kết cấu tính toán ô tô

Các sơ đồ của hệ thống truyền lực ôtô con một cầu chủ động Hệ thống truyền lực thường có thể tập hợp nhiều cụm chức năng khác nhau, thường bao gồm những tổ hợp sau: - Ly hợp, hộp số chí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG BỘ MÔN KỸ THUẬT ƠTƠ

Chương I ĐẠI CƯƠNG VỀ ÔTÔ

I.1 CẤU TẠO CHUNG CỦA ÔTÔ

Ôtô có thể định nghĩa như sau: là phương tiện cơ giới dùng để vận chuyển hành khách và hàng hóa đường bộ (từ ôtô đã được Việt hóa từ Automobil: Auto gốc Hylạp có nghĩa là tự mình, và mobil gốc Latinh có nghĩa là chuyển động)

Theo quan điểm động lực học có thể chia ôtô thành các phần sau:

+ Động cơ: nguồn năng lượng cơ học, phần lớn sử dụng động cơ đốt trong, động cơ

điện kèm theo nguồn điện, không còn dùng động cơ hơi nước

+ Thân vỏ: là phần công tác hữu ích của ô tô, dùng chở khách và hàng hóa Đối với

xe tải là buồng lái và thùng xe, với xe con và xe khách là chỗ ngồi của người lái và hành khách

+ Gầm bệ:

Bao gồm:

a Hệ thống truyền lực: có các cơ cấu tổng thành làm nhiệm vụ truyền mômen xoắn

từ động cơ đến bánh xe chủ động, thay đổi giá trị và chiều quay của mômen xoắn tùy theo trạng thái chuyển động của ô tô, hệ thống truyền lực bao gồm:

I.2 PHÂN LOẠI ÔTÔ

Trong thực tế ôtô gồm đủ các loại, mỗi loại ôtô đáp ứng một yêu cầu riêng, nhưng

có thể phân loại như sau:

1 Phân loại ôtô theo tên gọi trên cơ sở ISO 6549:

a Đối với ôtô con (Passenger car) (bảng 1.3.a)

b Đối với ôtô tải (Truck) (bảng 1.3.b)

c Đối với ôtô chở người (Bus) (bảng 1.3.c)

d Đối với đoàn xe (Cobination of vehicles) (bảng 1.3.d)

e Bán rơmooc, rơmooc (Drawbar trailer, semi trailer (bảng 1.3.e)

Ngoài ra còn có thể phân loại theo khối lượng toàn bộ (chỉ áp dụng cho xe có tốc độ

vmax> 25km/h)

Theo tiêu chuẩn ECE R13, loại L: dùng cho xe máy và mô tô có 2 hay 3 bánh, loại M: dùng cho ôtô chở người, loại N: Dùng cho ô tô chở hàng, loại O: phần nối theo của

ôtô trong đoàn xe

Phân loại ôtô theo đặc điểm kỹ thuật, phân loại ôtô theo kết cấu, phân loại ôtô theo công thức bánh xe v.v…

I.3 NHỮNG YÊU CẦU ĐỐI VỚI ÔTÔ

I.3.1 Yêu cầu về thiết kế và chế tạo

- Xe phải mang tính hiện đại, kích thước nhỏ gọn, bố trí hợp lý, phù hợp với điều kiện đường sá và khí hậu

- Vỏ xe phải đẹp, phù hợp với thẩm mỹ công nghiệp

- Vật liệu chế tạo các chi tiết phải có độ bền cao, độ chống mòn, chống gỉ cao Nhằm nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ của xe Nên tăng vật liệu nhẹ để giảm tự trọng của

xe

- Kết cấu các chi tiết phải có tính công nghệ cao, số nguyên công chế tạo ít

I.3.2 Yêu cầu về sử dụng

- Xe phải có tính năng động lực cao, (tốc độ quay trung bình cao nhằm quay vòng

xe nhanh, nâng cao năng suất vận chuyển) Thời gian gia tốc và quảng đường gia tốc ngắn, dể khởi động

- Xe phải có tính an toàn cao, đặc biệt đối với hệ thống phanh, hệ thống lái

- Xe phải đảm bảo tính tiện nghi cho lái xe và hành khách, thao tác nhẹ nhàng, dể dàng, bảo đảm tầm nhìn tốt

- Mức tiêu hao nhiên liệu, dầu nhờn bôi trơn thấp, săm lốp và các vật liệu chạy xe

ít

- Kích thước thùng xe phù hợp với tải trọng, để nâng cao hệ số sử dụng tải trọng

- Kích thước và hình dạng thùng xe phải bảo đảm cho công tác xếp dỡ hàng hóa thuận tiện và nhanh chóng

- Xe chạy phải êm, không ồn, lượng độc hại khí thải phải theo quy định

I.3.3 Yêu cầu về bảo dưỡng và sửa chữa

Do giờ công bảo dưỡng và sửa chữa rất lớn so với chế tạo, (với cả đời xe thời gian bảo dưỡng và sửa chữa gấp từ (30 – 50) lần thời gian chế tạo) nên mọi chi phí cho đời xe

từ khi chế tạo đến khi thanh lý 100% thì các phần chi phí được phân bổ như sau:

Chi phí thiết kế chế tạo: 1,4

Bảo dưởng ôtô: 45,5

Sửa chữa thường xuyên: 46,0

I.4 CÁC THÔNG SỐ VỀ KÍCH THƯỚC VÀ TRỌNG LƯỢNG ÔTÔ I.4.1 Các thông số về kích thước

Bảng I.1 Các thông số hình học đảm bảo tính cơ động của ôtô

CÁC GÓC VÁT LOẠI XE

KHOẢNG SÁNG GẦM XE

Cmm Trước γ1 Sau γ2

BÁN KÍNH THÔNG QUÂ DỌC Rd

35-55 30-40

20-30 20-35

1,5-3,0 3,0-5,0

thông qua cao 250-400 40-50 30-45 1,5-3,5

I.4.2 Các thông số về trọng lượng

Trước đây, trong các nước XHCN đã thống nhất dải trọng tải: 0,5; 1; 1,5; 3; 5; 8 và

100 [KN]

60 [KN]

100 [KN]

55 [KN]

Tính việt dã của ôtô

Là khả năng của ôtô chạy trên đường xấu, ngoài các yếu tố khác (các thông số hình học đảm bảo tính chuyển động) thì hệ số bám giữa bánh xe chủ động và mặt đường là đặc trưng chính nói lên tính việt dã:

P Kmax : Lực kéo lớn nhất của ôtô;

Gj : Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cầu chủ động (theo bảng I.3) Bảng I.4 Hệ số bám của vài loại ôtô khác nhau

Ôtô với công thức bánh xe φ Ôtô với công thức bánh xe φ Ôtô du lịch 4x2 0,5 Ôtô vận tải 4x4 1,0 Ôtô vận tải 4x2 0,6-0,7 Ôtô vận tải 6x6 1,0 Ôtô vận tải 6x4 0,7-0,8 Ôtô kéo moóc 4x2 0,3 - 0.4 Qua bảng I.4, với ôtô có tất cả các bánh là chủ động thì ôtô có tính việt dã cao nhất

I.4.2 Công thức bánh xe

Công thức bánh xe được thể hiện bằng tích hai số a x b - trong đó a: là số lượng bánh xe, b: là số lượng bánh xe chủ động

Ví dụ:

4 x 2: Xe một cầu chủ động có 4 bánh xe, trong đó có 2 bánh xe chủ động

4 x 4: Xe hai cầu chủ động, cả 4 bánh xe đều là bánh chủ động (có khi trên ôtô ghi tiếng Anh 4WD: Four Wheels Drive, 4bánh chủ động EF: Eront – engine, Front-wheel – Drive ER: Eront-engine, Rear – wheel- Drive )

6 x 4: Xe tải hoặc xe khách một cầu chủ động, trong đó cầu chủ động có 4 bánh xe

6 x 6: Xe có 6 bánh xe, 3 cầu chủ động , ví dụ: xe ЗИЛ – 157

I.5 BỐ TRÍ ĐỘNG CƠ TRÊN ÔTÔ

Bố trí chung trên ôtô bao gồm: bố trí động cơ và các tổng thành, việc bố trí này phải thỏa mãn các điều kiện sau:

- Hệ số sử dụng chiều dài λ phải lớn:

λ =

L l

Ở đây: l - chiều dài buồng chứa [m] và L - chiều dài toàn bộ ôtô [m]

- Chỗ ngồi của người lái phải đảm bảo an toàn, dễ thao tác và vệ sinh công nghiệp

Có chỗ để chăm sóc, bảo dưỡng các tổng thành Sự phân bố tải trọng lên các cầu phải hợp lý, hài hòa các yêu cầu về lực kéo, bám, thắng, chuyển hướng, ổn định và êm dịu

I.5.1 Bố trí động cơ (xem hình 1.1)

a Bố trí động cơ trước và ngoài buồng lái: được sử dụng cho hầu hết các loại ôtô tải trước đây (trước năm 1970), như: ЗИЛ – 130, ЗИЛ – 157, ЗИЛ- 164, ГАЗ-51,53,… các loại xe Trung quốc như Giải phóng CA-10, CA-10B, các loại xe tải của các nước châu Âu…).Việc bố trí này tạo điều kiện chăm sóc, bảo dưỡng động cơ dễ dàng, song hệ

số sử dụng λ bé, tầm nhìn của lái xe kém, (hình a,b) Hiện nay không còn thông dụng, trừ trường hợp có yêu cầu đặc biệt (xe chuyên dùng)

b Bố trí động cơ trước và trong buồng lái: phương án này khắc phục được các nhược điểm của phương án a, tạo vị trí ngồi cho người lái tốt, nâng cao hệ số sử dụng λ, nhưng phải cách nhiệt cách âm tốt thường sử dụng cho buồng lái lật Chiều cao trọng tâm lớn ít lợi cho tính ổn định (hình c)

c Bố trí động cơ giữa buồng lái và thùng chứa hàng: khắc phục phần nào nhược điểm của cả hai phương án trên, song chăm sóc bảo dưỡng động cơ khó khăn Cần tính toán trọng tâm xe cho thích hợp

d Bố trí động cơ phía sau xe: thường sử dụng cho xe con và xe khách Hệ số sử dụng chiều dài λ tăng Vị trí ngồi của người lái rất tốt, cần cách nhiệt cho khoang hành

khách Kết cấu hệ thống truyền lực gọn, song cơ cấu điều khiển động cơ, ly hợp, hộp số phức tạp hơn

e Bố trí dưới sàn: thường sử dụng cho xe khách, có ưu điểm như cách bố trí ở sơ

đồ d, song làm giảm khoảng sáng gầm, khó khăn cho công tác chăm sóc bảo dưỡng động

cơ

Hình I.1 bố trí động cơ trên xe tải

a và b: trước và ngoài buồng lái, c: trước và trong buồng lái

Hình bên phải là một kiểu buồng lái lật (các loại xe IFA và một số xe khác)

Đối với ôtô tải, khi bố trí các cụm cần chú ý đến vấn đề phân bố tải trọng lên các cầu chủ động không nhỏ hơn 50% trọng lượng toàn bộ của ôtô (không kể tải trọng hữu ích)

Trên hình I.2 với:

a: Ôtô tải nhỏ có thùng kín, b: Ôtô tải nhỏ đa năng, c: Ôtô tải thùng, d: Ôtô tải tự đổ (ben), e: Ôtô tải thùng kín, f: Ôtô kéo (đầu kéo)

Ôtô tải được dùng với mục đích chuyên chở đa năng, kể cả các vật thể hình khối không thể tháo rời, không gian dùng chở hàng cách biệt với buồng lái bằng vách ngăn Thùng hàng phải có khả năng mở về các phía để thuận lợi cho việc xếp dỡ hàng hóa Riêng loại ô tô tải nhỏ thùng kín được xem xét bố trí chung trên cơ sở củ ô tô chở người

loại nhỏ Pick-up thuộc loại ô tô tải nhỏ có thùng gắn liền với buồng lái, thùng hàng có

thể thay đổi phần che kín phía trên phục vụ các mục đích khác nhau

Hình I.2 Các mẫu cơ bản của ôtô tải Các loại xe con xem (hình I.3) a: Sedan, b: Coupe, c: Combi, d: Ôtô mui trần tự xếp Cabriolet, e: Roadster, f: Ôtô con đa năng, g: Combi lớn, h: Pick-up chuyên dụng

Sedan: (Salon, Limousinne)

Có khung vỏ cấu trúc liền kín tạo nên bởi các tấm thép định hình, tấm nóc hàn liền hoặc có cửa mở, đuôi xe hạ bậc Vỏ có hai hay bốn cửa bên Phía sau xe có kính lớn tạo khả năng quan sát phía sau, cửa mở khoang hành lý ở dạng tấm liền

Khoang hành khách có hai dãy ghế, dãy ghế sau có 3 chỗ ngồi Loại Sedan còn có cấu trúc phần đuôi phẳng (hatchback, liftback) nhằm thu ngắn chiều dài của xe, khoang hành lý thu hẹp nằm ở phần dưới kính cửa sau

Hình I.3 các loại xe con cơ bản

Loại Limousin có khoảng không gian bên trong rộng hơn sedan thông thường, có

thể có vách ngăn giữa hai hàng ghế trước và sau Số chỗ ngồi là 4 hay nhiều hơn, số cửa bên có thể 4 hay 6, chiều dài tối thiểu của xe là 5,4m Không gian bên trong rộng có thể

bố trí bàn làm việc kiểu gấp lại được, hay bố trí nhiều ghế có hàng ghế giữa gấp được

Hình I.4 kiểu sedan Limousin Hình I.5 khung vỏ ôtô kiểu Sedan

Coupe: Khung vỏ có cấu trúc liền kín, khoang người ngồi bố trí nhỏ hẹp, số chỗ

ngồi 2 hay 3 (một dãy ghế), nếu có hàng ghế phụ phía sau thì phải gấp gọn được Tấm nóc hàn cứng, hoặc có cửa nóc, sau hàng ghế ngồi phần nóc hạ thấp, có hai cửa bên

Hình I.6 khung vỏ xe kiểu Sedan Hatchback Khoang hành lý sau xe có thể tích nhỏ và thấp, có vách ngăn riêng biệt Chiều cao trọng tâm thấp, xe có thể lắp động cơ có công suất lớn, cấu trúc võ theo dạng xe thể thao trần kín

Hình I.7 khung vỏ xe con

a Kiểu Roadster (trái) b Kiểu Cabriolet (phải)

Roadster: khung vỏ liền hở nóc hai chỗ ngồi, không gian giành chứa hàng và cho

người ngồi hạn chế, sử dụng mui gấp bằng nhựa, tấm gập kim loại hoặc bạt gấp Số cửa bên 2, số chỗ ngồi 2 hoặc 3 Hình dáng xe có dạng khí động, chiều cao trọng tâm thấp thường bố trí động cơ công suất cao, có khả năng gia tốc lớn, cấu trúc vỏ theo dạng xe thể thao trần kín chổ ngồi, không gian giành chứa hàng và cho người ngồi hạn chế, sử dụng mui gấp bằng nhựa, tấm gập kim loại hoặc bạt gấp Số cửa bên 2, số chỗ ngồi 2 hoặc 3 Hình dáng xe có dạng khí động, chiều cao trọng tâm thấp thường bố trí động cơ công suất cao, có khả năng gia tốc lớn, cấu trúc vỏ theo dạng xe thể thao trần kín

Cabriolet: khung vỏ liền hở nóc, không có khung kính cửa bên, nóc sử dụng mui

gấp bằng nhựa, kim loại hoặc bạt gấp Số chỗ ngồi từ 2 đến 4 hoặc hơn, số cửa bên 2 hay

4, xe còn gọi là xe mui trần, dùng để du lịch, chiều cao cản gió thấp Không gian khoang chứa hàng hạn chế

Combi: có combi nhỏ và combi lớn Combi nhỏ có cấu trúc liền kín, không gian

bên trong được mở rộng tối đa, hai dãy ghế ngồi, số ghế 4 hay hơn, khoang chở hàng phía sau được mở rộng đến 1m3

, số cửa bên 2 hay 4, cửa sau rộng tạo góc nghiêng 150

hay vuông góc với mặt đường Xe dùng với mục đích chở người và chở hàng Combi lớn

có cấu trúc khung chịu tải, vỏ bao kín Xe có tối thiểu hai dãy ghế, có khả năng bố trí đến ba dãy ghế, số lượng chỗ ngồi từ 5 đến 8, mục đích sử dụng là chở người, khoang chứa hàng linh hoạt có thể đạt đến 1,4m3

Ôtô con đa năng: còn gọi là ôtô việt dã Thường dùng công thức bánh xe 4x4, hai

cầu chủ động, thuộc loại 4WD hay AWD Kết cấu khung chịu tải, phần vỏ bao kín tạo nên khoang chở người, số chỗ từ 5 đến 7, 4 cửa bên và 1 cửa sau Khoảng sáng gầm xe cao

Hình I.8 Ô tô đa năng (ô tô việt dã)

I.6 GIỚI HẠN KHỐI LƯỢNG LỚN NHẤT CỦA ÔTÔ

Giới hạn lớn nhất của khối lượng cho các loại ôtô trên cơ sở số lượng cầu xe của

nó Theo tiêu chuẩn ECE quy định như sau:

- Ôtô có hai cầu: không quá 18 tấn, trong đó khối lượng đặt lên một cầu chủ động không quá 11 tấn, khối lượng đặt lên hai cầu chủ động phụ thuộc vào khoảng cách của hai cầu sau chủ động nhưng không quá 18 tấn

Bảng I.1 Tải trọng giới hạn trên cầu xe

- Ôtô có ba cầu: không quá 24 tấn,

- Ôtô có bốn cầu hay hơn: không quá 32 tấn

Khối lượng giới hạn tác dụng trên các cầu xe không dẫn hướng theo tiêu chuẩn ECE trình bày ở bảng I.1

Khối lượng thiết kế cho một cầu xe:

Khối lượng đặt lên một cầu bị giới hạn bởi điều kiện chịu tải nền đường, các quốc gia khác nhau quy định cho ôtô tải và chở người, cho ở bảng I.1

Bảng I.2 khối lượng thiết kế cho phép tối đa với các quốc gia khác nhau

KHỐI LƯỢNG CHO PHÉP (TẤN) QUỐC GIA KHỐI LƯỢNG CHO PHÉP

TRÊN 1 CẦU (TẤN) Ô TÔ 2 CẦU Ô TÔ 3 CẦU

I.7 KÍCH THƯỚC LỚN NHẤT CHO PHÉP

Theo tiêu chuẩn quốc tế, kích thước cho phép lớn nhất của ôtô như sau:

- Chiều rộng toàn bộ không quá 2,55 m,

- Chiều cao toàn bộ không quá 4,0 m,

- Chiều dài toàn bộ của ôtô tải không quá 12,0 m,

- Chiều dài toàn bộ của đoàn xe bán rơmooc không quá 16,5 m,

- Chiều dài toàn bộ của đoàn xe rơ mooc không quá 18,35 m

Trong trường hợp vận tải đặc biệt, với ôtô có kích thước lớn hơn quy định phải tuân thủ quy định riêng của quốc gia, nhưng phải bảo đảm khả năng linh hoạt và tính cơ động của ôtô theo tiêu chuẩn đã quy định

I.8 BỐ TRÍ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CHO XE CON

I.8.1 Các sơ đồ của hệ thống truyền lực ôtô con một cầu chủ động

Hệ thống truyền lực thường có thể tập hợp nhiều cụm chức năng khác nhau, thường bao gồm những tổ hợp sau:

- Ly hợp, hộp số chính, cầu chủ động, trục các đăng, bánh xe;

- Hoặc ly hợp, hộp số chính, hộp phân phối, cầu chủ động, trục các đăng, khớp nối, bánh xe

- Hoặc hộp số cơ khí – thủy lực, hộp phân phối, cầu chủ động, trục các đăng, khớp nối, bánh xe…

Số lượng cụm có thể khác nhau, tùy vào tính năng kỹ thuật của ôtô

a Động cơ nằm trước (cấu trúc truyền thống)

Sơ đồ a: động cơ, ly hợp, hộp số đặt hàng dọc phía trước đầu xe, cầu chủ động đặt

sau xe, trục các đăng nối giữa hộp số và cầu chủ động Chiều dài từ hộp số đến cầu sau khá lớn nên giữa trục phải đặt ổ treo Sơ đồ này thông dụng và quen thuộc trên nhiều ô

tô đã gặp

Sơ đồ b: động cơ, ly hợp đặt trước xe, hộp số chính, cầu sau đặt sau xe và cũng tạo

nên một khối lớn, trục các đăng nối giữa ly hợp và hộp số chính Trục các đăng đặt kín trong vỏ bọc làm tốt việc bảo vệ che bụi cho hệ thống

Trên ôtô con khi không hay ít tải (chỉ có lái xe), trọng lượng phân bố ra cầu chủ động nhỏ do vậy khả năng tận dụng lực bám bị hạ thấp Để gia tăng trọng lượng cho cầu sau hộp số chính (hay cả ly hợp) có thể đặt ngay tại cầu sau, tuy nhiên khi đó các đăng phải thường xuyên làm việc ở tốc độ cao, cơ cấu điều khiển sẽ phức tạp Để thỏa mãn các yếu tố kể trên, cần có các giải pháp tăng bền cho kết cấu các đăng

Để giảm nhỏ tối đa khối lượng không treo, trên xe dùng treo độc lập cho cả cầu sau, điều này làm tăng giá thành ôtô

Hình I.9 Các sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực truyền thống của ôtô con

Đ: Động cơ, L: Lyhơp, H: Hộp số chính, C: Cầu chủ động, T: Trục các đăng Bánh xe có màu đậm là bánh chủ động

Việc sử dụng hệ thống truyền lực nằm chung trong một khối kín có tên “transaxle” bao gồm toàn bộ tổ hợp khối truyền lực, động cơ là biện pháp bảo vệ tối đa, có thể vận dụng cho các loại xe đặc biệt

b Động cơ nằm trước, cầu trước chủ động (hình I.10)

Sơ đồ c - động cơ, ly hợp, hộp số chính, cầu xe nằm dọc và ở trước xe, tạo nên cầu

trước chủ động Toàn bộ các cụm liên kết với nhau thành một khối lớn gọn Nhờ cấu trúc

này trọng tâm nằm lệch về phía đầu xe, không gian đầu xe chật hẹp Do việc bố trí động

cơ nằm dọc nên đòi hỏi khoang động cơ dài, hạn chế tầm quan sát của người lái

Sơ dồ d - động cơ, ly hợp, hộp số, nằm ngang đặt trước xe Cầu trước chủ động

Toàn bộ cụm truyền lực làm liền khối, trong cầu chủ động Bộ truyền bánh răng trụ thay thế bộ truyền bánh răng nón

Phần lớn xe con có cấu trúc động cơ nằm ngang, dịch về phía trước cầu trước, tăng tải trọng cho cầu trước chủ động và bảo đảm khả năng kéo tốt cả khi ô tô đi trên đường xấu Mặt khác do bố trí gọn nên bảo đảm khả năng quan sát phía trước tốt hơn, đặc biệt với việc sử dụng động cơ nằm ngang chữ V

Sơ đồ c, d ngày nay rất thông dụng, dùng cho xe con một cầu chủ động, có tốc độ cao nhằm đảm bảo trọng lượng phân bố phía trước lớn (kể cả khi xe đầy tải) điều này có lợi cho khả năng điều khiển và giảm nhẹ công việc lắp ráp ô tô

Đặc điểm của bố trí này còn tạo điều kiện cho các xe có thể tích nhỏ có thể giành không gian cho khoang hành khách và khoang hành lý, tạo điều kiện sử dụng tối ưu không gian ôtô

Hình I.10 các sơ đồ bố trí chung động cơ nằm trước

Đ: Động cơ, L: Ly hợp, H: Hộp số chính, C:Cầu chủ động, CĐ: Trục các đăng

C Động cơ nằm sau, cầu sau chủ động (hình I.11)

Sơ đồ e - động cơ, ly hợp, hộp số, cầu chủ động làm thành một khối gọn ở phía sau

xe, cầu sau chủ động Cụm động cơ nằm trước cầu chủ động, cấu trúc này hiện nay ít gặp trên ô tô 4,5 chỗ ngồi, tuy vậy vẫn tồn tại vì lý do công nghệ truyền thống của các hãng sản xuất

Sơ đồ g - giống như sơ đồ e, nhưng cụm động cơ nằm ngược lại, đặt sau cầu sau

Hai dạng cấu trúc này có tải trọng đặt trên cầu sau lớn rất phù hợp cho việc tăng lực kéo của xe trong mọi điều kiện chuyển động, tức là đảm bảo khả năng tăng tốc xe tốt

Do trọng lượng đặt lên cầu trước nhỏ nên tải trọng khi phanh không quá lớn, thích hợp với các loại xe tải trọng nhỏ, lực cần thiết trên vành lái nhỏ, nhưng ngược lại có độ nhạy cảm với gió tác dụng bên cao Do không gian phía sau bố trí cụm động lực nên không thể bố trí khoang hành lý

Các dạng xe này hiện nay chỉ thích hợp với các loại xe đua hoặc xe thể thao Với cấu trúc như thế, có khả năng phát huy tốt công suất động cơ trên các bánh xe chủ động phía sau

Hình I.11 các sơ đồ bố trí chung động cơ nằm sau

Đ: Động cơ, L: Ly hợp, H: Hộp số chính, C: Cầu chủ động, CĐ: Trục các đăng

I.8.2 Các sơ đồ của hệ thống truyền lực ôtô con hai cầu chủ động

Ôtô con hai cầu chủ động (4WD) có các dạng cơ bản cho ở hình I.12 và ở mỗi sơ

đồ còn có các dạng kết khác nhau Xe sử dụng công thức bánh xe 4x4, xác định mục đích sử dụng và có khả năng cơ động khác nhau

So với ôtô một cầu chủ động, loại hau cầu chủ động cho phép:

- Tận dụng tốt trọng lượng bám, do vậy có khả năng kéo cao

- Sự truyền mômen chủ động đến tất cả các bánh xe tạo thành khả năng đồng thời tồn tại cả lực dọc và lực ngang, gây trượt các bánh xe, làm giảm khả năng tăng tốc mạnh khi xe chạy trên đường vòng, giúp tăng khả năng an toàn chuyển động

- Sử dụng các bộ phanh ABS (phanh chống trượt lê) đơn giản cho hệ thống phanh

và sử dụng các bộ vi sai tự gài giữa các cầu chủ động

- Tạo khả năng thoát nước tốt trên mặt đường có nước, vì khi các bánh xe quay sẽ đẩy nước ra khỏi chỗ tiếp xúc

Đặc điểm kết cấu của các sơ đồ như sau:

Sơ đồ a - động cơ, ly hợp, hộp số chính, hộp phân phối đặt dọc phía đầu xe, cầu

trước và cầu sau chủ động Nối giữa hộp phân phối và các cầu là các trục các đăng Sơ

đồ này gặp ở ô tô có khả năng việt dã cao (ô tô chạy trên đường xấu) Sơ đồ có nhiều cụm và trục truyền nên kết cấu phức tạp, thường thấy ở xe đa năng truyền thống (ЯАЗ, Zeep, Toyota, Misubichi…)

Sơ đồ b - động cơ, ly hợp hộp số chính, đặt dọc phía đầu xe, cầu trước và sau chủ

động Kết cấu dùng bộ vi sai nối giữa các cầu, bộ vi sai có thể đặt trong hộp số chính hay đặt sau hộp số chính Sự hoạt động của bộ vi sai giúp cho xe tránh gây ra sự tuần hoàn

công suất khi chuyển động trên nền đường có hệ số bám trên các bánh xe khác nhau (Misubichi, Volkswagen…)

Sơ đồ c - động cơ, hộp số, ly hợp, cầu trước làm thành một khối nằm phía đầu xe,

đáp ứng yêu cầu tăng tải trọng lên cầu trước (AWD: All-Wheel Drive) Cầu sau chủ động nối với hộp số chính thông qua khớp ma sát, không có hộp phân phối Sơ đồ này thích hợp cho việc đồng hóa các cụm của ô tô con một cầu chủ động với hai cầu chủ động (Subaru, Alfa Romeo…)

Sơ đồ d - động cơ, hộp số, ly hợp, cầu sau thành một khối nằm phía cuối xe, đáp

ứng yêu cầu tăng tải trọng lên cầu sau Cầu trước chủ động nối với hộp số chính thông qua khớp ma sát, không có hộp phân phối kết cấu đơn giản và xe có tính việt dã tốt, nhất

là khi chạy trên mặt đường trơn (AWD) Sơ đồ này thích hợp với các loại xe thể thao

(Porsche…)

Hình I.12 các sơ đồ bố trí chung xe hai cầu chủ động

Đ: Động cơ, L: Ly hợp, H: Hộp số chính, C: Cầu chủ động, CĐ: Trục các đăng,

P: Hộp phân phối, K: Khớp ma sát, V: Vi sai giữa các cầu.

I.9 BỐ TRÍ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CHO XE TẢI

Tổng số cầu xe trên ôtô phụ thuộc vào khối lượng toàn bộ yêu cầu và điều kiện đường sá chạy xe Công thức bánh xe (hình I.13) xác định số lượng cầu chủ động của xe Càng tăng tải trọng toàn bộ đòi hỏi phải tăng số lượng cầu và lượng tỷ số truyền trong hệ thống truyền lực của xe

Xe có khối lượng toàn bộ nhỏ và vừa cần có từ 4 đến 5 số truyền và 1 số truyền phụ Xe có khối lượng lớn cần 6 số truyền và 2 đến 3 số truyền phụ có thể nhân đôi số truyền theo tính năng kỹ thuật yêu cầu Các hộp phân phối đảm nhận việc phân chia các mômen truyền qua các bộ vi sai tự động gài hay có cơ cấu đóng mở vi sai

Bố trí hệ thống truyền lực cho xe tải tùy thuộc chức năng vận tải trên đường Trên

cơ sở của cá loại xe tải có thể đồng hóa kết cấu (tính lắp lẫn cao) cho các loại ôtô chuyên dụng Các sơ đồ hệ thống truyền lực liên quan chặt chẽ đến việc bố trí các cầu chủ động

Các sơ đồ hệ thống truyền lực có thể chia theo công dụng và sự phức tạp của kết cấu như sau:

- Nhóm ôtô vận tải đa năng,

- Nhóm ôtô có tính cơ động cao

I.9.1 Nhóm ôtô vận tải đa năng

Hình I.13 các sơ đồ HTTL liên quan đến

bố trí cầu chủ động Hình I.14 ôtô vận tải đa năng

Nhóm ô tô tải đa năng có cấu trúc như ở hình I.14

Sơ đồ a - bố trí trên xe thông dụng một cầu chủ động, có đặt động cơ phía trước,

cầu sau chủ động, công thức bánh xe 4x2, phù hợp với xe tải có tải trọng thông dụng Hộp số và ly hợp đặt liền khối với động cơ, trục các đăng dài nối liền hộp số với cầu xe

Sơ đồ b và c - dùng cho xe có hai cầu chủ động, công thức bánh xe 4x4, có hộp

phân phối chung hay riêng với hộp số chính Sơ đồ c chỉ dùng cho xe tải có khối lượng toàn bộ nhỏ, trong đó trục nối giữa các cầu liên kết với hộp phân phối Sơ đồ này cho phép hộp số chính và hộp phân phối làm liền kề nhau và chung một vỏ

Sơ đồ d và e – thường dùng cho xe tải nặng có công thức bánh xe 6x4 Do việc gia

tăng số lượng cầu chủ động phía sau nên tải trọng hàng hóa có thể chuyên chở lớn hơn, hoặc tạo khả năng nâng cao trọng lượng bám của xe Các loại xe khi không bố trí vi sai giữa các cầu, hai cầu sau thường bố trí gần nhau nhằm hạn chế sai lệch mô men xoắn cần truyền cho hai cầu chủ động, giảm thiểu hiện tượng tuần hoàn công suất

Hộp phân phối có thể có vi sai nếu khoảng cách giữa hai cầu quá lớn, khi đó có thể xuất hiện hiện tượng tuần hoàn công suất, giảm tính cơ động của ô tô, để khắc phục điều này dùng vi sai có khớp khóa vi sai

I.9.2 Nhóm ôtô vận tải có tính cơ động cao

Các loại xe này thường dùng nhiều trong lâm nghiệp và vận tải chuyên dụng khi điều kiện địa hình chưa hoàn thiện

Cấu trúc hệ thống truyền lực cho xe 3 cầu chủ động trình bày trên hình I.15 bố trí như trên sơ đồ a cho phép sử dụng vi sai không đối xứng giữa các cầu với tỷ lệ phân bố

cố định, phân phối giữa hai cầu sau bằng nhau, nhờ vậy không xãy ra hiện tượng tuần hoàn công suất

Trên sơ đồ b có kết cấu đơn giản, nhưng cần có vi sai không đối xứng cho cầu trước và hai cầu sau Bố trí liên thông của hai cầu sau có thể làm tăng khả năng tuần hoàn công suất cho hai cầu sau

Hình I.15 sơ đồ hệ thống truyền lực xe tải 3 cầu chủ động

Hình I.16 sơ đồ hệ thống truyền lực xe tải 4 cầu chủ động

Hình I.17 sơ đồ HTTL xe tải một cầu chủ động đặt sau xe

Hình I.18 sơ đồ hệ thống truyền lực xe loại rất lớn

1: LH thủy lực, LH ma sát, TĐCC kiểu HT

Hình I.19 sơ đồ hệ thống truyền lực của ôtô 3 cầu chủ động

1.Hộp số phụ, 2.Vi sai giữa cầu trước và sau, 3.Vi sai giữa các trục sau, 4 TLCC bằng

TLHT

Sơ đồ c dùng cho xe 3 cầu chủ động, hộp phân phối chia hai hộp cạnh truyền mô men cho các dãy bánh xe hai bên theo cấu trúc song song Một động cơ có công suất cao truyền cho tất cả các bánh xe Khái niệm cầu xe chỉ còn là tượng trưng bỡi trục nối tưởng tượng giữa hai bánh xe nằm cùng trên tọa độ dọc theo xe

I.10 MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA THEO “LUẬT LỆ GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ 1963” CỦA BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

1 Xe đạp: là phương tiện vận tải có ít nhất 2 bánh xe trở lên, chuyển động được bằng sức người ngồi (hoặc đứng) trên phương tiện đó Xe chuyên dụng cho người khuyết tật có tính năng như trên cũng được xếp vào loại xe đạp

2 Xe thô sơ: là những loại xe đạp, xe người kéo, xe súc vật kéo

3 Xe cơ giới: là các loại phương tiện tự hành, chuyển động bằng động cơ

4 Xe máy: là phương tiện vận tải 2 hoặc 3 bánh, chuyển động bằng động cơ có thể tích làm việc không quá 50 cm3

5 Mô tô: là phương tiện vận tải 2 hay 3 bánh chuyển động bằng động cơ có thể tích làm viêc lớn hơn 50 cm3, trọng lượng toàn bộ (không kể người và hàng ) không quá 450

kg

6 Ôtô sơmi rơ mooc: là xe cơ giới chuyên chở hàng hóa hoặc chở người mà dùng

xe truyền một phần trọng lượng lên đầu kéo và đầu kéo không, không có bộ phận chở người hoặc hàng hóa (đầu kéo là ôtô có cấu tạo để móc với sơ mi rơ móoc thành ôtô sơmi rơ móoc )

7 Máy kéo: là đầu máy tự di chuyển bằng bánh xích hay bánh bơm để thực hiện công việc đào, xúc, ủi, gạt, kéo đẩy

8 Móoc: là phương tiện vận tải không tự di chuyển được mà di chuyển bằng động lực ô tô, máy kéo

9 Ôtô kéo móoc: là ôtô hoặc đầu kéo, hoặc ôtô sơ mi rơ móoc được móc nối với một hoặc trên một móoc

10 Ô tô con: Là ô tô chở người có không quá 10 chỗ ngồi và không quá 1 lái xe, và

ô tô chở hàng trọng tải không quá 1,5 tấn Ô tô con gồm cả loại có kết cấu như mô tô nhưng trọng lượng bản thân từ 450 kg trở lên và trọng tải không quá 1,5 tấn

11 Ô tô khách: Là ô tô chở người với số chỗ ngồi lớn hơn 10, ô tô khách gồm cả xe buýt Xe buýt là ô tô khách có chỗ ngồi ít hơn chỗ đứng

12 Ô tô tải: Là ô tô chở hàng hoặc thiết bị chuyên dùng có tải trọng từ 1,5 tấn trở lên

mô men ở bánh xe chủ động quá trị số quy định Trong hộp số tự động (mà chúng ta sẽ

đề cập ở chương 3, bộ biến mô đóng vai trò của ly hợp, công dụng của biến mô thủy lực được đề cập ở hộp số tự động)

II.1.2 Phân loại

a Phân theo cách truyền mômen xoắn

- Ly hợp ma sát: loại một đĩa, nhiều đĩa, loại lò xo nén biên, loại lò xo nén trung tâm, loại càng tách ly tâm, loại càng tách nửa ly tâm;

- Ly hợp thủy lực: loại thủy động, loại thủy tĩnh;

- Ly hợp nam châm điện;

- Ly hợp liên hợp

b Phân theo cách điều khiển

- Do cách điều khiển: loại đạp chân, loại có trợ lực thủy lực, trợ lực hơi

- Loại tự động

Trong các kiểu ly hợp kể trên, ly hợp ma sát là loại được sử dụng nhiều nhất vì có nhiều ưu điểm

II.1.3 Yêu cầu

- Truyền được mômen xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt trong bất kỳ điều kiện nào Muốn vậy mômen ma sát sinh ra trong ly hợp phải lớn hơn mô men xoắn của động cơ:

MLH = β.Memax Trong đó:

MLH - Mômen ma sát sinh ra trong ly hợp, [N.m],

Memax - Mômen xoắn lớn nhất của động cơ, [N.m],

β - Hệ số dự trữ của ly hợp, β>1

- Khi nối ly hợp phải êm dịu, để không gây ra sự va đập trong hệ thống truyền lực;

- Khi cắt tách ly hợp phải dứt khoát để dể gài số;

- Mômen quán tính của phần bị động ly hợp phải nhỏ

Ly hợp phải làm nhiệm vụ của bộ phận an toàn, do đó hệ số β phải nằm trong giới

hạn nhất định (Nếu β quá nhỏ sẽ gây trượt, β quá lớn ly hợp sẽ không tự cắt)

II.2 LY HỢP MA SÁT - ĐĨA ĐƠN

Ly hợp đĩa ma sát thường rất được sử dụng và trong hộp số tự động thường sử dụng

ly hợp ma sát ướt có nhiều đĩa

II.2.1 Kết cấu và nguyên lý hoạt động ly hợp ma sát – đĩa đơn

Hình 2.1.1 giới thiệu sơ đồ kết cấu (c) và nguyên lý hoạt động (a, b) của ly hợp ma

Nguyên lý hoạt động

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp ma sát lò xo trụ

a) Trạng thái đóng; b) Trạng thái ngắt; c) Cấu tạo chi tiết

1 Bánh đà; 2 Đĩa ma sát; 3 Đĩa ép; 4 Chốt nối cần bẩy với đĩa ép;

5 Chốt nối cần bẩy với giá đỡ; 6 Giá đỡ cần bẩy; 7 Cần bẩy;

8 Trục sơ cấp của hộp số; 9 Khớp trượt; 10 Vòng bi tì; 11 Then hoa;

12 Lò xo ép đĩa ly hợp; 13 Vỏ bọc ly hợp; 14 Bàn đạp ly hợp;

15 Thanh nối điều khiển ly hợp

Khi đóng ly hợp (hình 2.1a), lái xe rời chân khỏi bàn đạp ly hợp 14, lúc này ly hợp

ở trạng thái tự do, các lò xo 12 đẩy đĩa ép 3 ép chặt đĩa ma sát 2 lên bánh đà Nhờ có ma sát, nên đĩa ma sát, đĩa ép lò xo, vỏ ly hợp và bánh đà tạo thành một khối cứng quay cùng bánh đà, do đó mômen được truyền từ trục khuỷu bánh đà sang đĩa ma sát và then hoa đến trục sơ cấp của hộp số

Muốn ngắt ly hợp, chỉ cần đạp chân lên bàn đạp 14; thông qua thanh nối 15, khớp trượt 9 chuyển động sang trái ép vào đầu cần đẩy 7 làm các cần bẩy quay trên giá đỡ 6

và đầu kia của cần đẩy kéo đĩa ép 3 thắng lực ép của lò xo 12, dịch chuyển sang phải và tách đĩa ma sát khỏi mặt bánh đà Lúc này đĩa ma sát ở trạng thái tự do (hình 2.1b) và mômen động cơ không thể truyền qua đĩa tới trục sơ cấp hộp số

Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát lò xo màng a), b) Kết cấu ly hợp ma sát lò xo màng; c) Lò xo màng lồi;

d) Ly hợp với lò xo màng lõm (kéo khớp trượt để ngắt ly hợp)

1 Bánh đà; 2 Đĩa ma sát; 3 Đĩa ép; 4 Then hoa;

5 Lò xo màng; 6 Khớp trượt với vòng bi mở ly hợp; 7 Trục sơ cấp của hộp số;

8 Vòng bi trục hộp số; 9 Ống lót đỡ khớp trượt; 10 Vỏ bộ ly hợp;

11 Trục khuỷu động cơ

Về kết cấu, ly hợp ma sát có loại sử dụng lò xo trụ (hình 2.1c), có loại dùng lò xo màng (hình 2.2a) Để truyền mômen lớn (ô tô tải), ly hợp có từ 2 đến 3 đĩa ma sát, để tăng tổng diện tích ma sát Khi sử dụng lò xo màng, thì màng này vừa đóng vai trò của lò

xo trụ vừa đóng vai trò cần bẩy của ly hợp

Để ngắt ly hợp, đối với nhiều ly hợp cần phải ép khớp trượt vào đầu cần bẩy hoặc

lò xo màng (hình 2.1, 2.2a) nhưng đối với một số ly hợp lại cần phải kéo khớp trượt đầu cần bẩy hoặc lò xo màng ra (hình 2.2c)

Trên hình 2.3 giới thiệu các bộ phận tháo rời nằm theo vị trí lắp ghép của bộ ly hợp

Để ngắt ly hợp, đối với nhiều ly hợp cần phải ép khớp trượt vào đầu cần bẩy hoặc

lò xo màng (hình 2.1, 2.2a) nhưng đối với một số ly hợp lại cần phải kéo khớp trượt đầu cần bẩy hoặc lò xo màng ra (hình 2.2c)

Hình 2.4 Đĩa ma sát nhìn chính diện a), và mặt cắt dọc b)

1 moay ơ thép; 2 Lò xo giảm chấn; 3 Đinh tán đĩa thép; 4 Đĩa thép;

5 Các tấm ma sát; 6 Đinh tán các tấm ma sát

II.2.3 Dẫn động cho ly hợp ma sát

Các ly hợp sử dụng trên ôtô phổ biến thuộc loại thường đóng, tức là ở trạng thái làm việc bình thường khi không có tác động điều khiển thì ly hợp ở trạng thái đóng Để ngắt ly hợp, cần có tác động ép hoặc kéo khớp trượt tác động lên cần bẩy hoặc lò xo màng để giải phóng đĩa ma sát khỏi bề mặt bánh đà Có một số phương pháp điều khiển đóng ngắt ly hợp như sau, chúng khác nhau chủ yếu ở đặc điểm truyền lực và chuyển động từ bàn đạp ly hợp đến khớp trượt mở ly hợp

Hình 2.5 Cơ cấu điều khiển bằng thanh nối Hình 2.6 Cơ cấu điều khiển bằng cáp

Cơ cấu điều khiển ngắt ly hợp dùng:

II.2.3.1 Dẫn động bằng hệ thống thanh nối

Trong hệ thống này, bàn đạp ly hợp được liên kết với càng gạt khớp trượt qua các thanh nối và đòn bẩy như trên hình 2.1a, b và hình 2.5 Các thanh nối có cơ cấu điều chỉnh độ dài 2 để điều chỉnh độ rơ và hành trình bàn đạp ly hợp Bàn đạp ly hợp và càng gạt khớp trượt có lò xo hồi về để sau khi buông chân khỏi bàn đạp để lò xo này kéo cơ cấu điều khiển về vị trí ban đầu và bộ ly hợp trở về trạng thái ban đầu

II.2.3.2 Dẫn động bằng Cáp dẫn động (hình 2.6)

Cơ cấu này làm việc tương tự như cáp trong phanh xe đạp, ở một đầu vỏ cáp có đai

ốc điều chỉnh để điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp ly hợp

II.2.3.3 Dẫn động bằng thủy lực (hình 2.7)

Cơ cấu này thường được sử dụng trên ôtô con và những ôtô có bộ ly hợp nằm ở vị trí khó sử dụng cơ cấu điều khiển kiểu thanh nối hoặc cáp Khi đạp bàn đạp 1, thông qua thanh đẩy 4, làm pitton trong bơm dầu chính 5 chuyển động đẩy dầu theo ống 6 xuống xylanh con 7 Dầu có áp suất cao đẩy pitton trong xylanh 7 chuyển dịch, thông qua cần đẩy ép vào càng gạt khớp trượt 8 ngắt ly hợp

Hình 2.7 Cơ cấu điều khiển bằng thủy lực

1 Bàn đạp ly hợp; 2 Cơ cấu điều chỉnh độ cao bàn đạp ly hợp; 3 Lò xo hồi vị;

4 Thanh đẩy; 5 Bơm dầu chính; 6 Đường dẫn dầu; 7 Xy lanh con; 8 Ốc điều chỉnh;

9 Càng gạt khớp trượt

Sau khi gài số, buông chân bàn đạp, lò xo hồi về 3 và lò xo ly hợp đưa các chi tiết điều khiển trở về vị trí ban đầu, dầu từ xylanh co được đẩy trở lại bơm chính

II.3 LY HỢP THỦY LỰC VÀ BIẾN MÔ

II.3.1 Khái niệm về ly hợp thủy lực và biến mô thủy lực

Khác với ly hợp ma sát khô, ở ly hợp và biến mô thủy lực, mômen được truyền từ trục chủ động sang trục bị động nhờ chất lỏng (dầu thủy lực) làm trung gian Ly hợp thủy lực chỉ truyền mômen từ trục chủ động sang trục bị động mà không làm tăng mômen và chỉ hoạt động hiệu quả ở tốc độ tương đối cao

Biến mô thủy lực vừa truyền mômen vừa có thể tăng mômen trên trục bị động so với mômen trên trục chủ động, nghĩa là tỷ số truyền mômen lớn hơn 1 (tương ứng với tốc độ quay của trục bị động nhỏ hơn số vòng quay của trục chủ động)

Ở chế độ tỷ số truyền mômen 1:1, Biến mô hoạt động hoàn toàn như một ly hợp thủy lực Do đó, hiện nay các bộ ly hợp thủy lực thuần túy không còn được sử dụng mà thay vào đó là biến mô thủy lực có thể thực hiện cả hai chức năng thay đổi mômen và truyền tăng mômen

II.3.2 Các bộ phận chính của biến mô thủy lực và nguyên lý hoạt động

II.3.2.1 Các bộ phận chính của biến mô thủy lực

Hình 2.8 trình bày sơ đồ hoạt động và các bộ phận chính của biến mô thủy lực

Bộ phận chính của biến mô, gồm: bánh bơm (B) 2, bánh tua bin (T) 3, và bánh hướng dòng (D) 8

Hình 2.8 Sơ đồ hoạt động của biến mô thủy lực (BM) (a);

Các bánh công tác tháo rời (b)

1 Trục chủ động (trục khuỷu động cơ);

2 Bánh bơm B ( bánh công tác chủ động), và vỏ ngoài;

3 Bánh tua bin T (bánh bị động); 4 Hướng chuyển động của dòng xoáy;

5 Giá đở trục bánh hướng dòng; 6 Ổ quay một chiều;

7 Trục tua bin ( trục bị động và là trục sơ cấp của hộp số); 8 Bánh hướng dòng

Trên các bánh công tác này có các cánh dẫn dòng chất lỏng Bánh bơm (2) cùng vỏ ngoài bao kín dầu được lắp cố định trên trục khuỷu động cơ – trục chủ động (1) – trực tiếp qua bánh đà hoặc đĩa lắp, trong khi bánh tua bin (3) được lắp then hoa trên trục sơ cấp của hộp số - trục bị động (7) Cửa chất lỏng ra của bánh bơm nằm đối diện với cửa chất lỏng vào của tua bin Bánh hướng dòng (8) nằm trung gian giữa cửa chất lỏng ra của tua bin và cửa chất lỏng vào của cánh bơm Bánh hướng dòng có các cánh cong có nhiệm vụ hướng dòng chất lỏng từ cửa ra của tua bin đi trở lại bánh bơm Bánh hướng dòng được lắp trên ổ quay một chiều (6) trên trục giá cố định (5) và chỉ có thể quay được một chiều theo chiều quay của tua bin và bánh bơm Toàn bộ cánh của các bánh công tác

nằm trong khoang kín chứa đầy dầu được cấp từ bơm dầu của hệ thống truyền lực

II.3.2.2 Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ hoạt động làm cho bánh bơm (2) quay, các cánh của bánh bơm guồng dầu nằm giữa các cánh quay theo Do lực ly tâm của dầu và do cấu tạo góc nghiêng của cánh nên dầu vừa quay theo cánh bơm vừa chuyển động theo mặt dẫn hướng của các cánh từ phía tâm trục quay ra phía ngoài và thoát ra khỏi cánh bơm đi vào không gian giữa các cánh của bánh tua bin tạo thành chuyển động xoáy Mức độ chuyển động xoáy của dầu phụ thuộc vào tốc độ bánh bơm và bánh tua bin và quyết định chế độ làm việc của biến mô

- Chế độ biến mô (thay đổi mômen truyền)

Khi tốc độ động cơ đủ lớn (các trường hợp động cơ chạy có tải), bánh bơm quay nhanh tạo ra hai chuyển động của chất lỏng trong khoang, đó là:

Chuyển động quay theo bánh bơm quanh trục biến mô;

và chuyển động xoáy theo vòng khép kín từ bánh bơm qua tua bin qua bánh hướng dòng và trở lại bánh bơm Chuyển động xoáy của chất lỏng ra khỏi bánh bơm tác động mạnh lên các cánh của tua bin và trục bị động quay

Khi sức cản trên trục bị động lớn, (khi khởi hành hoặc lên dốc), tốc độ quay của tua bin và trục bị động thấp hơn nhiều so với tốc độ bánh bơm Lúc này chất lỏng ra khỏi cánh tua bin, đẩy mạnh lên mặt trước cánh bánh hướng dòng làm bánh bị hãm cố định trên giá bởi khớp ổ quay một chiều và gây ra phản lực mạnh lên dòng chảy của chất lỏng Do đó, dòng chất lỏng bị dẫn vào bánh bơm tạo thành dòng xoáy mạnh và tiếp tục phun ra, đẩy mạnh lên cánh tiếp theo của tua bin làm tăng lực đẩy tua bin, làm cho mômen trên trục bị động tăng lên Với cùng một tốc độ động cơ, nếu sức cản của ôtô

càng lớn thì độ chênh tốc độ của giữa tua bin và bánh bơm càng lớn, làm cho dòng xoáy càng mạnh và kết quả là mômen trên trục bị động càng lớn

Dưới tác động của mômen lớn, bánh tua bin và trục bị động quay nhanh dần và tiến gần tới tốc độ của cánh bơm (Ôtô chạy gần đến tốc độ ổn định), khi đó chuyển động quay theo của khối chất lỏng trong biến mô tăng lên và chuyển động xoáy giảm nên mômen trên trục bị động cũng giảm đi Khi tốc độ tua bin đạt đến 90% tốc độ bánh bơm thì mức độ tăng mômen trên trục tua bin so với trục bánh bơm giảm xuống cực tiểu, tức

là mômen trên trục bị động gần như bằng mômen trên trục chủ động

Chế độ truyền thẳng (tỷ số truyền mômen 1:1)

Khi tốc độ tua bin đạt trên 90% tốc độ bánh bơm thì tốc độ chuyển động của dòng chất lỏng trong biến mô chủ yếu là chuyển động quay theo, còn chuyển động xoáy gần như không đáng kể Do đó, dòng chất lỏng bây giờ không tác động vào mặt trước của bánh hướng dòng mà tác động vào mặt sau theo chiều quay của tua bin, làm cho bánh hướng dòng quay theo tua bin và bánh bơm Lúc này, bánh bơm, tua bin và bánh hướng dòng quay với tốc độ gần như bằng nhau, chất lỏng trong biến mô đóng vai trò như một cái chốt gài ba bộ phận này với nhau, và tỷ số truyền bằng 1:1

Biến mô thủy lực có ưu điểm là truyền lực êm, các chi tiết ít bị mòn hỏng, có khả năng ngắt truyền động một cách tự động khi tốc độ động cơ thấp và tự động tăng mômen trên trục bị động khi sức cản của ôtô tăng

Một số biến mô thủy lực còn có cơ cấu gài cứng trục bị động và chủ động của biến

mô để có thể khởi động động cơ bằng cách dùng ôtô khác kéo khi hệ thống khởi động bị hỏng hoặc để gài cứng khi xe hoạt động ở chế độ không cần tăng mômen trên trục bị động của biến mô Cơ cấu gài cứng thường được điều khiển bằng hệ thống điện tử làm việc ở cả hai chế độ điều khiển tự động và bằng tay (xem thêm ở phần hộp số tự động trong chương sau)

II.4 CƠ SỞ THIẾT KẾ TÍNH TOÁN LY HỢP MA SÁT

II.4.1 Xác định tải trọng

Mômen xoắn lớn nhất có thể truyền qua ly hợp:

bmax

Xe du lịch: 1,30 ¸ 1,75

Xe tải không mooc: 1,60 ¸ 2,25

Xe tải có mooc: 2,00 ¸ 3,00

Chọn hệ số dự trữ β của ly hợp cần cẩn thận Nếu lấy β nhỏ thì không bảo đảm truyền mômen tốt, nếu lấy β rất lớn thì ly hợp không thể làm nhiệm vụ của bộ phận an

toàn để tránh tải trọng lớn tác dụng lên hệ thống truyền lực khi thay đổi đột ngột chế độ

làm việc Hệ số β còn làm cho ly hợp khỏi bị mất nhiều công do sự trượt, nhất là ở ô tô

có trọng lượng lớn Khi các tấm ma sát bị hao mòn để ép sẽ chuyển dịch đến bánh đà, do

đó chiều dài làm việc của lò xo ép tăng lên và lực ép sẽ giảm Để cho ly hợp đảm bảo việc truyền mô men lớn nhất của động cơ Trong điều kiện hao mòn cho phép, các tấm

ma sát trong sử dụng, thì hệ số β cần phải lấy tương đối lớn, nhất là ở các kết cấu của ly hợp không có điều chỉnh lò xo ép Khi β công trượt giảm, tăng tuổi thọ của tấm ma sát, nhưng β lớn, cần phải có lực ép lớn, lúc này cần tăng số đĩa hoặc tăng đường kính đĩa bị động, làm tăng lực tác động lên bàn đạp và kết cấu của ly hợp phải lớn Hệ số β chọn

theo thực nghiệm như trên

Mômen ma sát sinh ra trong ly hợp:

p R P f

S - Số lượng đĩa chủ động, SB: Số lượng đĩa bị động

Muốn truyền được mômen xoắn, mômen ly hợp M l phải có điều kiện:

MLH = MMS

Do vậy, lực nén tổng hợp P sẽ là:

p R f

M P

TB

e

dM ms = 2p

Hình 2.9 Sơ đồ tính R TB

Trong đó:

- Áp suất:

)(R22 R12

P q

3 1 3 2 2

1 2

2 2.)(

R R ms

R R

R R P f R dR R R R

P f

p

So sánh với biểu thức (2.1), ta có (khi p=1):

2 1 2 2

3 1 3 2

3

2

R R

R R

Memax - Mômen cực đại của động cơ [n.m],

C - Hệ số kinh nghiệm

Xe con: C=4,7

Xe tải: C=3,6

Xe tải nặng: C=1,9

- Xác định đường kính trong D1 = 2R1 : Bán kính trong R1 và bán kính ngoài 2

R không được khác nhau quá lớn, vì lớn sẽ chênh lệch tốc độ trượt tiếp tuyến gây mòn vòng ma sát Do đó thường chọn R1 =(0,53-0,75)R2, giới hạn 0,53 cho động cơ có số vòng quay thấp, 0,75 cho động cơ có số vòng quay cao

- Hệ số ma sát f : Phụ thuộc vào tính chất của vật liệu, tình trạng bề mặt, nhiệt độ

và tốc độ trượt của vành ma sát Trong tính toán để đơn giản công nhận f chỉ phụ thuộc

Thép với ferado cao su 0,40 – 0,50 0,07 – 0,15 100 – 250

Xác định đôi bề mặt p có hai cách:

Chọn p theo kết cấu tương tự hoặc tính sơ bộ theo:

TB

e R P f

M p

.]

.[

.2

TB

e R b q f

M p

4

1

max

d D z

D - Đường kính ngoài các then của trục ly hợp

d - Đường kính trong các then của trục ly hợp

b Kiểm tra và hiệu chỉnh

- Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát:

][)

P - Lực nén [N] tính theo công thức (2.2)

1

R - Bán kính trong của tấm ma sát [m], 2

R - Bán kính ngoài của tấm ma sát [m],

p - Số lượng đôi bề mặt ma sát;

[q] - Áp suất cho phép của tấm ma sát theo bảng (2.1)

Nếu điều kiện (2.6) không thỏa mãn thì phải hiệu chỉnh lại số liệu thiết kế sơ bộ 2

1, R

R và p hoặc chọn lại điều kiện có [q] hợp lý.Áp suất trên bề mặt ma sát q chưa đánh

giá hết khả năng chống mòn của ly hợp, vì hao mòn còn phụ thuộc vào tải trọng xe, nên phải kiểm tra lại công trượt riêng (công trượt trên một đơn vị diện tích bề mặt ma sát ) Công trượt riêng:

][)

0

p R R

A - Công trượt, [Nm] hoặc [j],

[a0] - Công trượt riêng cho phép, [ 2

.m

-j ]

Bảng 2.2 Công trượt riêng cho phép

Ôtô tải có tải trọng đến 50 kN 150.000 – 250.000 Ôtô tải có tải trọng trên 50 kN 400.000 – 600.000 Ôtô du lịch 1.000.000 – 1.200.000 Tương tự cũng phải hiệu chỉnh số liệu thiết kế sơ bộ R1, R2 và p khi điều kiện (2.7)

không thỏa mãn

- Ứng suất tập trung trên then hoa

d TB

e d

l h r z z

M

][ 1

max sa

r - Bán kính trung bình của ren moay ơ [m]

l - Chiều dài then hoa, cũng tức là chiều dài moay ơ [m],

h - Chiều cao then hoa [m]

a - Hệ số tính đến sự phân bố tải trọng không đều: a =0,7-0,8

d

][s - Ứng suất dập cho phép [s = (30-40) [MN.]d - 2

m ] Moay-ơ đĩa thụ động chế tạo bằng thép 40, 40Cr [s =20MN/m]d 2

, [t =10 ]c

MN/m2

Hình 2.10 Mặt cắt của đĩa bị động Xương thép đĩa bị động Hình 2.11

Hình 2.12

Kết cấu của giảm chấn

Ở ô tô thường sử dụng loại ly hợp một hoặc hai đĩa bị động với tấm ma sát có hệ số

ma sát cao nhằm mục đích giảm kích thước ly hợp Ly hợp một đĩa chỉ sử dụng loại đàn hồi Độ đàn hồi của đĩa bị động đảm bảo bằng cách cho nó những hình thù nhất định hoặc dùng thêm các chi tiết đặc biệt có khả năng làm giảm độ cứng của đĩa

Để giảm độ cứng, xương thép của đĩa được xẻ các rảnh hướng tâm (hình 2.11) Các đường xẻ này chia đĩa bị động ra làm nhiều phần, các phần này uốn về các phía khác nhau, số lượng đường xẻ từ 4 đến 12 tùy theo đường kính đĩa Nhờ các đường xẻ này mà khi đĩa bị nung nóng lúc làm việc ít bị vênh Để giảm chiều dài theo hướng kính của các rảnh này có thể làm theo dạng chữ T (hình 2.11.b) Các đĩa đàn hồi tăng độ êm dịu khi đóng ly hợp nhưng cũng đồng thời kéo dài thời gian đóng ly hợp Khuyết điểm của đĩa

bị động có các phần được uốn về các phía khác nhau là khó có được độ cứng như nhau ở tất cả các phần

Để tăng độ êm dịu khi đóng ly hợp thì đĩa bị động không làm phẳng mà làm có dạng nón cụt, góc ở đỉnh khoảng 1760, khi đóng ly hợp thì đĩa loại này sẽ tiếp xúc với

bề mặt của đĩa ép và bánh đà không tức thời mà tiến hành từ từ theo quá trình ép đĩa, do

đó tăng độ êm dịu vì mô men quay được truyền từ từ

Đĩa bị động được nối với trục ly hợp bằng moay-ơ, moay-ơ nối với đĩa bị động bằng đinh tán ít khi dùng bu lông Để hợp lý trong công nghệ chế tạo, moay-ơ và đĩa bị động chế tạo riêng rẽ (hình 2.10)

c Vành ma sát

Vành ma sát giữ vai trò quan trọng trong quá trình làm việc của ly hợp do vậy cần phải có các đặc tính sau:

- Đảm bảo hệ số ma sát cần thiết, hệ số ma sát này phải ít bị ảnh hưởng của nhiệt

độ, độ trượt và áp suất trên bề mặt

- Có khả năng chống mòn lớn ở nhiệt độ cao ( đến 573-6230

K)

- Trở lại khả năng ma sát ban đầu được nhanh chóng sau khi bị nung nóng hay làm lạnh

- Làm việc tốt ở nhiệt độ cao, ít bị sùi các chất dính, không có mùi khét không dính

- Có tính cơ học cao: Độ bền, độ đàn hồi và độ dẻo

Nguyên liệu hiện nay để làm vành ma sát là ferado, ferado đồng, trong một số trường hợp là kim loại sứ Ferado là loại dùng rộng rãi nhất, chiều dày tấm ma sát khoảng 3-4mm, loại này đảm bảo khả năng làm việc tốt và giá thành hấp Gắn các tấm ferado với đĩa thép băng đinh tán hoặc dán băng keo dán, hiện nay chất lượng keo dán tốt nên thường dán bằng keo, khi bị mòn thường thay toàn bộ vành ma sát Đinh tán thường làm bằng đồng đỏ, đồng thau mềm hoặc nhôm đường kính từ 4 đến 6mm

d.Giảm chấn

Giảm chấn dùng trong ly hợp để tránh cho hệ thống truyền lực khỏi những dao động xoắn cộng hưởng sinh ra khi có sự trùng một trong những tần số của dao động riêng với tần số dao động của lực gây nên bởi sự thay đổi mômen quay của động cơ Giảm chấn được dùng nhiều là loại dùng lò xo 3 (hình 2.12.a) được đặt tiếp tuyến trong các lỗ khoét của đĩa bị động và có chi tiết ma sát 5 bằng thép hoặc vật liệu ma sát, số lượng lò xo 3 từ 6 đến 12, chiều dày và số lượng vòng ma sát 5 được chọn thế nào để mô men ma sát giữa phần chủ động và bị động của giảm chấn đảm bảo thu hút được năng lượng dao động khi cộng hưởng Ở xe tải vòng ma sát 5 thay bằng vòng 7 có tính đàn hồi (hình b) Mômen cực đại Mmaxgiới hạn độ cứng tối thiểu của lò xo (khi các vòng lò xo sát vào nhau) thường lấy bằng mômen xác định theo điều kiện bám với hệ số bám φ = 0,8

hI

bx i i

r G M

0

2 max

cơ và vỏ ly hợp

Hình 2.13 Kết cấu gối đỡ trước

Ở hình 2.13 trình bày kết cấu gối đở trước của trục ly hợp ô tô a), b): gối đỡ trước bằng ổ lăn hướng kính một dãy, c): Ổ thanh lăn kim Bôi trơn ổ lăn trước bằng cách cho

mỡ khi tháo ly hợp, mỡ này dùng trong suốt thời gian phục vụ cho đến khi tháo ly hợp lần sau, nếu cần bôi trơn bổ sung thì có vú mỡ 1 và tạo rãnh 2 trên bánh đà (b)

Trục ly hợp ô tô thường có then hoa để nhận mômen từ đĩa bị động, phần này ăn khớp với phần then hoa ở moay ơ đĩa bị động đã trình bày ở trên

Khi trục có bánh răng (răng thẳng hoặc răng nghiêng), thì lực của bánh răng sẽ sinh

ra các mô men uốn và xoắn phụ thêm Trong trường hợp này cần phải phân tích cụ thể

để vẽ biểu đồ mômen uốn và xoắn tác dụng lên trục Ứng suất tổng hợp s do mômen THuốn và xoắn tác dụng tại tiết diện nguy hiểm là:

2 3

2 2

/1

d - Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm, m

Trục ly hợp ô tô được chế tạo bằng thép 40Cr, 18CrMnT, 12CrNi3A, 30CrT, nghĩa

là bằng các loại thép chế tạo bánh răng (vì chế tạo liền với bánh răng) Ứng suất xoắn

cho phép từ: 80 – 120 MN/m2

Phần then hoa tính giống then hoa ở moay ơ đĩa bị động

II.4.4 Đĩa ép và đĩa ép trung gian

a Kết cấu đĩa ép

Đĩa ép ngoài và đĩa ép trung gian phải quay cùng bánh đà, khi mở hoặc đóng ly hợp phải có khả năng dịch chuyển dọc theo chiều trục, vì vậy chúng được nối với bánh đà bằng chốt 1 gắn ở thân ly hợp (hình 2.3-6a) hoặc bằng chốt 2 được vặn vào bánh đà (hình 2.3-6b), hoặc bằng chốt 3 đươc ép chặt vào bánh đà (hình 2.3-6c), hoặc bằng gờ lồi của đĩa được tì vào chỗ lõm 4 của thân ly hợp (hình 2.3-6d)

Đĩa ép phải có trọng lượng khá lớn để thoát nhiệt tốt từ các bề mặt ma sát, bằng cách hút nhiệt vào bản thân chúng rồi truyền ra không khí Các đĩ ép phải cứng để đảm bảo ép đều lên các vòng ma sát Để thoát nhiệt tốt đôi khi làm gân gây gió và các rãnh thông gió hướng tâm Các đĩa ép vì phải làm việc với đĩa ma sát nên phải chống mòn tốt, không được xước bề mặt, dễ chế tạo, thoát nhiệ tốt và có độ bền cơ học cao Một phía của ép có hình dạng phức tạp (phần lồi để định vị lò xo, để nối với đòn mở, các rãnh thông gió) nên thường được đúc bằng gang có cấu trúc peclit Các đĩa ép có đường kính lớn thường đúc bằng gang hợp kim với các thành phần hợp kim Cr, Ni, Mo không quá 2% Đĩa ép loại nhỏ thường đúc bằng gang xám GX 15-32, GX 18-36, GX 28-48 (Xem mặt cắt đĩa ép ở phần đòn mở)

b Tính toán đĩa ép

Khi đóng ngắt đĩa ép, công trượt sinh ra biến thành nhiệt năng nung nóng các chi tiết tiếp xúc với đĩa bị động như bánh đà, đỉa ép Để đảm bảo điều kiện làm việc cho các chi tiết trên, phải khống chế độ gia nhiệt Dtsau mỗi lần đóng ngắt ly hợp, đây là cơ

sở tính toán sơ bộ cho đĩa ép:

t C

A m

D

³ 0

g (2.10) Trong đó:

m - Khối lượng đĩa ép, [Kg];

A0 - Công trượt [j];

C - Nhiệt dung riêng của thép và gang: 482-500 [j/Kg.độ]

γ - Hệ số xác định phần công trượt biến thành nhiệt nung nóng chi tiết;

- Với đĩa ép ngoài và bánh đà :

B

S

=2

Lò xo ép của ly hợp ôtô có thể là lò xo trụ, nón hay lò xo đĩa Lò xo trụ được dùng rộng rãi, có thể đặt ở trung tâm hay ở giữa Áp lực của đĩa ép được truyền trực tiếp hay qua các đòn Số lượng và đường kính lò xo được chọn thế nào để đảm bảo lực ép cần thiết lên các đĩa và để bố trí hợp lý trên đĩa ép, nên thường có từ 6 đến 12 lò xo Lò xo ở tình trạng ép sẵn, được tựa một đầu lên đĩa ép, đầu kia tựa trên thân quay của ly hợp Kết cấu này tạo điều kiện có chỗ để đặt ổ lăn trượt (buyte) của bạc mở ly hợp trên trục ly hợp

Bố trí lò xo xung quanh có nhược điểm là khi độ cứng của lò xo khác nhau thì lực

ép của chúng sẽ khác nhau, làm cho lực ép lên bề mặt ma sát không đều, do vậy lò xo phải chọn thành bộ Dùng lò xo trung tâm hình nón có ưu điểm là các mặt ma sát được

ép đều hơn, khi ép các vòng lò xo xếp trong một mặt phẳng, sẽ gọn

Để tạo lực nén P có thể sử dụng một lò xo nén trung tâm hoặc nhiều lò xo trụ đặt

xung quanh vòng tròn có đường kính R TB Cơ sở để thiết kế lò xo ép là giá trị lực nén

mã

N Giả thiết có n l lò xo ép, để tạo lực nén tổng cộng P lên các đĩa ly hợp, thì bản thân

mỗi lò xo phải chịu một lực nén là

l n

P

N =1,2. [N] (2.11) Trong đó:

nhất là trong mặt phẳng tác dụng lực Chọn số lượng đòn mở tùy theo kích thước của ly hợp, không ít hơn 3 cái

Để giảm tiêu hao ma sát khi mở ly hợp thì các đòn đặt trên các chân tựa hoặc trên các ổ thanh lăn trụ hay các ngỗng Ổ trượt không được dùng vì phải bôi trơn, khi quay, dưới tác dụng của lực ly tâm, dầu bôi trơn sẽ văng tung tóe hoặc khi ly hợp bị nóng thì dầu sẽ chảy văng vào tấm ma sát làm ảnh hưởng đến khả năng làm việc của chúng Khi đĩa ép chuyển dịch tịnh tiến, thì các đòn mở ly hợp phải quay được tự do ở gối

đỡ 1 (hình 2.16.a và b) hoặc ở chổ nối 2 của đòn với đỉa ép (hình 2.16.c) hoặc ở cả hai chỗ ( hình 2.16.d) Ở trường hợp sau ( hình 2.16.d) thì đầu ngoài cùng của đòn mở được tựa lên tấm dao động 3, còn đòn có thể chuyển dịch tại gối đỡ trung gian 1 Lò xo 4 đặt trên thân ly hợp sẽ đẩy đòn mở ly hợp khỏi bạc mở, do đó đảm bảo khe hở cần thiết giữa chúng khi ly hợp đã đóng

Khi mở ly hợp, bạc mở (buyte) phải tỳ cùng một lúc lên các đòn mở, muốn thế các đầu trong của chúng phải nằm trong một mặt phẳng Điều chỉnh các đầu trong của đòn

mở bằng cách dùng chốt 2 và đai ốc nằm ở đầu ngoài của các đòn (hình 2.16.c) hoặc bằng cách thay đổi vị trí gối đỡ trung gian (hình 2.16.b), hoặc bằng cách dùng các bu lông điều chỉnh 5 vặn vào các đầu trong của các đòn (hình 2.16.a)

Muốn đóng ngắt ly hợp phải tác dụng lên đòn mở ly hợp một lực lớn hơn lực nén

tổng cộng của các lò xo trong trường hợp đĩa ép dịch chuyển một đoạn s

i n

P Q

đ

2,1

Lực Q gây ra mômen uốn Q.l làm cho đòn có thể gãy ở tiết diện sát cạnh ổ lăn Cơ

sở thiết kế là tỷ số truyền i phải thỏa mãn điều kiện điều khiển và khả năng chống uốn:

u u u

W

l Q

][

W - Mômen chống uốn tại tiết diện trên

- Cơ cấu điều khiển:

Dùng để cắt nối ly hợp khi cần, gồm bàn đạp 14, thanh nối 15, khớp trượt 9, các cần bẩy 7 và các lò lo ép 12

Chương III: HỘP SỐ

III.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu

III.1.1 Công dụng

Hộp số dùng để biến đổi tỷ số truyền, nghĩa là biến đổi mômen xoắn từ động cơ

đến các bánh chủ động nhằm cải thiện đường đặc tính kéo của động cơ cho phù hợp vớiđiều kiện làm việc của ôtô

Khi thiết kế, để kinh tế phải chọn động cơ với điều kiện làm việc trên đường bằngphẳng có mặt đường cứng (hệ số cản của đường f=0,015) Vì vậy, khi hoạt động trên

đường xấu (f >0,015) phải có hộp số để tăng lực kéo ở các bánh chủ động

Thay đổi chiều chuyển động của ôtô

Cho ôtô dừng tại chỗ mà không tắt máy hoặc ngắt ly hợp

Dẫn động lực ra ngoài làm việc khác

III.1.2 Phân loại

a Phân theo cách thay đổi ty số truyền: Hộp số có cấp và vô cấp

Trong đó, hộp số có cấp lại chia ra: Loại trục cố định (hai trục, ba trục…), loại hànhtinh (hai hàng, ba hàng…)

Hộp số vô cấp (hộp số tự động: AT) Hộp số vô cấp lại chia ra: Hộp số thủy lực,(thủy tĩnh, thủy động)

b Phân theo dãy tỷ số truyền: ba số, bốn số, năm số…, hai dãy tỷ số truyền…

c Phân theo phương pháp sang số: điều khiển bằng tay, điều khiển tự động

Hộp số điện từ, hộp số ma sát

III.1.3 Yêu cầu

Có dãy tỷ số truyền phù hợp để nâng cao tính năng động lực học và tính kinh tế củaôtô;

Hiệu suất truyền lực phải cao;

Khi làm việc không có tiếng ồn;

Sang số nhẹ nhàng không gây lực va đập ở các bánh răng;

Kết cấu gọn gàng, chắc chắn, dể điều khiển, dể bảo dưỡng kiểm tra

III.2 Phân tích hộp số điều khiển bằng tay

III.2.1 Sơ đồ động học và phân tích hộp số điều khiển bằng tay

III.2.1.1 Sơ đồ động học và phân tích hộp số điều khiển bằng tay có hai trục

Sơ đồ động học hộp số hai trục ( trục A và trục B) và 3 cấp (hình III.1.a): I, II, III,

không kể số lùi L Ở đây, khi gài các số tiến đều sử dụng bộ đồng tốc (BĐT), do đó tránh

được sự va đập của các bánh răng Riêng khi gài các số lùi (L) thì dịch chuyển bánh răng

thẳng 2 tạo thành sự ăn khớp 1-2 và 2-3, có thể chế tạo bánh răng 3 riêng biệt và lắp số

cố định trên trục di động

Hình III.1 Hộp số hai trục

III.2.1.2 Sơ đồ động học và phân tích hộp số điều khiển bằng tay có ba trục

III.2.1.2.1 Sơ đồ động học và phân tích hộp số ba trục, ba cấp truyền

Hộp số ba cấp thường dùng cho ôtô du lịch dung tích vừa (2.0 - 4.0) và lớn (>4.0)

Sở dĩ dùng hộp số ba cấp là vì điều kiện sử dụng của ôtô du lịch khác với ôtô tải Yêucầu đối với ôtô du lịch là phải điều khiển đơn giản và tốc độ chạy đà nhanh Nếu tăng sốcấp thì công suất được sử dụng tốt hơn khi lấy đà, nhưng số lần gài số phải tăng lên làmphức tạp khi điều khiển và làm kéo dài thời gian lấy đà.Thường thì ôtô du lịch có đường

đặc tính động lực tốt cho nên đa số thời gian làm việc ở số truyền thẳng, còn các trung

gian làm việc ít

Hình III.2 Hộp số ba trục – ba cấp truyền của ôtô

a Sơ đồ gài số bằng cách di chuyển bánh răng;

b Sơ đồ gài số bằng bộ đồng tốc;

c Mặt cắt dọc hộp số ba cấp của ôtô du lịch M-21(ВОЛГА).

(Tương đương với sơ đồ hình b.)

Trên hình III.2.a trình bày sơ đồ động học hộp số ba cấp với các khối bánh răng

chuyển động Mômen quay của động cơ truyền qua ly hợp đến trục chủ động (sơ cấp) Acủa hộp số, đầu cuối của trục chủ động có bánh răng 1 luôn luôn ăn khớp với bánh răng

2 trên trục trung gian C Ở hộp số ba cấp trục trung gian có 4 bánh răng, các bánh răng

này thường chế tạo thành một khối liền, rất ít khi chế tạo riêng biệt và mối ghép với

truch bằng then hoa hay các then

Đầu trước của trục bị động (thứ cấp)B được đặt trong ổ thanh lăn trụ lồng vào lỗđằng sau của trục chủ động Đầu cuối của trục bị động được đặt trong ổ lăn cầu hoặc ổthanh lăn trụ

Trên khối bánh răng chuyển động I có bánh răng ngoài 6 để gài số truyền II và đai

răng 9 để gài số truyền thẳng, nghĩa là số III Khối bánh răng chuyển động II có bánhrăng 4 của số truyền I và số lùi Khi gài các bánh răng tương ứng sẽ có các số truyềnkhác nhau Gài bánh răng 3 và 4 có số I, 5 với 6 có số II, vành răng trong 9 với 10 có số

truyền thẳng Số lùi tương ứng với khi gài bánh răng 4 với bánh răng 7, truyền động khi

đó sẽ theo trình tự 1-2-8-7-4 Như vậy hộp số ba cấp có hai khối bánh răng chuyển động

(I và II.)

Để điều khiển dễ dàng, ở hộp số ba cấp hiện nay thường lắp bộ đồng tốc (BĐT) ở

số II và số III (hình3.2-3b) Lúc đó các cặp bánh răng 1và 2 (thường là răng nghiêng) vàcặp bánh răng 5 và 6 luôn ăn khớp với nhau, chúng quay trơn trên trục trung gian C vàtrục bị động A khi bộ đồng tốc ở vị trí trung gian Moayơ của bộ đồng tốc nối then hoa

có thể trượt dễ dàng trên trục bị động B, nếu gạt bộ đồng tốc sang phải, vành răng ngoàicủa bộ đồng tốc sẽ ăn khớp với vành răng trong của bánh răng 6, bánh răng 6 sẽ dẫn

động cho trục bị động B quay, có tỷ số truyền số I, nếu gạt bộ đồng tốc sang trái, vànhrăng ngoài của bộ đồng tốc sẽ ăn khớp với vành răng trong của bánh răng 1, có tỷ số

truyền III (số truyền thẳng) Trên trục B còn có khối bánh răng di động 4 (không sử dụng

bộ đồng tốc), nếu di chuyển sang trái, bánh răng 4 ăn khớp với bánh răng 3, có tỷ sốtruyền II, nếu gạt sang phải bánh răng 4 sẽ ăn khớp với bánh răng 7 làm đảo chiều quaycủa trục B, có số lùi (L)

III.2.1.2.2 Sơ đồ động học và phân tích hộp số ba trục, bốn cấp truyền

Trên ôtô du lịch có dung tích nhỏ (1.0 ÷ 2.0), thường dùng loại hộp số 4 cấp nhằm

sử dụng hợp lý công suất động cơ và nâng cao tính kinh tế của nhiên liệu, đồng thời yêucầu kết cấu gọn, bố trí sít sao để thu nhỏ được thể tích Trên hình III.3.a, trình bày sơ đồ

bố trí của hộp số 4 cấp của một loại ôtô du lịch dung tích nhỏ, ở đây có khuyết điểm làkết cấu phức tạp Ôtô tải thường sử dụng hộp số 4 hoặc 5 cấp tỷ số truyền, hộp số 3 cấpchỉ sử dụng cho ôtô tải tải trọng rất nhỏ, chế tạo trên cơ sở của gầm ôtô du lịch Khi tăng