: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE Ơ TƠ 1.1 Cơng dụng, phân loại, yêu cầu và các kiểu bố chí của hệ thống trên xe ô tô Hệ thống truyền lực bao gồm các cụm chi tiết cơ bản sau: l
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE Ô TÔ
Công dụng, phân loại, yêu cầu và các kiểu bố chí của hệ thống trên xe ô tô
Hệ thống truyền lực bao gồm các cụm chi tiết cơ bản sau: ly hợp, hộp số, hộp phân phối, trục các đăng, truyền lực chính, vi sai và các bán trục.
Hệ thống truyền lực của ôtô có tác dụng truyền chuyển động hay lực hoặc mô men xoắn từ động cơ đến các bánh xe chủ động Trị số của lực hay mô men xoắn này có thể thay đổi, tùy theo điều kiện làm việc của ôtô [1]
1.1.2 Phân loại HTTL (hệ thống truyền lực)
HTTL được phân loại theo các đặc điểm sau: a) Phân chia theo hình thức truyền năng lượng
- HTTL cơ khí bao gồm các bộ truyền ma sát, các hộp biến tốc, hộp phân phối truyền động các đăng, loại này được dùng phổ biến.
- HTTL cơ khí thủy lực bao gồm các bộ truyền cơ khí, bộ truyền thủy lực
- HTTL điện bao gồm điện, các động cơ điện, rơle điện từ, dây dẫn
- HTTL thủy lực bao gồm bơm thủy lực, các động cơ thủy lực, van điều khiển ống dẫn.
- HTTL liên hợp bao gồm một số bộ phận cơ khí, một số bộ phận thủy lực, một sô bộ phận điện từ
Phổ biến hơn cả là HTTL cơ khí và cơ khí thủy lực điện từ. b) Phân chia theo đặc điểm biến đổi các số truyền.
- Phân chia theo đặc điểm biến đổi các số truyền gồm truyền lực có cấp, truyền lực vô cấp
- Truyền lực có cấp là truyền lực có các tỷ số truyền cố định, việc thay đổi số truyền dạng bậc thang.
- Truyền lực vô cấp là truyền lực có tỷ số truyền biến đổi liên tục tùy thuộc vào chế độ làm việc của động cơ và mô men cản từ mặt đường. c) Phân chia theo phương pháp điều khiển thay đổi tốc độ
- Điều khiển bằng cần số
- Điều khiển bán tự động.
Phân biệt giữa điều khiển bán tự động và điều khiển tự động qua số lượng cơ cấu điều khiển trong buống lái:
Hiện nay chúng ta thường gặp:
- HTTL cơ khí có cấp điều khiển bằng cần số ( Manual Transmissions: MT).
- HTTL cơ khí thủy lực điều khiển tự động ( Automatic Transmissons :AT)
1.1.3 Các kiểu bố trí chung
Người ta thường chia hệ thống dẫn động ra làm 2 loại gồm: Xe FF (động cơ đặt trước – dẫn động bánh trước): ở loại này, lực dẫn động từ động cơ đặt theo chiều ngang xe qua hộp số, rồi đến bộ vi sai và cuối cùng đến các bánh xe phía trước Trong hệ thống này, bánh trước của xe làm hai nhiệm vụ vừa dẫn động, vừa dẫn hướng cho xe Ưu điểm của loại này là kết cấu của hệ thống truyền lực đơn giản, gọn nhẹ hơn do không có trục các đăng, do vậy giảm được chi phí chế tạo Ngoài ra do công suất được truyền trực tiếp vào bánh dẫn động nên độ bám đường tốt hơn, xe di chuyển ổn định hơn, thêm vào đó nó tiết kiệm được nhiên liệu hơn và tăng được diện tích buồng lái [2]
Khác với xe FF, xe FR (động cơ đặt trước – dẫn động bánh sau) công suất từ động cơ qua hộp số, trục các đăng, bộ vi sai rồi mới đến các bánh dẫn động phía sau Do vậy, đây chính là nhược điểm của nó Hệ thống dẫn động cồng kềnh hơn khiến cho trọng lượng của xe tăng lên Tuy nhiên, nó cũng có những ưu điểm nhất định so với xe FF đó là khả năng tăng tốc tốt hơn và giải thoát được bánh trước khỏi nhiệm vụ dẫn động.
Tổng quan về ly hợp
- Ngắt và nối mô men từ trục khuỷu động cơ đến hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn
- Dập tắt dao động cộng hưởng trong hệ thống truyền lực nhằm nâng cao chất lượng truyền lực.
- Là cơ cấu an toàn bảo đảm động cơ và hệ thống truyền lực không bị quá tải
- Ly hợp đang được sử dụng hiện nay trên các loại ô tô thường được chia làm 4 loại theo các cách sau:
- Theo cách truyền mô men xoắn:
- Theo cách tạo lực ép:
- Theo trạng thái làm việc:
+ Ly hợp thường đóng: hiện nay đang được sử dụng rộng rãi trên các loại ô tô
+ Ly hợp thường mở: hiện nay thường chỉ được dùng trên các ô tô chuyên dùng (ô tô máy kéo).
- Theo phương pháp dẫn động điều khiển ly hợp:
+ Dẫn đông cơ khí có trợ lực khí nén
+ Dẫn động có trợ lực chân không
- Truyền được mô men quay lớn nhất của động cơ mà không bị trượt ở bất kỳ điều kiện sử dụng nào [1]
- Đóng êm dịu để tăng từ từ mô men quay lên trục của HTTL để tránh lực va đập lên HTTL và cũng để cho gia tốc ô tô ổn định.
- Mở dứt khoát và nhanh giúp việc gài số dễ dàng hơn vì lúc đó mô men động cơ truyền tới trục thứ cấp tạm dừng Hơn nữa không xuất hiện tải trọng động
- Mô men quán tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh răng khi khởi động và sang số.
- Ly hợp còn đáp ứng yêu cầu là cơ cấu an toàn để tránh các lực quá lớn tác dụng lên HTTL khi gặp quá lớn tác dụng lên HTTL khi gặp quá tải
- Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ
- Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, đảm bảo sự làm việc bình thường
1.2.4 Giới thiệu Ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo màng
Hình 1.1: Ly hợp ma sát 1 đĩa lò xo màng
- Các phần cơ bản: chủ động, bị động, dẫn động điều khiển.
+ Phần chủ động: vỏ ly hợp được liên kết với bánh đà động cơ bằng bu lông, đĩa ép cùng các phần chi tiết gắn trên vỏ ly hợp (lò xo ép, đòn mở) Đĩa ép nối với vỏ bằng thanh truyền mô men xoắn từ vỏ lên đĩa ép, và có khả năng đàn hồi Lực ép từ lò xo dạng đĩa truyền tới đĩa ép có tác dụng kẹp chặt đĩa bị động với bánh đà
+ Phần bị động: đĩa bị động (với các chi tiết: xương đĩa bị động, các tấm ma sát, moay ơ, bộ phận giảm chấn xoắn), và trục ly hợp.
+ Phần dẫn động: các chi tiết liên kết với bàn đạp, thanh kéo, càng gạt, ổ bi tỳ, đòn mở (là 1 phần của lò xo ép dạng đĩa) Càng gạt có điểm tựa cố định trên các te, đòn mở có điểm tựu trên vỏ ly hợp.
+ Kết cấu đơn giản và nhỏ ngọn
+ Đóng êm dịu, ngắt dứt khoát
+ Không truyền được mô men xoắn lớn.
+ Lò xo khó chế tạo, chế tạo khó khắn, việc tính toán khó khăn
+ Phù hợp với ô tô có công suất động cơ nhỏ hơn 200w
Ly hợp ma sát khô 1 đĩa lò xo màng, dẫn động thủy lực, trợ lực chân không Đây là loại ly hợp thường đóng, ly hợp ma sát có kết cấu đơn giản, hiệu suất cao nên được sử dụng rộng rãi trong các dòng ô tô, dẫn động thủy lực cùng với trợ lực chân không giúp cho người lái ngắt ly hợp 1 cách dễ dàng [1]
Hình 1.2 Sơ đồ ly hợp ma sát khô 1 đĩa lò xo màng, dẫn động thủy lực, trợ lực chân không
1- Bàn đạp ly hợp 2 - Xylanh chính bộ ly hợp 3- Hộp cấp dầu 4 - Trợ lực ly hợp 5 – Bình khí 6 - Thanh đẩy 7 - Càng nhả 8 - Đĩa ly hợp 9 - Vỏ ly hợp 10 - Bánh đà
A: Áp suất dầu B: Áp suất khí
Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, tuổi thọ cao, điều chỉnh và chăm sóc dễ dàng (và phải đáp ứng yêu cầu của chi tiết cơ khí nói chung).
Hộp số
1.3.1 Phân loại hộp số a) Hộp số có cấp
Hộp số có cấp hay hộp số phân chia thành nhiều cấp độ khác nhau với hộp số này việc thay đổi tỷ số truyền không thực hiện được liên tục, mà cách nhau từng cặp một, nhờ các cặp bánh răng ăn khớp có đường kính khác nhau Ở ôtô con hộp số thường có 3 đến 5 cấp, ôtô tải và ôtô chở khách thường không vượt quá 6 cấp [2]
Việc hộp số càng nhiều cấp thì cấu tạo lại càng phức tạp, người điều khiển khó khăn trong việc chọn số, giá thành lại cao b) Hộp số vô cấp
Hộp số vô cấp hay hộp số không phân chia thành cấp tốc độ khác nhau hoặc hộp số liên tục Ở hộp số này, cho phép thay đổi tỷ số truyền một cách liên tục, trong một khoảng xác định, làm cho ô tô làm việc với những chỉ tiêu cao nhất
Trong mọi điều kiện làm việc khác nhau, việc thay đổi tỷ số truyền ở hộp số vô cấp có thể thực hiện tự động tùy theo lực cản khi ôtô chuyển động trên đường hoặc do người lái điều khiển.
Các hộp số nói chung dùng để thay đổi tốc độ giữa động cơ và cầu chủ động Nói một cách khác nếu không có hộp số, chiếc xe chỉ chạy được ở một tốc độ duy nhất với một tốc độ cực đại nhất định Ngoài ra khả năng tăng tốc từ khi xuất phát cùng với khả năng leo dốc cũng bị hạn chế nếu như xe không sử dụng hộp số Vì vậy hộp số sử dụng một hệ thống bánh răng khác nhau từ thấp đến cao để biến đổi mô men xoắn của động cơ phù hợp với điều kiện vận hành
Hộp số cũng có tác dụng dùng để thay đổi lực kéo của ôtô, khi xe chuyển động tiến hoặc lùi và cắt truyền động từ động cơ, qua ly hợp đến bánh xe chủ động, khi cần dừng xe trong một thời gian nhất định
Dẫn động lực học ra ngoài làm việc khác.
1.3.3 Yêu cầu hộp số cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau
- Có tỷ số truyền phù hợp để nâng cao tính chất động lực học của ô tô và tính kinh tế của ô tô
- Hiệu suất truyền lực phải cao
- Khi làm việc không có tiếng ồn.
- Sang số nhẹ nhàng không gây lực va đập ở các bánh răng.
- Kết cấu gọn gàng, chắc chắn để dễ kiểm tra, dễ bảo dưỡng
- Giảm thao tác, giảm mệt mỏi cho người lái
- Chuyển số tự động thay cho người lái điều khiển và êm dịu, thích hợp với mặt đường.
- Tránh cho động cơ và hệ thống truyền lực không bị quá tải.
- Có dãy tỉ số truyền hợp lý, phân bố các khoảng thay đổi tỉ số truyền tôi ưu, phú hợp với tính năng động lực học yêu cầu và tính kinh tế vận tải
- Phải có hiệu suất truyền lực cao.
- Khi làm việc không gây tiếng ồn, chuyển số nhẹ nhàng, không phát sinh các tải trọng động khi làm việc
- Đối với các hộp số sử dụng các bộ truyền có cấp (các tỉ số truyền cố định) khi chuyển số, thường xảy ra thay đổi giá trị tốc độ, mô men và gây nên tải trọng động Hạn chế các xung lực và mô men biến động cần có các bộ phận ma sát (đồng tốc, khớp ma sát, bộ truyền thủy lực ) cho phép làm đều tốc độ của các phần tử truyền và nâng cao độ bền, độ tin cậy trong làm việc của hộp số
- Đảm bảo tại một thời điểm làm việc chỉ gài vào một số truyền nhất định một cách chắc chắn (cơ cấu định vị, khóa hãm, bảo vệ ).
- Kết cấu phải nhỏ, gọn, dễ điều khiển, bảo dưỡng và sửa chữa.
- Có khả năng bố trí cụm trích công suất để dẫn động các thiết bị phụ khác.
Các đăng
Đây là loại xe chở khách động cơ và hộp số đặt dọc, cầu sau chủ động nên cặp bánh răng truyền lực chính và vi sai cũng được bố trí luôn trong cụm hộp số Xe bus thaco meadow 85s sử dụng truyền lực chính một cấp, bánh răng trụ răng nghiêng.
- Công dụng: Các đăng dùng để truyền moment quay từ những cụm được đặt cố định trên khung như động cơ và hộp số đến những cụm di động tương đối được với khung như cầu chủ động khi tốc độ thay đổi
Xe theo cứng và mềm: Loại cứng được truyền giữa các trục đặt dưới một góc độ được bảo đảm bằng khớp nối với bộ phận đàn hồi, các đăng cứng được dùng nhiều ở ôtô Loại mềm được dùng ở một số ôtô du lịch và xe chở khách với góc giữa các trục không lớn
Theo đồng tốc và khác tốc: Ở các đăng khác tốc nếu bố trí các trục đặt dưới một góc nào đấy thì trục thứ hai sẽ quay một tốc độ góc thay đổi theo chu kỳ mặc dù trục thứ nhất vẫn quay điều Ở các đăng đồng tốc thì tốc độ góc của trục thứ hai và trục thứ nhất luôn bằng nhau mặc dù góc giữa hai trục thay đổi bất kỳ trong phạm vi cho phép của kết cấu.
Ngoài ra, loại đồng tốc còn được chia thành: Loại đồng tốc kép, loại đồng tốc cam, loại đồng tốc bi có rãnh phân chia, loại đồng tốc đĩa …
Xe bus thaco meadow 85s sử dụng truyền lực chính một cấp, bánh răng trụ răng nghiêng.
- Yêu cầu: Ở bất kỳ số vòng quay nào, trục cardan cũng không bị võng và va đập, cần phải giảm tải trọng động do moment quán tính gây ra đến một vị trí bảo đảm an toàn
- Trục các đăng phải quay điều và không sinh ra tải trọng động
Các đăng đồng tốc phải đảm bảo chính xác về động học trong quá trình làm việc khi trục chủ động và trục bị động lệch với nhau những góc bất kỳ để đảm bảo hai trục quay cùng tốc độ.
Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có độ bền vững cao, hiệu suất truyền động cao
Hình 1.3 Cấu tạo chi tiết trục các đăng
1 - Tấm chặn 2 - Chi tiết chặn vỏ ổ đỡ 3 - Miếng lót 4 - Ổ đỡ con lăn kim 5 - Chạc bích 6 - Chi tiết chữ thập 7 - Phốt ngăn bụi 8 - Chỗ chứa mở 9 - Nắp bụi 10 - Chạc ống nối 11 -
Phốt nút 12 - Chi tiết chặn 13- Trục sau
Cầu xe
Cầu xe gồm có cầu chủ động (cầu sau) và cầu bị động (cầu trước) Cầu chủ động nhận công suất từ động cơ (được chuyển đổi bởi hộp số) sau đó phân phối đến các bánh xe theo phương vuông góc Cầu xe còn nâng đỡ các phần gắn lên nó như hệ thống treo, xắc si
Cầu chủ động xe gồm có truyền lực chính, vi sai, bán trục trong đó truyền lực chính và vi sai được lắp thành một cụm
Cụm vi sai gồm truyền lực chính và vi sai Truyền lực chính là bánh răng cuối cùng tiếp tục giảm chuyển động quay của động cơ sau khi được chuyển đổi bởi hộp số và truyền đến vi sai thông qua trục các đăng Ngoài ra truyền lực chính còn thay đổi phương truyền công suất vuông góc hoặc gần vuông góc so với phương ban đầu Vi sai tạo nên sự khác nhau về tốc độ quay của hai bánh chủ động khi xe chạy trên đường cong.
Hình 1.4 Cấu tạo chi tiết cụm vi sai
1- Tấm hãm 2 - Nắp ổ đỡ 3 - Đế hãm 4 - Ngàm hãm 5 - Vít chỉnh 6 - Ổ đỡ hông 7 - Vỏ vi sai phải 8 - Long đền trục BR vi sai 9 - Trục BR vi sai 10 - Chi tiết chữ thập 11 - BR vi sai
12 - Long đền BR vi sai 13 - BR vành chậu 14 - Vỏ vi sai trái 15 - Chốt 16 - Đai ốc hoa 17
- Long đền 18 - Bích ghép 19 - Nắp bụi 20 - Phốt bụi 21 - Phốt dầu 22 - Ổ đỡ ngoài 23 - Đai xiết 24 - Chi tiết chặn ổ đỡ 25 - Miếng lót 26 - BR quả dứa 27 - Ổ đỡ trong 28 - Vòng răng hãm 29 - Ổ đỡ hướng trục 30 - Chi tiết mang vi sai
Bán trục được lắp đặt bên trong cầu chủ động với chức năng chính là truyền mô- men từ bánh răng vi sai đến các bánh xe
Hình 1.5 Cấu tạo cầu xe phía sau
1- Bán trục 2- Phốt dầu ngoài 3- Miếng khoảng cách 4- Vòng răng hãm ổ đỡ mayơ 5- Đai ốc 6- Ổ đỡ ngoài 7- Phốt dầu 8- Đinh tán 9- Mayơ 10- Tang phanh sau 11-
Bộ phanh sau 12- Ổ đỡ trong 13- Chi tiết chặn phốt dầu
Cầu bị động hay cầu trước xe dùng để đỡ một phần trọng lượng xe và là một phần của hệ thống lái
Hình 1.6 Cấu tạo cầu bị động 1- Bán xe và lốp, 2- Tang phanh, 3- Bộ phanh, 4- Cầu trước, 5- Cam lái, 6- Mayơ
Cấu tạo chi tiết mayơ bánh xe gồm có:
Hình 1.7 Cấu tạo mayơ bánh xe
1- Long đen hãm ổ đỡ mayơ, 2- Đai ốc hãm ổ đỡ mayơ, 3- Tấm hãm ổ đỡ mayơ, 4- Bulông, 5-
Phớt chắn bụi, 6- Nắp mayơ
Cầu chủ động là bộ giảm tốc cuối cùng của xe trong đó bánh răng quả dứa làm giảm tốc độ quay được truyền từ động cơ để cung cấp cho bánh xe mô-men xoắn lớn hơn, vi sai điều chỉnh tốc độ quay khác nhau giữa bánh xe bên ngoài và bên trong khi xe vào cua
Bánh răng vành chậu làm thay đổi hướng quay tại đầu ra hộp số và lực lái một góc 90 độ và phân phối nó cho các bánh dẫn động Trong khi xe đang chạy thẳng, bánh răng hành tinh không quay trên chi tiết chữ thập mà quay cùng với vỏ vi sai
Khi xe vào cua, bánh xe bên ngoài quay nhanh hơn bánh xe bên trong và kết quả là bánh xe bên trong bị giảm tốc trong khi bánh xe bên ngoài được tăng tốc Để đối phó với điều này, bánh răng vi sai trong khi xoay trên chi tiết chữ thập, xoay quanh bánh răng vi sai có sức chịu bền lớn hơn, từ đó điều khiển các bánh răng vi sai khác thực hiện hoạt động vi sai Theo cách này, việc kéo lốp và sự mòn tổng hợp sẽ bị ngăn chặn
Hình 1.8 Hoạt động vi sai
Cầu trước của xe hỗ trợ và truyền trọng lượng phần phía trước của xe đến lốp xe và cũng được xem là một phần của hệ thống lái Trục trước cũng có sự điều chỉnh góc đặt bánh xe phù hợp để ổn định xe khi lái
Hình 1.9 Góc đặt bánh xe
CHƯƠNG 2 : HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE BUS THACO MEADOW 85S
Giới thiệu về xe xe bus Thaco Meadow 85S
Xe khách Thaco Meadow 85s là dòng xe cao cấp, kiểu dáng hiện đại, mạnh mẽ Nội thất sang trọng, hiện đại tiện phù hợp với khách hàng chạy du lịch [3] Được sử dụng động cơWeichai Euro 4, bền bỉ và tiết kiệm nhiên liệu Công suất cực đại lên đến 200Ps giúp Thaco TB85S vô cùng mạnh mẽ trên mọi cung đường
Xe khách Thaco Meadow 85scải tiến nhiều so vớiThaco TB85 cũ ở hệ thống khung gầm Áp dụng công nghệ Full Monocoque là công nghệ body & chassi liền khối Công nghệ này giúp xe rất bền bỉ, vận hành an toàn chống vặn xoắn
Hệ thống khung gầm Meadow 85S do Thaco nghiên cứu thiết kế với những ưu điểm vượt trội Hệ thống treo trước 2bầu hơi+ 5 thanh rằng, sau 04bầu hơi+ càng chữ C Giúp vận hành êm ái đáp ứng nhu cầu đầu tư kinh doanh du lịch và vận chuyển hành khách Là sản phẩm tiên phong trên thị trường có động cơ đặt sau, hầm hành lý rộng
Hình 2.1 Xe bus Thaco Meadow 85S
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật xe bus Thaco Meadow 85S
KHUNG GẦM THACO ĐỘNG CƠ Weichai Euro 4
Loại Diesel, 4 kỳ, 4 xilanh thẳng hàng, có tăng áp, làm mát bằng nước
Dung tích xi lanh 4980 cc Đường kính x Hành trình piston 108 x 136 (mm)
Công suất cực đại/Tốc độ quay Công suất cực đại/Tốc độ quay
Môment xoắn cực đại/Tốc độ quay 800 N.m /1200 – 1700 (vòng/phút) TRUYỀN ĐỘNG
Ly hợp 01 đĩa, ma sát khô, dẫn động thuỷ lực, trợ lực khí nén
Hộp số Cơ khí, số sàn, 6 số tiến, 1 số lùi
Tỷ số truyền hộp số chính ih1 = 6,40; ih2 = 3,71; ih3 = 2,22; ih4
HỆ THỐNG LÁI Trục vít ê-cu bi, trợ lực thủy lực
Kích thước tổng thể (DxRxC) 8460 x 2300 x 3100 (mm)
Vết bánh sau Vết bánh sau
Chiều dài cơ sở 4100(mm)
Khoảng sáng gầm xe 130 (mm)
Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống truyền lực xe bus Thaco Meadow 85S
1- Động cơ, 2- Ly hợp, 3- Hộp số, 4- Trục các đăng, 5- Vi sai, 6- Bán trục, 7- Mayơ bánh xe,
Xe sử dụng hệ dẫn động cầu sau (Rear-wheel drive) với động cơ và hộp số nằm hoàn toàn ở phía sau đuôi xe.
Ly hợp trên xe bus Thaco Meadow 85S
Xe bus Thaco Meadow 85S sử dụng loại ly hợp 01 đĩa, ma sát khô, dẫn động thuỷ lực, trợ lực khí nén
2.2.1 Cấu tạo của ly hợp
Cấu tạo bộ ly hợp bao gồm:
- Xi lanh chính bình chứa dầu
- Ống dẫn dầu thủy lực
- Xi lanh ngắt ly hợp
- Vòng bi ngắt ly hợp
Hình 2.3 Cấu tạo cụm ly hợp
Tạo ra áp suất thuỷ lực trong xilanh chính bằng lực ấn vào bàn đạp áp suất thuỷ lực này tác dụng lên xi lanh cắt li hợp và cuối cùng đóng và ngắt ly hợp
• Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp:
Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp là khoảng cách mà bàn đạp có thể được ấn cho đến khi vòng bi cắt li hợp ép vào lò xo đĩa
Hình 2.4 Hành trình tư do bàn đạp ly hợp
• Xi lanh chính của ly hợp:
Tạo ra áp suất thuỷ lực
(1) Ấn bàn đạp ly hợp Khi đạp lên bàn đạp li hợp, píttông bị cần đẩy dịch chuyển về bên trái Dầu phanh trong xilanh chảy qua van nạp đến bình chứa và đồng thời đến xilanh cắt li hợp Khi píttông dịch chuyển tiếp về bên trái, thanh nối sẽ tách khỏi bộ phận hãm lò xo, và van nạp đóng đường dầu đi vào bình chứa bằng lò xo côn, do đó tạo thành áp suất trong buồng A và áp suất này truyền đến pittông của xilanh cắt
(2) Thả bàn đạp ly hợp Khi thả bàn đạp ly hợp, lò xo nén đẩy pittông trở về bên phải và áp suất thuỷ lực giảm xuống Khi pít tông trở lại hoàn toàn, bộ phận hãm lò xo đẩy thanh nối về bên phải Như vậy van nạp mở đường đi vào bình chứa và nối với buồng A và B.
Hình 2.5 Hoạt động xylanh chính
Làm dịch chuyển pittông bằng áp suất thuỷ lực từ xilanh chính và điều khiển càng cắt ly hợp qua cần đẩy
Hình 2.6 Xy lanh cắt ly hợp
• Vòng bi cắt ly hợp:
Hấp thụ sự chênh lệch tốc độ quay giữa càng cắt li hợp (không quay) và lò xo đĩa (quay) để truyền chuyển động của càng cắt vào lò xo đĩa
Hình 2.7 Vòng bi cắt ly hợp
• Đĩa ép (nắp ly hợp):
- Nhiệm vụ: Chủ yếu của đĩa ép là để nối và ngắt công suất của động cơ
- Yêu cầu: Phải được cân bằng tốt trong khi quay và phải toả nhiệt một cách hiệu quả vào lúc nối ly hợp
- Cấu tao gồm: Nắp ly hợp; lò xo để đẩy đĩa ép li hợp (lò xo đĩa, lò xo xoắn); đĩa ép ly hợp
1 Ly hợp kiểu lò xo đĩa
Lò xo đĩa được làm bằng thép lò xo Nó được tán bằng đinh tán hoặc bắt chặt bằng bulông vào nắp ly hợp Có vòng trụ xoay ở mỗi phía của lò xo đĩa làm việc như một trụ xoay trong khi lò xo đĩa đang quay
Dùng các lò xo chịu kéo để nối các lò xo đĩa với đĩa ép li hợp
Các kiểu xe gần đây đã áp dụng nắp ly hợp kiểu DST (lật ngược lò xo đĩa) ở loại nắp ly hợp này, người ta lật ngược các đầu của nắp ly hợp để trực tiếp giữ lò xo đĩa ở vị trí thích hợp [4]
Các dải băng được lắp theo chiều tiếp tuyến để truyền mônen quay
Hình 2.8 Lò xo lá và nắp ly hợp trên xe bus Thaco Meadow 85s
2 Các đặc tính của lò xo đĩa Đồ thị ở bên trái trình bày sự dịch chuyển của đĩa ép li hợp dọc theo trục hoành và đĩa ép li hợp dọc theo trục tung Đường nét liền chỉ các đặc tính của lò xo đĩa, và đường nét đứt chỉ các đặc tính của lò xo trụ
Hình 2.9 Đồ thị đặc tính ép của lò xo
(1) Điều kiện bình thường (khi đĩa khi hợp hoàn toàn mới)
Khi đặt vào đĩa ép li hợp một lực ép (P0) như nhau đối với cả hai loại: loại lò xo trụ và loại lò xo đĩa, khi ấn hết cỡ bàn đạp ly hợp, mỗi sức ép trở thành P2 và P’2 Điều này có nghĩa là đối với loại lò xo đĩa, lực cần phải ấn vào bàn đạp ly hợp nhỏ hơn đối với lò xo trụ với mức chênh lệch được thể hiện bằng “a”
(2) Khi độ mòn ở bề mặt tiếp xúc của đĩa ly hợp vượt quá giới hạn cho phép
Sức ép đặt lên đĩa ép li hợp của loại lò xo trụ giảm đến P’1 Mặt khác, sức ép đặt lên đĩa ép li hợp của loại lò xo đĩa là P1, cũng bằng P0 Điều đó có nghĩa là, khả năng truyền công suất của ly hợp kiểu lò xo đĩa không bị giảm cho tới giới hạn mòn của đĩa
Ngược lại, sức ép đặt lên đĩa ép li hợp của loại lò xo trụ giảm xuống P’1 Do đó, khả năng truyền công suất giảm xuống, làm cho ly hợp bị trượt
• Đĩa ma sát: Đĩa ly hợp tiếp xúc một cách đồng đều với về mặt ma sát của đĩa ép li hợp và bánh đà để truyền công suất được êm Nó cũng giúp làm dịu sự va đập khi vào ly hợp
Cao su chịu xoắn được đưa vào moayơ ly hợp để làm dịu va đập quay khi vào ly hợp bằng cách dịch chuyển một chút theo vòng tròn
Tấm đệm được tán bằng đinh tán kẹp giữa các mặt ma sát của ly hợp Khi ăn khớp ly hợp đột ngột, phần cong này khử va đập và làm dịu việc chuyển số và truyền công suất.
Hình 2.10 Đía ma sát trên cụm ly hợp xe bus Thaco Meadow 85s
(1) Ấn bàn đạp ly hợp: Khi đạp lên bàn đạp li hợp, píttông bị cần đẩy dịch chuyển về bên trái
Dầu phanh trong xilanh chảy qua van nạp đến bình chứa và đồng thời đến xilanh cắt li hợp Khi píttông dịch chuyển tiếp về bên trái, thanh nối sẽ tách khỏi bộ phận hãm lò xo, và van nạp đóng đường dầu đi vào bình chứa bằng lò xo côn, do đó tạo thành áp suất trong buồng A và áp suất này truyền đến pittông của xilanh cắt
(2) Thả bàn đạp ly hợp: Khi thả bàn đạp ly hợp, lò xo nén đẩy pittông trở về bên phải và áp suất thuỷ lực giảm xuống Khi pít tông trở lại hoàn toàn, bộ phận hãm lò xo đẩy thanh nối về bên phải Như vậy van nạp mở đường đi vào bình chứa và nối với buồng A và B.
Hộp số
Xe bus Thaco Meadow 85S được trang bị hộp số cơ khí, số sàn đến từ Fast Gear của Mỹ với 6 số tiến, 1 số lùi
Hình 2.11 Hộp xe trên xe bus Thaco Meadow 85S
Hộp số 6 số tiến 1 số lùi.
- Truyền công suất từ động cơ đến bánh xe chủ động
- Thay đổi tỉ số truyền và mô men
- Cho phép ô tô chuyển động lùi, dừng tại chỗ mà không phải tắt động cơ hay ngắt ly hợp
- Trích công suất cho các bộ phận công tác khác như tời kéo, cơ cấu nâng hạ…
Trục sơ cấp và trục thứ cấp được bố trí trên cùng một đường tâm và bánh răng đảo chiều liên kết trục sơ cấp và trục thứ cấp để truyền công suất Trục trung gian chứa các bánh răng số được đúc liền với trục.
Cơ cấu đồng tốc có nhiệm vụ làm cho việc sang số được êm dịu Người ta gọi cơ cấu này là “cơ cấu đồng tốc” vì hai bánh răng có tốc độ quay khác nhau được lực ma sát làm đồng tốc trong khi chuyển số [1]
Hình 2.12 Cơ cấu đồng tốc
Trục cần chuyển và chọn số được đặt ở các góc bên phải của các trục càng chuyển số ở phía trên của vỏ hộp số
Người ta áp dụng cơ cấu tránh ăn khớp hai số (kép) và cơ cấu tránh gài nhầm số lùi.
Hình 2.13 Cơ cấu chuyển số
Người ta cũng áp dụng cơ cấu khoá chuyển số và cơ cấu khoá số lùi trên trục càng gạt số
• Cơ cấu tránh ăn khớp kép
Cơ cấu này để tránh khả năng gài hai số cùng một lúc Khi đồng thời dịch chuyển hai càng gạt số, chúng sẽ ăn khớp trong khi chọn và các bánh răng bị gài hai số
Hình 2.14 Cơ cấu tránh ăn khớp kép
Một bu lông được bố trí để ngăn không cho tấm khoá càng gạt số quay làm cho trục cần chuyển và chọn số chỉ trượt đi theo chiều được chọn
• Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi
Hình 2.15 Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi
Nếu cài hộp số sang số lùi trong khi xe đang chạy, có thể làm vỡ ly hợp và hộp số ngang kiểu thường và đồng thời khoá cứng các lốp xe, gây ra tình trạng rất nguy hiểm Do đó, người ta bố trí cơ cấu này để người lái buộc phải chuyển về vị trí số không trước khi gài số lùi
• Cơ cấu khóa chuyển số
Hình 2.16 Cơ cấu khóa chuyển số
Có ba rãnh xoi trên mỗi trục càng gạt số, và lò xo đẩy viên bi khoá vào rãnh khi chuyển số Điều này không những ngăn chặn hộp số bị nhảy số mà còn làm cho người lái có cảm giác rõ rệt hơn đối với việc chuyển số
• Ống trượt gài số Để tránh không bị nhảy số, người ta vát côn then hoa giữa ống trượt và bánh răng số để tạo thành một cạnh vát và làm cải thiện sự ăn khớp giữa ống trượt và bánh răng số Với cùng mục đích này, người ta vát côn các bánh răng đầu vào, trung gian và số lùi một chút.
• Cơ cấu khóa số lùi
Có một rãnh ở mặt trên của càng gạt số lùi, một lò xo đẩy viên bi khoá vào rãnh này Khi hộp số không được cài số lùi, rãnh này ngăn không cho bánh răng trung gian số lùi dịch chuyển Ngoài ra, khi hộp số được chuyển sang số lùi, nó còn báo cho người lái biết các bánh răng đã vào khớp hoàn toàn
Là bánh răng dẫn động, trục tiếp nhận momen truyền từ động cơ thông qua ly hợp và hộp số
Hình 2.17: Cơ cấu khóa số lùi
Là bánh răng chủ động Trong đó có 1 bánh răng ăn khớp với 1 bánh răng dẫn động, vì thế khi trục sơ cấp quay, bánh răng xanh dẫn động quay kéo thoe bánh răng đỏ cũng quay và cả trục trung gian sẽ quay.
Là bánh răng bị động Mỗi bánh răng sẽ ăn khớp với một bánh răng màu đỏ ở trục trung gian tạo ra các cặp bánh răng tương ứng với từng cấp số Khi bánh răng đỏ quay, bánh răng xanh sẽ quay theo, khiến trục thứ cấp quay và dẫn động ra ngoài.
Hình 2.18 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hộp số
Trục sơ cấp sẽ truyền động đến trục thứ cấp thông qua sự ăn khớp của một trong các cặp bánh răng Khi người lái chuyển đến số nào thì cặp bánh răng cấp số tương ứng sẽ ăn khớp với nhau Lúc này lực đẩy được truyền từ động cơ → ly hợp → trục sơ cấp → các cặp bánh răng ăn khớp với từng cấp số (thông qua bộ đồng tốc) → trục trung gian → trục thứ cấp → trục dẫn động
Trong các cặp bánh răng chủ động và bị động có thêm 1 bánh răng nhỏ trung gian Khi chuyển cần số về số lùi, thông qua bộ đồng tốc bánh răng trung gian này sẽ ăn khớp với các bánh rang số lùi Lúc này, bánh răng chủ động sẽ dẫn động cho bánh răng bị động nhưng thông qua bánh răng trung gian làm bánh răng số lùi quay ngược chiều khiến trục thứ cấp chuyển động ngược giúp xe di chuyển lùi.
Các đăng và cầu chủ động trên xe bus Thaco Meadow 85S
Hình 2.19 Trục các đăng trên xe bus Thaco Meadow 85S
- Trục các đăng (thường có đối với các xe FR và các xe 4WD) nối hộp số đến cầu chủ động, truyền công suất từ hộp số đến bộ vi sai
- Truyền công suất từ hộp số đến bộ vi sai được êm dịu Trục các đăng có thể dịch chuyển lên xuống tương ứng với các điều kiện đường xá và triệt tiêu sự thay đổi về chiều dài bằng cách trượt rãnh then.
Trục các đăng là một ống thép nhẹ bằng thép các bon, đủ khoẻ để chống xoắn và cong Bình thường trục các đăng là một ống liền có hai khớp nối ở hai đầu hình thành các khớp các đăng.
Trên xe bus Thaco Meadow 85S là loại các đăng 2 khớp nối, đối với loại này tổng chiều dài của mỗi đoạn của trục các đăng loại hai khớp nối tương đối lớn Điều này có nghĩa là khi trục các đăng quay ở tốc độ cao, nó có xu hướng cong đi một chút và rung động hơn do độ mất cân bằng dư
Hình 2.20 Cấu tạo trục các đăng
- Ổ đỡ liên kết hai phần của trục các đăng ở giữa, và được lắp qua mặt bích vào các rãnh then hoa ở đầu trục trung gian
- Ổ đỡ giữa gồm có ống lót cao su che chắn ổ đỡ, và ổ đỡ này lại đỡ các trục các đăng và được lắp vào thân xe bằng một giá đỡ
- ống lót cao su sẽ khử độ rung trong trục các đăng để ngăn độ rung này lan đến khung xe đó, độ rung và tiếng ồn từ trục các đăng ở tốc độ cao được giảm tới mức tối thiểu.
Hình 2.21 Ổ đỡ trục các đăng
Nhiệm vụ: Để khử những biến đổi về góc phát sinh từ những thay đổi vị trí giữa cầu chủ động và hộp số, và nhờ vậy việc truyền công suất từ hộp số đến bộ vi sai được êm dịu
Cấu tạo khớp các đăng kiểu chữ thập:
Khớp cac đăng kiểu chữ thập được sử dụng phổ biến vì cấu tạo của chúng đơn giản và làm việc chính xác Một trong hai chạc đầu trục được hàn vào trục các đăng, còn chạc kia được gắn liền và một bích nối hoặc một đoạn trục rỗng (khớp trượt) Để tránh cho nắp vòng bi không bị văng ra khi trục các đăng quay ở tốc độ cao, người ta dùng một phanh hãm hoặc một tấm chặn để giữ chặt nắp vòng bi trong loại vòng bi mềm này (Loại nắp vòng bi cứng không thể tháo được)
Hình 2.22 Cấu tạo khớp chữ thập
• Truyền lực chính (truyền lực cuối cùng):
Truyền lực cuối cùng giảm số vòng quay từ hộp số ngang (dọc) để tăng mômen quay Truyền lực cuối cùng của xe FR tăng mômen quay khi xe chuyển hướng
Xe bus Thaco Meadow 85S là loại truyền lực động cơ đặt sau, cầu sau chủ động
Nhiệm vụ: Truyền lực vi sai tạo ra tốc độ quay chênh lệch giữa hai bánh xe khi xe chạy trên các đường vòng
Cấu tạo: Các bánh răng của bộ vi sai bao gồm bánh răng bán trục và bánh răng hành tinh Các bánh răng này tự động điều chỉnh sự sai khác về chuyển đông quay giữa các bánh xe bên trái và bên phải trong khi xe vào vòng cua
Bộ vi sai của xe
- Truyền lực cuối cùng và bộ vi sai trong thực tế được lắp liền thành một cụm, như được thể hiện ở hình bên trái, và được lắp đặt trực tiếp trong vỏ hộp vi sai và được tiếp tục lắp vào hộp cầu sau
- Bánh răng quả dứa được lắp trong vỏ hộp vi sai trên 2 ổ lăn côn Người ta lắp bánh răng vành chậu liền với vỏ hộp vi sai vào giá đỡ vi sai qua hai vòng bi bán trục - Bánh răng quả dứa và bánh răng vành chậu là các bánh răng côn xoắn có đường tâm của trục lệch nhau, vì vậy phải dùng loại dầu bánh răng hypoit đặc biệt để bôi trơn cho chúng - Người ta lắp các bánh răng bán trục vào các bán trục sau bằng rãnh then
Hình 2.24 Cấu tạo bộ vi sai
(1) Khi xe chạy thẳng: Khi xe chạy thẳng, một lực cản đều nhau tác động lên cả bánh xe bên phải và bánh xe bên trái, vì vậy bánh răng vành chậu, bánh răng vi sai và bánh răng bán trục đều quay như một khối liền để truyền lực dẫn động đến cả hai bánh xe
(2) Khi xe chạy trên đường vòng: Khi xe chạy trên đường vòng, tốc độ quay của lốp ngoài và lốp trong sẽ khác nhau Nói khác đi, bên trong bộ vi sai, bánh răng bán trục B phía trong quay chậm và bánh răng vi sai phải quay sao cho bánh răng bán trục A phía ngoài quay nhanh hơn Đó là cách mà bộ vi sai làm cho xe chạy êm qua các đường vòng
Hình 2.25 Nguyên lý hoạt động của vi sai
Bán trục/cầu xe truyền lực dẫn động đến bánh xe
(1) Bán trục (loại hệ thống treo độc lập) Chúng phải có một cơ cấu để triệt tiêu những thay đổi về chiều dài của các bán trục gây ra do các chuyển động lên xuống của các bánh xe Trong trường hợp các xe FF, vì các bánh xe được sử dụng vừa để lái vừa để dẫn động, chúng phải duy trì được cùng một góc làm việc trong khi các bánh trước đang được lái, và phải quay các bánh xe với tốc độ đồng đều
ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE
Đặc tính làm việc của cụm ly hợp
3.1.1 Sự trượt khi đóng ly hợp
Hình 3.1: Đặc tính làm việc của cụm ly hợp ma sát
Sơ đồ đặc tính làm việc của ly hợp trong quá trình đóng ly hợp khi hởi hành Ở giữa sơ đồ là đĩa ma sát của ly hợp, trong đó bên trái là chủ động được nối với bánh đà có mô men quán tính Je tương đương với quán tính của các chi tiết chuyển động của động cơ cùng với phần chủ động của ly hợp; đĩa bên phải là bị động, nối với một bánh đà có mômen quán tính Ja tương đương với khối lượng chuyển động tịnh tiến của ô tô cùng với các chi tiết trong hệ thống truyền lực và các bánh xe chủ động quy về trục sơ cấp hộp số.
Trong quá trình này sẽ xảy ra 2 giai đoạn thể hiện sự trượt của ly hợp khi đóng ly hợp:
- Ở giai đoạn đầu, xảy ra trong khoảng thời gian từ 0 đến t1, mômen ma sát ly hợp và động cơ tăng tuyến tính Ở giai đoạn này do mô men ma sát bằng mô men động cơ, nên động cơ quay với vận tốc góc không đổi, ly hợp trượt và ô tô vẫn đứng yên
- Trong giai đoạn thứ hai của quá trình trượt, ô tô bắt đầu chuyển động và vận tốc góc của trục bị động ly hợp tăng dần 𝜔 𝑎 Thời gian giai đoạn này là từ t1 đến t2 là thời gian của toàn bộ quá trình trượt Trong giai đoạn hai, mô men ma sát ly hợp Mms vẫn tăng tuyến tính theo thời gian như trước, còn mômen của động cơ không đổi Me Vận tốc góc của động cơ giảm dần do bị phanh bởi phần bị độn của ly hợp Khi kết thúc quá trình trượt thì phần chủ động và bị động quay cùng vận tốc.
3.1.2 Đặc tính làm việc của lò xo đĩa
Hình 3.2: Đặc tính làm việc của lò xo đĩa trong cụm ly hợp ma sát
- Điều kiện bình thường (khi đĩa li hợp hoàn toàn mới)
Khi đặt vào đĩa ép li hợp một lực ép (P0) như nhau đối với cả hai loại: loại lò xo trụ và loại lò xo đĩa, khi ấn hết cỡ bàn đạp ly hợp, mỗi sức ép trở thành P2
Lực ép bình thường và P’2 Điều này có nghĩa là đối với loại lò xo đĩa, lực cần phải ấn vào bàn đạp ly hợp nhỏ hơn đối với lò xo trụ với mức chênh lệch được thể hiện bằng “a”
- Khi độ mòn ở bề mặt tiếp xúc của đĩa ly hợp vượt quá giới hạn cho phép
Sức ép đặt lên đĩa ép li hợp của loại lò xo trụ giảm đến P’1 Mặt khác, sức ép đặt lên đĩa ép li hợp của loại lò xo đĩa là P1, cũng bằng P0 Điều đó có nghĩa là, khả năng truyền công suất của ly hợp kiểu lò xo đĩa không bị giảm cho tới giới hạn mòn của đĩa Ngược lại, sức ép đặt lên đĩa ép li hợp của loại lò xo trụ giảm xuống P’1 Do đó, khả năng truyền công suất giảm xuống, làm cho ly hợp bị trượt.
Tổn thất và hiệu suất của hộp số
Là một phần trong nỗ lực tiết kiệm năng lượng, câu hỏi về hiệu suất và do đó tổn thất ma sát trong hộp số đã nhận được nhiều sự quan tâm hơn Không có cơ chế nào chuyển đổi mô-men xoắn hiệu quả như cặp bánh răng về mặt chi phí sản xuất, tỷ số chuyển đổi vàhiệu suất [5]
Tuy nhiên, yêu cầu là phải xác định và nếu có thể thì cải thiện hiệu suất truyền động của xe theo chức năng của mô men xoắn, tốc độ và các giá trị đặc tính khác
Bảng 3.1 Giá trị tham chiếu cho phạm vi hiệu suất của bánh răng và hộp số xe
Cặp bánh răng Bánh răng trụ thẳng 99.0-99.8
Truyền cơ khí với bôi trơn vung té Xe khách 92-97
Hộp số tự động với các tỷ số truyền khác nhau(AT,
Hộp số vô cấp biến thiên liên tục 87-93
Tổn thất công suất tổng thể của đường truyền được tạo thành từ nhiều phần tử phụ thuộc tải và không phụ thuộc tải :
• Phụ thuốc tải và không phụ thuộc tải : Tổn thất do các cặp bánh răng ăn khớp, tổn thất ma sát ổ trục.
• Các tổn thất khác: ví dụ: Bộ chuyển đổi, bơm, máy phát…
Hộp số trên xe sử dụng bánh răng là loại hộp số hiệu quả nhất trong số tất cả các bộ chuyển đổi mô-men xoắn/tốc độ (Bảng 3.1) và có tỷ lệ công suất/trọng lượng tốt nhất Đây cũng là lý do tại sao hộp số một cấp và nhiều cấp, ở cả thiết kế một cấp và đa cấp, lại thành công cho ô tô Việc sử dụng các hộp số thủy tĩnh, bộ biến mô hoặc các hộp số biến thiên liên tục dựa trên nguyên lý ròng rọc hoặc bánh xe ma sát thường dẫn đến hiệu suất thấp hơn.
Hiệu suất của động cơ và hệ thống truyền động ảnh hưởng đến mức tiêu thụ nhiên liệu, khí thải và hiệu suất lái xe Hiệu suất của động cơ được thể hiện bằng đường cong tiêu hao nhiên liệu cụ thể [6]
Tổn thất trong hệ thống truyền động có thể được phân loại theo các thành phần của chúng thành tổn thất do:
• phần tử di chuyển: ví dụ: bộ chuyển đổi mô-men xoắn,
• hộp số: ví dụ truyền bánh răng, truyền ròng rọc,
• Các đơn vị phụ trợ: ví dụ: bơm lái, bơm dầu trong hộp số tự động, hệ thống điều hòa không khí, bơm biến thiên trong hộp số biến thiên liên tục. Để tính toán lực kéo sẵn có hoặc điểm làm việc của động cơ, cần biết hiệu suất của hệ truyền động ηtot từ trục ra của động cơ đến các bánh dẫn động Theo một nghĩa nào đó, hiệu suất của hệ truyền động đại diện cho một lực cản lái xe khác Nó được tạo thành từ kết quả hoặc tương đương là tổn thất điện năng PV của các bộ phận riêng lẻ của hệ thống truyền động:
- tổn thất ma sát, phụ thuộc vào tải trọng,
- Tổn hao do khuấy và ép do bôi trơn bằng tia nước, không phụ thuộc vào tải trọng,
- tổn thất ma sát, phụ thuộc vào tải trọng,
- tổn thất bôi trơn, không phụ thuộc vào tải,
- tổn thất do ma sát gây ra bởi phốt trục quay tại các lối ra của trục,
- Tổn thất do ma sát gây ra bởi các vòng piston dùng để giữ dầu chịu áp suất ở mức yếu tố dịch chuyển,
- ma sát chất lỏng giữa vòng đồng tốc và côn ma sát,
- ma sát chất lỏng khi chạy ướt, ly hợp nhiều đĩa và phanh tự động hộp số và hộp số tay tự động,
•Tổn hao của bộ biến mô:
- tổn thất trong bộ biến mô thủy động lực,
• Các đơn vị phụ trợ:
- Nguồn điện để điều khiển các thiết bị phụ trợ Một sự phân biệt nữa được thực hiện giữa những tổn thất
•phụ thuộc vào tốc độ đầu vào và mômen đầu vào,
• chỉ phụ thuộc trực tiếp vào tốc độ động cơ, bao gồm cả máy bơm cụ thể được dẫn động bởi động cơ và
• hầu như không phụ thuộc vào tốc độ quay và mô men quay Ví dụ, hiệu suất của bộ truyền động cuối cùng thường được coi là không đổi.
Hình 3.1 cho thấy những tổn thất điện năng này bằng ví dụ về hộp số tay 6 cấp đồng trục ở mức tải một phần ở bánh răng thứ 4 Trong trường hợp này, nó không phải là hộp số trực tiếp.
Hình 3.2 biểu diễn hiệu suất của hệ truyền động từ trục ra của động cơ tới các bánh dẫn động ở bánh răng thứ 4 của hộp số sàn 5 cấp Cung cấp bơm lái như một thiết bị phụ trợ Mức độ hiệu quả chỉ giảm nhanh ở vùng tải thấp
Hình 3.3 Phân bố và mức độ tổn thất công suất của hộp số sàn 6 cấp đồng trục ở số 4 ở mức tải 50%
Hình 3.4 Bản đồ hiệu suất tổng thể của hệ truyền động 3D của bánh răng số 4 trực tiếp của hộp số sàn 5 cấp
Trong trường hợp hộp số sàn, mức hiệu suất không đổi thường có thể được giả định với độ chính xác vừa đủ Trong trường hợp truyền biến thiên liên tục, hiệu suất tải một phần kém hơn đáng kể và mô-men xoắn kéo cao hơn đáng kể (Hình 3.2).
Đặc tính làm việc của vi sai
3.3.1 Hệ số hãm vi sai
Hệ số khóa vi sai được định nghĩa như công thức
(M’ là momen truyền sang bán trục ngoài, M” là momen truyền sang bán trục trong, 𝑀 𝑚𝑠 momen ma sát trong vi sai, 𝑀 2 là momen trên trục bị động và vỏ vi sai.)
Khi không có ma sát trong vi sai thì 𝐾 ℎ = 0, trong trường hợp này lực kéo tới hạn theo điều kiện bám không trượt của ô tô chỉ đạt được khi hệ số dưới tất cả các bánh xe chủ động là như nhau
Khi vi sai được hãm hoàn toàn 𝑀 𝑚𝑠 = M𝑀 2 thì hệ số khóa vi sai 𝐾 ℎ = 1
Tuy nhiên để sử dụng hoàn toàn lực bám của các bánh xe chủ động với đất ngay cả khi hệ số bám từng bánh xe rất khác nhau không cần thiết phải khoá vi sai hoàn toàn với 𝐾 ℎ = 1.
Trong trường hợp, một trong hai bánh xe bị trượt quay hoàn toàn (hệ số bám của hai bánh xe với mặt đường là khác nhau) ô tô không chuyển động được Trong một trường hợp đặc biệt, nếu có một bánh xe ở vị trí mặt đường có hệ số bám max và một bánh xe ở vị trí mặt đường có hệ số bám min Trường hợp này, gọi Z2 là phản lực lên một bánh xe ở cầu sau và rbx là bán kính làm việc của bánh xe ta sẽ có:
𝑀 ′′ = 0,5𝑍 2 𝜑 𝑚𝑖𝑛 𝑟 𝑏𝑥 Khi max = 0,7 và min = 0,1 thay vào công thức trên ta có:
Với giá trị 𝐾 ℎ lớn hơn nữa cũng không làm cho tính chất kéo bám của ô tô tốt hơn Thông thường vì các giá trị max và min không khác nhau nhiều nên
𝐾 ℎ = 0,3 0,7 Khi 𝐾 ℎ lớn sẽ khó lái, lốp sẽ mòn nhanh và trên các đường trơn có thể làm cho ô tô bị trượt ngang.
3.3.2 Quan hệ giữa lực kéo và hệ số hãm vi sai
Quan hệ giữa lực kéo và hệ số hãm vi sai Quan hệ giữa lực kéo bên trái (bánh quay nhanh) 𝐹 𝐾 ′ , bên phải (bánh quay chậm) 𝐹 𝐾 ′′ và hệ số hãm vi sai được xác định bởi Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa lực kéo và hệ số hãm vi sai biểu diễn tr n hình 3.5.
Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn quan hệ lực kéo và hệ số hãm vi sai
Như vậy 𝐹 𝐾 ′ và 𝐹 𝐾 ′′ là hàm số bậc nhất của 𝐾 ℎ Nếu biểu diễn trên đồ thị thì
𝑏𝑥 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 Tại 𝐾 ℎ = 0 ta có 𝐹 𝐾 ′ = 𝐹 𝐾 ′′ khi 𝐾 ℎ biến thiên từ 0 đến 1 thì 𝐹 𝐾 ′ giảm và 𝐹 𝐾 ′′ tăng Phần bên phải đồ thị hình 3.3 ta vẽ đường nét chấm vì đoạn này biểu diễn các giá trị lực kéo với φ > 0,75 quá lớn.
Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo bánh xe phía ngoài F’ và bánh xe phía trong F” khi hệ số bám chênh lệch lớn Đồ thị 3.6 biểu diễn ảnh hưởng của hệ số hãm 𝐾 ℎ đối với tính chất kéo của ô tô trên nhưng với các hệ số bám φ rất khác nhau (φmin = 0,1; φmax = 0,7).
Hiệu suất của hệ thống truyền lực
Công suất của động cơ truyền đến bánh xe chủ động sẽ bị mất mát do ma sát của các chi tiết trong hệ thống truyền lực và do khuấy dầu
Hiệu suất của hệ thống truyền lực là tỷ số giữa công suất truyền tới bánh xe chủ động và công suất hữu ích của động cơ
Hiệu suất của hệ thống truyền lực phụ thuộc vào nhiều thông số và điều kiện làm việc của ô tô như chế độ tải trọng, tộc độ chuyển động, chất lượng chế tạo chi tiết, chất lượng dầu bôi trơn v.v Hiệu suất của hệ thống truyền lực có thể được xác định bằng tích số hiệu suất của các cụm trong hệ thống truyền lực:
Hiệu suất của hệ thống truyền lực 𝜂 𝑡 thường được xác định bằng thực nghiệm Các giá trị của hiệu suất truyền lực theo bảng 3.2.
Bảng 3.2 Hiệu suất truyền lực của một số loại ô tô
Loại ô tô Giá trị trung bình của 𝜂 𝑡 Ô tô du lịch Ô tô tải với truyền lực chính một cấp Ô tô tải với truyền lực chinh hai cấp
Xe bus thaco meadow 85s là dòng xe du lịch sử dụng ly hợp và truyền động các đăng , hai kiểu truyền động này có hiệu suất truyền lực gần bằng 100%, kết hợp với bảng 3.2 theo thực nghiệm hiệu suất của hệ thống truyền lực trên xe 𝜂 𝑡 ≈ 0,93.
Trên trục hoành của đồ thị ta đặt các giá trị vận tốc chuyển động v, còn trên trục tung đặt các giá trị công suất phát ra của động cơ Ne, công suất phát ra tại bánh xe chủ động Nk ở các tỉ số truyền phát ra của hộp số Do công suất phát ra đi qua hệ thống truyền lực nên một phần công suất bị tổn thất do ma sát của các chi tiết trong hệ thống nên công suất tại bánh xe chủ động hao hụt so với công suất phát ra tại động cơ.
V(Km/h) ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
NK1NK2NK3NK4NK5NK6NKlNe1Ne2Ne3Ne4Ne5Ne6Nel