vững chắc, cùng với đó là các trang bị an toàn tối ưu đạt tiêu chuẩn Châu Âu
- Hệ thống phanh ABS được trang bị trên cả bốn bánh xe giảm thiểu đối đa các nguy hiểm trên đường
Hình 2.5: Thiết kế của dàn điều hòa
- Là xe thương mại, vậy nên yêu cầu về hiệu quả vận chuyển và kinh tế nhiên liệu được đặt lên hàng đầu Xe Ford Transit được trang bị động cơ Duratoq 2.4TDCi Turbo Diesel, trục cam kép có làm mát khí nạp, sử dụng công nghệ phun dầu điện tử tiên tiến nhất của hãng Ford
- Với động cơ Duratoq 2.4TDCi Turbo Diesel, xe trang bị và sử dụng công nghệ tiên tiến nhất tạo ra sức mạnh vượt trội mà vẫn tiết kiệm nhiên liệu
- Kết hợp với động cơ là hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp tối ưu hóa sự kết hợp giữa công suất động vơ và mô-men xoắn cho sức tải và sức kéo vượt trội
- Bên cạnh đó, Transit còn được trang bị hộp số sàn 6 cấp chuyển số êm ái, tiết kiệm nhiên liệu Hệ thống truyền động cầu sau được cải tiến mạnh mẽ, đáp ứng những yêu cầu ngày càng cao của công việc và tăng cường sức mạnh hỗ trợ người lái khi cần thiết Người lái có thể cảm nhận được ngay sức mạnh của mô-men xoắn ngay khi khởi động xe
- Nhiều thành phần NVH (viết tắt của Noise, Vibration và Harshness để chỉ tiếng ồn, độ rung và độ xóc của xe) được lắp vào các trụ A, B và C để giảm tiếng ồn Từ đó làm giảm không gian cộng hưởng trong các khoang hiện tại Có thể làm giảm tiếng ồn bằng cách phát triển công nghệ cách âm mới và sử dụng các vật liệu hybrid Đây được xem là bước trang bị quan trọng khi các xe du lịch thương mại sau này (trong đó có Ford Transit) được quan tâm hơn
- Biện pháp đầu tiên là ngăn mọi yếu tố gây ra tiếng ồn và sự rung lắc ngay từ đầu Thiết kế khí động học của xe đóng vai trò quan trọng trong việc giảm tiếng ồn Những luồng không khí bị cản khi di chuyển dọc thân xe gây ra rung động và tiếng ồn
Khai thác hệ thống truyền lực xe Ford Transit 2017
- Hệ thống truyền lực trên xe Ford Transit đã được cải tiến tốt hơn về vật liệu chế tạo tuy vẫn giữ các cấu trúc tương tự từ các đời xe 2008 trở đi
- Trên hệ thống truyền lực vẫn sử dụng kiểu hộp số MT82 đặt học trang bị kiểu dẫn động FR (dẫn động cầu sau), trục các-đăng chủ động 3 khớp nối, sử dụng bộ vi sai kín cùng bán trục
- Xe không có sự thay đổi quá nhiều về kết cấu dù ở phiên bản mới nhất Chính điều này khiến xe trông vẫn còn khá cơ bản nhưng vẫn giúp Ford Transit có chỗ đứng cho riêng mình trong phân khúc thị trường xe du lịch 16 chỗ
- Hệ thống truyền lực tổng quát trên xe được thể hiện thông qua sơ đồ khối sau đây:
Hình 2.7: Sơ đồ khối tổng quát hệ thống truyền lực Ford Transit 2017 2.2.1 Ly hợp Ford Transit
- Bộ ly hợp trên xe bao gồm các bộ phận chính:
+ Mâm ép (kiểu lò xo mặt trời)
+ Đĩa ma sát được điều khiển dẫn động bằng thủy lực
Hình 2.8: Cấu tạo của ly hợp Ford Transit 2.2.1.1 Bánh đà kép
- Bánh đà kép bao gồm các bộ phận chính: khối phụ, đĩa ma sát bánh đà kép, chốt định vị và vòng đệm
Hình 2.9: Khối phụ bánh đà kép (1)
Hình 2.10: Chốt định vị bánh đà kép (1) (X: 11,5mm 0,5mm)
Hình 2.11: Đĩa ma sát bánh đà kép (1)
Hình 2.13: Vòng đêm bánh đà kép (1) 2.2.1.2 Mâm ép kiểu lò xo mặt trời
- Mâm ép bao gồm 18 lá ép được định vị cố định và mâm sẽ được cố định bằng 6 bu- lông bắt xung quanh
- Mâm ép sẽ được định vị trên bộ ly hợp bằng các bu-lông như hình 2.14:
Hình 2.14: Mâm ép kiểu lò xo mặt trời (1)
1,2,3,4,5,6: Bu-lông định vị đĩa ép
- Đĩa ma sát gồm 4 lò xo giảm chấn và mặt bố ma sát hình tròn xung quanh sẽ được định tâm đúng với đĩa ép thông qua một trục ở giữa
Hình 2.15: Đĩa ma sát (1) Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật bộ phận đĩa ma sát Ford Transit 2017
Tên mm inch Đường kính đĩa ma sát 258 10,7 Độ dày danh nghĩa của đĩa ma sát 8,9 0,35
* Khi độ dày nằm trong giá trị bị loại, lắp đĩa ma sát mới
2.2.1.4 Điều khiển bộ ly hợp
- Đối với hộp số 6 cấp MT82, hệ thống dẫn động ly hợp thủy lực đã được sửa đổi
- Ngược với hộp số sàn 5 tốc độ MT-75 trước đây (trang bị cho các xe Ford Transit được sản xuất từ trước năm 2008), xy-lanh tiếp nhận ly hợp đã được tích hợp vào vỏ ly hợp.
- Hệ thống dẫn động ly hợp thủy lực là hệ thống tự điều chỉnh Không cần phải thay xy-lanh chấp hành ly hợp sau khi thay ly hợp
Hình 2.16: Bộ điều khiển ly hợp gắn bên ngoài hộp số (1)
1: Xy-lanh phụ ly hợp; 2: Núm xả; 3: Đường ống thủy lực; 4: Đường cấp dầu;
5: Xy-lanh chính ly hợp; 6: Giá đỡ - Đường ống thủy lực
2.2.1.5 Điều khiển dẫn động bộ ly hợp bằng thủy lực
- Cấu tạo bao gồm ba bộ phận cơ bản: Một xy-lanh làm việc như bơm tạo áp suất (xy- lanh chính), một xy-lanh tạo lực đẩy cho đòn mở (xy-lanh thứ cấp) và đường ống dẫn dầu chịu áp suất ( ~ 100 Kg/cm 2 )
- Khi ấn pedal xuống, hệ thống sẽ đẩy piston trong xy-lanh chính, dòng dầu chảy vào đường ống và đến xy-lanh thứ cấp, áp lực hình thành trong xy-lanh phụ để đẩy piston và đòn nối tác động lên càng mở ly hợp làm tách ly hợp
- Khi pedal được buông, một lò xo trên pedal kéo nó trở về vị trí đầu, các lò xo khác ở bên trong hai xy-lanh sẽ đẩy piston về vị trí ban đầu, dầu chạy ngược về bình
- Gồm một piston gắn vào xy-lanh chính và piston có cuppen bằng cao su ở hai đầu Cuppen làm kín giữa piston và thành xy-lanh cùng một bình chứa dầu được gắn ở bên trên xy-lanh chính dùng để chứa dầu thắng Đường ống cấu tạo bằng kim loại bên ngoài bọc cao su
- Cung cấp áp suất thủy lực cho các bộ phận của ly hợp làm việc
Hình 2.17: Cấu tạo xy-lanh chính
Vị trí đường bơm dầu và xy-lanh chính trên bộ phận điều khiển ly hợp:
Vị trí của xy-lanh được bố trí hợp lý với các ống dẫn được bố trí như hình 2.18, 2.19 Thiết kế của ống dẫn thuận tiện cho việc kiểm tra, sửa chữa và bảo dưỡng xe
*Lưu ý khi xả dầu cần bố trí các dụng cụ cần thiết để dầu không gây ảnh hưởng đến các bộ phận khác
Hình 2.18: Vị trí để xả dầu khi cần tháo/lắp xy-lanh (1)
Hình 2.19: Vị trí xy-lanh và các bu-lông bắt cố định (1)
*Lực cần thiết để lắp các bu-lông: 9 Nm
- Xy-lanh thứ cấp bao gồm một bộ piston ở bên trong xy-lanh và một đòn nối với càng ly hợp
- Xy-lanh thứ cấp sẽ nhận dầu từ xy-lanh chính với dầu được bơm từ bình chứa và bơm dầu để tạo áp suất thủy lực để ly hợp có thể đóng/ngắt truyền động
Hình 2.20: Vị trí ống kết nối xy-lanh thứ cấp đến bộ ly hợp (1)
2.2.2 Hộp số sàn 6 cấp MT82 trên Ford Transit 2017
- Hộp số MT82 được chế tạo từ tháng 07/2007
- Tên gọi hộp số sàn 6 tốc độ MT82 xuất phát từ khoảng cách giữa hai trục trong hộp số
• M là viết tắt của Manual
• T là viết tắt của Transmission
• 82 là khoảng cách giữa 2 trục tính bằng mm
- Hộp số kiểu tên gọi bắt đầu bằng chữ MT được sản xuất áp dụng lần đầu tiên từ tháng 7 năm 2007 Đến nay hộp số MT82 có thiết kế đặt mô-men xoắn tối đa 375 Nm (kết hợp với động cơ 2.2L/2.4L/3.2L Duratorq-TDCi)
- Tất cả các cần sang số và bộ sang số đều được làm bằng thép tôi cứng
- Chi tiết chống trượt của cần sang số được làm bằng nhựa, có khả năng chịu ăn mòn cao Điều này đã cải thiện đáng kể khả năng sang số
- Dung tích dầu hộp số MT82 cho lần đổ dầu đầu tiên/đổ sửa chữa: 2.3 lít Nếu là hộp số đã được tháo lắp tại xưởng thì sẽ bổ sung 0.1 lít
Hình 2.21: Khoảng cách giữa 2 trục của hộp số MT82 (1) 2.2.2.1 Cấu tạo
A Tổng quan về các trục và các mặt bên của hộp số MT82
A1 Trục sơ cấp, trục thứ cấp và trục trung gian
- Hộp số sàn 6 cấp là hộp số ba trục
- Trục sơ cấp và trục thứ cấp nằm trên một trục, trục trung gian nằm ở phía dưới
- Tất cả các số được gài cố định
- Tất cả các bánh răng số của hộp số sàn 6 cấp, bao gồm cả bánh răng số lùi, là bánh răng xoắn ốc
NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRÊN HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC VÀ CÁCH KHẮC PHỤC
Kiểm tra và xác định hư hỏng
- Việc kiểm tra và xác định hư hỏng sẽ giúp tiết kiệm được nhiều thời gian và công sức nếu được thực hiện đúng cách và đúng bộ phận cần phải kiểm tra Các bước kiếm tra như sau:
B1: Xác định đúng hư hỏng hoặc trục trặc mà xe đang bị
B2: Kiểm tra sợ bộ bằng mắt các dấu hiệu hư hỏng phần cơ khí (Đối với hệ thống truyền lực)
Sơ đồ kiểm tra bằng mắt:
Bảng 3.1: Sơ đồ kiểm tra bằng mắt phần cơ khí Phần cơ khí
Các chi tiết bị hỏng hoặc bị mòn
Các bu lông hoặc ốc bị lỏng hoặc thiếu
B3: Nếu phát hiện được hư hỏng, hãy sửa chữa trước khi tiến hành bước kế tiếp
B4: Nếu không xác định được nguyên nhân, xác minh lại triệu chứng xe gặp phải 3.1.1 Các vấn đề về hệ thống truyền lực trên ô tô và phương pháp kiểm tra
- Cần tiến hành những kiểm tra sau đây trước khi tiến hành sửa chữa hoặc lắp hộp số mới Việc kiểm tra, xác minh các vấn đề của hộp số sàn được thực hiện thông qua các bảng kiểm tra từng bộ phận và các vấn đề đi kèm như sau:
3.1.1.1 Vấn đề với cần chuyển số
- Kiểm tra hoạt động của ly hợp: Đặt một khối gỗ dày khoảng 25 mm ở dưới bàn đạp ly hợp và nhấn bàn đạp xuống sâu nhất có thể Nếu có thể chọn được số 1 hoặc số 2 khi động cơ đang chạy và phanh đỗ xe hoạt động mà không có vấn đề gì thì ly hợp hoạt động tốt
3.1.1.2 Các vấn đề liên quan đến tiếng ồn hộp số
- Kiểm tra động cơ và giá đỡ hộp số để biết liệu có thiếu khe hở giữa hộp số và thân xe hay không
Bảng 3.2: Bảng kiểm tra vấn đề tiếng ồn liên quan đến hộp số
Kiểm tra /Kết quả Có Không
Chạy thử xe Chọn số 5 hoặc 6 và đạp hết hành trình bàn đạp ga để đạt tới mô-men động cơ lớn nhất
Có hiện tượng rung động rất mạnh xuất phát từ hệ thống dẫn động hay không? Hiện tượng rung sẽ biến mất ngay sau khi nhả bàn đạp ga
Chạy thử xe Vận hành xe theo "điều kiện dừng và chạy" được mô phỏng (số 1/số 2) Nhẹ nhàng tăng tốc và phanh để kiểm tra tiếng lách cách từ hộp số
Trong khi chạy xe từ vận tốc không tải tới vận tốc lớn nhất
2000 vòng/phút, có tiếng ồn phát ra từ hệ thống truyền động khi xe ở tốc độ nhất định nào không?
Nâng và đỡ xe Kiểm tra toàn bộ chân bắt động cơ, hộp số và ống xả khi động cơ không hoạt động, trong khi khởi động và khi chạy không tải
- Nếu tiếng ồn xảy ra ở các cấp số với cùng tốc độ động cơ, kiểm tra xem nếu tiếng ồn có xảy ra ở vị trí số 0 Nếu có, tiếng ồn không phải từ hộp số
Kết quả: Động cơ/hộp số sàn có rung lắc quá mức hay có tiếng lách cách trong khi khởi động không? Thời gian động cơ giảm xuống tốc độ không tải quá dài
Kiểm tra trục dẫn động của trục trước và hộp số sàn Cố định các bánh xe bằng chêm và gài phanh tay Khởi động động cơ, vào số 1 và từ từ nhả bàn đạp ly hợp tới khi động cơ đạt tốc độ không tải
Tốc độ động cơ không giảm, không truyền công suất, xe không chuyển động
Khởi động động cơ, gạt cần chuyển số về vị trí trung gian và từ từ nhả bàn đạp ly hợp Tắt động cơ
Tiếng ồn kim loại lớn từ hộp số khi động cơ dừng, trong vòng tua cuối cùng trước khi động cơ dừng quay, không phải do bánh đà kép gây ra Ở những xe sử dụng động cơ
Diesel mà không có van solenoid ở cổ hút thì không thể xử lý vấn đề (tiếng ồn kim loại lớn) bằng cách thay bánh đà kép Đối với các động cơ Diesel có van solenoid ở cổ hút, hãy kiểm tra hoạt động của van solenoid
Nếu nghe thấy tiếng lách cách khi động cơ dừng mà đang đạp bàn đạp ly hợp, hãy kiểm tra phần mỡ hoặc dầu còn lại ở vỏ hộp số (nhiều hơn 2 gam) trong bánh đà kép (tháo mô tơ đề và kiểm tra vỏ hộp số)
- Các bước kiểm tra như sau:
B1: Kiểm tra mức dầu hộp số Nếu cần thiết, có thể xả bớt lượng dầu thừa
B2: Vệ sinh kỹ hộp số và các khu vực liền kề và chạy thử xe
B3: Dùng thiết bị tia cực tím tìm dầu chảy phù hợp để xác định vị trí chảy và kiểm tra xem liệu dầu chảy là dầu hộp số, dầu phanh (từ ly hợp thủy lực) hay dầu động cơ
3.1.1.4 Các vấn đề với ly hợp
- Kiểm tra ly hợp theo bảng sau:
Bảng 3.3: Bảng hướng dẫn kiểm tra ly hợp trượt (phần A) HƯỚNG DẪN KIỂM TRA A : LY HỢP TRƯỢT
A1 KIỂM TRA LY HỢP XEM CÓ BỊ TRƯỢT KHÔNG
Khóa các bánh và kéo phanh tay
Khởi động động cơ và vào số 4
Chạy động cơ ở tốc độ xấp xỉ 2000 vòng/phút
Nhả bàn đạp ly hợp từ từ Động cơ có ổn định khi bàn đạp ly hợp được nhả hoàn toàn? Đúng Ly hợp còn tốt
A2 KIỂM TRA VẬN HÀNH CỦA BÀN ĐẠP LY HỢP
Nhấn và nhả hoàn toàn bàn đạp ly hợp
Bàn đạp có quay lại vị trí ban đầu? Đúng Đi đến A3
Không Thay xy-lanh chính ly hợp mới
A3 KIỂM TRA ĐĨA LY HỢP VÀ TẤM ÁP LỰC
Tháo đĩa ly hợp và tấm thủy lực Đĩa ly hợp và tấm áp lực bị dính dầu? Đúng Kiểm tra rò rỉ ở động cơ và hộp số Thay mới các chi tiết nếu cần
Kiểm tra hoạt động bình thường của hệ thống
Không Thay đĩa ép và đĩa ma sát mới
Kiểm tra tình trạng hoạt động bình thường của hệ thống
Bảng 3.4: Bảng hướng dẫn kiểm tra ly hợp bị rung lắc, ồn (phần B)
HƯỚNG DẪN KIỂM TRA B : LY HỢP BỊ RUNG LẮC, ỒN
B1 KIỂM TRA VIỆC RUNG LẮC LY HỢP
Cho ly hợp hoạt động và vào số 4
Chạy động cơ ở tốc độ xấp xỉ 2000 vòng/phút
Nhả bàn đạp ly hợp từ từ
Ly hợp có nhận số nhẹ nhàng? Đúng Ly hợp còn tốt
B2 KIỂM TRA ĐĨA LY HỢP VÀ TẤM ÁP LỰC CÓ BỊ DÍNH DẦU THỦY LỰC KHÔNG
Tháo đĩa ly hợp và tấm thủy lực Đĩa ly hợp và tấm áp lực bị dính dầu? Đúng Kiểm tra rò rỉ ở động cơ và hộp số Thay mới các chi tiết nếu cần Kiểm tra hoạt động bình thường của hệ thống
B3 KIỂM TRA ĐĨA LY HỢP VÀ TẤM ÁP LỰC
Thiết kế mô hình hộp số cơ khí để mô phỏng quá trình hoạt động của hộp số CHƯƠNG 1: LÊN Ý TƯỞNG THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỘP SỐ
Lên ý tưởng thiết kế đối với hộp số
- Việc thiết kế mô phỏng cơ cấu hoạt động của hộp số cần cho thấy được sự hoạt động của các bánh răng, thanh truyền sang số và các bộ phận khác Nhóm đã đưa ra một số ý tưởng như sau:
A Thi công cắt hộp số tại 1 phần bên trái hoặc phải của hộp số
- Ưu điểm: Hộp số sau khi cắt sẽ vẫn giữ được phần lớn sự nguyên vẹn bảo đảm tính thẩm mỹ của hộp số
- Nhược điểm: Hộp số sau khi cắt chỉ thấy được 1 phần trái hoặc phải, gây khó khăn cho việc quan sát các bộ phận còn lại
B Thi công cắt hộp số chỉ tại một phần chính, ở đây nhóm chọn cắt tại ổ trục nơi mô tả cơ cấu hoạt động của 3 trục của hộp số
- Ưu điểm: Hộp số sau khi cắt sẽ có tính thẩm mỹ cao hơn ý tưởng A vì chỉ cắt tại 1 phần trên thân hộp số
- Nhược điểm: Hộp số sau khi cắt sẽ gây khó khăn cho công việc nghiên cứu hoặc giảng dạy khi rất khó quan sát được các bộ phận còn lại trên thân hộp số
C Thi công cắt hộp số tại hai bên trái, phải của hộp số và cả các bộ phận khác
- Ưu điểm: Hộp số sau khi cắt sẽ có nhiều bộ phận được quan sát hơn ý tưởng A, B
- Nhược điểm: Hộp sóo sau khi cắt mất phần lớn tính thẩm mỹ vì có nhiều bộ phận bị cắt như ý tưởng A, B.
Lên ý tưởng thiết kế đồ gá hộp số
Nguyên vật tư dự trù:
+ Các lá thép dày 2cm
Dụng cụ: Máy hàn, máy cắt, kiềm, tuốc-vít
- Mô hình 3D mô phỏng trước khi thực hiện:
- Thời gian ước lượng thi công đồ gá: 1 tuần
Hình 1.1: Mô phỏng đồ gá 3D
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH
Lựa chọn phương án thiết kết tối ưu
- Sau khi đưa ra ý tưởng và bàn bạc thật kỹ, nhóm chúng em quyết định chọn ý tưởng thiết kế C, tức cắt hộp số tại hai bên trái và phải
- Việc thi công theo ý tưởng C sẽ phục vụ cho mục đích nghiên cứu của nhóm và sử dụng cho công tác giảng dạy tại xưởng sau này được tốt hơn
- Các dụng cụ được chuẩn bị cho thi công làm mới lại hộp số trong ý tưởng C:
Hình 2.1: Dụng cụ cho việc thi công làm mới hộp số
THI CÔNG MÔ HÌNH
Giai đoạn 1
- Hộp số trước khi cắt:
Hình 3.1: Thân hộp số trước khi cắt
Giai đoạn 2
- Phần thi công các bộ phận cấu tạo bên trong trước, sau khi vệ sinh và làm mới lại
- Các bánh răng trong hộp số và các cơ cấu truyền lực đóng khá nhiều vết cặn từ dầu cũ nên việc làm sạch tốn khá nhiều thời gian.
Giai đoạn 3
- Quá trình làm mới hộp số:
Hình 3.5-3.6: Công đoạn chà nhám bề mặt hộp số và phun sơn tạo mới
- Hộp số sau khi cắt và làm mới:
Hình 3.7-3.8: Hộp số sau khi cắt và làm mới
XÂY DỰNG CÁC BÀI TẬP THỰC HÀNH ỨNG DỤNG TRÊN MÔ HÌNH
Mục đích xây dựng các bài tập ứng dụng trên mô hình hộp số
- Hộp số cơ khí 3 trục là một trong những hộp số sử dụng phần lớn trên các loại xe ô tô hiện nay phục vụ cho nhu cầu chuyên chở hàng và hành khách Vì vậy mô hình hộp số cơ khí 3 trục nếu được sử dụng làm giáo cụ trực quan và mô hình phục vụ cho mục đích giảng dạy cho các học phần như: Kết cấu tính toán hộp số sàn động cơ; Nghiên cứu, thiết kế chế tạo hộp số cơ khí 3 trục trên ô tô;…
- Bên cạnh đó, mô hình hộp số còn được có thể sử dụng giảng dạy cho các mô-đun: Bảo dưỡng - sửa chữa hộp số trên ô tô; Sửa chữa - bảo trì hệ thống truyền lực trên ô tô; …
- Thông qua mô hình hộp số cơ khí 3 trục trên ô tô, có thể thực hiện các bài tập như sau:
1/ Sang số trên hộp số cơ khí 3 trục
2/ Xác định các trục dẫn động khi tiến hành sửa chữa/bảo dưỡng hộp số
Các bài tập ứng dụng trên mô hình hộp số ô tô
4.2.1 Sang số cho hộp số cơ khí 3 trục trên ô tô
- Việc sang số cho ô tô là một thao tác cơ bản nhất khi sử dụng ô tô số sàn, tuy nhiên để sang số sao cho đúng nguyên tắc và đảm bảo đúng cơ chế hoạt động của hộp số sàn là điều mà hiện nay rất ít lái xe chú ý đến Vì vậy ở bài tập này sẽ trình bày cụ thể các bước sang số sao cho đúng và hiệu quả để tối ưu hóa hoạt động của hộp số
- Nắm vững cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số 3 trục
- Biết được khi nào cần sang số
- Nắm vững các thao tác sang số để bảo vệ hộp số
Khi sử dụng hộp số sàn, việc đầu tiên để xe có thể tăng tốc và giảm tốc là phải thông qua việc sang số để đảm bảo có tỷ số truyền phù hợp với động cơ xe và bộ phận truyền động Phương pháp sang số cơ bản như sau:
Số N - hay còn gọi là số Mo, thực chất là không vào số đối với hộp số và lúc này xe ở trạng thái tự nhiên Khi đó các bánh răng của hộp số không ăn khớp với nhau và xe không chuyển động, tức các vòng đồng tốc và thanh chuyển số sẽ ở vị trí chính giữa các bánh răng
Hình 4.1: Số N đang được gài trên hộp số xe Ford Transit
Số 1: Xe bắt đầu chuyển động
Khi xe bắt đầu lăn bánh, tức là phải vào số 1 Các bước như sau:
B1: Đạp hết bàn đạp ly hợp thật dứt khoát và nhanh tại vị trí bên trái ngoài cùng ở dưới chân lái xe
B2: Kéo tay số về phía bên trái theo phương ngang và đẩy cần số lên trên tương ứng với vị trí số 1
B3: Thả bàn đạp ly hợp dưới chân một cách từ từ và nhẹ nhàng sau khi đã vào số Cùng lúc đó đạp song song bàn đạp ga ở phía chân còn lại phía bên phải ngoài cùng
Hình 4.2: Vị trí số 1 trên tay số Ford Transit
Số 2: Các bước như sau:
B1: Đạp hết bàn đạp ly hợp khi cần sang số 2
B2: Kéo tay số từ vị trí số 1 thẳng xuống số 2 theo sơ đồ (Hình 4.2)
B3: Từ từ nhả bàn đạp ly hợp và cùng lúc nhấn chân ga
Số 3: Các bước như sau:
B1: Đạp hết bàn đạp ly hợp khi cần sang số 3
B2: Kéo tay số về về vị trí ở giữa và đẩy thẳng lên vị trí số 3 theo sơ đồ (Hình 4.2) B3: Từ từ nhả bàn đạp ly hợp và cùng lúc nhấn chân ga
*Số 4,5,6 và R tương tự như trên Lưu ý cần phải đạp hết bàn đạp ly hợp trước khi vào số
Tuy nhiên, ta có thể tăng hoặc giảm số tắt Tức từ số 5 có thể về số 1 và thao tác tương tự như vào các số khác nhưng lưu ý chung là phải tùy thuộc vào tốc độ của xe mà tăng giảm số cho phù hợp
- Khi cần sang số, tức ta phải dựa vào cảm nhận tốc độ của xe Thông thường động cơ xe sẽ có một dải tua tối ưu mà tại đó xe tăng tốc nhanh nhất dù đang ở số nào
- Theo hình 4.3 bên dưới, dải màu vàng là dải vòng tua tối ưu và dải màu đỏ là dải vòng tua tối đa (Redline), không nên chạm đến ngưỡng vòng tua này thường xuyên
Khi từ dải màu xanh chuyển lên màu vàng, lúc này là lúc thích hợp để chuyển số nhất
Hình 4.3: Dải màu biểu thị vòng tua của xe khi cần sang số
4.2.2 Xác định các trục khi tiến hành sửa chữa/bảo dưỡng hộp số
- Việc nắm vững cấu tạo của hộp số để có thể dễ dàng xác định các trục và bộ phận khác giúp ta tiết kiệm thời gian, công sức để có thể chẩn đoán khi xe có xảy ra hư hỏng hoặc để kiểm tra và bảo dưỡng hộp số định kì
- Hộp số cơ khí 3 trục sẽ có trục sơ cấp, trục trung gian (hay trục đối đối với xe Ford Transit) và trục thứ cấp Việc xác định vị trí và các bộ phận liên quan rất quan trọng cho việc bảo dưỡng/sửa chữa
- Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ cần thiết để mở hộp số
- Nắm vững nguyên lý làm việc và cấu tạo của hộp số
1/ Căn cứ vào tài liệu kỹ thuật
Nếu có tài liệu hỗ trợ của hộp số đang tiến hành tháo lắp, ta sẽ có thể dễ dàng thao tác trên hộp số và biết được vị trí, tên gọi các trục cùng các bộ phận khác
2/ Tháo lắp hộp số theo kinh nghiệm
- Khi mở hộp số cần chuẩn bị một khay đựng ốc để sắp xếp các ốc mở hộp số theo thứ tự mở
- Hộp số sau khi mở nắp hộp số ra sẽ có 3 trục của hộp số Thông thường, các trục sẽ sắp xếp từ trái sang phải theo chiều ra của chuyển động (mô-men truyền ra trục các-đăng):
+ Trục sơ cấp sẽ nằm ở trên bên trái nối với bộ phận ly hợp
+ Trục thứ cấp là trục nằm đồng trục với trục sơ cấp và nối với trục các-đăng
+ Trục trung gian sẽ nằm ở hướng bên dưới trục sơ cấp và thứ cấp
- Đây là thứ tự và vị trí trục ở các hộp số cơ khí 3 trục bình thường Lưu ý cần phải nhớ vị trí các ốc và bánh răng, cần sắp xếp chúng theo thứ tự tháo lắp.