Báo cáo 4wd nhóm 4 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: HỘP SỐ PHỤ......................................................................................................4 1.1Cấu tạo ................................................................................................................................4 1.2 Nguyên lý hoạt động .........................................................................................................7 1.3Quy trình tháo lắp hộp số phụ..........................................................................................9 1.4Sơ đồ hoạt động ................................................................................................................26 1.5 Đường truyền các tay số .................................................................................................27 CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VI SAI GIỮA KIỂU LY HỢP NHIỀU ĐĨA THỦY LỰC .......................................................................................................................................... 30 2.1 Cấu tạo .............................................................................................................................30 2.2 Nguyên lí hoạt động:.......................................................................................................36 2.3 Quy trình tháo lắp khóa ly hợp nhiều đĩa ....................................................................37 2.4 Các chế độ hoạt động của bộ điều khiển thủy lực ( 2 van solenoid ) .........................56 CHƯƠNG 3 KHOÁ VI SAI GIỮA BẰNG CƠ KHÍ............................................................61 3.1Cấu tạo ..............................................................................................................................61 3.2 Nguyên lí hoạt động ........................................................................................................71 3.3 Đường truyên công suất .................................................................................................73 CHƯƠNG 4 KHÓA VI SAI BẰNG KHỚP THỦY LỰC ....................................................75 4.1 Cấu tạo ............................................................................................................................75 4.2 Nguyên lý hoạt động .......................................................................................................77 4.3 Đường truyền công suất .................................................................................................78
HỘP SỐ PHỤ
Cấu tạo
Cấu tạo chính hộp số phụ
- Gồm 3 trục : trục chủ động , trục bị động và trục trung gian
Bánh răng truyền momen từ trục chủ động sang trục trung gian Ống
Bánh răng xích truyền momen từ trục chủ động sang bị động thông qua
- Trục trung gian : gồm 2 bánh răng nhỏ quay trơn có tác dụng tăng tỉ số truyền nhằm momen và giảm tốc độ
Nguyên lý hoạt động
- Bánh răng 3 : gài cầu trước
- Trục càng gạt A : điều khiển vòng đồng tốc
- Trục càng gạt B : điều khiển khớp gài cầu trước
+ Số 4H : Hai rảnh càng gạt AB trùng nhau , lúc này lò xo ép cần số vào rảnh cần gạt A, khi đó chốt lo xo ở vị trí cần gạt B lúc này vòng đồng tốc ăn khớp với bánh răng 1
Số N: Khi gạt cần số lên vị trí N, trục càng gạt đẩy vòng đồng tốc ở vị trí trung gian Số 4L: Từ số N, đẩy cần chỉnh số lên trên, trục càng gạt A di chuyển sang phải, bộ đồng tốc A di chuyển sang phải bắt với bánh răng số 2.
+ Số 2H : Từ số 4H kéo cần chỉnh số sang trai làm cần chỉnh nối với trục càng gạt B , sau đó kéo cần chỉnh số xuống đưới làm trục càng gạt B di chuyển sang trái , bộ đồng tốc B di chuyển sang trái tách ra khỏi bánh răng số 3 khiến đường truyền công suất ra cầu trước bị mất
+ Số 2L : Không thể chạy được số 2L vì khi này càng gạt số ép vào bánh răng số 2 xe ở vị trí low nhứng lúc này trục càng gạt gài cầu trước lại ở vị trí 4L và không thể chuyển sang 2L vì trên trục đã bị cái càng nhỏ chặng lại ở vị trí rãnh
Quy trình tháo lắp hộp số phụ
➢ Tháo nắp và cần chuyển số
➢ Tháo 2 công tắc gài cầu
➢ Tháo bu lông giữ chốt gài cần gạt với trục cần gạt
Tháo 2 chốt giữ trục cần gạt
➢ Tháo lo xo 2 bi hãm trục càng gạt
➢ Lấy 2 viên bi ra sau khi tháo 2 bu lông
➢ Tháo 2 trục và xích cùng lúc
➢ Tháo ống đầu trục càng
➢ Tháo càng gạt và ống trượt
➢ Tháo trục trung gian và 2 vòng đệm
Càng gạt và ống trượt
➢ Lắp trục trung gian và 2 vòng đệm
Vòng đệm Trục trung gian
➢ Lắp càng gạt và ống trượt
Trục trung gian Trục trung gian
Càng gạt và ống trượt
➢ Lắp 2 trục và dây xích cùng lúc
➢ Lắp trục càng ngắn và ống đầu trục càng
➢ Lắp lò xo bi hãm trục càng
Lò xo hãm trục càng
➢ Lắp 2 chốt giữ trục càng gạt
➢ Lắp bu lông giữ chốt càng gạt
➢ Lắp 2 công tắc gài cầu
➢ Lắp nắp và cần chuyển số
Sơ đồ hoạt động
Sơ đồ hộp số phụ 4WD
Càng gạt A: Bộ đồng tốc
Càng gạt B: Khớp nối cầu trước
3 và 6 : dẫn động bởi dây xích
Đường truyền các tay số
Khi ta cài chế độ 2H thì càng gạt 1 sẽ đẩy ống trượt về phía bánh răng vào tốc độ cao làm cho bánh răng này quay cùng tốc độ với trục SC mà lúc này bánh răng vào tốc độ thấp không ăn với gì nên BR này sẽ quay trơn với trục SC và càng gạt 2 cũng đang không hoạt động vì thế không truyền tới xích => Cầu trước không chủ động
Từ đó, ta thấy rằng công suất được truyền từ trục sơ cấp đến BR vào tốc độ cao rồi truyền tới trục vào rồi ra trục thứ cấp của HS rồi đến vi sai làm cho cầu sau chủ động
Tỉ số truyền 2H: i=1 do trục sơ cấp quay trùng với trục thứ cấp Ở CHẾ ĐỘ 4L
Ta có thể thấy được khi ta gài số 4L thì càng gạt số A sẽ ăn khớp với BR vào tốc độ thấp lúc sẽ làm nó quay cùng với trục sơ cấp rồi đi qua trục vào từ đó ra vi sai rồi ra cầu sau
Cùng lúc đó càng gạt B cũng ăn khớp với bánh xích 1 từ đó làm cho xích quay dẫn động theo bánh xích 2 cũng quay theo đưa ra cầu trước
Làm cho 2 cầu trước và sau chủ động với vận tốc thấp
-Tỉ số truyền 4L: i cầu trước = i cầu sau = 𝒁𝟒
Ta thấy rằng ở chế độ này thì càng gạt A sẽ gạt ống trượt về phía BR vào tốc độ cao rồi dẫn động đến trục vào rồi tới vi sai ra thẳng cầu sau
Cùng với đó càng gạt B sẽ đẩy ống trượt vào bánh xích 1 làm bánh xích dẫn động xích truyền công suất sang bánh xích 2 từ đó sẽ ra được cầu trước
Kết luận được rằng 2 càng gạt A sẽ làm cho BR vào tốc độ cao quay và càng gạt B sẽ nối với bánh xích 1 sẽ để có thể dẫn động ra tới cầu sau từ đó
2 cầu chủ động với tốc độ cao
-Tỉ số truyền 4H: i cầu trước = i cầu sau = 𝒁𝟔
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VI SAI GIỮA KIỂU LY HỢP NHIỀU ĐĨA THỦY LỰC
Cấu tạo
- Bộ điều khiển thủy lực: đây là một bộ điều khiển thủy lực thu nhỏ nhưng cách thức hoạt động như bộ điều khiển thủy lực trên hộp số tự động Hệ thống điều khiển thủy lực bao gồm van điện điều khiển vi sai giữa số 1 và số 2, van chuyển số cao số 1 và số 2, van điều biến ly hợp số phụ, thân van điều khiển ly hợp hộp số phụ, ly hợp nhiều đĩa thủy lực
- Ly hợp khóa nhiều đĩa thủy lực: đây là bộ phận được nối với vi sai giữa và vi sai trước Theo thứ tự từ trái sang phải là vi sai giữa, bộ ly hợp nhiều đĩa khớp thủy lực, và vi sai trước
- Trong đó cấu tạo của bộ ly hợp nhiều khớp l lực gồm: + phe chặn
+ bộ nhiều đĩa gồm đĩa thép, đĩa ma sát, mặt bích
Nguyên lí hoạt động
- Khi không ép các đĩa thủy lực: bộ vi sai trước hoạt động tương tự như một bộ vi sai thường và có thể làm cho 2 bánh xe quay khác tốc độ với nhau Ngoài ra, bánh răng nối với trục thứ cấp của hộp số 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 giữa và vỏ 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 lại và truyền lực đến cầu sau của xe qua bánh răng bán trục và bánh răng cùi thơm Lưu ý khi không khóa vi sai thì vỏ vi sai trước và vỏ đỡ vi sai trước vẫn có thể quay trượt với nhau
Khi các đĩa thủy lực bị ép, áp suất dầu sẽ đẩy piston sang trái, làm cho các đĩa ép chặt vỏ vi sai trước, giúp vỏ đỡ vi sai trước và vỏ vi sai trước quay cùng tốc độ, hạn chế trượt bánh.
- Lưu ý: bộ ly hợp khóa vi sai giữa bằng nhiều đĩa thủy lực chỉ có tác dụng hạn chế trượt Trên hộp số tự động của xe 4WD còn có một có cấu khóa vi sai bằng khóa cơ khí Nó có tác dụng khóa tuyệt đối vỏ vi sai của vi sai giữa và vỏ đỡ vi sai của vi sai trước làm cho chúng quay với nhau cùng một tốc độ.
Quy trình tháo lắp khóa ly hợp nhiều đĩa
➢ Tháo nắp trục cầu trước
➢ Tháo cụm bánh răng quả dứa cầu trước
➢ Tháo 2 van điện điều khiển vi sai
➢ Tháo nắp vi sai giữa
➢ Tháo vi sai giữa khỏi hộp vi sai
➢ Tháo thân nối vi sai giữa và vi sai trước
➢ Tháo nắp vi sai trước
➢ Tháo vi sai trước khỏi hộp vi sai
➢ Tháo bánh răng vành chậu vi sai trước
➢ Tháo bán trục vi sai trước với bộ ly hợp nhiều đĩa khớp thủy lực
➢ Tháo phen chặn các đĩa
➢ Tháo các đĩa thủy lực
➢ Tháo lò xo ép thủy lực
➢ Tháo các bánh răng bán trực vi sai trước
➢ Tháo bánh răng vành chậu vi sai giữa
➢ Tháo bộ bánh răng vi sai giữa
➢ Tháo các bánh răng vi sai của vi sai giữa
➢ Lắp các bánh răng vi sai của vi sai giữa
➢ Lắp bánh răng vành chậu vi sai giữa vào cụm vi sai
➢ Lắp lò xo ép của cụm vi sai trước
➢ Lắp các mặt bích và các đĩa ma sát xen kẻ nhau
➢ Lắp bán trục vi sai trước với bộ ly hợp nhiều đĩa khớp thủy lực
➢ Lắp bánh răng vành chậu vi sai trước với cụm vi sai
➢ Lắp vi sai trước vào vỏ
➢ Lắp nắp vi sai trước
➢ Lắp thân nối vi sai giữa và vi sai trước
➢ Lắp 2 van điều khiển vi sai
➢ Lắp nắp vi sai giữa vào vỏ
➢ Lắp nắp vi sai giữa
➢ Lắp cụm bánh răng quả dứa cầu trước
➢ Lắp nắp trục cầu trước
Các chế độ hoạt động của bộ điều khiển thủy lực ( 2 van solenoid )
Dầu có áp suất chuẩn theo đường dầu qua các van điều áp rồi tới hai van điện solenoid Hai van solenoid này bật, tắt(ON/OFF) tùy thuộc vào ECU phát tín hiệu ECU phát tín hiệu dựa trên tín hiệu cảm biến tốc độ xe và cảm biến tốc độ bánh sau để điều chỉnh áp suất dầu cho phù hợp
Dầu được điều chỉnh áp suất bởi 2 van điện solenoid tiếp tục theo đường dầu đi vào bộ ly hợp Áp suất dầu khi đi vào bộ ly hợp tạo ra một lực để ép các đĩa ép và đĩa ma sát của bộ ly hợp nhằm khóa giữa bánh răng mặt bên phải với vỏ vi sai
Mạch dầu ly hợp vi sai giữa tạo thành bốn mạch tùy vào sự kết hợp Bật – Tắt của van điện điều khiển vi sai giữa số 1 và số 2, vì vậy điều chỉnh áp suất điều khiển vi sai giữa Áp suất điều khiển vi sai giữa
Cuộn dây điều khiển vi giữa số 1
Cuộn dây điều khiển vi sai giữa số 2
- Chức năng của một số van:
Quá trình chuyển số thấp - cao số 1 và 2 được thực hiện bằng cách chuyển đổi đường dầu của áp suất chuẩn Điều này tác động lên van điều biến ly hợp hộp số phụ và ly hợp nhiều đĩa thủy lực Việc chuyển đổi này dựa trên trạng thái tắt/mở của van điện từ.
+ Van điều biến ly hợp hộp số phụ: điều biến áp suất chuẩn tác dụng lên ly hợp nhiều dĩa thủy lực theo dịch chuyển của van gài số thấp – cao số 1 và 2
- Lỗ tiết lưu: là vị trí mà khi bên phải của van xả áp thì cho phép bên trái của van vẫn giữ được áp suất dầu do dầu đang đi từ bên trái tới tiết diện là ống lớn hơn nhiều so với tiết diện lỗ nên là áp suất ở ngay lỗ sẽ rất lớn, lớn hơn áp suất trong ống khiển dầu không đi qua lỗ được
- 4 trường hợp hoạt động của hệ thống điều khiển thủy lực:
* Áp suất dầu điều khiển vi sai giữa bằng 0 Ở trường hợp này, van điện từ số 1 tắt (OFF), van điện từ số 2 tắt (OFF), van chuyển số thấp số
1 và 2 đi xuống làm chặn hết tất cả các đường dầu không cho dầu đi vào ly hợp của vi sai giữa
* Áp suất dầu điều khiển vi sai giữa thấp Ở trường hợp này, van điện từ số 1 bật (ON) làm cho van gài số thấp – cao số 1 đi lên, van điện từ số 2 tắt (OFF) làm cho van gài số thấp – cao số 2 đi xuống Dầu không tới được vị trí cuối cùng của van điều biến ly hợp hộp số phụ nên áp đầu ra là áp suất thấp được đưa tới ly hợp của vi sai giữa
* Áp suất điều khiển vi sai giữa trung bình Ở trường hợp này, van điện từ số 1 tắt (OFF) làm cho van gài số thấp – cao số 1 đi xuống, van điện từ số 2 bật (ON) làm cho van gài số thấp – cao số 2 đi lên Do áp suất chuẩn tới được vị trí cuối cùng của van điều chỉnh ly hợp hộp số phụ nên áp suất đầu r là áp suất trung bình và đi tới ly hợp của vi sai giữa
* Áp suất dầu điều khiển vi giữa cao Ở trường hợp này, van điện từ số 1 và số 2 đều bật (ON) làm cho van gài số thấp – cao số 1 và
2 đi lên Áp suất chuẩn đi theo đường dầu và tới được ly hợp của vi sai giữa nên trường hợp này có áp suất cao nhất.
KHOÁ VI SAI GIỮA BẰNG CƠ KHÍ
Nguyên lí hoạt động
Cam là VSV số 2, Xanh là VSV số 1, Đen là đóng Công tắc khóa vi sai giữa tắt(OFF)
Lúc này cả VSV số 1 và số 2 đều tắt, van số 1 sẽ hút chân không từ bình chân không và sẽ truyền chân không đến buồng A( có chân không áp suất thấp) và van số 2 sẽ hút không khí truyền xuống buồng B( áp suất cao) nên sẽ bộ chấp hành chân không dịch sang phía buồng A và cần làm ống khóa, càng gài số và trục cùng dịch về bên phải=> Nó tách ống gài ra khỏi hộp vi sai và vi sai giữa hoạt động và điều chỉnh sự sai khác về tốc độ góc giữa các bánh trước và sau=> Khóa vi sai sẽ không hoạt động=> Công tắ đèn báo khóa tắt và đèn báo khóa tắt.
Công tắc khóa vi sai giữa bật (ON)
Lúc này VSV số 1, số 2 đều hoạt động VSV số 1 sẽ hút không khí đi tới buồng A ( áp suất cao ) và VSV số 2 sẽ bật hút chân không truyền xuống buồng B (áp suất thấp) từ đó cần đẩy sẽ bị đẩy qua bên tay trái (về phía buồng B), làm cho cần đẩy ống khóa, càng gài và trục sang trái nên ống khóa ăn khớp với hộp qua ly hợp vấu=> hộp vi sai giữa và bánh răng bên phải của vi sia giữa bị khóa cứng như một cụm, do bánh răng vi sai giữa và các bánh răng bên trái và phải bị khóa với hộp vi sai giữa và cùng quay như một khối, lực được truyền đều đến vi sai trước và vi sai sau=> Công tắc đèn báo khóa bật và đèn báo sáng Ưu điểm của khóa vi sai giữa
- Tăng độ bám đường vượt qua chướng ngại vật hoặc khi sa lầy
- Hạn chế bánh xe bị trượt khi qua vũng lầy
Đường truyên công suất
KHÓA VI SAI BẰNG KHỚP THỦY LỰC
Cấu tạo
-Khớp thủy lực là một dạng ly hợp thủy lực truyền momen bằng sức cản do độ nhớt của dầu Nó sử dụng lực cản do độ nhớt này để điều khiển hoạt động của vi sai giữa, tạo ra một hiệu ứng trong vi sai giữa giống như hiệu ứng tạo bởi LSD (vi sai hạn chế trượt)
+Các đĩa trong và ngoài: được 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 của vỏ Đĩa trong có các răng dọc theo chu vi trong để ăn khớp với then hoa của trục trong, trượt sang phải và sang trái dọc theo trục trong Các rãnh được xẻ trên đĩa ngoài và đĩa trong để tăng sức cản của dầu
+Vòng cách: được đặt ở giữa đĩa ngoài và đĩa trong để đảm bảo khe hở cần thiết
+Dầu silicon: có độ nhớt ít thay đổi theo nhiệt độ được điền đầy khoảng 80% thể tích hộp
+Vỏ, phớt dầu, trục trong, trục trung gian, giá đỡ bánh răng
Cấu tạo cơ bản của khớp thủy lực
Nguyên lý hoạt động
+Sử dụng sức cản do độ nhớt của dầu silicon để truyền momen
+Khi các đĩa quay cùng tốc độ: không có sức cản do dầu silicon quay cùng với các đĩa Đây là trường hợp lúc xe chạy thẳng
+Khi các đĩa quay với tốc độ khác nhau: Các phần tử silicon bị kéo tách ra khỏi nhau và sinh ra sức cản Lực cản này có xu hướng khử sự chênh lệch tốc độ giữa 2 đĩa Đây là trường hợp xe quay vòng hoặc 1 bánh bị dính lầy
+Khóa vi sai thủy lực khóa bánh răng bên phải với bánh răng bên trái vi sai giữa lại với nhau
+Tính ổn định tốt: Khóa vi sai khớp thủy lực giúp cung cấp tính ổn định trong việc chuyển động và lái xe Nó ngăn ngừng lại một bánh xe hoặc trục khi mất ma sát và đảm bảo rằng nguồn lực truyền động được chuyển đến bánh xe khác
+Tính cân đối: Khóa vi sai này giúp cân đối lực giữa hai bánh xe cùng trục Điều này quan trọng để tránh trượt, mất kiểm soát và tăng tính an toàn
+Hiệu suất tốt trong điều kiện trơn trượt: Khóa vi sai bằng khớp thủy lực làm cho việc lái xe trên điều kiện đường trơn trượt như tuyết, bãi cát, hoặc đất đai dễ dàng hơn bằng cách truyền động lực đến bánh xe có ma sát tốt hơn
Tuy khóa vi sai là giải pháp tăng cường hiệu suất trên đường trơn trượt, nhưng việc sử dụng trên đường khô hoặc trơn trượt kém có thể gây áp lực quá mức lên hệ thống lái, dẫn đến nguy cơ hư hỏng.
+Hệ thống phức tạp và nâng cao chi phí: Hệ thống khóa vi sai khớp thủy lực thường phức tạp hơn và đắt hơn so với các hệ thống truyền động thông thường
+Hao tổn năng lượng: Trong một số trường hợp, việc sử dụng khóa vi sai có thể dẫn đến sự hao tổn năng lượng, do đó làm giảm hiệu suất nhiên liệu
+Cần bảo dưỡng định kỳ: Hệ thống khóa vi sai yêu cầu bảo dưỡng định kỳ và kiểm tra để đảm bảo hoạt động hiệu quả.