Bộ môn thực tập hệ thống truyền lực ô tô 4wd

Như đã nói ởở trên , lực kéo của 4WD chia đều cho 4 bánh, do đó tổng lực bám lớn hơn trong khi lực kéo trên mỗi bánh xe nhỉ hơn... ữ Nó làm cho bánh răng hành tinh của vi sai giữa quay,

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM K THU T TPHCM ỸẬ

Danh sách thành viên th c hi n ựệ

STT Họ và tên MSSV Nội dung th c hi n ự ệ Hoàn thành

1 Tạ Xuân Lâm 21145636 Tổng quan v 4WDề

1

Phần 1: T ng quan v 4WD ổề1.1/ 4WD là gì ?

4 WD ( four wheels drive hay 4 bánh dẫn động) là lo i xe có 2 cạ ầu trước và sau dẫn động khác với các xe thông thường chỉ được dẫn động bởi 1 cầu

1.2/ Ưu điểm

Ưu điểm của 4WD so v i 2WD: Ch yớ ủ ếu đế ừ việc tăng khả ăng bám củn t n a bánh xe v i mớ ặt đường

Mối liên h ệ giữa l c bám và l c kéo( c a tự ự ủ ừng bánh xe) được thể hiện qua công thức: L c bám ph thu c vào h s bám c a mự ụ ộ ệ ố ủ ặt đường L c kéo tự ối đa bằng lực bám

Với cùng 1 momen xo n, 4WD phân b momen ra c 4 bánh xe trong khi 2WD ắ ố ả phân b ra 2 bánh xe, vì v y m i bánh xe c a 4WD nhố ậ ỗ ủ ận được ít momen hơn ( lực kéo mở ỗi bánh xe cũng nhỏ hơn ) nhưng tổng lực tác động lên mặt đường của 4WD và 2WD là như nhau Đồng th i, vì t n dờ ậ ụng được kh ả năng bám của cả 4 bánh xe nên t ng l c bám c a 4WD gổ ự ủ ấp đôi 2WD

Do đó, nếu hệ số bám c a mặt đường không cao, thì kh ủ ả năng bị trượ ủa 4WD t c là thấp hơn so với 2WD

Điều này lí giải t i sao 4WD có nhạ ững ưu điểm như sau so với 2WD

1.2.1/ tính thông qua tuy t vệ ời trên đường tuy t ế

Đường tuyết có hệ s bám th p, nên 4WD có kh ố ấ ả năng bị trượt thấp hơn

1.2.2/ Tính thông qua tuy t vệ ời trên đường xóc

Trên đường xóc có nhi u v t cề ậ ản, đố ới v i xe 2WD, n u bánh ch ế ủ động lăn trên phần đường có h s bám th p, th m chí là v t c n có h s bám th p, l c tác ệ ố ấ ậ ậ ả ệ ố ấ ự dụng t bánh xe ch ừ ủ động lên đường ( ho c v t cặ ậ ản ) là không đủ để cho xe

2 chuyển động

Đối với 4WD, 4 bánh ch ng h ủ độ ỗ trợ nhau, n u bánh này b ế ị trượt ( ho c bặ ị cản) thì s ẽ có bánh kia kéo đi Do đó tăng khả năng đi trên đường xóc đế ựn l c bám càng giảm Do đó, nếu đạp ga để tăng lực kéo thì r t d ấ ễ chạm đến giới h n bámạ Nế ựu l c bám nh ỏ hơn lực cản thì khi đó lực kéo tối đa cũng nhỏ hơn lực cản dẫn đến xe bị tuột dốc, bị trượt.

Xe 4WD cho phép t n d ng kh ậ ụ ả năng bám của 4 bánh xe ( lớn hơn 2 bánh xe của 2WD) nên l c bám tự ối đa của 4WD gấp đôi 2WD Vì vậy khả năng leo dốc của 4WD cao hơn 2WD

1.2.4/ Tính năng khởi hành, tăng tốc

Xe tăng tốc nhanh nghĩa là gia tốc của xe l n, gia t c l n thì c n l c kéo l n ớ ố ớ ầ ự ớ Lực kéo b ịgiới hạn b i lực bám Như đã nói ởở trên , lực kéo của 4WD chia đều cho 4 bánh, do đó tổng lực bám lớn hơn trong khi lực kéo trên mỗi bánh xe nhỉ hơn Từ đó, lực kéo cực đạ ủa 4WD cao hơn ẫn đếi c d n kh ả năng tăng tố ốt c t hơn

1.2.5/ Tính ổn định chuyển động thẳng

Lực bám chia đều cho 2 phương , khi xe chuyển động thẳng v i l c kéo tớ ự ối đa bằng l c bám, l c bám ngang ( so v i chi u chuyự ự ớ ề ển động của xe) sẽ mất Khi đó, nếu có lực ngang( như gió,…) tác dụng vào xe, xe s b l ch kh i chuyẽ ị ệ ỏ ển động ban đầu

3 4WD cho l c bám nhiự ều hơn nên khi lực kéo của 2WD đạ ối đa bằt t ng l c bám, ự thì 4WD vẫn chưa đạt gi i hớ ạn bám, do đó vẫn còn lực bám ngang để chống lại các l c ngang ự

1.2.6/ Tính ổn định quay vòng

Tương tự như tính ổn định chuyển động thẳng nhưng lúc này lực ngang là lực quán tính ly tâm r t l n Xe 4WD cho l c bám nhiấ ớ ự ều hơn nên ổn định hơn khi quay vòng

1.3/ Nhược điểm

- C u t o ph c tấ ạ ứ ạp: Do ph i có h p s ả ộ ố phụ ục các đăng,…, tr - Trọng lượng tăng: Do s ố lượng chi ti t nhiế ều hơn - Giá tăng: Do chi ti t ph c tế ứ ạp hơn, nhiều hơn

- Rung động, ti ng ế ồn tăng: Do có nhiều các chi ti t quay trong h p s ế ộ ố phụ, các đăng,…

- Tiêu hao nhiên liệu tăng: Do xe nặng hơn

1.4/ Phân lo i 4WD ạ

1.4.1/ Hiện tượng tuần hoàn công su t ấ

Với xe 2WD, để khắc phục hiện tượng do s chênh l ch tự ệ ốc độ góc gi a hai ữ bánh xe trái và phải, người ta l p thêm b vi sai ắ ộ

Tương tự với xe 4WD, s chênh l ch tự ệ ốc độ giữa 2 bánh xe trước được kh c ph ắ ụ bởi bộ vi sai trước, 2 bánh xe sau cũng có bộ vi sai sau Tuy nhiên, 4WD có s ở ự khác bi t gi a tệ ữ ốc độ ủa các bánh xe trướ c c và bánh xe sau N u mế ặt đường có hệ số ma sát th p, s chênh l ch tấ ự ệ ốc độ có thể được bù n u có bánh xe b ế ị trượt Nếu mặt đường có hệ số ma sát cao, bánh xe có tốc độ cao hơn hơn sẽ bám vào mặt đường, còn bánh xe có tốc độ thấp s b ẽ ị trượt gây ra hiện tượng phanh Hiện

4 tượng này g i là hiọ ện tượng tuần hoàn công suất

1.4.2/ Phân lo i 4WD ạ1.4.2.1/ 4WD gián đoạn

Người lái có thể l a ch n gi a hai ch 2WD và 4WD tùy thu c vàự ọ ữ ế độ ộ o điều kiện mặt đường 2WD s dử ụng khi đi trên đường bằng, hệ số bám cao 4WD ch ỉđược sử dụng khi đi trên đường xấu, đường tuy t, ( h s bám thế ệ ố ấp) để ậ t n dụng ưu điểm của nó; không được sử dụng khi đi trên đường bằng, khi bo cua tốc độ cao (tránh hiện tượng tuần hoàn công su ất)

Cơ cấu chuyển đổi giữa 4WD và 2WD được thực hiện bởi hộp s ố phụ

1.4.2.2/4WD thường xuyên

Được dùng mọi điềở u kiện đường xá và điều kiện hoạt động, t ừ đường tốt đến đường x u ấ

4WD thường xuyên được trang bị bộ vi sai giữa để khắ phục c hiện tượng tuần hoàn công suất

Phần 2: 4WD gián đoạn 2.1/ Tháo l p hắộp s ố phụ HF2A

Hộp s ố phụ này có 2 lo i tạ ốc độ ( Thấp - Cao) B ộ vi sai trung tâm được bố trí ở bánh răng thứ cấp tốc độ thấp của tr c Công suụ ất được truy n tề ừ h p s n b ộ ố đế ộ vi sai trung tâm qua trục sơ cấp, bánh răng lồng không tốc độ thấp hay cao là bánh răng thứ cấp tốc độ thấp hay cao

Cấu tạo:

5 - Tháo n p c a c n s ắ ủ ầ ố phụ

- Tháo c n gài s c a c n s ầ ố ủ ầ ố phụ

6 - Tháo c n gài c u c a c n s ầ ầ ủ ầ ố phụ

- Tháo n p cac-ắ te

7 - Tháo ch t gài 2 tr c càng g t ố ụ ạ

- Đóng chốt gi a tr c càng g t và càng g t ra ữ ụ ạ ạ

8 - Làm tương tự ớ v i tr c còn l i ụ ạ

- Tháo n p gi ắ ữ trục cầu trước

9 - Tháo bu-long và lo xo hãm tr c càng ụ

- Tháo tr c càng dài ụ

10 - Tháo ch t hãm gi a 2 tr c ố ữ ụ

- Tháo nắp đuôi

11 - Tháo tr c càng ng n ụ ắ

- Tháo 2 tr c và dây xích ra cùng 1 lúc ụ

-Tháo ống trượt và càng g t h p s ạ ộ ố phụ

Lưu ý: khi tháo trục càng dài thì dùng cây lói đóng nhẹ ra Lưu ý chốt ngăn

ngừa ăn khớp kép lắp giữa trục càng dài và tr c càng ngụ ắn

12

14 + T sô truy n i = 0 ỉ ề

Số 2H:

+ Cách vào s : Tố ừ s 4H, kéo cố ần chỉnh s sang trái làm c n ch nh s nố ầ ỉ ố ối với trục c n gạt b, sao đó kéo cần chỉnh s ầ ố xuống dưới làm tr c c n g t b di chuyụ ầ ạ ển sang trái, b ộ đồng tốc b di chuyển sang trái tách khỏi bánh răng số 3 khiến đường truyền công su t ra cầu trước bị mất ấ

+Đường truyền công su t: ấ

Số 4H:

+ Cách vào s t tay s ố ừ ố N đẩy xuống phía dưới 1 nấc, khi đó trục cần gạt a di chuyển sang trái, b ng t c a di chuy n sang trái b t vộ đồ ố ể ắ ới bánh răng số 1 + T s truy n i =1 ỉ ố ề

+Đường truyền công su t: ấ

15

Số 4L:

+ Cách vào s : Tố ừ tay s ố N, đẩy c n ch nh s lên trên, tr c c n g t a di chuyầ ỉ ố ụ ầ ạ ển sang ph i, b ả ộ đồng t c a di chuy n sang ph i b t vố ể ả ắ ới bánh răng số 2

+Đường truyền công su t: ấ

Phần 3: 4WD thường xuyên

3.1/ Tháo h p sộốphụ để ấ l y bộ vi sai gi a ữ

Tháo c n g t sầ ạ ố ( để ầ c n g t ở vị í sạ tr ố N)

17 Tháo cơ cấu khóa vi sai gi a ữ

Tháo càng chuy n s và moayo chuy n s ể ố ể ố

Tháo r i thân hờ ộp để ấ l y b vi sai ộ

18 Rút các tr chuy n s ụ ể ố ( lưu ý để ố N) s

Tháo c m trụ ục sơ cấp và th c p ứ ấ

Vi sai giữa được đặt ở cạnh cầu trước Nó s dử ụng bánh răng côn có dô tin cậy cao, bênh ph i c a h p vi sai gi là m t b khóa vi sai gi a Khi khóa vi sai ở ả ủ ộ ữ ộ ộ ữ hoạt động là cho vi sai không hoạt động dẫn đến bánh trước và sau được nói thẳng

Lực được truyền h p sộ ố đến bánh răng vành chậu và sau đó đến hộp vi sai gi a ữ Nó làm cho bánh răng hành tinh của vi sai giữa quay, làm quay 2 bánh răng bên

20 Bánh răng bên phải truyển lực đến hộp số phụ sau đó đến cầu sau, trong khi bánh răng bên trái truyền lực tới cầu trái t vi sai gi a Lừ ữ ực được truyền t vi ừ sai giữa đến cầu trước và sau đó nhờ hai bánh răng bên có kích thước bằng nhau

21 Sau khi tháo bánh răng bán trục trái vi sai trước

Bộ v ị sai trước

25 Vỏ vi sai sau khi đã tháo hết các bánh răng

Trục này n i v i bánh ố ớ răng phải vi sai trước xuyên qua tr c rụ ỗng để tới bán tr c phụ ải

Bánh răng bán trục phải vi sai giữa và trục rỗng

26 Vỏ vi sai

Trục r ng n i ra cỗ ố ầu sau

27

3.2.3/ Nguyên lý khóa vi sai

Việc đóng ngắt vi sai giữa được điều khiển thông qua khóa vi sai cơ khí được điều khi n bể ởi 2 van điệ ừn t thông qua vi c phân ph i áp su t chân không và áp ệ ố ấ suất khí quyển đến các bu ng A, B Qua vi c chênh l ch áp suồ ệ ệ ất làm đóng di chuyển c n và càng ng khóa vi sai gi a và trầ ố ữ ục.

29 Trục dài này n i vố ới bánh răng trái của vi

30 Sau khi l p v b khóa th y l c ắ ỏ ộ ủ ự

Trục dài này n i vố ới bánh răng trái của vi sai giữa ( là mặt ngoài bên phải của vi sai giữa) Khe này để nối v i trớ ục

31 Lắp b vi sai v i b khóa khộ ớ ộ ớp th y l c ủ ự

32

3.3.2/ C u t o kh p th y l c ấạớủ ự

Khớp thu l c là mỷ ự ột dạng ly h p thu l c truy n mômen b ng s c cợ ỷ ự ề ằ ứ ản do độ nhớt của d u Nó s d ng s c cầ ử ụ ứ ản do độ nhớt này để điều khiển hoạt động của vi sai gi a, t o ra mữ ạ ột hiệu ứng trong vi sai gi a giữ ống như hiệu ứng t o b i LSD ạ ở (vi sai h n ch ạ ế trượt)

a Các đĩa trong và đĩa ngoài

Đĩa trong và đĩa ngoài làm bằng thép và được lắp xen kẽ nhau Đĩa ngoài có các răng dọc theo chu vi ngoài để ăn khớp với then hoa trong c a vủ ỏ Đĩa trong có các răng dọc theo chu vi trong để ăn khớp với then hoa của trục trong và trượt sang phải và trượt sang trái d c theo trọ ục trong Các rãnh được xẻ trên đĩa ngoài và đĩa trong để tăng sức cản dầu

Trục dài c a b ủ ộ khớp thủy l c ự

bánh răng trái của vi sai giữa ( là mặt ngoài bên phải của vi sai trước

Hoạt động bên trong khớp th y l c: ủ ự a Khi các đĩa quay cùng tốc độ

Không có s c cứ ản do độ nhớt sinh ra do d u silicon giầ ữa 2 đĩa quay cùng ốc độ t (N) với các đĩa

b Khi các đĩa quay vớ ốc độ khác nhau Khi các đĩa bắt đầi t u quay ở tốc độ khác nhau, các ph n t dầ ử ầu silicon b kéo tách ra kh i nhau và sinh ra s c c n Nó gây ị ỏ ứ ả ra l c c n F2 tác dự ả ụng lên đĩa N2 (quay nhanh hơn) ngược với chiều quay của đĩa Lực cản F1 (b ng F2) tác dằ ụng lên đĩa N1 (quay chậm hơn) theo chiều cùng với chi u quay cề ủa đĩa Vì vậy, nh ng l c cữ ự ản này (F1 và F2) có xu hưởng kh ử sự chênh l ch tệ ốc độ giữa 2 đĩa

c Đặc tính truy n mômen ề Khi hoạt động bình thường

Sức cản độ nhớt do s chênh lự ệch tốc độ góc giữa đĩa ngoài và đĩa trong tăng hay gi m t l thu n v i mả ỷ ệ ậ ớ ức độ chênh l ch v n tệ ậ ốc.

3.3.2/ Nguyên lý khóa vi sai

Mô men được truyền b i s c cở ứ ản do độ nhớt của dầu silicon Hoạt động như 1 vi sai h n ch ạ ế trượt

34 a Khi các đĩa quay cùng tốc độ

Không có s c cứ ản do độ nhớt sinh ra do d u silicon giầ ữa 2 đĩa quay cùng tốc độ (N) với các đĩa

b Khi các đĩa quay vớ ốc độ khác nhau Khi các đĩa bắt đầi t u quay ở tốc độ khác nhau, các ph n t dầ ử ầu silicon b kéo tách ra kh i nhau và sinh ra s c c n Nó gây ị ỏ ứ ả ra l c c n F2 tác dự ả ụng lên đĩa N2 (quay nhanh hơn) ngược với chiều quay của đĩa Lực cản F1 (b ng F2) tác dằ ụng lên đĩa N1 (quay chậm hơn) theo chiều cùng với chi u quay cề ủa đĩa Vì vậy, nh ng l c cữ ự ản này (F1 và F2) có xu hưởng kh ử sự chênh l ch tệ ốc độ giữa 2 đĩa

c Đặc tính truy n mômen ề Khi hoạt động bình thường

Sức cản độ nhớt do s chênh lự ệch tốc độ góc giữa đĩa ngoài và đĩa trong tăng hay gi m t l thu n v i mả ỷ ệ ậ ớ ức độ chênh l ch v n tệ ậ ốc.

3.4/ B vi sai gi a s d ng ly h p nhiộữử ụợều đĩa thủy lực 3.4.1/ C u t o ấạ

Bộ điều khi n th y lể ủ ực: : đây là một bộ điều khiển thủy l c thu nh ự ỏ nhưng cách thức hoạt động như bộ điều khiển thủy l c trên h p s t ng H ự ộ ố ự độ ệ thống điều khiển th y l c bao gủ ự ồm van điện điều khiển vi sai giữa số 1 và s 2, van chuyố ển số cao s 1 và s ố ố 2, van điều bi n ly h p s ế ợ ố phụ, thân van điều khiển ly hợp hộp số phụ, ly hợp nhiều đĩa thủ ực.y l

35 Bộ điều khiển th y lủ ực

Bộ vi sai trước:

37 B ộ vi sai trước được ép v i v bớ ỏ ởi các đĩa ép

(Ly h p khóa nhiợ ều đĩa thủ ực)y l

39

3.4.2/ Nguyên lý khóa vi sai

- Khi không ép các đĩa thủy lực: b ộ vi sai trước hoạt động tương tự như một bộ vi sai thường và có th làm cho 2 bánh xe quay khác tể ốc độ ớ v i nhau Ngoài ra, bánh răng nối với trục th c p c a hứ ấ ủ ộp s ố quay làm cho bánh răng vành chậu của vi sai trước quay Khi đó vỏ đỡ vi sai trước được nối với bánh răng vi sai của vi sai gi a và v ữ ỏ vi sai trước được nối với bánh răng bán trục của vi sai giữa sẽ quay Khi đó vi sai giữa sẽ quay bánh răng bán trục còn l i và truy n lạ ề ực đến cầu sau của xe qua bánh răng bán trục và bánh răng cùi thơm Lưu ý khi không khóa vi sai thì v ỏ vi sai trước và v ỏ đỡ vi sai trước vẫn có th ể quay trượt với nhau

- Khi ép các đĩa thủy lực: áp su t d u s ấ ầ ẽ ép piston đi sang trái làm cho các đĩa ép ch t v ặ ỏ vi sai trước làm cho vỏ đỡ vi sai trước và vỏ vi sai trước quay cùng tốc độ với nhau (h n ch ạ ế trượt) Khi đó, bánh răng vi sai và bánh răng bán trục bên trái c a vi sai gi a quay cùng tủ ữ ốc độ ới nhau làm cho bánh răng bán trục v

Vỏ b vi sai ộ trước, nối với bộ vi sai giữa.

40 bên ph i c a vi sai giả ủ ữa cũng có cùng tốc độ Bên cạnh đó, bánh răng vi sai và bánh răng bán trục trái của vi sai trước cũng quay đồng tốc dẫn đến bánh răng bán tr c phụ ải cũng quay đồng tốc và truy n tề ới bánh xe trước phải

- Lưu ý: b ly h p khóa vi sai gi a b ng nhiộ ợ ữ ằ ều đĩa thủ ựy l c ch có tác dỉ ụng hạn chế trượt Trên h p s t ng c a xe 4WD còn có mộ ố ự độ ủ ột có c u khóa vi sai b ng ấ ằ khóa cơ khí Nó có tác dụng khóa tuyệt đố ỏi v vi sai c a vi sai gi a và vủ ữ ỏ vi đỡ sai của vi sai trước làm cho chúng quay v i nhau cùng mớ ột tốc độ

3.4.3/ Các ch ế độ hoạt động

Mạch dầu ly h p vi sai gi a t o thành b n m ch tùy vào s kợ ữ ạ ố ạ ự ết h p Bợ ật – ắt T của van điện điều khi n vi sai gi a s ể ữ ố 1 và số 2, vì vậy điều ch nh áp suỉ ất điều khiển vi sai giữa.

Áp suất điều khi n vi sai ể