hộp số thường ôtô

Tiểu Luận: Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô GVHD: ThS Nguyễn Hồng Sơn www.oto-hui.com 1 Lời Nói Đầu Với lịch sử hơn 100 năm kể từ khi chiếc xe ôtô đầu tiên ra đời do Karl Benz chế tạo vào những năm cuối thế kỷ XIX, có thể nói cho đến nay, nền công nghiệp ôtô đã đạt được những bước tiến vượt bậc, với những sáng chế mới, những công nghệ mới. Từ những chiếc xe ôtô từ thuở khai sinh còn rất thô sơ với công suất nhỏ, giá thành cao đến những chiếc xe ôtô hiện đại ngày nay, những chiếc xe thể thao công suất lớn, hay những chiếc “siêu xe”, và trong tương lai là xe “sạch”, xe hơi bay Có thể nói, ôtô là ngành tập trung những thành tựu nổi bật của thời đại vào nó. Trước một phương tiện vận hành hiện đại như vậy, với nhiều người chắc chắn sẽ có những thắc mắc về cấu tạo, vai trò và nguyên lý hoạt động của các bộ phận bên trong lẫn bên ngoài ôtô. Vậy nên, việc cần thiết phải tìm hiểu về các chi tiết cấu thành nên một chiếc ôtô là không cần bàn cãi. Chính vì thế, nhóm chúng em mạnh dạn thực hiện bài tiểu luận này. Bài tiểu luận được về hộp số thường trên ôtô, được nhóm thực hiện trên cơ sở những kiến thức có được từ các tiết học ở lớp, cùng với việc tra cứu tài liệu tham khảo từ thư viện trường, từ internet và nhiều nguồn khác. Để hoàn thành bài tiểu luận này, nhóm 4 chúng em xin chân thành cảm ơn BGH trường, khoa động lực, thư viện trường và thầy Nguyễn Hồng Sơn đã giúp đỡ chúng em trau dồi những kiến thức cần thiết. Tuy có cố gắng nhiều, nhưng do có trình độ chuyên môn hạn chế, kinh nghiệm thức tế chưa có nhiều nên chắc chắn trong bài còn nhiều thiếu sót. Mong thầy và các bạn thông cảm và giúp nhóm em sửa chữa để bài tiểu luận thêm hoàn hảo. Các thành viên nhóm 4_Lớp ĐHOT2 Tiểu Luận: Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô GVHD: ThS Nguyễn Hồng Sơn www.oto-hui.com 2 Mục lục Lời nói đầu 1 Mục lục 2 I. Khái quát chung về hộp số thường trên ôtô 4 I.1. Vai trò 4 I.2. Yêu cầu của hộp số thường 5 II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số thường 5 II.1. Cấu tạo 5 II.1.1. Nắp và vỏ hộp số 5 II.1.2. Hệ thống bánh răng 5 II.1.3. Các trục của hộp số 6 II.1.4. Bộ đồng tốc 7 II.1.4.1. Cấu tạo 7 II.1.4.2. Nguyên lý hoạt động 9 II.1.4.3. Quá trình hoạt động bộ đồng tốc 10 II.1.5. Bánh răng số lùi 12 II.2. Nguyên lý hoạt động hộp số thường 13 II.2.1. Hộp số ba cấp 14 II.2.2. Hộp số bốn cấp 17 II.2.3. Hộp số năm cấp 18 II.2.4. Hộp số năm cấp (vượt tốc) 19 II.2.5. Hộp số sáu cấp 20 III. Cơ cấu điều khiển hộp số 21 Tiểu Luận: Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô GVHD: ThS Nguyễn Hồng Sơn www.oto-hui.com 3 III.1. Đặc điểm kết cấu cơ cấu điều khiển 21 III.1.1. Bi và lò xo định vị 23 III.1.2. Chốt hãm 23 IV. Một số dạng hư hỏng của hộp số thường; bảo trì – bảo dưỡng hộp số 24 IV.1. Một số dạng hư hỏng của hộp số thường 24 IV.2. Bảo trì – bảo dưỡng hộp số 24 V. Hộp số thường và hộp số tự động trên ôtô 27 Tài liệu tham khảo 28 Tiểu Luận: Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô GVHD: ThS Nguyễn Hồng Sơn www.oto-hui.com 4 I. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỘP SỐ THƯỜNG TRÊN Ô TÔ: I.1. Vai trò: Xe ô tô cần hộp số do những tính chất vật lý đặc trưng của động cơ dùng nhiên liệu xăng hoặc dầu. Tất cả động cơ đều có một giới hạn công suất hoạt động – một giá trị rpm lớn nhất mà động cơ có thể hoạt động. Ở giới hạn đó, số vòng quay và moment xoắn được truyền ra ngoài là lớn nhất. Hộp số cho phép thay đổi tỷ số truyền và moment xoắn từ trục khủyu đến bánh xe chủ động, thay đổi chiều chuyển động của xe, tăng lực kéo bánh xe chủ động, khắc phục lực quán tính khi xe chuyển bánh và khắc phục sức cản chuyển động tăng trong lúc công suất không đổi nhờ vào việc thay đổi tỷ số truyền các cặp bánh răng trong hộp số và dẫn động các bộ phận công tác khác với xe chuyên dùng. Bằng việc thay đổi tỷ số truyền, chúng ta có thể tăng hoặc giảm tốc xe mà vẫn đảm bảo động cơ hoạt động dưới mức cho phép và tạo ra công suất lớn nhất có thể. Sau đây là bảng một số tỷ số truyền (trong hộp số năm cấp vượt tốc): Bánh răng Tỷ số truyền Số vòng quay (rpm) của trục thứ cấp với động cơ quay 3000 rpm 1 2,315:1 1295 2 1,568:1 1913 3 1,195:1 2510 4 1,000:1 3000 5 0,915:1 3278 Tiểu Luận: Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô GVHD: ThS Nguyễn Hồng Sơn www.oto-hui.com 5 I.2. Yêu cầu của hộp số thường:  Tỷ số truyền đảm bảo tính năng động lực và tính tiết kiệm nhiên liệu. Bảo đảm tính êm dịu cho hệ thống truyền lực.  Có tay số trung gian để ngắt động cơ khỏi hệ thống truyền lực.  Đơn giản, điều khiển dễ dàng. Làm việc êm dịu, hiệu suất cao. II. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỘP SỐ THƯỜNG: II.1. Cấu tạo: Cấu tạo chung của hộp số gồm: Vỏ và nắp hộp số, các ổ bi, cơ cấu gài số, hệ thống bánh răng, các trục của hộp số và bộ đồng tốc. II.1.1. Nắp và vỏ hộp số: Có nhiệm vụ che kín các cơ cấu bên trong hộp số (bánh răng, trục ), ngoài ra còn là nơi để gắn các bộ phận khác như cơ cấu gài số (cần gài số, thanh trượt ). II.1.2. Hệ thống bánh răng: Trong hộp số thường, hệ thống bánh răng được chia thành 4 nhóm tiêu chuẩn:  Bánh răng trục vào (trục sơ cấp hộp số): có nhiệm vụ làm ăn khớp với bánh răng trên trục trung gian.  Bánh răng trục trung gian: gồm nhiều bánh răng với số răng khác nhau nhằm tạo tỷ số truyền khác nhau khi ăn khớp với bánh răng trên trục thứ cấp và trục lùi. Hình 1. Hệ thống bánh răng Tiểu Luận: Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô GVHD: ThS Nguyễn Hồng Sơn www.oto-hui.com 6  Bánh răng trục số lùi: ăn khớp với cả bánh răng trên trục trung gian lẫn trục thứ cấp, nhằm đảo vòng quay của trục thứ cấp khi gài số lùi.  Bánh răng trục thứ cấp: truyền chuyển động quay từ trục trung gian đến trục thứ cấp và truyền ra ngoài. Khi không gài số, bánh răng trục thứ cấp quay tự do trên trục. II.1.3. Các trục của hộp số: Trong hộp số thường gồm có 4 trục:  Trục sơ cấp: một đầu gối trên ổ bi trong lòng bánh đà, một đầu gối trên ổ bi của vỏ hộp số. Trên trục chỉ có một bánh răng được lắp chặt với trục, bánh răng này thường ăn khớp với bánh răng trên trục trung gian.  Trục trung gian: được lắp trên vỏ hộp số. Quay cùng với trục sơ cấp. Trên trục trung gian có các bánh răng được lắp chặt với trục. Hình 2. Các trục trên hộp số  Trục thứ cấp: một đầu gối trên ổ bi gắn ở đầu của trục sơ cấp, một đầu gối trên ổ lăn gắn trên vỏ hộp số. Trên trục có các rãnh then hoa giúp cho các bánh răng và bộ đồng tốc gắn trên trục trượt dọc trục dễ dàng nhằm ăn khớp với bánh răng trên trục trung gian và truyền moment ra ngoài. Tiểu Luận: Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô GVHD: ThS Nguyễn Hồng Sơn www.oto-hui.com 7  Trục số lùi: đỡ bánh răng lùi ăn khớp với cả 2 trục trung gian và thứ cấp. trục lùi cho phép khi gài đồng thời ăn khớp với bánh răng số lùi trên 2 trục trung gian và thứ cấp. Trục số lùi lắp cố định trên vỏ, còn bánh răng lắp lồng không di trượt trên trục nhờ ổ bi kim. II.1.4. Bộ đồng tốc: Là cơ cấu có nhiệm vụ làm đồng đều tốc độ của hai bánh răng đang quay với tốc độ khác nhau để sự ăn khớp được êm dịu. Trong hộp số, các bánh răng trên trục thứ cấp luôn luôn ăn khớp bánh răng trên trục trung gian và quay trơn trên trục của nó (ngoại trừ số lùi, sẽ được xét sau). Thay vào đó, các bánh răng có thể quay tự do hoặc bị khóa vào trục trục đỡ nó. Bộ đồng tốc có nhiệm vụ khóa một cách nhẹ nhàng bánh răng với trục thứ cấp để truyền moment xoắn từ động cơ tới cầu chủ động II.1.4.1. Cấu tạo: Trục rỗng (Moayơ đồng tốc) được lắp với trục thứ cấp bởi các then hoa. Tương tự, ống trượt được lắp vào trục rỗng bởi then hoa dọc theo mặt ngoài của trục và trượt theo phương dọc. Tiểu Luận: Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô GVHD: ThS Nguyễn Hồng Sơn www.oto-hui.com 8 Trục rỗng có ba rãnh song song với trục, trên mỗi rãnh có một khóa đồng tốc. Các khóa đồng tốc luôn được ép chặt vào ống trượt nhờ hai lò xo hãm. Ở một số loại bộ đồng tốc, thay vì dùng lò xo hãm, người ta sử dụng bi và lò xo xoắn. Ở giữa mỗi khóa có một phần lồi lên, ăn khớp với rãnh trên ống trượt khi hộp số đang ở vị trí trung gian. Hình 3. Cấu tạo bộ đồng tốc Vòng đồng tốc đặt giữa trục rỗng và phẩn dạng hình cone của bánh răng số. Vòng đồng tốc có ba rãnh, ăn khớp có độ hở với các khóa đồng tốc. Bề rộng các rãnh trên vòng đồng tốc lớn hơn bề rộng khóa đồng tốc, nhằm giúp cho quá trình ăn khớp giữa khóa và vòng đồng tốc được dễ dàng. Các rãnh trên vòng đồng tốc có thể ăn khớp với rãnh then hoa trên ống trượt và có các kích thước tương ứng với rãnh trên mặt bên của bánh răng số (rãnh trên bánh răng số có thể nằm thẳng hàng với rãnh trên vòng đồng tốc). Bên trong lòng vòng đồng tốc có một ly Tiểu Luận: Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô GVHD: ThS Nguyễn Hồng Sơn www.oto-hui.com 9 hợp dạng hình cone. Bề mặt cone của ly hợp này sẽ ép vào phần cone trên mayer bánh răng, tạo ra lực ma sát giữa vòng đồng tốc và mặt cone trên bánh răng số, thực hiện nhiệm vụ đồng tốc. Có nhiều loại đồng tốc sử dụng trên ôtô: bộ đồng tốc sử dụng một vòng đồng tốc ở mỗi bên, 2 vòng đồng tốc (double – cone synchronizer) hoặc 3 vòng đồng tốc, sử dụng các loại khóa đồng tốc với cơ cấu lò xo hãm khác nhau và bộ đồng tốc trong cùng một hộp số ở các vị trí khác nhau (đồng tốc các bánh răng số khác nhau) thì cũng khác nhau. Nhưng về cơ bản đều được chế tạo dựa trên nguyên lý hoạt động giống nhau. Đó là nguyên lý ma sát. Sau đây chúng ta sẽ đi sâu hơn vào tìm hiểu nguyên lý hoạt động của một bộ đồng tốc đơn giản trên hộp số thường. Qua đó chúng ta sẽ tìm được mối quan hệ giữa nguyên lý hoạt động bộ đồng tốc và nguyên lý hoạt động của hộp số, từ đó thấy được vai trò rất quan trọng của bộ đồng tốc đối với hộp số thường. Ống trượt bánh răng 1 - 2 Ống trượt BR thú 5 Tr ục rỗng Bộ đồng tốc BR 1 - 2 Bộ đồng tốc BR 3 - 4 Tiểu Luận: Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô GVHD: ThS Nguyễn Hồng Sơn www.oto-hui.com 10 II.1.4.2. Nguyên lý hoạt động: Ống trượt đồng tốc (1) của bộ đồng tốc trượt tới lui trên trục rỗng (3), trục rỗng (3) là bộ phận gắn với trục thứ cấp bởi các rãnh then hoa. Vòng đồng tốc (7) trượt và ép lên phần dạng hình cone (6) trên bánh răng số (5). Khi gài số, ống trượt (1) được đảy về phía bánh răng (5). Khi nó di chuyển, khóa đồng tốc (8) do ăn khớp với ống trượt nhờ vấu lồi nên trượt thẳng tới và ép vòng đồng tốc vào bánh răng số. Đồng thời khóa đồng tốc (8) ăn khớp với rãnh trên vòng đồng tốc (7), làm cho vòng đồng tốc quay cùng tốc độ với ống trượt (1) và trục rỗng (3), và quay cùng tốc độ với trục thứ cấp. Khi ống trượt (1) tiếp tục di chuyển về phía bánh răng số (5), Ở mặt trong vòng đồng tốc có một ly hợp dạng cone làm bằng đồng được ép vào phần dạng hình cone trên bánh răng. Nhờ lực ma sát trên hai bề mặt cone làm cho bánh răng thay đổi tốc độ đến tốc độ của bộ đồng tốc. Và một khi tốc độ của bánh răng bằng với bộ đồng tốc, ống trượt đồng tốc (1) tiếp tục di chuyển về phía bánh răng, ăn khớp với răng ở mặt bên của bánh răng và rãnh trên vòng đồng tốc. Khi đó, ta đã thực hiện xong việc đồng tốc, hay nói cách khác, đã khóa bánh răng với bộ đồng tốc. [...]... Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô  Đối với các hộp số, hộp số phân phối thủy lực phải thay dầu truyền động đúng mã hiệu, chủng loại V HỘP SỐ THƯỜNG VÀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ: Ưu điểm của hộp số thường: o Cấu tạo đơn giản, chế tạo dễ dàng Giá thành thấp hơn hộp số tự động o Dễ bảo chì bảo dưỡng o Bền, sử dụng được lâu năm và có thể làm việc tốt ở môi trường khắc nghiệt Nhược điểm của hộp số thường: ... Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô muốn gài số hai trở lại mà không quay về số “0”, hoặc cùng lúc muốn gài cả số hai, do một đầu chốt hãm bị chặn bởi thanh trượt số ba – bốn nên thanh trượt một – hai không thể di chuyển một khi thanh trượt số ba – bốn chưa trở về số “0”, và tài xế không thể gài số được IV MỘT SỐ DẠNG HƯ HỎNG CỦA HỘP SỐ THƯỜNG; BẢO TRÌ – BẢO DƯỠNG HỘP SỐ: IV.1 Một số dạng hư hỏng của hộp. .. Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô Hình 7 Cơ cấu bánh răng số và bộ đồng tốc ở số một Khi gài số hai, tương tự như khi gài số một, lúc này, gắp số đẩy bộ đồng tốc bánh răng số hai – ba về phía bánh răng số hai, khóa chặt bánh răng số hai, giúp cho công suất được truyền từ động cơ đến trục thứ cấp qua bánh răng số hai và bộ đồng tốc bánh răng số một – hai Hình 8 Cơ cấu bánh răng số và bộ đồng tốc ở số. .. chi tiết bên ngoài hộp số và cơ cấu điều khiển hộp số 1 Tay cầm hình cầu 4 Cần đẩy 2 Cần gạt 5 Cầu ở khớp cầu 3 Nắp đậy 6 Nắp kiểm tra 21 GVHD: ThS Nguyễn Hồng Sơn www.oto-hui.com Tiểu Luận: Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô 7 Vỏ thân hộp số 11 Càng sang số 8 Thanh trượt 12 Lỗ tra dầu 9 Hốc số 13 Lỗ tháo dầu 10 Lò xo định vị 14 Đuôi vỏ hộp số Phần lớn cơ cấu điền khiển số trên ôtô là hệ thống đòn... ngoài hộp số; các bộ 13 GVHD: ThS Nguyễn Hồng Sơn www.oto-hui.com Tiểu Luận: Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô đồng tốc được đặt giữa các bánh răng số trên trục thứ cấp Đường mũi tên chỉ đường truyền công suất qua hộp số Khi chưa gài số (số trung gian), bánh răng số ba trên trục sơ cấp quay cùng với trục sơ cấp, làm quay các bánh răng trên trục trung gian và làm quay cả trục này Do các bánh răng số. .. www.oto-hui.com Tiểu Luận: Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô Hình 10 Cơ cấu bánh răng số và bộ đồng tốc ở số lùi Ở đây, dễ dàng nhận thấy các bánh răng ăn khớp số lùi được chế tạo răng nghiêng mà không phải răng thẳng, và hộp số dạng này sử dụng bộ đồng tốc để gài số lùi chứ không sử dụng một trục trung gian số lùi có thể trượt vào giúp các bánh răng ăn khớp II.2.2 Hộp số 4 cấp: 17 GVHD: ThS Nguyễn... → 13 → 12 → Bộ đồng tốc C → Trục thứ cấp 18 GVHD: ThS Nguyễn Hồng Sơn www.oto-hui.com Tiểu Luận: Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô II.2.3 Hộp số 5 cấp (vượt tốc): Hộp số vượt tốc (Overdrive – OD) thường được sử dụng trên ôtô cho phép lựa chọn một tỷ số truyền bánh răng thấp nhất trong hộp số (i < 1), giúp động cơ chạy với công suất thấp nhưng xe vẫn đạt tốc độ cao (chạy cầm chừng ở tốc độ cao),... Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô Nguyên lý hoạt động tương tự hộp số 3 cấp, ta có các sơ đồ truyền công suất: Số 1: Trục sơ cấp → 1 → 2 → 3 → 4 → Trục thứ cấp Số 2: Trục sơ cấp → 1 → 2 → 5 → 6 → Bộ đồng tốc A → Trục thứ cấp Số 3: Trục sơ cấp → 1 → 2 → 7 → 8 → Bộ đồng tốc B → Trục thứ cấp Số 4: Trục sơ cấp → 1 → Bộ đồng tốc B → Trục thứ cấp Số 2: Trục sơ cấp → 1 → 2 → 9 → 10 → 4 → Trục thứ cấp II.2.3 Hộp. .. truyền moment đến cầu chủ động Sau đây, chúng ta xét nguyên lý hoạt động của cac loại hộp số ba cấp, bốn cấp, năm cấp, năm cấp vượt tốc (OD) và hộp số sáu cấp II.2.1 Hộp số ba cấp: Hộp số ba cấp bao gồm ba số tới và một số lùi Hình bên dưới thể hiện các chi tiết làm nhiệm vụ ăn khớp và truyền công suất trong hộp số, bao gồm trục sơ cấp truyền công suất từ động cơ qua ly hợp; các bánh răng trên trục... Khung Gầm Ôtô Đề tài: Hộp số thường ôtô thêm hệ thống đòn điều khiển trung gian để truyền động đến các thanh trượt gắn trên nắp hộp số ở xa vị trí người lái Lúc này các đòn trung gian vừa phải đảm bảo chuyển động lắc vừ a có thể chuyển động tịnh tiến nhằm có thể thực hiện được việc gài số từ bốn đến sáu cấp Hệ thống điều khiển kiểu này gọi là hệ thống điều khiển hộp số từ xa Điều khiển hộp số từ xa . IV. Một số dạng hư hỏng của hộp số thường; bảo trì – bảo dưỡng hộp số 24 IV.1. Một số dạng hư hỏng của hộp số thường 24 IV.2. Bảo trì – bảo dưỡng hộp số 24 V. Hộp số thường và hộp số tự động. răng số lùi 12 II.2. Nguyên lý hoạt động hộp số thường 13 II.2.1. Hộp số ba cấp 14 II.2.2. Hộp số bốn cấp 17 II.2.3. Hộp số năm cấp 18 II.2.4. Hộp số năm cấp (vượt tốc) 19 II.2.5. Hộp. của hộp số gồm: Vỏ và nắp hộp số, các ổ bi, cơ cấu gài số, hệ thống bánh răng, các trục của hộp số và bộ đồng tốc. II.1.1. Nắp và vỏ hộp số: Có nhiệm vụ che kín các cơ cấu bên trong hộp số