Bài tập lớn đề tài nghiên cứu hệ thống truyền lực xetoyota fortuner 2022

Một số công dụng của hệ thốngtruyền lực: Momen xoắn được truyền và biến đổi từ động cơ đến bánh xe chủ động,ngắt dòng công suất trong thời gian ngắn hoặc thời gian dài, giúp ô tô chuyển

TRƯỜNG CƠ KHÍ – Ô TÔ KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

Môn học: Chuyên đề hệ thống truyền lực

Nguyễn Đình Tuấn Anh 2020606322Nguyễn Hoàng Anh 2020603556

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE Ô TÔ .4 1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống truyền lực trên xe ô tô 4

1.2 Cấu tạo, công dụng và phân loại hệ thống truyền lực 4

1.2.1 Cấu tạo 4

1.2.2 Phân loại 14

1.3 Các kiểu bố trí 15

1.3.1 FF ( Động cơ đặt trước – bánh xe trước chủ động ) 15

1.1.2 FR (Động cơ đặt trước – bánh sau chủ động ) 16

1.3.2 Kiểu 4 bánh chủ động ( 4WD – 4 wheel driver ) 17

1.3.3 Kiểu truyền động xe hybrid 17

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE TOYOTA FORTUNER 2022 19

2.1 Giới thiệu chung về xe Toyota Fortuner 2022 19

2.2 Thông số kỹ thuật xe Toyota Fortuner 2022 20

2.3 Hệ thống truyền lực trên xe Toyota Fortuner 2022 21

TÀI LIỆU THAM KHẢO 23

LỜI NÓI ĐẦU

Hệ thống truyền lực ô tô là hệ thống chức năng truyền momen xoắn tự động đến các bánh xe chủ động của xe để tạo lực đẩy xe di chuyển Một số công dụng của hệ thống truyền lực: Momen xoắn được truyền và biến đổi từ động cơ đến bánh xe chủ động, ngắt dòng công suất trong thời gian ngắn hoặc thời gian dài, giúp ô tô chuyển động lùi bằng bắng đổi chiều chuyển động hay đổi tốc độ vòng quay và độ lớn momen cần thiết phù hợp với từng điều kiện lái xe và tạo khả năng chuyển động êm ái.

Bài Tập lớn môn học Chuyên đề hệ thống truyền lực ô tô là một phần của môn học, cung cấp cho người học kiến thức cơ bản về hệ thống truyền lực, các thành phần trong

hệ thống Hệ thống truyền lực trang bị trên ô tô cụ thể Qua đó, vận dụng được kiến thức về kết cấu ô tô, kết cấu động cơ trong quá trình xây dựng hệ thống hệ thống truyền lực ô tô, phân tích được chức năng các thành phần của hệ thống truyền lực trên

ô tô cũng như cả hệ thống và có thể thiết kế được các cụm chi tiết, hệ thống truyền lực trên ô tô đáp ứng yêu cầu cụ thể cho các vấn đề kỹ thuật liên quan đến ngành công nghệ kỹ thuật ô tô góp phần vào việc củng cố nâng cao kiến thức phục vụ cho các môn học tiếp theo và bổ sung thêm vào vốn kiến thức phục vụ cho công việc sau này.

Nội dung bài tập lớn gồm 3 chương:

CHƯƠNG 1: Tổng quan về hệ thống truyền lực trên ô tô.

CHƯƠNG 2: Hệ thống truyền lực xe Toyota Fortuner 2022

CHƯƠNG 3: Đặc tính làm việc của hệ thống truyền lực xe Toyota Fortuner 2022 CHƯƠNG 4: Kết luận

Nội dung bài tập lớn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của thầy Hoàng Quang Tuấn – giảng viên bộ môn Chuyên đề hệ thống truyền lực ô tô Trường đại học Công Nghiệp

Hà Nội.

Nhóm sinh viên thực hiện

Nhóm 11

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN

LỰC TRÊN XE Ô TÔ

1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống truyền lực trên xe ô tô

Xe hơi đầu tiên sử dụng động cơ đốt trong chạy bằng động cơ đốt trong đơngiản và truyền động bằng dây curoa hoặc trục vít Trong những năm 1920 và

1930, hộp số bắt đầu xuất hiện để tăng cường hiệu suất và điều chỉnh tốc độ của

xe Phần lớn các xe hơi trước đây sử dụng truyền động cầu sau, tức là động cơđược đặt phía trước và truyền động tới bánh xe sau Điều này đã thay đổi cùngvới sự phát triển của xe có động cơ đặt ở phía sau hoặc các loại truyền động 4bánh Càng ngày công nghệ càng phát triển với hệ thống truyền động tự động(AT) và truyền động biến thiên liên tục (CVT), giúp tối ưu hóa việc chuyển đổicông suất của động cơ thành chuyển động của xe Sự phát triển của công nghệhybrid và điện đã góp phần đưa ra các phương thức truyền động mới, kết hợp cảđộng cơ đốt trong và điện để tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu

1.2 Cấu tạo, công dụng và phân loại hệ thống truyền lực

1.2.1 Cấu tạo

Hệ thống truyền lực bao gồm: Ly hợp (biến mô), hộp số (MT, AT, CVT), cácđăng (đối với xe dẫn động cầu sau hoặc dẫn động 4 bánh), cầu chủ động, bántrục, bánh xe

a Ly hợp

- Lịch sử phát triển

Ly hợp một bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền động của ô tô, có nhiệm

vụ truyền hoặc ngắt momen lực từ động cơ đến hộp số Ly hợp được phát minhlần đầu tiên vào năm 1829 bởi nhà phát minh người Anh, Francis Webb Banđầu, ly hợp được thiết kế theo kiểu ma sát ướt, sử dụng chất lỏng làm mát và bôitrơn cho đĩa ma sát

Năm 1886, Karl Benz đã sử dụng ly hợp ma sát ướt trên chiếc ô tô đầu tiên củamình Sau đó, ly hợp ma sát khô cũng được phát triển và sử dụng rộng rãi trên ôtô

Trong những năm 1930, ly hợp tự động bắt đầu được phát triển Ly hợp tự động

sử dụng lực ly tâm để ép đĩa ma sát vào bánh đà

Trong những năm 1950, ly hợp thủy lực bắt đầu được sử dụng Ly hợp thủy lực

sử dụng dầu thủy lực để truyền lực từ bàn đạp ly hợp đến ly hợp

Hiện nay, ly hợp ma sát khô vẫn là loại ly hợp được sử dụng phổ biến nhất trên

ô tô Tuy nhiên, ly hợp tự động và ly hợp thủy lực cũng đang được sử dụng ngàycàng nhiều, đặc biệt là trên các xe ô tô hiện đại

 Ly hợp thủy lực : loại thủy tĩnh và thủy động

Theo cách điều khiển

 Điều khiển do lái xe (loại đạp chân, loại có trợ lực thủy lực hoặc khí)

 Loại tự động

Hiện nay trên ô tô được sử dụng nhiều loại ly hợp ma sát Ly hợp thủy lực cũngđang được phát triển trên ô tô vì có ưu điểm là giảm được tải trọng va đập lên hệthống truyền lực

- Khi tách phải dứt khoát để gài số được dễ dàng.

- Mômen quán tính phần bị động nhỏ

- Có khả năng tự trượt khi quá tải để đảm bảo an toàn cho HTTL

- Đảm bảo thoát nhiệt tốt

- Điều khiển thuận lợi nhẹ nhàng

- Có kết cấu đơn giản, dễ chăm sóc, điều chỉnh, bảo dưỡng, sửa chữa

- Cấu tạo

b Hộp số

Đây là bộ phận được gắn ngay sau ly hợp, có chức năng biến đổi công suất từđộng cơ, chuyển momen quay được sinh ra từ động cơ thành momen quay có tốc

độ và độ lớn phù hợp với điều kiện lái xe

Hiện nay có 3 loại hộp số được sử dụng phổ biến là: hộp số tự động (automatictransmission), hộp số sàn (manual transmission) và hộp số tự động vô cấp(continuously variable transmission)

Đối với loại hộp số sàn (MT), người lái chuyển số bằng tay thông qua cầnchuyển số

- Lịch sử phát triển

Hộp số cơ khí đầu tiên được phát minh vào thế kỷ thứ 19 Hộp số này có cấu tạođơn giản, chỉ bao gồm một cặp bánh răng thẳng Tỷ số truyền của hộp số nàyđược điều chỉnh bằng cách thay đổi vị trí của trục bánh răng

Trong thế kỷ 20, hộp số cơ khí đã được phát triển với nhiều cải tiến về thiết kế

và cấu tạo Các cải tiến này giúp hộp số cơ khí hoạt động hiệu quả hơn, bền bỉhơn và dễ sử dụng hơn Một số cải tiến quan trọng giai đoạn này bao gồm: Sửdụng bánh răng nghiêng thay cho bánh răng thẳng để giảm tiếng ồn và rungđộng Sử dụng bộ vi sai để phân phối lực kéo đều cho các bánh xe Sử dụng bộđồng tốc để giảm lực cần thiết để sang số

Trong thời kỳ hiện đại, hộp số cơ khí vẫn là loại hộp số được sử dụng phổ biếnnhất trên ô tô Tuy nhiên, hộp số tự động đang dần chiếm ưu thế do sự tiện lợi

và dễ sử dụng

- Nhiệm vụ

Thay đổi tốc độ của xe: Khi xe di chuyển với tốc độ thấp, động cơ cần tạo ranhiều mô-men xoắn hơn để có thể vượt qua lực cản của mặt đường Ngược lại,khi xe di chuyển với tốc độ cao, động cơ cần tạo ra ít mô-men xoắn hơn để đảmbảo khả năng vận hành ổn định Hộp số cơ khí giúp thay đổi tỷ số truyền giữađộng cơ và bánh xe, giúp động cơ tạo ra mô-men xoắn phù hợp với tốc độ dichuyển của xe

Tăng lực kéo của xe: Khi xe cần vượt qua địa hình khó khăn, cần tăng lực kéocủa xe để có thể vượt qua Hộp số cơ khí giúp tăng tỷ số truyền giữa động cơ vàbánh xe, giúp động cơ tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn, từ đó tăng lực kéo của xe

- Phân loại

Theo số lượng cấp số: Hộp số cơ khí có thể có từ 3 đến 7 cấp số, trong đó cấp số

1 là cấp số thấp nhất và cấp số 7 là cấp số cao nhất Hộp số cơ khí có nhiều cấp

số hơn sẽ có khả năng thay đổi tỷ số truyền tốt hơn, giúp xe di chuyển linh hoạthơn trong nhiều điều kiện vận hành khác nhau

Theo cách thức truyền động: Hộp số cơ khí có thể được truyền động bằng trụchoặc bằng dây đai Hộp số cơ khí truyền động bằng trục là loại hộp số phổ biếnnhất Hộp số cơ khí truyền động bằng dây đai thường được sử dụng trên các xe

mô tô và xe máy

Theo cách thức sang số: Hộp số cơ khí có thể được sang số bằng tay hoặc tựđộng Hộp số cơ khí sang số bằng tay là loại hộp số phổ biến nhất Hộp số cơkhí sang số tự động là loại hộp số được điều khiển bởi hệ thống điện tử

Trục các đăng đầu tiên được phát minh vào thế kỷ thứ 19 Trục các đăng này cócấu tạo đơn giản, chỉ bao gồm một trục thẳng Tỷ số truyền của trục các đăngnày được điều chỉnh bằng cách thay đổi độ dài của trục

Trong thế kỷ 20, trục các đăng đã được phát triển với nhiều cải tiến về thiết kế

và cấu tạo Các cải tiến này giúp trục các đăng hoạt động hiệu quả hơn, bền bỉhơn và dễ sử dụng hơn

Ngày nay, trục các đăng vẫn là loại trục được sử dụng phổ biến nhất trên ô tô.Tuy nhiên, trục các đăng carbon đang dần chiếm ưu thế do trọng lượng nhẹ và

độ bền cao

- Nhiệm vụ

Truyền mô-men xoắn từ hộp số đến cầu sau hoặc vi sai Trục các đăng là một bộphận quan trọng trong hệ thống truyền động của ô tô Nó giúp truyền lực từđộng cơ đến các bánh xe, giúp xe di chuyển

Truyền men xoắn từ hộp số đến cầu sau hoặc vi sai: Khi động cơ quay, men xoắn sẽ được truyền đến hộp số Từ hộp số, mô-men xoắn sẽ được truyềnđến trục các đăng Khớp nối cardan sẽ truyền mô-men xoắn từ trục chính đếntrục các đăng Khớp nối huyền phù sẽ giảm rung động của trục các đăng Cuốicùng, mô-men xoắn sẽ được truyền đến cầu sau hoặc vi sai

mô-Giảm rung động của trục các đăng: Do trục các đăng phải truyền mô-men xoắn

từ hộp số đến cầu sau hoặc vi sai, nên nó sẽ chịu tác động của rung động từ động

cơ và mặt đường Khớp nối huyền phù sẽ giúp giảm rung động của trục cácđăng, giúp xe vận hành êm ái và thoải mái hơn

- Phân loại

Trục các đăng có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, bao gồm:Theo số lượng khớp nối cardan: Trục các đăng có thể có từ 1 đến 3 khớp nốicardan Trục các đăng có 1 khớp nối cardan được gọi là trục các đăng đơn Trục

các đăng có 2 khớp nối cardan được gọi là trục các đăng kép Trục các đăng có 3khớp nối cardan được gọi là trục các đăng ba khớp nối.

Theo cấu tạo của khớp nối cardan: Trục các đăng có thể sử dụng khớp nốicardan cứng hoặc khớp nối cardan mềm Khớp nối cardan cứng có cấu tạo đơngiản, nhưng có độ cứng cao Khớp nối cardan mềm có cấu tạo phức tạp hơn,nhưng có độ mềm dẻo cao, giúp giảm rung động của trục các đăng

Theo vật liệu chế tạo: Trục các đăng có thể được chế tạo bằng các vật liệu khácnhau, bao gồm thép, hợp kim nhôm và hợp kim carbon Trục các đăng bằng thép

có độ bền cao, nhưng nặng Trục các đăng bằng hợp kim nhôm nhẹ hơn, nhưng

độ bền thấp hơn Trục các đăng bằng hợp kim carbon nhẹ nhất, nhưng có độ bềncao nhất

Theo vị trí lắp đặt: Trục các đăng có thể được lắp đặt ở phía trước hoặc phía sauhộp số Trục các đăng được lắp đặt phía trước hộp số thường được sử dụng trêncác xe ô tô tải nặng Trục các đăng được lắp đặt phía sau hộp số thường được sửdụng trên các xe ô tô con và xe ô tô tải nhẹ

Theo khả năng chịu tải: Trục các đăng có thể được phân loại thành trục các đăngchịu tải nhẹ, trục các đăng chịu tải trung bình và trục các đăng chịu tải nặng.Trục các đăng chịu tải nhẹ thường được sử dụng trên các xe ô tô con Trục cácđăng chịu tải trung bình thường được sử dụng trên các xe ô tô tải nhẹ Trục cácđăng chịu tải nặng thường được sử dụng trên các xe ô tô tải nặng

- Cấu tạo

 Trục các đăng

Trục các đăng là một ống thép cácbon rỗng nhẹ và đủ độ bền để chiu được lựcxoắn và uốn Hai đầu ống được hàn nạng khớp cacđăng Thông thường trục cacđăng là một đoạn ống có hai khớp cac đăng ở hai đầu Thỉnh thoảng người tadùng loại cac đăng 2 đoạn, 3 đoạn nối với nhau bởi vòng bi đỡ trục cac đăng,thiết kế như vậy để giảm rung động và tiếng ồn

 Khớp nối trượt trục các đăng

Khớp nối trượt ở trục thứ cấp của hộp số, cho phép bất kỳ sự thay đổi chiều dài

ở láp truyền bằng cách trượt vô hay trượt ra của hộp số

Nạng cacđăng bị trượt đến trục thứ cấp của hộp số và lắp vừa vào phần vỏ dư racủa hộp số Đệm làm kín tiếp xúc với nạng cacđăng, nạng cacđăng nằm trênphần bạc lót ở trong vỏ dư ra Nạng trục các đăng quay cùng với trục thứ cấpcủa hộp số, nhưng nó tự do trượt vô và trượt ra hộp số

1- Be mặt phía ngoài được gia công nhẵn bóng để gắn bạc lót và đệm làm kín ởhộp số; 2- Nạng cacđăng; 3- Đệm làm kín phía sau hộp so; 4- Hoạt động quay

và trượt; 5- Trục các đăng then hoa; 6- Nạng cacđăng; 7- Phần vỏ sau của hộpsố; 8- Các rãnh then hoa để lắp trục thứ cấp của hộp số

Sau trục các đăng thì cụm cầu chủ động là bộ phận tiếp theo nhận đường truyềncông suất từ động cơ thông qua trục các đăng, từ đó tiếp tục truyền công suất đóđến bánh xe Trong cụm cầu, có một bộ phận quan trọng là vi sai Cụm vi sainày sẽ phân chia công suất cho 2 bên bánh xe, trong các trường hợp cần thiếtnhư quay vòng xe, Ngoài ra cầu xe còn có nhiệm vụ nâng đỡ các phần gắn lên

nó như hệ thống treo, xắt xi

Cầu chủ động bao gồm truyền lực chính và vi sai:

- Nhiệm vụ

- Bộ vi sai đảm bảo cho các bánh xe quay với tốc độ khác nhau khi xe quayvòng hay chuyển động trên đường không bằng phẳng hoặc có sự sai lệch về kíchthước của lốp, đồng thời phân phối lại moment xoắn cho hai bán trục

Theo đặc tính phân phối moment xoắn: vi sai đối xứng (moment xoắn phân phốiđều trên các trục), vi sai không đối xứng (moment xoắn phân phối không đềutrên các trục).

Hiện nay 2 loại vi sai được sử dụng nhiều nhất trên ô tô là: vi sai bánh răng côn

đến bánh xe chủ động, giúp ô tô chuyển động Bán trục tốt sẽ giúp ô tô vận hành

êm ái, tiết kiệm nhiên liệu và bền bỉ

- Phân loại

Bán trục ô tô có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, bao gồm:

 Theo vị trí lắp đặt: Bán trục có thể được lắp đặt ở phía trước hoặc phía sauxe

 Theo số lượng bánh răng: Bán trục có thể có một bánh răng hoặc hai bánhrăng

 Theo cấu tạo khớp nối: Bán trục có thể có khớp nối nối tiếp hoặc khớp nốigóc

+ Hệ thống truyền lực cơ khí – thủy lực

+ Hệ thống truyền lực cơ điện

+ Hệ thống truyền lực có cấp: sử dụng hộp số có cấp.

+ Hệ thống truyền lực vô cấp: sử dụng hộp số vô cấp

- Theo phương pháp điều khiển:

- FF ( động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động )

- FR ( động cơ đặt trước – bánh sau chủ động )

Ngoài xe FF và FR còn có các loiaj xe 4WD ( 4 bánh chủ động ), RR ( động cơđặt sau – cầu sau chủ động ) hiện nay ít được sử dụng, và xe hybrid đang bắt đầuphát triển

1.3.1 FF ( Động cơ đặt trước – bánh xe trước chủ động )

Trên xe với động cơ đặt trước cầu trước chủ động Động cơ, ly hợp, hộp số, cầu

bánh sau, mà đưa trực tiếp đến các bánh trước Bánh trước dẫn động rất có lợikhi xe quay vòng và đường trơn Sự ổn định hướng tuyệt với này tạo được cảmgiác lái xe khi quay vòng Do không có trục các đăng nên gầm xe thấp hơn giúp

hạ được trọng tâm của xe, làm cho xe ổn định khi di chuyển

1.1.2 FR (Động cơ đặt trước – bánh sau chủ động)

Kiểu bố trí động cơ đặt trước – bánh sau chủ động làm cho động cơ được làmmát dễ dàng Tuy nhiên, ở bên trong thân xe không được tiện nghi ở trung tâm

do trục các đăng đi qua nó Điều này là không tiện nghi nếu gầm xe ở mức quáthấp.

Kiểu động cơ đặt ngoài buồng lái sẽ tạo điều kiện cho công việc sửa chữa, bảodưỡng được thuận tiện hơn, nhiệt sinh ra và sự rung động ít ảnh hưởng đếnngười lái và hành khách Nhưng hệ số sử dụng chiều dài xe sẽ giảm xuống,nghĩa là thể tích chứa hàng hóa và hành khách giảm xuống Đồng thời tầm nhìncủa tài xế bị hạn chế, ảnh hưởng đến độ an toàn chung Ngược lại động cơ đặttrong buồng lái khắc phục được những nhược điểm nói trên

1.3.2 Kiểu 4 bánh chủ động (4WD – 4 wheel driver)

Các kiểu xe cần hoạt động ở tất cả các loại địa hình và điều kiện chuyển độngkhó khăn cần được trang bị với 4 bánh chủ động và dẫn động thông qua hộp sốphụ Các xe 4WD hiện nay được chia thành hai loại chính là 4WD thường xuyên

và 4WD gián đoạn

Khác với xe 2WD, điểm đặc trưng của xe 4WD là có các bộ vi sai phía trước vàphía sau Mục đích là để triệt tiêu sự chệnh lệch của các bánh xe khi đi vàođường vòng

Đối với loại 4WD thường xuyên, người ta bố trí thêm một bộ vi sai trung tâm ởgiữa bộ vi sai trước và bộ vi sai sau để triệt tiêu sự chênh lệch tốc độ quay củacác bánh xe trước và sau

Có 3 bộ vi sai khác nhau làm cho xe chạy được êm do đảm bảo việc truyền côngsuất đều nhau đến cả bốn bánh xe, kể cả khi quay vòng Đây là ưu điểm chủ yếu