Nghiên cứu, mô phỏng hệ thống truyền lực trên xe toyota camry 2 5q

Trang 1 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPNGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔS K L 0 1 2 0 6 6NGHIÊN CỨU, MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

S K L 0 1 2 0 6 6

NGHIÊN CỨU, MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2.5Q

GVHD: ThS NGUYỄN NGỌC BÍCH SVTH: ĐẶNG DUY ĐẠT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tp Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2023

NGHIÊN CỨU, MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2.5Q

GVHD: Ths NGUYỄN NGỌC BÍCH

SVTH: ĐẶNG DUY ĐẠT MSSV: 18145330

LỜI CẢM ƠN

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn các quý Thầy từ bộ môn Khung Gầm Ô

tô, cũng như các Thầy cô trong khoa Cơ Khí Động Lực, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, những người đã dìu dắt chúng em trong suốt thời gian học tập Được các quý Thầy cô tận tình chỉ dạy và giúp đỡ từ những kiến thức chuyên môn trong nhà trường đến thực tiễn trong cuộc sống đã giúp chúng em tiếp cận gần hơn và hiểu biết rõ hơn về ngành nghề mà mình đã chọn Từ những nền tảng kiến thức và hiểu biết vững chắc đó đã giúp chúng em hoàn thành tập đồ án này và là hành trang để chúng

em bước vào đời

Hơn hết nhóm gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thạc sĩ Giảng viên NGUYỄN NGỌC

BÍCH, giáo viên hướng dẫn đề tài, người Thầy đã tận tình hướng dẫn và một người anh

khóa trên đã chỉ bảo kịp thời, tạo điều kiện, động viên và giúp đỡ chúng em rất nhiều về mặt tinh thần cũng như kiến thức để chúng em vượt qua những ngày tháng khó khăn trong quá trình thực hiện đồ án này

Bên cạnh đó chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã hết lòng ủng hộ, giúp đỡ và góp ý cho nhóm em trong suốt quà trình thực hiện

Mặc dù đã rất cố gắng và nỗ lực nhiều, nhưng do kiến thức ít ỏi cũng như thời gian nghiên cứu là có hạn nên những thành quả đạt được không tránh khỏi những thiếu sót Do đó chúng em kính mong nhận được những sự đóng góp, chỉ dạy của quý Thầy cô

để chúng em hoàn thiện đồ án được tốt hơn

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 2 năm 2023

Nhóm sinh viên thực hiện

ĐẶNG DUY ĐẠT

TÓM TẮT

Ô tô là một trong những phương tiện được sử dụng phổ biến trong mọi ngành, mọi lĩnh vực khác nhau Nước ta cùng với sự đi lên của nền kinh tế quốc dân thì ô tô là phương tiện không thể thiếu, đáp ứng nhu cầu đi lại của nhân dân

Đặc biệt, phần khung gầm của xe bao gồm những bộ phận, hệ thống vô cùng quan trọng là nơi mà chúng ta cần nghiên cứu Vì thế, nhóm chúng em đã chọn đề tài “Nghiên cứu về hệ thống truyền lực trên xe Toyota camry 2.5Q 2019” Với mong muốn bổ sung

và tìm hiểu sâu hơn về những kiến thức mới, đặc biệt là từ hãng Toyota

Toyota camry là sản phẩm của Công ty Toyota Motor, là thương hiệu xe ô tô đa quốc gia của Nhật Bản, quen thuộc với thị trường Việt Nam với chất lượng vượt trội, có nhiều

sự nổi bật so với các dòng ô tô thông thường, vận hành linh hoạt, bền bỉ, trang bị tiện nghi cao cấp, đang được sử dụng rộng rãi góp phần nâng cao thương hiệu của Toyota

Tập đồ án này trang bị cho người sử dụng, vận hành ô tô có những kiến thức cơ bản về

hệ thống khung gầm trên ô tô Trong quá trình làm việc của hệ thống khung gầm không thể tránh khỏi những hư hỏng hao mòn các chi tiết Vì vậy đề tài này còn đề cập đến vấn

đề chẩn đoán, sửa chữa và mô phỏng các hệ thống

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

Chương 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1

1.1.Lý do chọn đề tài 1

1.2.Mục tiêu của đề tài 1

1.3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

1.4.Phương pháp và phạm vi nghiên cứu 2

Chương 2 NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT 3

2.1.Giới thiệu chung công ty Toyota 3

2.2.Các sản phẩm nổi bật 3

2.3.Xe Toyota Camry 2.5Q 4

2.3.1 Ngoại Thất 5

2.3.2 Nội Thất 6

2.3.3 Thông số kỹ thuật 8

Chương 3 HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 11

3.1.Hộp số thủy cơ 11

3.1.1 Biến mô thủy lực 11

3.1.2 Ly hợp khóa biến mô 16

3.1.3 Bộ truyền bánh răng hành tinh 17

3.1.4 Ly hợp 18

3.1.5 Khớp một chiều 20

3.1.6 Phanh hãm 21

3.1.7 Bơm dầu hộp số 23

3.1.8 Cơ cấu khóa trục bị động 24

3.2.Bộ điều khiển điện tử hệ thống truyền lực 25

3.3.Hệ thống điều khiển thủy lực 26

3.3.1 Van điều áp 26

3.3.2 Van bướm ga 27

3.3.3 Van rơle khóa biến mô 28

3.4.Cầu chủ động 29

3.5.Trục các đăng 30

3.5.1 Các đăng đồng tốc bi kiểu Rzeppa: 30

3.5.2 Trục các đăng kiểu tripod 31

3.6.Nguyên lý và sơ đồ hoạt động của bộ truyền ở các số truyền 32

Chương 4 Quy Trình Kiểm Tra, Bảo Dưỡng Và Sửa Chữa Hệ Thống Truyền Lực Thủy Cơ 40

4.1.Hộp số ………40

4.1.1 Hư hỏng 40

4.1.2 Bảo dưỡng 40

4.1.3 Quy trình tháo lắp hộp số tự động 40

4.2.Kiểm tra sữa chữa hộp số hành tinh 45

4.2.1 Các nguyên nhân hư hỏng 45

4.2.2 Kiểm tra và điều chỉnh 46

4.3.Kiểm tra sữa chữa bộ vi sai 48

4.3.1 Hư hỏng 48

4.3.2 Bảo dưỡng 48

4.4.Biến mô truyền kém công suất 48

4.5.Truyền động các đăng 49

4.5.1 Hư hỏng 49

4.5.2 Bảo dưỡng 49

Chương 5 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE CAMRY 2.5Q 50

5.1.Xác định các thông số của hệ thống truyền lực 50

5.1.1 Tỷ số truyền của số truyền cao nhất của hộp số 50

5.1.2 Tỷ số truyền của truyền lực chính 51

5.1.3 Xác định tỷ số truyền các tay số của hộp số: 51

5.2.Tính toán – Thiết kế ly hợp 53

5.2.1 Xác định mômen ma sát ly hợp 53

5.2.2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp 54

Chương 6 Kết Luận 59

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

ECU: Bộ điều khiển trung tâm

BA: Hỗ trợ lực phanh khẩn cấ p

EBD: Hệ thống phân phối lực phanh điện tử

VSC: Hệ thống điều khiển ổn đi ̣nh xe

FF: Động cơ đặt trước - bánh trước chủ động

FR: Động cơ đặt trước - bánh sau chủ động

4WD:Bố trí 4 bánh chủ động

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Các sản phẩm nổi bật tại Việt Nam……….4

Hình 2.2 Dòng xe Toyota camry 2.5Q 2019……… 4

Hình 2.3 Phía trước xe……… 5

Hình 2.4 Thân xe………6

Hình 2.5 Đầu và đuôi xe……….6

Hình 2.6 Khoang lái và ghế sau……….…….7

Hình 2.7 Khoang xe………8

Hình 3.1 Sơ đồ cấu tạo biến mô………11

Hình 3.2 Kết cấu bánh bơm……… …12

Hình 3.3 Kết cấu bánh tua bin……… 13

Hình 3.4 Kết cấu bánh phản ứng……… 13

Hình 3.5 Khớp một chiều (bị khóa)……….……….14

Hình 3.6 Khớp một chiều (Quay tự do)……… …… 15

Hình 3.7 Ly hợp khóa biến mô……….16

Hình 3.8 Cấu tạo bộ truyền hành tinh trước của hộp số U250E……… 17

Hình 3.9 Kết cấu ly hợp C1……… 19

Hình 3.10 Kết cấu khớp một chiều F1,F2……….21

Hình 3.11 Hình vẽ lắp phanh B1……… 22

Hình 3.12 Hình vẽ lắp phanh B2……… 22

Hình 3.13 Phanh đĩa ma sát ướt B3……… 23

Hình 3.14 Cấu tạo bơm dầu……… 24

Hình 3.15 Van điều áp……… 26

Hình 3.16 Van Bướm ga……… 28

Hình 3.17 Ly hợp Khóa biến mô nhả khớp……… 28

Hình 3.18 Kết cấu cầu chủ động……….… 29

Hình 3.19 Cấu tạo trục các đăng bi Rzeppa……… 30

Hình 3.20 Nguyên lý hoạt động trục các đăng bi Rzeppa……… ……… 31

Hình 3.21 Các đăng tripod………32

Hình 3.22 Sơ đồ dòng truyền công suất của số 1……….32

Hình 3.23 Sơ đồ dòng truyền công suất của số 2……….34

Hình 3.24 Sơ đồ dòng truyền công suất của số 3……….35

Hình 3.25 Sơ đồ dòng truyền công suất của số 4……….36

Hình 3.26 Sơ đồ dòng truyền công suất của số 5……….37

Hình 3.27 Sơ đồ dòng truyền công suất của số 1 ( Dãy “L” )……… 37

Hình 3.28 Sơ đồ dòng truyền công suất của số R……….38

Hình 5.1 Các kích thước của đĩa ma sát……… 54

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật Toyota camry 2.5Q………9

Bảng 3.1 Hạng mục điều khiển củ a ECU động cơ & ECT……… 25

Bảng 3.2 Hoạt động của các phanh, ly hợp và khớp một chiều……… 38

Bảng 4.1 Quy trình tháo lắp hộp số tự động……….45

Chương 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1 Lý do chọn đề tài

Hệ thống khung gầm của xe ô tô là bộ phận cực kỳ quan trọng đối với độ ổn định và

độ an toàn của một chiếc xe Với đê tài “nghiên cứu về hệ thống truyền lực trên xe Toyota 2.5Q” sẽ giúp em hiểu rõ được kết cấu và nguyên lý của các bộ phận, cụm chi tiết, đến từng chi tiết cụ thể trong hệ thống khung gầm Ðồng thời, được nghiên cứu sâu những vấn đề chưa thực sự ổn định, hiệu quả làm việc chưa cao của một số chi tiết, từ cơ

sở cơ bản mà phân tích đề xuất khắc phục cải tiến phù hợp

Chúng em hy vọng đề tài này như một tài liệu chung nhất để giúp người sử dụng tự tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, cũng như cách khắc phục các hỏng hóc nhằm sử dụng và bảo dưỡng hệ thống khung gầm xe Toyota camry 2.5Q một cách tốt nhất để tạo cảm giác êm dịu thoải mái, đảm bảo an toàn đồng thời kéo dài tuổi thọ các chi tiết của hệ thống

1.2 Mục tiêu của đề tài

- Từ mục đích chính của đề tài đặt ra là nghiên cứu lý thuyết hệ thống khung gầm, nội dung nghiên cứu đề tài với mục tiêu như sau:

- Thực hiện nghiên cứu tổng quan về hộp số, trục các đăng, cầu xe trên dòng xe Toyota camry 2.5Q

- Tìm hiểu về cấu tạo, cách thức vận hành của hộp số, trục các đăng, cầu xe trên dòng xe Toyota camry 2.5Q

- Chẩn đoán, phân tích một số nguyên nhân hư hỏng từ đó đưa ra phương pháp kiểm tra, sửa chữa để hệ thống khung gầm trên xe Toyota camry 2.5Q hoạt động tốt hơn

- Mô phỏng hệ thống truyền lực trên Toyota camry 2.5Q

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Công nghệ áp dụng vào hệ thống truyền lực trên xe ô tô hiện nay vẫn còn rất rộng

và vẫn còn tiếp tục được nghiên cứu và phát triển Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, nhóm chúng em tập chung nghiên cứu hệ thống khung gầm được trang bị trên dòng xe

Toyota camry 2.5Q

Trên cơ sở nghiên cứu đó nhóm đã đi sâu vào nghiên cứu toàn bộ hệ thống khung gầm của một dòng xe cụ thể là Toyota camry 2.5Q Bao gồm xét cấu tạo hệ thống, nguyên lý hoạt động, mô phỏng và chuẩn đoán một số hư hỏng, sửa chữa hệ thống

1.4 Phương pháp và phạm vi nghiên cứu

Với nhiệm vụ trọng yếu của đề tài là tìm hiểu toàn bộ hệ thống khung gầm nên

phương pháp nghiên cứu chính đó là phương pháp nghiên cứu lý thuyết để tổng hợp kiến

thức

Chương 2 NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT

2.1 Giới thiệu chung công ty Toyota

Toyota Motor Corporation (gọi tắt là Toyota) là một tập đoàn sản xuất ô tô xuyên quốc gia có trụ sở chính đặt tại Nhật Bản Toyota được thành lập vào ngày 28/08/1937 bởi Kiichiro Toyota từ một phần tách ra khỏi Toyota Industries Sau một thời gian dài phát triển, đến nay Toyota đã vươn lên trở thành tập đoàn sản xuất xe lớn nhất thế giới xét về doanh số bán hàng Theo báo cáo thường niên năm tài chính 2009 (từ ngày 01/04/2008 tới ngày 31/03/2009), Toyota cung cấp việc làm cho 320.808 người lao động,

có 529 công ty con, với tổng số vốn của công ty lên tới 397,05 tỷ yên

Hoạt động chủ yếu của công ty là thiết kế , lắp ráp và bán các loại xe hơi, xe đua, xe tải, xe chuyên chở và các loại phụ tùng liên quan Toyota được biết đến với những nhãn hiệu xe nổi tiếng như Prius (dòng xe nhiên liệu sạch hybrid), Lexus và Scion (dòng xe sang trọng), Tundra (dòng xe tải)…Toyota sở hữu một lượng cổ phần lớn trong các hãng

xe hơi Daihatsu và Hino, Fuji Heavy Industries, Isuzu Motors, Yamaha Motors, và tập đoàn Mitsubishi Aircraft Ngoài sản xuất xe ô tô, Toyota còn cung cấp các dịch vụ tài chính (Toyota financial services), tham gia chế tạo robot, công nghệ sinh học…

Thị phần của Toyota trải rộng toàn thế giới Trong số đó 26% tại nhật bản, 29% tại bắc mỹ, 14% tại châu âu…Toyota xây dựng nhà máy tại mọi nơi trên thế giới, sản xuất hoặc lắp ráp xe phục vụ nhu cầu tại chính thị trường đó Những nhà máy này có mặt tại Apan, Úc, Ấn Độ, Canada, Ba Lan, Nam Phi, Thổ Nhĩ Kỳ, Colombia, Bồ Đào nha, Brazil…

2.2 Các sản phẩm nổi bật

Hình 2.1 Các sản phẩm nổi bật tại Việt Nam

2.3 Xe Toyota Camry 2.5Q

Hình 2.2 Dòng xe Toyota camry 2.5Q 2019

Mẫu sedan hạng D này có doanh số bình quân hàng tháng đạt 400 chiếc, mặc dù rất hiếm khi Toyota Camry lọt vào Top xe bán chạy hàng tháng của toàn thị trường, tuy nhiên riêng tại phân khúc của mình thì mẫu xe này vẫn là “tượng đài” mà khó có đối thủ nào có thể đánh sụp

2.3.1 Ngoại Thất

Hình 2.3 Phía trước xe

Cụm đèn pha hoàn toàn dạng LED với điểm nhấn là 3 dải LED xếp tầng, ăn nhập hài hòa với thanh nhựa hình đôi cánh làm bệ đỡ cho logo Toyota ở giữa đầu xe Đây là chi tiết thiết kế mà tôi cực “ưng mắt”, nó mang lại sự thanh thoát và trẻ trung cho Toyota Camry 2019

Điểm nhấn ở phần đầu xe là tấm lưới tản nhiệt ngoại cỡ của Camry 2019 Ta đã thấy kiểu miệng há rộng này trên các sản phẩm Toyota trong vài năm gần đây, nhưng thực sự, cái miệng của Camry 2019 ngoác rộng hơn tất cả những anh em cùng nhà, có lẽ chỉ có Avalon 2019 mới ngang bằng Xét về mặt thẩm mỹ, đây là chi tiết mang lại điểm nhấn cho Camry mới

Hình 2.4 Thân xe

Sự phóng khoáng ở đầu xe vẫn tiếp diễn ở thân xe Các đường gân dập nổi ở thân xe mang lại chất hiện đại và trẻ trung cho Camry 2019, chúng rất sắc sảo Ở phần đuôi xe, chi tiết nổi bật nhất chắc chắn là dải đèn hậu tinh tế với 2 dải LED cực lớn, bên trong là các chi tiết phủ nhựa trắng tương phản với dải LED đỏ chói Với bản 2.5Q cao cấp, toàn

bộ cụm đèn hậu là các phần tử LED, còn bản 2.0G thì đèn xi-nhan và đèn báo lùi là halogen Một chi tiết nữa khiến tôi khá bất ngờ là 2 chụp ống xả tròn khá lớn ở đuôi xe

Nó mang 1 chút cá tính thể thao cho Camry 2019

Hình 2.5 Đầu và đuôi xe

2.3.2 Nội Thất

Hình 2.6 Khoang lái và ghê sau

Nội thất Camry 2019 được trang bị 2 màu Be và đen cũng mang sự phá cách giống như ngoại thất nhưng có thể thấy, khoang nội thất mới này phù hợp với mọi lứa tuổi Thiết kế táp lô hình chữ T đặc trưng trong phân khúc sedan hạng D được thay thế bằng thiết kế uyển chuyển, thanh thoát hơn nhiều trên Camry 2019 Đó là sự phá cách cần thiết

để thay đổi quan điểm của khách hàng đối với dòng xe sedan này

Khu vực cần số cũng có nhiều thay đổi lớn Cần số ngắn hơn, cho cảm giác thể thao hơn Đây cũng là cần số dạng dọc thay vì dạng bậc thang như đời trước Hai hộc để cốc được làm lộ thiên chứ không có nắp che như bản 2018 Ở ngay khu vực cần số là 3 nút bấm đại diện cho 3 chế độ lái: Eco, Normal, Sport Dù 3 chế độ lái này chỉ có trên bản cao cấp 2.5Q nhưng việc bổ sung 3 chế độ lái này cho thấy nỗ lực trẻ hóa trải nghiệm với chiếc Camry thế hệ mới

Về phần ghế ngồi, tất cả ghế trên xe đều mang thiết kế thể thao hơn, đẹp mắt hơn bản cũ Ghế lái chỉnh điện 10 hướng, có 2 vị trí nhớ, ghế hành khách phía trên cũng chỉnh điện 8 hướng Điều duy nhất mà Toyota Camry có trong phân khúc sedan hạng D là 2 ghế sau cũng có thể ngả tựa lưng Hành khách ngồi sau có thể sử dụng các nút cảm ứng ở

bệ tỳ tay để ngả ghế, điều chỉnh hệ thống điều hòa độc lập của hàng ghế sau, chỉnh nhạc

và rèm che nắng chỉnh điện ở cửa kính sau Người ngồi sau cũng có thể đẩy ghế hành khách lên phía trước để tăng không gian để chân Nhìn chung, Camry 2019 có trải nghiệm ở hàng ghế sau đậm chất “ông chủ” nhất trong phân khúc – điều mà dòng xe Camry luôn vượt trội so với đối thủ

Mã động cơ/Model 2AR-FE

Dung tích công tác(cc) 2495

Công suất tối đa (KW/vg/ph) 184/6000

Mô men xoắn tối đa (N.m/vg/ph) 235/4100

Dung tích bình nhiên liệu (lít) 60

Chiều rộng cơ sở trước và sau (mm) 1580x1605

Bán kính vòng quay tối thiểu R (mm) 5800

Bán kính tính toán của bánh xe (m) 0,395

Khoảng sáng gầm xe (mm) 140

Khối lượng không tải (kg) 1560

Khối lượng toàn tải (kg) 2030

Trọng lượng xe phân bổ lên cầu trước

Tỷ số truyền của truyền lực chính 𝑖0=4,32

Phanh trước Đĩa thông gió

Hệ thống chống bó cứng phanh

(ABS)

Hỗ trợ lực phanh khẩn cấ p (BA)

Hệ thống phân phối lực phanh điện

tử (EBD)

Hệ thống điều khiển ổn đi ̣nh xe

(VSC) Túi khí ghế người lái Túi khí ghế hành khách phía trước

Khóa cửa điều khiển từ xa

Hệ thống mở khóa thông minh

Cảm biến lùi & cảm biến 4 góc

Rèm che nắng bên hông

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật Toyota camry 2.5Q

Vi ̣ trí của cần điều khiển số:

- P: Vi ̣ trí đỗ xe, lúc này trục ra sẽ bi ̣ khóa bằng cơ cấu cơ khí;

- R: Số lùi.;

- N: Vi ̣ trí số 0, mômen quay sẽ không được truyền đến các bánh xe chủ động; -S: Số thể thao;

- D: Vi ̣ trí số tiến.;

+ Tự động chuyển số giữa các dải số 1, 2, 3 khi công tắc OD: OFF

+ Tự động chuyển số giữa các dải số 1, 2, 3, 4, 5 (OD ) khi công tắc OD: ON

- 4, 3: Vi ̣ trí số tiến Sữ dụng khi xe chạy ở đoạn đường bằng;

- 2: Vi ̣ trí số 2 (số tay), khi xe chạy trên các đoạn đường dốc hay khở i động trên các đoạn đường băng, tuyết hoặc trơn trượt;

- L: Vi ̣ trí số 1, khi xe chạy trên các loại đường dốc đứng, đường xấ u mấ p mô

Chương 3 HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

Hệ thống truyền lực là hệ thống có nhiệm vụ truyền momen xoắn từ động cơ tới các bánh xe chủ động của xe, giúp tạo lực đẩy để xe có thể di chuyển Hệ thống truyền lực hoàn chỉnh của một chiếc xe gồm có: Bộ biến mô, hộp số, trục các đăng, cầu chủ động (vi sai và bán trục)

Truyền động thủy cơ là sự kết hợp giữa truyền động cơ khí và truyền động thủy lưc Bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biến đổi giá trị momen truyền nối từ động cơ đến bánh xe chủ động

Truyền động thủy cơ được gọi là truyền động tốt nhất vì nó kết hợp các ưu điểm của truyền động cơ khí và truyền lực thủy lực

3.1 Hộp số thủy cơ

3.1.1 Biến mô thủy lực

Bộ biến mô được đặt nằm sát giữa động cơ và hộp số hành tinh

Hình 3.1 Sơ đồ cấu tạo bộ biến mô

Công dụng:

Biến mô vừa truyền vừa khuếch đại mô men từ động cơ bằng cách sử dụng dầu hộp số làm môi trường làm việc, biến mô được đổ đầy dầu thủy lực được cung cấp bởi bơm dầu, dầu bi ̣ văng ra khỏi cánh bơm thành một dòng truyền công suấ t làm quay rôto tuabin Cấ u tạo bộ biến mô gồm các phần chính sau:

Bánh bơm, bánh tuabin, khớp một chiều, bánh phản ứng và vỏ biến mô chứa tấ t cả các

bộ phận đó

- Bánh bơm:

Bánh bơm là cụm chi tiết đứng đầu trong vòng truyền tải năng lượng trong biến mô Được bố trí trong vỏ biến mô và gắn liền với vỏ biến mô, bánh bơm được dẫn động từ trục khuỷu động cơ qua tấm dẫn động Trên bánh bơm có nhiều cánh bơm được lắp bên trong bánh và vành dẫn hướng được lắp trên cạnh trong của cánh bơm để dòng dầu chuyển hướng dễ dàng hơn, bánh mang cánh lắp các cánh cùng với vỏ biến mô men tạo thành một bơm ly tâm

Hình 3.2 Kết cấu bánh bơm 1- Bánh bơm; 2- Vành dẫn hướng

- Bánh tuabin:

Có rấ t nhiều cánh lắp lên bánh tuabin giống như trường hợp bánh bơm, hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng của cánh của bánh bơm Bánh tuabin được lắp trên trục sơ cấp hộp số bằng khớp then hoa và có các cánh bên trong nó nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa

Bánh tuabin quay cùng với trục sơ cấp hộp số khi xe chạy với vi ̣ trí của cần số ở dải D,

2, 3, 4, L và R Quay tự do khi xe ở vi ̣ trí số P, N với bánh bơm quay Tuy nhiên khi xe dừng thì bánh tuabin không quay

Hình 3.3 Kết cấu bánh tua bin

1-Bánh mang bánh tua bin; 2- May ơ tua bin; 3- Vành dẫn hướng

- Bánh phản ứng:

Được lắp giữa bánh bơm và bánh tuabin Qua khớp một chiều nó được lắp trên trục stato và trục này được cố đi ̣nh trên vỏ hộp số Nhiệm vu ̣ của bánh phản ứng: Các cánh bánh phản ứng nhận dòng dầu khi nó đi ra khỏi rôto tuabin và hướng cho nó đập vào mặt sau của cánh quạt trên cánh bơm làm cho cánh bơm được "cường hóa" Bánh phản ứng chỉ quay được cùng chiều với trục khuỷu nhờ khớp một chiều

Hình 3.4 Kết cấu bánh phản ứng

1- Bánh phản ứng; 2- Vành ngoài củ a khớp một chiều;

3- Vành trong củ a khớp một chiều

Nguyên lý làm việc của bộ biến mô:

Khi động cơ hoạt động bánh bơm quay theo nhờ cố đi ̣nh vỏ bộ biến mô với trục khuỷu động cơ Dầu được chứa đầy trong biến mô Chuyển động quay của bánh bơm sẽ sinh ra lực ly tâm làm cho dầu chuyển động xoáy lốc tuần hoàn trong biến mô Khi tốc độ bánh bơm tăng lên, năng lượng của dòng dầu đạt tới mức làm cho dòng dầu chuyển rời ra khỏi phần phía trên của cánh bơm Những cánh dẫn dầu của tuabin sẽ tiếp nhận dòng dầu đó

Vì dòng dầu ra khỏi tuabin duy trì một động năng nên nó chuyển động sang cánh tuabin thì động năng biến thành lực đẩy làm cho tuabin quay đi Dòng chảy xoáy lốc là dòng chảy của dầu được bơm bằng cánh bơm khi nó đi qua tuabin vào bánh phản ứng và trở về bánh bơm Khi dòng xoáy lốc vượt quá giới hạn tạo nên giai đoạn tăng mômen ở mức độ lớn Dòng xoáy lốc đi qua bộ đảo chiều làm cho bộ đảo chiều có xu hướng quay ngược chiều kim đồng hồ nhưng do kết cấ u của khớp một chiều khi bộ đảo chiều có xu hướng quay ngược chiều kim đồng hồ sẽ tác động lên con lăn do chiều dài (l2 > l ) nên khóa bộ đảo chiều với thân của nó tức làm cho bánh phản ứng không quay, nhưng cánh của nó làm cho hướng của dòng dầu thay đổi sao cho chúng trợ giúp cho chuyển động quay của cánh bơm

Hình 3.5 Khớp một chiều (bị khóa)

l- khoảng cách từ đường kính trong vành ngoài tới đường kính ngoài vành trong;

l2 – Chiều dài củ a con lăn

Khi dòng xoáy lốc giảm thì sự biến đổi mômen cũng giảm theo Đến khi tốc độ bánh

tuabin đạt 90% tốc độ bánh bơm thì bộ biến mô làm việc như một biến mô thủy lực Trong trường hợp này khớp một chiều cho phép bánh phản ứng quay cùng chiều với bánh bơm (l1 < l )

Hình 3.6 Khớp một chiều (quay tự do) 1- Vành trong; 2- Bi khóa ; 3- Vành ngoài; 4- Lò xo giữ

Có ba giai đoạn hoạt động:

+Dừng xe: Trong khi dừng xe, động cơ vẫn dẫn động bánh bơm nhưng tuabin không thể hoạt động Điều này xảy ra khi xe đứng yên & tài xế giữ bàn đạp phanh để ngăn xe di chuyển Trong trường hợp này, sự khuếch đại của mô-men là tối đa Khi tài xế rời chân phanh và tác động vào chân ga, bánh bơm bắt đầu di chuyển nhanh hơn và dẫn động tuabin hoạt động, xe di chuyển Giai đoạn này có sự chênh lệch lớn giữa tốc độ bánh bơm

và tuabin

+Tăng tốc: Trong quá trình tăng tốc, tốc độ tuabin liên tục tăng nhưng vẫn có sự khác biệt giữa bánh bơm và tuabin Khi tốc độ tuabin tăng thì sự khuếch đại momen xoắn giảm (nhỏ hơn trong điều kiện dừng xe / tuabin không quay)

+Điểm khớp nối: Trường hợp này, tuabin được được tốc độ xấ p xỉ 90% (thông thường tại 60km/h) so với bánh bơm và điểm này gọi là điểm khớp nối Sự khuếch đại mô-men xoắn dần trở về 0 và biến mô trở thành 1 khớp nối môi chất đơn giản Tại điểm khớp nối,

ly hợp khóa tuabin vào bánh bơm & biến mô, điều này đặt bánh bơm – tuabin quay cùng tốc độ, stator cũng bắt đầu quay theo chiều bánh bơm & tuabin

3.1.2 Ly hợp khóa biến mô

Cơ cấ u ly hợp khóa biến mô truyền công suấ t động cơ tới hộp số tự động một cách trực tiếp và cơ học Do bộ biến mô sử dụng dòng thủy lực để gián tiếp truyền công suất nên có

sự tổn hao công suấ t Vì vậy, ly hợp được lắp trong bộ biến mô để nối trực tiếp động cơ với hộp số để giảm tổn thấ t công suấ t

Khi xe đạt được một tốc độ nhấ t đi ̣nh, thì cơ cấ u ly hợp khóa biến mô được sử dụng để nâng cao hiệu quả sử dụng công suất và nhiên liệu Ly hợp khóa biến mô được lắp trong may ơ của bánh tuabin, phía trước bánh tuabin Lò xo giảm chấ n sẽ hấp thu ̣ lực xoắn khi

ăn khớp ly hợp để ngăn không cho sinh ra va đập Một vật liệu ma sát (cùng dạng vật liệu

sử dụng trong phanh và đĩa ly hợp) được gắn lên vỏ biến mô hoặc piston khóa của bộ biến mô để ngăn sự trượt ở thời điểm ăn khớp ly hợp

Ly hợp khóa biến mô khi hoạt động sẽ quay cùng bánh bơm và bánh tua bin, việc ăn khớp của ly hợp khóa biến mô được xác đi ̣nh từ những thay đổi về hướng của dòng thủy lực trong bộ biến mô khi xe đạt được tốc độ nhấ t đi ̣nh

Hình 3.7 Ly hợp khóa biến mô

1- Giảm chấn; 2- Bề mặt ma sát; 3- Khung kim loại;

4- May ơ lắp ly hợp khóa biến mô

3.1.3 Bộ truyền bánh răng hành tinh

Bộ truyền hành tinh đặt trong vỏ hộp số chế tạo bằng hợp kim nhôm Nó thay đổi tốc

độ đầu ra của hộp số hoặc chiều quay, sau đó truyền chuyển động này đến bộ truyền động cuối cùng

 Cấu tạo:

Bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm: Bánh răng trung tâm lắp trên trục của nó ăn khớp với các bánh răng hành tinh, các bánh răng hành tinh được lắp trên trục bánh răng hành tinh và ăn khớp trong với vành răng bao, các tru ̣c này cố đi ̣nh trên cùng một cần dẫn, cả cần dẫn và bánh răng trung tâm được đặt trong vành răng bao

Bộ truyền bánh răng hành tinh có nhiệm vụ điều khiển các hoạt động giảm tốc, tăng tốc, nối trực tiếp và đảo chiều Bộ truyền hành tinh nối với ly hợp, phanh và tỷ số truyền

mà bộ hành tinh tạo ra bằng cách giữ một trong các bộ phận bở i ly hợp hay phanh hãm, hay nói cách khác thì các ly hợp và phanh đóng vai trò là các bộ phận nối và ngắt công suấ t

Các cụm bánh răng chuyển đổi vi ̣ trí của phần sơ cấp và các phần tử cố đi ̣nh để tạo ra các tỷ số truyền bánh răng khác nhau và vi ̣ trí số trung gian

Hình 3.8 Cấu tạo bộ hành tinh trước củ a hộp số U250E 1- Vòng chặn; 2- Vành răng bao bộ hành tinh trước; 3-Tang trống đầu vào củ a

vành răng bao; 4- Bánh răng hành tinh bộ hành tinh trước;

5- Bánh răng trung tâm bộ hành tinh trước

 Nguyên lý hoạt động :

Bộ truyền bánh răng hành tinh thay đổi tốc độ truyền động và chiều quay bằng cách thay đổi vi ̣ trí đầu vào, đầu ra và các phần tử cố đi ̣nh để giảm tốc, tăng tốc, đảo chiều

hoặc truyền trực tiếp đến bộ phận chấ p hành Sau đây ta có thể diễn giải lần lượt từng hoạt động đó như sau:

bộ phận chấ p hành thông qua cần dẫn

* Hoạt động đảo chiều quay:

Khi cần dẫn được cố đi ̣nh ở vi ̣ trí và bánh răng trung tâm quay thì vành răng bao nhờ các bánh răng hành tinh quay trên tru ̣c của nó và hướng quay được đảo chiều Đầu ra nối trực tiếp vào vành răng bao kết quả là bộ phận chấ p hành quay ngược chiều so với trước

Hình 3.9 Kết cấu ly hợp C1

1- Đĩa ép; 2- Tang trống ly hợp; 3- Piston ly hợp; 4- Từ trục khuỷu; 5-

Tới bánh răng trung tâm bộ hành tinh trước; 6- Lò xo hồi piston;

7- May ơ ly hợp; 8- Đĩa ma sát

Các đĩa ma sát và đĩa ép được bố trí xen kẽ sao cho các đĩa ma sát ăn khớp bằng then hoa với vành trong của ly hợp còn các đĩa ép ăn khớp với tang trống ly hợp Áp suất thủy lực được bơm vào khu vực giữa piston và tang trống để di chuyển piston ấ n lên các đĩa ly hợp Như vậy lực phát động được chuyển đến may ơ ly hợp và truyền ra bánh răng trung tâm bộ hành tinh trước

Ở tốc độ cao, lượng dầu dư có áp suấ t trong khoang piston đẩy piston bở i lực li tâm cưỡng bức Tuy nhiên, vì lực ly tâm sinh ra đẩy piston và dưới tác du ̣ng của lò xo hồi phục đẩy piston thì lực li tâm này được cân bằng Bởi vậy, với hai lực cưỡng bức piston

- Hoạt động:

Ly hợp số lùi hoạt động khi xe di chuyển lùi, và truyền lực truyền động từ trục khuỷu tới bánh răng trung tâm số lùi (bánh răng trung tâm bộ hành tinh sau) Khớp ly hợp một chiều hoạt động ở các số 3rd, 4th hoặc 5th và truyền lực truyền động từ tru ̣c khuỷu tới cần dẫn bộ hành tinh OD và vành răng số lùi Kết cấ u các bộ phận của ly hợp lùi và ly hợp OD

Tang trống của của ly hợp OD cũng có tác dụng như piston ly hợp lùi C2 Khi có sự cung cấ p áp suấ t thủy lực tới ly hợp lùi giữa bộ tang trống ly hợp lùi và tang trống ly hợp

OD làm di chuyển bộ ly hợp OD Như vậy truyền động cưỡng bức từ tang trống ly hợp lùi tới may ơ ly hợp lùi Giống như vậy, khi có sự cung cấ p áp suấ t thủy lực tới ly hợp

OD, tới giữa tang trống ly hợp OD và piston ly hợp OD, bộ ly hợp hoạt động ép các đĩa

ép vào đĩa ma sát thực hiện việc truyền động cưỡng bức từ tang trống ly hợp OD tới may

ơ ly hợp OD Cũng đối với hai bộ ly hợp ảnh hưởng của lực ly tâm là được triệt tiêu bởi

cơ chế cân bằng áp suất thủy lực

Nối bánh răng trung tâm bộ hành tinh U/D cần dẫn bộ hành tinh U/D

Khi có áp suấ t thủy lực đến khu vực giữa piston và tang trống ly hợp UD tác động làm

di chuyển piston, vì thế piston ấ n lên các đĩa của ly hợp Như vậy, lực phát động được truyền từ tang trống đến may ơ ly hợp

tác động lên phanh đúng vào thời điểm áp suất thủy lực vận hành ly hợp được xả Do đó, khớp một chiều số 1(F1) tác động lên phanh B2 để ngăn không cho cần dẫn của bộ hành tinh sau và bánh răng bao của bộ hành tinh trước không quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ Khớp một chiều số 2 (F2) ngăn không cho bánh răng trung tâm của bộ hành tinh U/D quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ Vòng lăn ngoài của khớp một chiều F1 được cố đi ̣nh vào vỏ hộp số Nó được lắp ráp sao cho nó sẽ khóa khi vòng lăn trong (cần dẫn bộ hành tinh sau) xoay ngược chiều kim đông hồ và quay tự do khi vòng lăn trong xoay theo chiều kim đồng hồ Với cách này có thể sữ dụng các khớp một chiều để chuyển các số bằng cách luôn ấ n hoặc nhả áp suấ t thủy lực lên một phần tử

Hình 3.10 Kết cấu khớp một chiều F1, F2 1- Vành ngoài; 2- Con lăn; 3- Vành trong

3.1.6 Phanh hãm

Hộp số tự động U250E sử dụng loại phanh ma sát ướt nhiều đĩa B1, B2, B3

- Cấ u tạo của một phanh đĩa ma sát ướt gồm các chi tiết: vòng chặn, đĩa ma sát, đĩa ép, piston ép, lò xo hồi vi ̣

- Nhiệm vụ các phanh đĩa ma sát ướt

+ Phanh B1 (phanh số 2, 4 và số OD) với 3 đĩa ma sát có nhiệm vu ̣ ngăn bánh răng trung tâm của bộ truyền hành tinh sau không quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ

Hình 3.11 Hình vẽ lắp phanh B1

1, 3- Vòng chặn; 2- Đĩa ép; 4- Lò xo hồi; 5- Piston; 6- Đĩa ma sát

+ Phanh B2 (phanh số 1 và số lùi) hoạt động qua khớp một chiều thứ nhấ t F1 để ngăn cần dẫn của bộ truyền hành tinh sau và vành răng bao của bộ hành tinh trước không quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ Các đĩa ma sát được ăn khớp bằng then hoa với vành ngoài của khớp một chiều F1 còn các đĩa ép được bắt cố đi ̣nh vào vỏ hộp số

Hình 3.12 Hình vẽ lắp phanh B2 1- Vòng su chặn dầu; 2- Piston; 3- Lò xo hồi piston; 4- Vòng chặn;

5- Đĩa ma sát; 6- Đĩa ép

+ Phanh B3 được thiết kế để ngăn bánh răng trung tâm của bộ truyền hành tinh U/D không quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ

Phanh B3 hoạt động ở tất cả các tay số (Trừ số 5)

Các đĩa ma sát ăn khớp với vành trong của khớp một chiều F2, vành trong khớp một chiều F2 nối với tang trống của ly hợp U/D Các đĩa ép được gắn cố đi ̣nh vào hộp số