Nghiên cứu sự suy giảm tình trạng kỹ thuật và hướng dẫn bảo dưỡng trong sử dụng Hộp số trên xe ô tô

BỘ QUỐC PHỊNG CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA ĐỘNG LỰC =====o0o===== Phê Chuẩn Độ mật : Ngày Tháng Năm 2010 Số: CHđ NHIƯM KHOA NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên: Nguyễn Trung Thành Lớp : Xe DS VB2 Ngành: Cơ khí Chun ngành: Ơ tơ Khóa: 12 Tên đề tài: Nghiên cứu suy giảm tình trạng kỹ thuật hướng dẫn bảo dưỡng sử dụng Hộp số xe ô tô Các số liệu ban đầu: Tìm hiểu theo yêu cầu giáo viên Nội dung thuyết minh: - Đặt vấn đề: - Chương I: PHÂN TÍCH CẤU TẠO CỦA MỘT SỐ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ - Chương II: NHỮNG SUY GIẢM TÌNH TRẠNG KỸ THUẬT VÀ HƯỚNG DẪN BẢO DƯỠNG TRONG SỬ DỤNG HỘP SỐ - Chương III: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỘP SỐ XE ZIL 131 - Kết luận Số lượng nội dung vẽ : Đồ án gồm có Bản vẽ A0 - Bản vẽ A0: Kết cấu mặt cắt dọc Hộp số A140E - Bản vẽ A0: Kết cấu biến mô thủy lực Hộp số A140E - Bản vẽ A0: Mặt cắt Hộp số xe Zil 131 - Bản vẽ A0: Sơ đồ nguyên lý hộp số tự động - Bản vẽ A0: Quy trình bảo dưỡng khắc phục số hư hỏng hộp số Giáo viên hướng dẫn TS Vũ Quốc Bảo , đại Tá,GVC Bộ môn ô tô quân sự, khoa Động Lực, Học viện kỹ thuật Quân Hướng dẫn toàn Ngày giao nhiệm vụ 18/1/2011 Ngày hoàn thành /…/2011 Hà nội, ngày tháng năm 2011 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ( Ký, ghi rõ họ tên, học hàm, học vị ) Đại tá, TS Nguyễn Văn Trà Đại tá, TS Vũ Quốc Bảo Đã hoàn thành nộp tập tốt nghiệp ngày tháng năm 2011 Học viên thực ( Ký ghi rõ họ tên ) Nguyễn Trung Thành MỤC LỤC Nhiệm vụ đồ án Mục lục Lời nói đầu Vị trí gài số 22 Chương II 79 Nội dung bảo dưỡng xe chạy 83 Chương III 89 Kết luận 99 Tài liệu tham khảo 100 LỜI NÓI ĐẦU Ngày ,với phát triển mạnh mẽ kinh tế người sản xuất khối lượng hàng hoá khổng lồ Để đáp ứng với nhu cầu vận chuyển hàng hoá phương tiện vận tải hàng hoá bước phát triển có thành tựu đáng nghi nhận Ngồi phương tiện hàng khơng, đường sắt , đường thuỷ vận chuyển ơtơ biện pháp người sử dụng nhiều vừa động lại vừa tiết kiệm, hoạt động nhiều địa hình Có thể vận chuyển thẳng từ tay người giao tới tay người nhận mà không cần phương tiện trung gian Vì ưu điểm vượt trội mà vận chuyển ôtô ngày đầu tư phát triển mạnh mẽ Trong tất tổng thành ơtơ hộp số tổng thành quan trọng.Theo quy luật, trình sử dụng chi tiết nói chung hộp số nói riêng gặp hư hỏng Do bảo dưỡng, sửa chữa nhằm hạn chế hư hỏng khơng đáng có cần thiết Từ đảm bảo an toàn cho người , phương tiện hàng hố Trong chương trình tốt nghiệp em nhà trường giao cho đề tài: “Nghiên cứu suy giảm tình trạng kỹ thuật hướng dẫn bảo dưỡng q trình sử dụng hộp số tơ” Trong q trình làm đồ án giúp đỡ tận tình thầy giáo, tiến sĩ, đại tá: Vũ Quốc Bảo em hoàn thành đề tài tốt nghiệp Nhưng trình độ cịn hạn chế nên đề tài khơng tránh khỏi sai sót nên em mong góp ý thầy, để đề tài em hồn thiện Em xin trân trọng cảm ơn! Hà nội, tháng năm 2011 Chương I PHÂN TÍCH CẤU TẠO CỦA MỘT SỐ HỘP SỐ TRÊN Ơ TƠ I Cơng dụng phân loại hộp số 1.1 Công dụng, yêu cầu phân loại hộp số 1.1.1 Công dụng Thay đổi momen xoắn truyền từ động đến bánh xe chủ động nhờ tăng giảm lực kéo bánh xe chủ động để khắc phục lực quán tính khởi động sức cản chuyển động động làm việc với công suất ổn định Thay đổi chiều chuyển động xe giúp xe chuyển động tiến lùi theo điều khiển lái xe Để cắt lâu động với cấu truyền lực cần thiết 1.1.2 Yêu cầu Có số tay số tỷ số truyền cần thiết để đảm bảo tính động lực học tính kinh tế ô tô Chuyển số dễ dàng, tiện lợi, nhanh chóng êm dịu Có cấu chống nhảy số gài đồng thời hai số Tách động khỏi hệ thống truyền lực ô tơ dừng hay chuyển động theo qn tính 1.1.3 Phân loại - Hộp số khí - Hộp số thủy lực 1.1.4 Phân loại hộp số khí Việc phân loại hộp số dựa theo nhiều tiêu chí khác * Theo kết cấu hộp số chia hai loại: Hộp số hành tinh hộp số có trục cố định Theo số lượng tay số: Hộp số cấp, cấp Trên tơ có hộp số khí số tay số nằm khoảng ÷ 16, tơ từ ÷ 5, tơ tải từ ÷ 7, cịn hộp số có từ tay số trở lên sử dụng đầu kéo xe có tải trọng lớn vận chuyển đường dài * Theo cấu điều khiển hộp số loại sau: - Hộp số điều khiển tay - Hộp số điều khiển tự động - Hộp số điều khiển bán tự động Ngoài hộp số phân loại theo tiêu chí khác như: Số lượng trục, sử dụng dầu bôi trơn, theo số bậc tự do, 1.1.5 Phân loại hộp số tự động a Theo hệ thống sử dụng điều khiển Theo hệ thống sử dụng điều khiển hộp số tự động chia thành hai loại, chúng khác hệ thống sử dụng để điều khiển chuyển số thời điểm khóa biến mơ Một loại điều khiển thủy lực hồn tồn, sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển loại loại điều khiển điện, dùng chế độ thiết lập ECU (Electronic Controlled Unit: điều khiển điện tử) để điều khiển chuyển số khóa biến mô, loại bao gồm chức chẩn đốn dự phịng, cịn có tên gọi khác ECT (Electronic Controlled Transmission: hộp số điều khiển điện) b Theo vị trí đặt xe Ngồi phân loại theo cách điều khiển thủy lực hay điều khiển điện hộp số tự động phân loại theo vị trí đặt xe Loại dùng cho xe động đặt trước - cầu trước chủ động động đặt trước - cầu sau chủ động (hình 1.1) Các hộp số sử dụng xe động đặt trước - cầu trước chủ động thiết kế gọn nhẹ so với loại lắp xe động đặt trước - cầu sau chủ động chúng lắp đặt khoang động nên truyền động bánh cuối (vi sai) lắp hộp số, cịn gọi “hộp số có vi sai” Hộp số sử dụng cho xe động đặt trước - cầu sau chủ động có truyền động bánh cuối (vi sai) lắp bên Cả hai loại động đặt trước - cầu trước chủ động động đặt trước cầu sau chủ động xây dựng phát triển dòng xe du lịch yêu cầu tự động hóa cho xe ơtơ phát triển, hộp số tự động dùng cho xe tải xe có hai cầu chủ động hay xe sử dụng địa hình khơng có đường c Theo cấp số tiến xe Ngoài cách phân loại cịn có số cách phân loại khác theo cấp số tiến hộp số có đa phần hộp số tự động có cấp số nhà sản xuất chuyển dần sang hệ hộp số cấp, cấp Và số cấp mà hộp số tự động có cao cấp Phân loại theo thiết kế cho dòng xe lắp đặt chúng ôtô du lịch, xe tải, xe siêu trọng Hình 1.1 Sơ đồ vị trí hộp số tự động xe a - Dẫn động cầu trước; b - Dẫn động cầu sau; - Mặt trước; - Cụm cầu hộp số tự động; - Trục dẫn động; - Hộp số tự động; - Trục đăng; - Truyền động cuối vi sai Một kiểu hộp số tự động khác dần ứng dụng rộng rãi hộp số tự động vô cấp CVT (Continuosly Variable Transmission: hộp số tự động vô cấp) Loại hộp số sử dụng dây đai kim loại cặp pulley với độ rộng thay đổi để mang lại tỷ số truyền khác nhau, loại hộp số MMT (Multi-Matic Transmission) lắp mẫu Civic Honda hay mẫu Lancer Gala Mitsubishi Với loại hộp số này, tỷ số truyền thay đổi tùy thuộc vào vòng tua động tải trọng II Phân tích cấu tạo nguyên lý làm việc hộp số khí 2.1 Phân tích cấu tạo Phân tích kết cấu hộp số ba trục Gồm vỏ hộp số, trục chủ động, trục bị động, trục trung gian, trục bánh số lùi, bánh cấu sang số * Vỏ hộp số Được đúc gang có nắp phía hơng, lỗ để bắt trục phía hơng có lỗ để xả dầu cũ đổ dầu vào hộp số Hình 1.2 Sơ đồ hộp s cp ã Trục sơ cấp Hỡnh 1.3 Trục sơ cấp hộp số Trục chủ động chế tạo thép, đúc liền với bánh chủ động vành Đầu trước trục chủ động lắp vào vòng bi đĩa bánh đà, đầu sau gối lên thành trước hộp số nhờ ổ bi cầu Đầu trục chủ động phay rãnh then hoa để ăn khớp với đĩa bị động li hợp Đuôi trục sơ cấp chế tạo cho đầu trục bị động lồng vào nhờ ổ bi kim * Trục thứ cấp Trục thứ cấp gối hai ổ bi: Đầu trục gối ổ bi kim lồng vào trục sơ cấp đầu lại gối ổ bi cầu đặt vỏ hộp số.Trên trục thứ cấp có nắp bánh số ống nối trược đồng tốc Tâm trục bị động thẳng hàng với tâm trục chủ động Hình 1.4 Trục thứ cấp - * Trơc trung gian vµ trơc sè lïi 10 Hình 1.5 Trục trung gian số lùi -Xiết lại tồn bulơng quanh miệng hộp số mặt bích động cơ, bulong bắt chặt trợ lực côn, giằng số… -Kiểm tra độ dơ khớp truyền động tình trạng bôi trơn Cấp 24000 -Nội dung công việc bao gồm tồn cơng việc cấp bảo dưỡng cấp cao nên 2b phải kiểm tra điều chỉnh xiết chặt lại toàn -Tháo hộp số kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa hư hỏng Kiểm tra độ điều chỉnh cấu dẫn động ngắt ly hợp cần thiết điều chỉnh lại -Kiểm tra bảo dưỡng khớp dẫn động, hệ thống dẫn động điều khiển số -Điều chỉnh, lắp ráp, xiết chặt tồn -Bơm mỡ, bơi trơn tồn hệ thống dẫn động, thay dầu hộp số 2.3 Sửa chữa hộp số ôtô Khi phát hộp số hư hỏng: Có tiếng kêu, gõ, kẹt số khó số, nhẩy số… Việc phân tích chuẩn đốn bước cơng tác sửa chữa hộp số Chuẩn đốn nhằm tìm hư hỏng, lý hư hỏng, làm cho hộp số khơng kàm việc bình thường Đơi việc chuẩn đốn khơng giúp kết luận xác nguyên nhân hư hỏng mà phải bóc tách hộp số khỏi ôtô, tháo rời chi tiết để kiểm tra cách xác 2.3.1 Tháo hộp số khỏi ơtơ Bảng 2.3 : Quy trình tháo hộp số khỏi ôtô Dụng cụ Tiêu chuẩn -Xả dầu khỏi hộp số Lật buồng lái , tháo chắn sàn tháo Cờ lê 14 thùng xe để tiếp cận với hộp số, tách ắc quy khỏi 19 Quy trình tháo hộp số khỏi xe mạch điện cách tháo đầu cực âm khỏi chassi 85 Tách rút dây dẫn nối rơ le máy khởi động với đầu dương ắc quy -Tháo ống mềm nối ống nạp động với ống nối Dùng tô lọc khơng khí, tháo chốt cơng tơ mét, cảm biến vít bật tín hiệu phanh, cảm biến số lùi, cảm biến báo áp cạnh, xuất dầu hộp số Tháo giá bắt chặt ống giảm cạnh lên te động -Tháo trợ lực khí nén thiết bị dẫn động thuỷ lực cờ lê 12 ly hợp -Tháo khớp đăng, tách khớp đăng khỏi đuôi hộp số -Nới lỏng bulong bắt chặt gối tựa trước tổ máy động lực; vặn tháo bulong bắt chặt gối tựa xoay động rút bulong -Tháo bulong bắt chặt dầm gối tựa đỡ lên khung -Móc vào bulong vịng hôp số để nâng tổ máy động lực lên -Tháo bulong giằng tay đòn kéo trước thuộc cấu dẫn động điều khiển hộp số -Tách kéo trước với tay đòn Tháo áo bọc vòng cao su, rút viên bi lò so khỏi đầu hình cầu đầu mút tay địn -Tháo bulong bắt chặt ống dẫn khí điều khiển phân phối khỏi guốc phía động cơ, tháo bulong máy khởi động -Móc kẹp xích thiết bị nâng hạ vào bulong vòng hộp số, vặn tháo bulong bắt chặt ly hợp lên cac ce, bánh đà động Dịch hộp số phía sau trục sơ cấp khỏi ly hợp, tháo hộp số đặt lên xe bàn 2.3.2 Tháo rời hộp số kiểm tra chỉnh Bảng 2.4: Quy trình tháo rời hộp số kiểm tra chỉnh 86 Quy trình tháo rời hộp số kiểm tra chỉnh -Tháo nắp hộp số -Tháo rốn xả dầu để xả hết dầu khỏi hộp số Dụng cụ tháo Tiêu chuẩn Cờ lê 10 Cờ lê 19, khay hấng dầu -Tháo mặt bích hộp số Cờ lê 12 -Tháo phanh hãm vịng bi trục sơ Kìm phanh trục cấp, thứ cấp, trục trung gian -Tháo biến mô -Tháo vòng bi Dùng vam chuyên dùng -Tháo trục sơ cấp, trục thứ cấp, trục trung gian, Dùng tay nhấc trục số lùi -Vệ sinh toàn chi tiết tháo rời -Kiểm tra khe hở dọc trục biến mô khỏi hộp số Dùng dầu hoả Lắp dụng cụ trục < 1,35 gá - đồng hồ so mm vào trục bánh tuabin - Kiểm tra vỏ hộp số: Xem có bị mịn lỗ lắp ổ Quan sát, dụng bi, ngõng trục số lùi, cháy chờn ren cụ đo: thước cặp, lỗ định vị, nứt vỡ bề mặt - Hư hỏng trục hộp số: Mòn cổ trục chỗ lắp panme Quan sát, dụng ống lót vịng bi, ren bị cháy mòn, rãnh then cụ đo: thước cặp, hoa bị mòn xước -Kiểm tra sứt mẻ bánh panme Quan sát mắt thường -Kiểm tra khe hở vành gài đồng tốc bánh Dùng đo 0,2-0,3 đồng tốc chuyên dùng [mm] -Kiểm tra rãnh nhỏ phía vành đồng tốc Quan sát bị mòn nhẵn phải thay mắt thường -Kiểm tra độ mòn cong vênh trục số, Quan sát cua mắt thường 2.3.3 Lắp ráp hộp số ôtô Các bước lắp ráp hộp số ngược lại với quy trình tháo 87 -Khi lắp cua với trượt phải dùng tuôcnơvit dẹt tỳ vào viên bi hãm sau đóng nhẹ số vào Khi lắp hết ta xoay trượt góc hõm làm việc viên bi -Sau lắp trượt phải vặn chặt bulong hãm cố định bulong chống xoay phương pháp thít dây thép -Sau lắp xong hộp số cần phải thử lại số cách: Đi tay số sau dùng tay quay trục sơ cấp Yêu cầu thử số: Hộp số không bị chặt, số phải nhẹ nhàng, độ rơ cụm chi tiết nhỏ nằm giới hạn cho phép 2.3.4 Lắp hộp số lên ơtơ Quy trình lắp hộp số lên ơtơ ngược với quy tình tháo hộp số khỏi ơtơ Lưu ý : Khi lắp hộp số vào động phải đảm bảo cho tâm động tâm hộp số nằm đường thẳng để tránh hư hỏng ngồi ý muốn Hình 2.1: Hộp số lắp hoàn chỉnh + Sau lắp hộp số lên xe phải thực nội dung sau: - Kiểm tra làm việc trợ lực côn - Đi tay số nguội để kiểm tra vào số Yêu cầu vào số phải nhẹ nhàng không bị cứng hay dắt số - Nổ máy cho chạy số “0” vài phút 88 - Cắt côn gài số, tay số - Kiểm tra tiếng ồn vào số, chuyển tay số - Kiểm tra chảy dầu: Khơng cho phép có chảy dầu mối lắp ghép, lắp hộp số, mặt bích, trợ lực cơn, gioăng phớt… Chương III TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỘP SỐ XE ZIL 131 I Tính tốn chung Dựa vào thơng số đầu vào có sẵn xe Zil 131 ta tính toán kiểm nghiệm chi tiết quan trọng hộp số trục, bánh răng, đồng tốc ổ đỡ Những tham số bánh có ảnh hưởng định đến khối lượng, kích thước, giá thành thời gian phục vụ hộp số Với yêu cầu đồ án tốt nghiệp, giới hạn cho phép vào tính tốn kiểm nghiệm bền cho trục bánh hộp số Bánh trục chi tiết hộp số, trình làm việc trục bánh ln chịu tải phức tạp tác dụng lên Vì vậy, để đảm bảo trục bánh làm việc có hiệu q trình tính tốn kiểm nghiệm hộp số phải kiểm nghiệm độ bền cho trục bánh Trong qua trình thiết kế hộp số xe ЗИЛ – 131, để đơn giản chế tạo người ta chế tạo bánh theo tiêu chuẩn có mơđun Để đảm bảo kích thước hộp số nhỏ gọn người ta bố trí trục chủ động trục bị động đồng tâm với nhau, đồng thời người ta chế tạo bánh số II, III, IV, V bánh trụ nghiêng, bánh số I số lùi trụ thẳng II Tính tốn kiểm nghiệm cho trục trung gian hộp số +Mômen xoắn trục số truyền I: Mômen xoắn trục: M tg1= M e max .i a = 410.4.8= 1968 [ Nm] +Các lực từ bánh số I tác dụng lên trục: - Lực vòng : 89 F t1=23,43 103 [N] - Lực hướng kính: F t1= F t tgαw = 8.53 103 [N] - Lực chiều trục: Fa = +Các lực từ cặp bánh thường tiếp tác dụng lên trục: -Lực vòng: F12 = Mt =23,43.103 [N ] rt - Lực hướng kính: Fr2 = Ftw.tgαw = 8,52.103 [N] - Lực dọc trục: Fa = Ft.tgβ = 4,026.103 [N] +Tính phản lực gối đỡ: Viết phương trình cân mơmen gối đỡ ta có: - Phản lực theo phương Y: RBY = 20,66.103 [N] RAY = 26,19.103 [N] - Phản lực theo phương X: RAX = 9,53.103 [N] RBX = 7,52.103 [N] +Mômen uốn mômen xoắn tiết diện lắp bánh số theo phương X, Y MaX = 1,21.105 [Nmm] MaY = 0,46.105 [Nmm] +Mômen uốn tổng cộng: M1= M ux + M uy =1,3.105 90 [Nmm] +Mômen uốn, xoắn tiết diện lắp bánh thường phương X,Y MaX = 3,75.105 [Nmm] MaY = 1,51.105 [Nmm] +Xác định ứng suất tổng hợp tiết diện nguy hiểm: δ = M ux + M uy + M uz a Kiểm nghiệm trục sức bền mỏi 91 δ 0,1d