Bài 4 chẩn Đoán, sửa chữa hộp số cơ khí 3 trục

Hộp số 3 trục thường có cấu tạo với các trục sơ cấp, trục thứ cấp và trục trung gian, qua đó tạo ra sự thay đổi trong tỷ số truyền và mô-men xoắn.. Dưới đây là các phân loại chính: - The

Bộ môn: Công nghệ Ô tô

-PHIẾU BÁO CÁO THỰC HÀNH (Dùng cho trình độ Đại học theo tín chỉ)

Môn học: Kỹ thuật chẩn đoán và sửa chữa ô tô

Mã học phần: AT 6052

Họ và tên: Nguyễn Quang Lương

2023

BÀI 4: CHẨN ĐOÁN, SỬA CHỮA HỘP SỐ CƠ KHÍ 3 TRỤC

I MỤC TIÊU CỦA BÀI HỌC

- Đánh giá được tình trạng kỹ thuật của các chi tiết, cụm của hệ thống truyền lực trên ô tô; Vận dụng kiến thức về sửa chữa, bảo dưỡng để đưa ra phương pháp sửa chữa, biện pháp khắc phục các chi tiết bị hư hỏng hệ thống truyền lực

- Có khả năng chẩn đoán lỗi và dự báo tuổi thọ của các chi tiết trong các hệ thống truyền lực trên ô tô

II NHIỆM VỤ, PHÂN LOẠI, CẤU TẠO, NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG

2.1 Nhiệm vụ.

Hộp số cơ khí 3 trục có nhiệm vụ chính là thay đổi tỷ số truyền động giữa động cơ và các bánh xe dẫn động, nhằm tối

ưu hóa hiệu suất làm việc của động cơ và xe trong các điều kiện vận hành khác nhau Các nhiệm vụ cụ thể của hộp số

cơ khí 3 trục bao gồm:

- Thay đổi tỷ số truyền: Hộp số giúp thay đổi tốc độ và mô-men xoắn truyền từ động cơ đến bánh xe Bằng cách thay đổi tỷ số truyền, hộp số cho phép xe di chuyển với tốc độ phù hợp và cung cấp mô-men xoắn cần thiết khi tải nặng hoặc cần tăng tốc

- Đảo chiều chuyển động: Trong trường hợp cần lùi, hộp số có chức năng đảo chiều chuyển động để xe có thể di chuyển ngược lại

- Ngắt kết nối động cơ và hệ truyền động: Khi xe đứng yên hoặc không cần truyền động, hộp số có thể ngắt kết nối động cơ và bánh xe (thông qua ly hợp) để tránh lãng phí năng lượng và bảo vệ động cơ

- Tăng hiệu suất làm việc của động cơ: Hộp số 3 trục giúp động cơ làm việc ở điều kiện tối ưu nhất, giảm thiểu tiêu thụ nhiên liệu và tối ưu hóa khả năng tăng tốc hoặc tải nặng

Hộp số 3 trục thường có cấu tạo với các trục sơ cấp, trục thứ cấp và trục trung gian, qua đó tạo ra sự thay đổi trong tỷ

số truyền và mô-men xoắn

2.2 Phân loại.

Hộp số cơ khí 3 trục có thể được phân loại dựa trên một số yếu tố như cơ cấu truyền động, số lượng cấp số và phương thức điều khiển Dưới đây là các phân loại chính:

- Theo cơ cấu truyền động:

 Hộp số trượt: Các bánh răng di chuyển dọc theo trục để ăn khớp với nhau, tạo ra các cấp số khác nhau Đây là loại hộp số cơ bản và được sử dụng trong các xe đời cũ

 Hộp số ăn khớp vĩnh viễn (Synchromesh Gearbox): Các bánh răng luôn ăn khớp với nhau, và việc thay đổi tỷ số truyền được thực hiện bằng cách sử dụng vòng đồng tốc (synchro ring) để đồng bộ tốc độ trước khi gài số Đây là loại hộp số phổ biến trên các xe hiện đại

- Theo số cấp số:

 Hộp số 4 cấp: Có 4 tỷ số truyền khác nhau, thường được sử dụng trên các xe đời cũ

 Hộp số 5 cấp: Loại phổ biến trên xe hơi tầm trung và xe tải nhẹ, cung cấp thêm một cấp số cho khả năng tiết kiệm nhiên liệu khi di chuyển tốc độ cao

 Hộp số 6 cấp: Cung cấp khả năng chuyển số mượt mà hơn và tăng hiệu suất động cơ

 Hộp số nhiều cấp hơn (7, 8, hoặc nhiều hơn): Thường thấy trên các xe hiện đại, cho phép tối ưu hóa tỷ số truyền và tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn, đặc biệt là khi lái xe trên đường cao tốc

- Theo phương thức điều khiển:

 Hộp số tay (Manual Transmission): Người lái điều khiển việc gài số thông qua cần số và ly hợp Đây là loại hộp số

cơ bản và thường thấy trên các xe truyền thống

 Hộp số tự động (Automated Manual Transmission): Là dạng hộp số cơ khí có cơ chế tự động điều khiển việc chuyển số, thường dùng ly hợp kép hoặc hệ thống thủy lực để thay thế việc người lái thao tác cần số và chân ly hợp

- Theo cấu tạo trục:

 Hộp số 3 trục (Constant Mesh Gearbox): Có 3 trục bao gồm trục sơ cấp, trục trung gian, và trục thứ cấp Loại hộp số này thường được sử dụng trên các xe có yêu cầu mô-men xoắn cao và tốc độ thay đổi linh hoạt

Mỗi loại hộp số có ưu và nhược điểm riêng, tùy vào mục đích sử dụng của phương tiện cũng như điều kiện vận hành mà người ta lựa chọn loại hộp số phù hợp

2.3 Yêu cầu.

Dưới đây là các yêu cầu chính của hộp số cơ khí 3 trục:

- Thay đổi tỷ số truyền linh hoạt: Đáp ứng được các điều kiện vận hành khác nhau, từ mô-men xoắn cao đến tốc độ cao

- Chuyển số mượt mà và chính xác: Đảm bảo quá trình chuyển số trơn tru, không giật và đồng tốc độ giữa các bánh răng

- Độ bền và khả năng chịu tải cao: Vật liệu chế tạo phải chịu lực tốt để đảm bảo hoạt động lâu dài và bền bỉ.

- Hiệu suất truyền động cao: Tối ưu hóa hiệu suất, giảm tổn hao năng lượng và tiết kiệm nhiên liệu

- Thiết kế nhỏ gọn và nhẹ: Giảm kích thước và trọng lượng mà vẫn đảm bảo độ bền

- Dễ bảo trì và sửa chữa: Cấu tạo đơn giản, thuận tiện cho việc bảo trì định kỳ

- Giảm tiếng ồn và rung động: Tăng cường sự thoải mái và giảm thiểu hư hỏng cho các bộ phận khác

- Khả năng di chuyển lùi: Cung cấp tỷ số truyền phù hợp cho số lùi, đảm bảo xe di chuyển ngược dễ dàng

- Ngắt kết nối động cơ khi cần: Cho phép ngắt động cơ khi xe đứng yên, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ hệ thống Những yêu cầu này giúp hộp số hoạt động hiệu quả, bền bỉ và mang lại trải nghiệm lái xe tốt

2.4 Cấu tạo.

Hộp số cơ khí 3 trục có cấu tạo gồm ba trục chính: trục sơ cấp, trục trung gian, và trục thứ cấp, cùng các bộ phận cơ bản khác giúp thực hiện chức năng truyền động Dưới đây là các thành phần chính của hộp số cơ khí 3 trục:

 Trục sơ cấp (Input Shaft)

o Trục sơ cấp nhận công suất từ động cơ qua ly hợp và truyền nó tới các bánh răng trên trục trung gian Trục này thường được gắn trực tiếp với ly hợp và quay với tốc độ động cơ khi ly hợp đóng

 Trục trung gian (Countershaft)

o Trục trung gian có gắn các bánh răng, ăn khớp với các bánh răng trên trục sơ cấp và trục thứ cấp Nó đóng vai trò

là cầu nối để thay đổi tỷ số truyền giữa trục sơ cấp và trục thứ cấp Trục trung gian thường quay liên tục trong quá trình hoạt động của hộp số

 Trục thứ cấp (Output Shaft)

o Trục thứ cấp nhận công suất từ trục trung gian và truyền nó tới các bánh xe dẫn động Tốc độ quay của trục thứ cấp được điều chỉnh bằng cách chọn các bánh răng phù hợp trên trục trung gian để thay đổi tỷ số truyền

 Bánh răng (Gears)

o Bánh răng trên trục sơ cấp: Ăn khớp với các bánh răng trên trục trung gian Các bánh răng này được thiết kế với số răng khác nhau để tạo ra các tỷ số truyền khác nhau

o Bánh răng trên trục trung gian: Gắn cố định với trục trung gian và luôn quay cùng với trục này

o Bánh răng trên trục thứ cấp: Chỉ gài vào trục thứ cấp khi cần số được điều chỉnh Các bánh răng trên trục này

ăn khớp với bánh răng trên trục trung gian để truyền lực đến trục thứ cấp và cuối cùng là bánh xe dẫn động

 Vòng đồng tốc (Synchro Ring)

o Vòng đồng tốc giúp đồng bộ tốc độ giữa các bánh răng trước khi gài số Khi người lái chuyển số, vòng đồng tốc sẽ điều chỉnh tốc độ quay của trục để các bánh răng có thể ăn khớp một cách mượt mà, tránh gây ra tiếng kêu hoặc giật cục

 Cần gạt số và cơ cấu gài số (Gear Selector and Shift Mechanism)

o Cần gạt số là bộ phận mà người lái thao tác để lựa chọn cấp số mong muốn Cơ cấu gài số sẽ di chuyển các vòng đồng tốc và bánh răng trên trục thứ cấp để thay đổi tỷ số truyền Các vòng đồng tốc và các chốt gài giúp đảm bảo quá trình chuyển số diễn ra trơn tru

 Vỏ hộp số (Gearbox Casing)

o Vỏ hộp số bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi bụi bẩn và giữ dầu bôi trơn cho bánh răng Nó còn đảm bảo sự cố định của các trục và bánh răng, giúp hộp số hoạt động ổn định và chính xác

 Ổ bi và vòng bi (Bearings)

o Ổ bi và vòng bi được lắp tại các điểm tựa của trục sơ cấp, trục trung gian và trục thứ cấp để giảm ma sát và cho phép các trục quay mượt mà Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc tăng tuổi thọ của các trục và bánh răng

 Cơ cấu số lùi (Reverse Gear)

o Số lùi được điều chỉnh bằng một bánh răng riêng biệt, giúp đảo chiều quay của trục thứ cấp để xe có thể di chuyển lùi Thường số lùi sử dụng một cơ cấu bánh răng trung gian để thay đổi hướng quay của trục thứ cấp

 Hệ thống bôi trơn (Lubrication System)

o Hệ thống này cung cấp dầu bôi trơn cho các bánh răng và ổ bi để giảm ma sát, làm mát và tăng tuổi thọ của các bộ phận trong hộp số

 Ly hợp (Clutch)

o Mặc dù ly hợp không phải là một phần trực tiếp của hộp số, nhưng nó liên quan mật thiết đến hoạt động của hộp

số Ly hợp giúp kết nối và ngắt kết nối động cơ với trục sơ cấp của hộp số khi chuyển số

2.5 Nguyên lý hoạt động.

Dựa vào hình ảnh trên, quy trình hoạt động của hộp số sàn có thể được hiểu như sau:

 - Trục sơ cấp là trục có các bánh răng màu xanh lá, gọi là bánh răng dẫn động Phía bên trong hộp số, trục sơ cấp sẽ tiếp nhận lực mô-men xoắn truyền từ động cơ thông qua bộ ly hợp

 - Trục trung gian là trục có các bánh răng chủ động – là các bánh răng có màu đỏ Trong số các bánh răng chủ động

có 1 bánh răng nối với 1 bánh răng xanh lá trên trục sơ cấp Sự ăn khớp của 2 bánh răng này thể hiện ở việc khi trục sơ cấp quay, bánh răng xanh quay thì bánh răng đỏ này cũng quay dẫn đến cả trục trung gian sẽ quay theo

 - Trục thứ cấp là trục có các bánh răng bị động – bánh răng màu xanh lam Mỗi bánh răng bị động ở trục này sẽ ăn khớp với 1 bánh răng chủ động ở trục trung gian tạo nên các cặp bánh răng tương ứng với từng cấp số Khi bánh răng chủ động quay, bánh răng bị động sẽ quay theo, khiến trục thứ cấp quay và truyền lực mô-men xoắn đến các bánh xe

Tùy trường hợp hộp số sàn có bao nhiêu cấp số sẽ có bấy nhiêu cặp bánh răng chủ động và bị động, cùng với 1 cặp bánh răng số lùi (cặp bánh răng số lùi này có thêm bánh răng trung gian - màu tím)

Cấp số tiến

Trục thứ cấp (màu vàng) ở phía đầu ra sẽ nhận được lực truyền động từ trục sơ cấp (màu xanh lá) ở phía đầu vào, thông qua sự ăn khớp của một trong các cặp bánh răng chủ động đỏ và bị động xanh lam Lúc này lực đẩy được truyền theo thứ tự giảm dần từ động cơ > ly hợp > trục sơ cấp của hộp số > trục trung gian > trục thứ cấp > trục dẫn động

Cấp số lùi

Hộp số xe ô tô sử dụng 1 bánh răng nhỏ trung gian (trên hình là bánh răng màu tím) để tạo nên số lùi (Idle gear) Bánh răng này được gắn thêm vào giữa 1 cặp bánh răng chủ động (màu đỏ) và bị động (màu xanh lam)

Nguyên lý làm việc của hộp số sàn ô tô ở cấp lùi Nguyên lý làm việc của hộp số sàn ô tô ở cấp lùi

Cụ thể, khi chuyển cần số về số lùi, bánh răng trung gian màu tím này sẽ ăn khớp với bánh răng chủ động và bị động (màu

đỏ và xanh lam) Lúc này, bánh răng chủ động (màu đỏ) sẽ dẫn động cho bánh răng bị động (màu xanh lam), nhưng thông qua bánh răng trung gian (màu tím) làm bánh răng bị động (màu xanh lam) quay ngược chiều khiến trục thứ cấp chuyển động ngược Nhờ nguyên lý làm việc này, xe có thể di chuyển lùi một cách dễ dàng và trơn tru hơn

III KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN, SỬA CHỮA HỘP SỐ CƠ KHÍ 3 TRỤC

3.1 Kiểm tra hộp số

3.1.1 Kiểm Tra Dầu Hộp Số

- Tần suất: Kiểm tra mức dầu hộp số định kỳ, theo khuyến cáo của nhà sản xuất (thường là 10.000 - 15.000 km hoặc

hàng năm)

- Cách kiểm tra:

 Đảm bảo xe ở vị trí bằng phẳng

 Mở nắp kiểm tra dầu hộp số (thường là nắp trên hoặc nắp bên hông hộp số)

 Kiểm tra mức dầu bằng thước kiểm tra hoặc cảm biến (nếu có)

 Nếu dầu thiếu, thêm dầu đúng loại theo khuyến cáo của nhà sản xuất

3.1.2 Thay Dầu Hộp Số

- Tần suất: Theo định kỳ bảo dưỡng (thường là 40.000 - 60.000 km).

- Cách thay:

 Xả dầu cũ ra khỏi hộp số bằng cách tháo lắp đậy lỗ xả.

 Lắp lại ốc xả sau khi dầu đã chảy hết

 Đổ dầu mới vào hộp số qua lỗ đổ dầu cho đến khi đạt mức yêu cầu

 Kiểm tra để đảm bảo không có rò rỉ sau khi thay dầu

3.1.3 Kiểm Tra Các Kết Nối

- Kiểm tra và siết chặt các bulong, ốc vít liên kết hộp số với động cơ và các bộ phận khác để tránh tình trạng lỏng lẻo

3.1.4 Kiểm Tra Các Hệ Thống Làm Mát và Thoát Nhiệt

- Đảm bảo rằng hệ thống làm mát của hộp số hoạt động hiệu quả

3.2 Sửa Chữa Hộp Số

Nguyên Nhân Thường Gặp Khi Hộp Số Bị Hỏng

- Thiếu dầu hoặc dầu bẩn: Dầu hộp số bị ô nhiễm hoặc thiếu sẽ làm giảm khả năng bôi trơn, gây mòn các chi tiết.

- Vận hành sai cách: Vận hành xe quá tải, chuyển số đột ngột, đạp côn quá mạnh sẽ làm giảm tuổi thọ của hộp số.

- Hư hỏng các chi tiết bên trong: Bánh răng bị mòn, bạc đạn bị hỏng, đồng bộ bị mòn,

- Lỗi kỹ thuật khi lắp ráp: Lắp ráp không đúng kỹ thuật hoặc siết chặt bulong không đúng lực sẽ gây ra các hư hỏng 3.2.1 Các hư hỏng thường gặp

 Hiện tượng nhảy số :

* Biểu hiện: Thường thấy hay nhảy về số 0

* Nguyên nhân:

- Bánh răng không ăn khớp hết chiều dài (do cần gạt số bị cong hoặc mòn)

- Do mòn hỏng các chi tiết của cơ cấu hãm số, khoá số

- Mòn hỏng bộ đồng tốc

- Các bánh răng dơ rão, các trục bị mòn, lỏng lẻo

- Các rãnh trên trục trượt bị mòn (do ma sát với bi hãm)

- Lỗ lắp trục trên nắp hộp số bị mòn rộng (làm giảm khả năng giữ trục của bi)

=> Hậu quả: Làm cho xe không đạt được tốc độ mà người lái xe mong muốn.Ngoài ra có hiện bị rung giật trong

quá trình xe chạy

 Hộp số làm việc có tiếng kêu:

* Biểu hiện: có tiếng kêu ở hộp số

* Nguyên nhân:

- Thiếu hoặc không có dầu bôi trơn

- Các vòng bi mòn, ghẻ

- Các bánh răng bị mòn và mòn không đều

- Các bánh răng bị tróc rỗ, sứt mẻ nhiều

- Mối ghép then hoa bị mòn

=> Hậu quả:

- Gây tiếng ồn khi xe chạy

- Gây rung giật và tiếng ồn mỗi khi gài số, gây hỏng các chi tiết

 Không vào số được hoặc vào số có tiếng kêu:

* Nguyên nhân:

- Vòng bi đỡ trục bị mòn làm cho các trục số không đồng tâm.

- Các đầu bánh răng bị bavia

- Đầu cần số bị tuột ra khỏi rãnh thanh trượt do bị mòn

- Càng cua bị gãy hoặc vênh nhiều

- Khe hở giữa càng cua và ống răng lớn do bị mòn

- Mặt côn của bộ đồng tốc bị mòn nhiều

- Bu lông hãm càng cua bị hỏng

- Ly hợp bị hỏng hoặc điều chỉnh không đúng

=> Hậu quả:

- Làm cho người lái khi vào số khó khăn hoặc gài số nặng

- Vào số khó và gây tiếng ồn

 Hộp số bị nóng quá :

* Biểu hiện: Sờ tay vào hộp số thấy rất nóng

* Nguyên nhân:

- Thiếu hoặc không có dầu bôi trơn

- Đường dẫn dầu bôi trơn cho cácc vòng bi bị tắc

- Bị tắc lỗ thông hơi của hộp số

- Các bánh răng mòn hỏng, lỏng lẻo cọ sát vào nhau

=> Hậu quả:

- Làm cho chất lượng dầu bôi trơn giảm

- Nhanh làm mòn hỏng các chi tiết của hộp số

 Hộp số bị chảy dầu :

* Biểu hiện: Thấy có dầu rỉ ra ở hộp số.

* Nguyên nhân:

- Mức dầu cao quá quy định

- Các gioăng đệm bị rách

- Vỏ hộp số bị nứt vỡ

- Các mặt bích bắt không chặt, bu lông bị lỏng

- Các phớt đầu trục bị hỏng

=> Hậu quả:

- Chế độ bôi trơn các chi tiết không được thường xuyên

- Bôi trơn không hiệu quả cao, gây mài mòn các chi tiết

Chẩn đoán, sửa chữa Cơ khí 3 trục

L1: Áp dụng kiến

thức, kỹ thuật về

cơ sở ngành để

đánh giá được

L2: Vận dụng phương

pháp sửa chữa và biện pháp khắc phục

L3: Xây dựng được

phương pháp, quy trình sửa chữa, thay thế các cụm, chi tiết

L4: Chẩn đoán được lỗi và dự báo được tuổi thọ của các chi tiết trong các hệ thống trên ô tô

Ghi chú

tình trạng kỹ

thuật của các chi

tiết

Lý

thuyết

Thực

hành

III KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA BÀI HỌC

(Sinh viên tổng kết kiến thức, kỹ năng và thái độ đã học được thông qua bài học)

Hà Nội, ngày tháng năm

Sinh viên thực hiện

(ký và ghi rõ họ và tên)

Nhận xét của giáo viên giảng dạy:

Hà Nội, ngày tháng năm

Giáo viên giảng dạy (ký và ghi rõ họ và tên)