Giáo trình lý thuyết ô tô

 Hệ thống truyền động có nhiệm vụ chính như sau: Biến chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến củaôtô; Thay đổi lực kéo ở các bánh xe chủ động khi ôtô chuyển động trên

Lời nói đầu

Môn học “Lý thuyết Ô tô” chiếm vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kỹthuật viên trung cấp ngành sửa chữa ô tô Môn học này cung cấp một số kiến thức cơ bảnnhất về Lý thuyết ô tô, qua đó học sinh có thể giải thích được một số các tình huống thực tếgặp phải khi sửa chữa các cụm tổng thành ô tô Giáo trình này cũng trang bị các kiến thứcnền về cấu tạo, nguyên lý làm việc của các hệ thống cơ bản trong hệ thống gầm ô tô Hyvọng đây có thể là tài liệu tham khảo, học tập tốt cho các học sinh hệ Trung học chuyênnghiệp ngành sửa chữa ô tô

Việc biên soạn một giáo trình mới, lần đầu tiên đưa vào giảng dạy tại Trường CĐKTLý Tự Trọng là một việc rất khó khăn, vì đây là môn học mới chưa có tiền lệ và phải xâydựng từ đầu

Vì vậy, dù bản thân đã có nhiều cố gắng, nhưng chắc rằng không tránh khỏi những

sơ suất, mong các bạn đồng nghiệp và các em học sinh đóng góp ý kiến nhằm xây dựng Giáotrình ngày càng hoàn chỉnh hơn

Để hoàn thành được Giáo trình này, tôi xin chân thành cảm ơn sự động viên, tạođiều kiện làm việc tốt của Ban Giám hiệu Trường CĐKT Lý Tự Trọng Đặc biệt tôi xin chânthành cảm ơn sự giúp đỡ của Thầy Võ Đình Hồng, người trực tiếp hướng dẫn thực hiện Giáotrình này, cùng với sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của các Thầy trong Khoa và các học sinh đãgiúp nhập dữ liệu cho Giáo trình này

Người biên soạn

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ

I NHỮNG YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI Ô TÔ

Ô tô được sử dụng trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như: giao thôngvận tải, công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng, quốc phòng…

Để có thể sử dụng ô tô một cách có hiệu quả trong những điều kiện xác định (điềukiện đường sá, điều kiện khí hậu ) thì cần phải biết những đặc tính sử dụng của chúng.Những đặc tính sử dụng này được thể hiện qua các chỉ tiêu sau:

 Chất lượng động học;

 Tính kinh tế nhiên liệu;

 Tính điều khiển (đặc tính lái và phanh);

 Tính ổn định chuyển động; Tính năng thông qua (tính việt dã);

 Tính êm dịu chuyển động

1 Chất lượng động học của ô tô

Là khả năng chuyên chở hàng hoá, hành khách với tốc độ trung bình cao nhất có thểcó ở từng điều kiện đường sá cụ thể

Chất lượng động lực học của ô tô càng tốt sẽ làm giảm thời gian vận chuyển, nghĩalà làm tăng khối lượng vận chuyển trên một cung đường xác định trong một đơn vị thời gian

Chất lượng động lực học của ô tô phụ thuộc vào chất lượng kéo và chất lượng phanhcủa ô tô

2 Tính kinh tế nhiên liệu

Là khả năng sử dụng hợp lý nguồn năng lượng (xăng, dầu diesel) cho quá trìnhchuyển động

Tính kinh tế nhiên liệu là một chỉ tiêu rất quan trọng của đặc tính sử dụng ô tô, vìtrong giá cước vận chuyển thì chi phí xăng, dầu chiếm phần lớn

Khi giảm được mức tiêu hao nhiên liệu sẽ làm giảm giá cước vận chuyển; có nghĩalà tính kinh tế nhiên liệu của ô tô được nâng cao

3 Tính điều khiển của ô tô

Là tính chất thay đổi hướng chuyển động của ô tô bằng cách thay đổi vị trí của bánh

xe dẫn hướng Khả năng an toàn của ô tô phụ thuộc chủ yếu vào tính điều khiển của ô tô

4 Tính ổn định của ô tô

Là tính chất mà trong quá trình chuyển động ô tô không bị lệch hướng, trượt ngang,trượt lết hoặc bị lật

Tính ổn định cùng với đặc tính động lực học phanh, tính điều khiển sẽ đảm bảo sựchuyển động an toàn của ô tô Tính ổn định càng đặc biệt quan trọng khi ô tô chạy trênđường trơn với tốc độ cao.

5 Tính năng thông qua

Là khả năng làm việc của ô tô ở các điều kiện đường xấu hoặc không có đường.Tính năng này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng khi ô tô làm việc trong các lĩnh vực khai thácrừng, hầm mỏ, xây dựng và quân sự

6 Tính êm dịu chuyển động

Là khả năng làm việc của ô tô trên đường không bằng phẳng ở tốc độ cao mà khôngdao động thùng xe

Tính êm dịu chuyển động của ô tô có ảnh hưởng rất lớn đến:

 Tốc độ chuyển động trung bình của ô tô;

 Khả năng giữ tải khi ô tô chuyển động;

 Tiện nghi trên ô tô;

 Mức độ mệt mỏi của lái xe và hành khách trên ô tô

II CÁC PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ ĐỘNG CƠ VÀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

Đặc điểm và điều kiện làm việc của ô tô khác nhau nên sự bố trí chung của ô tôcũng khác nhau Bố trí chung của ô tô phụ thuộc chủ yếu vào việc bố trí động cơ và sơ đồ bốtrí hệ thống truyền lực

1 Bố trí động cơ

Ở ôtô thường bố trí động cơ như sau:

 Động cơ đặt phía trước (dùng trên tất cả các loại ôtô)

 Động cơ đặt phía sau (ôtô hành khách)

a) Động cơ đặt phía trước

 Động cơ đặt ở phía trước có thể ở bên trong hoặc ngoài buồng lái;

 Nếu động cơ đặt ngoài buồng lái thì động cơ được chăm sóc dễ dànghơn, bởi vì có khoảng không gian rộng rãi, nhưng người lái nhìn không đượcthoáng, hệ số sử dụng chiều dài sẽ giảm;

 Nếu động cơ đặt trong buồng lái thì người lái sẽ nhìn thoáng hơn, hệ sốsử dụng chiều dài sẽ tăng lên, nhưng trọng tâm của ô tô bị nâng cao hơn, thể tíchbuồng lái sẽ nhỏ, phải bảo đảm cách âm cách nhiệt, việc chăm sóc bảo quảnđộng cơ sẽ phức tạp hơn

 Để khắc phục những nhược điểm của việc bố trí động cơ bên trongbuồng lái này, người ta sử dụng buồng lái lật, lúc này kết cấu buồng lái và hệthống điều khiển sẽ rất phức tạp

b) Động cơ đặt phía sau

Ưu điểm làm cho hệ thống truyền lực đơn giản, người lái nhìn thoáng hơn, hệ số sửdụng chiều dài lớn hơn và hành khách được cách nhiệt, cách âm tốt hơn;

Khuyết điểm là hệ thống điều khiển động cơ và hệ thống truyền lực trở nên phứctạp hơn

2 Bố trí hệ thống truyền lực

a) Động cơ phía trước – cầu sau chủ động

 Đảm bảo phân bố đều tải trọng giữa các cầu, nhưng phải dùng cácđăng dài;

 Hệ thống này thường được bố trí trên các xe tải

b) Động cơ phía trước – cầu trước chủ động

 Cơ cấu truyền động gọn, đơn giản vì không cần các đăng; ly hợp vàhộp số có thể nối liền với cầu chuyển động; các bánh xe trước ổn định tốt khiquay vòng

 Aûnh hưởng xấu đến tính động lực của ôtô khi lên dốc, làm giảm trọnglượng bám do việc phân bố lại tải trọng giữa các trục

c) Động cơ phía sau – cầu sau chủ động

 Người lái dễ quan sát đường hơn, tách động cơ khỏi chỗ ngồi của hànhkhách, do đó giảm được tiếng ồn và khí thải lọt vào;

 Nhưng nhược điểm là việc điều khiển động cơ, hộp số và ly hợp phứctạp vì ở quá xa người lái Thường sử dụng cho các xe bus chạy trong thành phố

d) Động cơ phía trước – nhiều cầu chủ động

 Ôtô có tính việt dã cao thường có 2 cầu chủ động trước và sau Vì vậy,ngoài bộ phận thông thường như các ôtô có cầu sau chủ động còn hộp phân phốivà bộ vi sai giữa các cầu (hoặc hộp số phụ, các đăng phụ, cầu chủ động trước …)

III NHIỆM VỤ, YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÁC HỆ THỐNG TRÊN Ô TÔ

1 Giới thiệu chung

 Khi làm việc động cơ sinh ra moment quay, muốn ôtô chuyển động thìphải cần có hệ thống truyền moment quay này đến các bánh xe chủ động Hệthống truyền moment quay này được gọi là hệ thống truyền động hay còn đượcgọi chung là gầm ôtô

 Hệ thống truyền động có nhiệm vụ chính như sau:

Biến chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến củaôtô;

Thay đổi lực kéo ở các bánh xe chủ động khi ôtô chuyển động trênđường, nhằm khắc phục những lực cản đột xuất trên mặt đường;

Bảo đảm ôtô chuyển động an toàn và êm.

 Hệ thống truyền động bao gồm các hệ thống sau:

Hệ thống truyền lực;

Hệ thống chuyển động (hay hệ thống di chuyển);

Hệ thống điều khiển

2 Các hệ thống trong hệ thống truyền động

a) Hệ thống truyền lực

 Hệ thống truyền lực có nhiệm vụ truyền chuyển động quay từ động cơđến các bánh xe chủ động của ôtô

 Hệ thống này bao gồm các cụm chi tiết sau:

Ly hợp

Hộp số

Truyền động các đăng

Cầu chủ động

Bán trục

b) Hệ thống chuyển động

 Hệ thống chuyển động có nhiệm vụ biến chuyển động quay của hệthống truyền lực thành chuyển động tịnh tiến của ôtô Ngoài ra hệ thống này còncó tác dụng bảo đảm cho ôtô trong quá trình chuyển động được êm

 Hệ thống chuyển động bao gồm:

Khung xe

Dầm cầu trước, sau

Hệ thống treo

Bánh xe

c) Hệ thống điều khiển

 Hệ thống điều khiển có nhiệm vụ thay đổi hướng chuyển động của ôtôvà bảo đảm an toàn cho ôtô trong quá trình chuyển động

 Hệ thống điều khiển bao gồm:

Hệ thống lái

Hệ thống phanh

Ngoài ra trên các ôtô còn trang bị các thiết bị phụ khác như: thiết bị antoàn bị động, thiết bị tự cứu …

CHƯƠNG II : CƠ HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA Ô TÔ

I TỔN THẤT CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ

Trong quá trình ô tô chuyển động, năng lượng từ động cơ truyền đến các bánh xechủ động sẽ bị tiêu hao một phần để khắc phục các lực cản trong hệ thống truyền lực như:lực cản quán tính của các cặp bánh răng, lực ma sát trong các ổ bi, trong các khớp các đăng,công trượt trên các cặp bánh răng nghiêng, lực cản do khuấy dầu trong các cụm truyền lực…

Hiệu suất của hệ thống truyền lực được tính bằng công thức:

ηt =

E

K N

N

=

E

t E N

NK: công suất truyền đến bánh xe chủ động;

NE: công suất hữu ích của động cơ;

Nt: công suất tổn thất trong hệ thống truyền lực

Hiệu suất ở một số bộ truyền khi tính toán thường được chọn như sau:

 Hộp phân phối 0,95÷0,98

 Truyền lực chính 0,93÷0,97

 Truyền lực cạnh 0,96÷0,98

II CƠ HỌC LĂN CỦA BÁNH XE

1 Động học lăn của bánh xe không biến dạng

a) Hiệu suất của bánh xe chủ động

Do tổn thất cho sự lăn và sự trượt nên công suất truyền từ bánh xe chủ động tớikhung ô tô sẽ nhỏ hơn công suất truyền từ bán trục đến bánh xe Tỷ số giữa giá trị hai côngsuất nói trên là hiệu suất của bánh xe chủ động và ký hiệu là ηk

Xk: lực đẩy vào khung;

Mk, Mf: moment kéo, moment cản lăn;

V: vận tốc tịnh tiến thực tế của xe;

ωb: vận tốc góc của bánh xe.

V1 = ωb rđ : vận tốc tịnh tiến lý thuyết của trục bánh xe;

M

M

M 

: hiệu suất tính đến tổn thất do sự lăn của bánh xe;

b) Trị số trượt của bánh xe chủ động

Trị số này đặc trưng bằng tỷ số giữa tốc độ tịnh tiến mất mát và tốc độ lý thuyết củabánh xe, tính theo phần trăm:

Sự trượt quay chỉ có thể không xảy ra khi không có sự biến dạng của đường và sựbiến dạng tiếp tuyến của lốp Điều này chỉ xảy ra khi lực kéo Pk = 0

2 Động học chuyển động của bánh xe

a) Bánh xe đàn hồi lăn trên mặt đường cứng (đường không bị biến dạng)

Trường hợp này, tổn thất do sự biến dạng của đường có thể xem là không có, nên sựdịch chuyển của hợp lực là do tiêu hao năng lượng để khắc phục ma sát bên trong lốp

Khi bánh xe lăn, các phần tử phía trước của lốp lần lượt tiếp xúc với mặt đường và bịnén lại, các phần tử phía sau lần lượt đi ra khỏi khu vực tiếp xúc và phục hồi lại trạng tháicũ

Do đó giữa các phần tử của lốp sẽ nẩy sinh ma sát, biến thành nhiệt và toả ra môitrường xung quanh Như vậy công tiêu hao cho sự biến dạng của lốp không được hoàn trả lạikhi lốp phục hồi hình dạng ban đầu

Khi bánh xe lăn, sự biến dạng của phần trước lốp đi vào khu vực tiếp xúc với mặtđường sẽ lớn hơn so với phần sau đi ra khỏi khu vực tiếp xúc Vì vậy các phản lực riêng ởphần phía trước của vết tiếp xúc sẽ lớn hơn so với phần phía sau, đây chính là nguyên nhânlàm cho hợp lực Z dịch chuyển về phía trước một khoảng a

b) Những lực và momnet tác dụng lên bánh xe

i) Sự lăn đều của bánh xe bị động

Các lực tác dụng lên bánh xe trong trường hợp này gồm:

Từ biểu thức trên cho thấy: phản lực tiếp tuyến của đường tác dụng lên bánh xe bịđộng khi bánh xe này lăn đều và không có lực cản gì khác thì sẽ bằng lực đẩy Phản lực nàycó chiều ngược lại với chiều chuyển động của bánh xe và lực cản

ii) Sự lăn không đều của bánh xe chủ động

Các lực và momnet tác động lên bánh xe trong trường hợp này gồm:

 Lực thẳng đứng: Gk;

 Lực nằm ngang : Pđ;

 Moment xoắn : Mk;

 Moment quán tính : Mj;

 Phản lực Px, Pz và moment cản lăn Mf.

Mj = - Ib εb

Ib: moment quán tính của bánh xe;

εb : gia tốc góc của bánh xe

Chất lượng bám của bánh xe chủ động được đánh giá bằng hệ số bám (φ) Ở mức độnào đó, hệ số bám có thể xem tương tự như hệ số ma sát trượt giữa hai bề mặt rắn trong cơhọc Tuy nhiên điều đó không hoàn toàn chính xác, bởi vì khi có sự tác động tương hỗ giữabánh xe và mặt đường, không chỉ có ma sát mà còn có sự bám cơ học của các vật thể vớinhau (mặt đường và lốp)

Pφ = Z.φ = Gφ.φ

Pφ: Lực bám

Gφ: trọng lượng bám của bánh xe chủ động;

Z: phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên bánh xe chủ động;

Điều kiện để bánh xe chủ động chuyển động đều mà không bị trựơt quay là: Pk ≤ Pφ

b) Hệ số bám

Hệ số bám phụ thuộc vào loại và trạng thái của đường cũng như của lốp Trên cácmặt đường cứng, hệ số bám hình thành chủ yếu bởi ma sát trượt giữa lốp và mặt đường và sự

tác động tương hỗ giữa các phần tử giữa mặt lốp và độ nhấp nhô rất nhỏ của mặt đường Khitrên mặt đường cứng bị dính bùn và nước thì hệ số bám giảm rất nhanh, vì các phần tử bùnvà nước sẽ tạo thành chêm giữa hai bề mặt làm việc.

Hệ số bám còn phụ thuộc vào hình dạng của hoa lốp Nếu lốp làm việc trên mặtđường cứng thì cần có hoa lốp nhỏ để đảm bảo bám tốt Nếu lốp sử dụng cho các xe có tínhnăng cơ động cao thì cần có hoa lốp có vấu bám rộng và cao để lún sâu vào đất làm tăng khảnăng cơ động của xe

Đường nhựa hoặc bê tông

- Khô và sạch

- Ướt và dính bùnĐường đất

- Pha sét, khô

- Ẩm ướtĐường cát

- Khô

- Ẩm ướt

0,7÷0,80,35÷0,45

0,5÷0,60,3÷0,4

0,2÷0,30,4÷0,5

4 Biến dạng của bánh xe đàn hồi khi chịu lực ngang

Các bánh xe đàn hồi lăn trên đường, khi chịu tác dụng của các ngoại lực theophương ngang sẽ bị thay đổi quĩ đạo chuyển động

Khi không chịu tác dụng của lực theo phương ngang, các bánh xe vẫn giữ được quĩđạo chuyển động của nó

Khi có lực ngang Py tác dụng (giả sử đặt vào tâm trục bánh xe), lốp sẽ bị biến dạngcả ở phương ngang Do đó mặt phẳng lăn của bánh xe đã bị lệch đi một góc

Hiện tượng bị lệch hướng chuyển động của các bánh xe có ảnh hưởng rất lớn đếntính ổn định của xe khi đi thẳng cũng như khi quay vòng

III CƠ HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA BÁNH XE

1 Các lực tác dụng lên ô tô

a) Lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động

Khi bánh xe lăn, dưới tác dụng của moment xoắn Mk được truyền từ động cơ qua hệthống truyền lực, đặt vào bánh xe; bánh xe tác động lên mặt đường một lực có chiều ngượcvới chiều chuyển động của xe Lực đó được ký hiệu là Pv: lực vòng của bánh xe chủ động

Pv =

k r

k

M

Phản lực của lực vòng được gọi là lực kéo tiếp tuyến Pk Nếu không kể đến ảnhhưởng của lực quán tính do bánh xe quay không đều và lực cản lăn của nó thì trị số của lựckéo tiếp tuyến bằng với trị số của lực vòng Pv

b) Lực cản mặt đường

i) Trọng lượng của ô tô

Trọng lượng G đặt tại trọng tâm xe Khi tính toán, trọng lượng xe được xácđịnh theo công thức:

G = Ga + Gt

Ga : trọng lượng bản thân xe

Gt : trọng lượng hàng chuyên chở (trọng lượng hành khách, hàng hoá)

ii) Lực cản lên dốc

Khảo sát trường hợp xe lên dốc với góc dốc α Trọng lượng xe G được đặttại trọng tâm xe và được phân thành hai thành phần:

G = G.sinα + G.cosαThành phần song song với mặt đường G.sinα có hướng ngược với chiềuchuyển động và tạo thành lực cản lên dốc Pi

Pi = G.sinα Với độ dốc α < π/18 thì có thể coi gần đúng sinα = α (ký hiệu là i : độ dốccủa đường và được tính theo phần trăm , ví dụ độ dốc i = 10%)

Pi = i.GKhi xe chuyển động xuống dốc, lực Pi cùng chiều với chuyển động của xevà sẽ trở thành lực đẩy

iii) Lực cản lăn

Lực cản lăn (Pf) biểu thị sự tổn hao công suất do biến dạng của lốp, củađường cũng như tổn hao do ma sát giữa đường và lốp và các dạng tổn thất khác cóliên quan đến quá trình lăn của bánh xe

Pf = f.G.cosα

Vì trị số của hệ số cản lăn và độ dốc I đặc trưng tổng hợp cho chất lượngđường sá Vì vậy người ta thường sử dụng khái niệm lực cản tổng cộng củađường, ký hiệu là Pψ

Pψ = Pi + Pf = G.sinα + f.G.cosα

Pψ = (i+f).G = ψ.G

Ψ : hệ số cản tổng cộng của đường

iv) Lực cản của rơ-mooc

Lực cản của rơ-mooc (Pm) là phản lực của rơ-mooc tác dụng lên xe tại móckéo

v) Lực cản không khí

Khi xe chuyển động trong môi trường khí quyển, sẽ xuất hiện lực cản khôngkhí (Pω) tác dụng lên xe

Lực cản này bao gồm hai thành phần:

Lực cản chính diện: sinh ra do sự xoáy lốc của dòng khí, nói cách kháđó là sự tăng áp suất không khí ở phía trước đầu xe và sự giảm áp suất kkhôngkhí tại phía sau xe;

Lực cản do ma sát giữa thân xe với không khí: khi xe chuyển động sẽlàm chuyển động các lớp không khí bao quanh nó Lớp không khí này tác độnglên lớp không khí khác Vận tốc của lớp không khí gần thân xe cao hơn lớp khôngkhí ở xa hơn Do vậy tạo nên sự ma sát giữa các lớp không khí Khi xe chạy vớitốc độ càng cao thì khối lượng không khí tham gia chuyển động ngày càng nhiềuvà tổng lực ma sát ngày càng cao

Bằng thực nghiệm, lực cản khong khí được tính bằng công thức sau:

P ω = c.ρ.F.v 2 = K.F.v 2

c: hệ số dạng khí động học của xe (phụ thuộc vào dạng khí động học vàchất lượng bề mặt của thân xe);

ρ : Mật độ không khí (kg/m3);

K = c.ρ : hệ số cản không khí (Ns2/m4)

Xe du lịch: K = 0,15÷0,3

Xe buýt, thùng kín: K = 0,3÷0,5

F: diện tích cản chính diện của xe (m2);

v: vận tốc chuyển động tương đối của xe so với không khí (m/s)

2 Phương trình chuyển động của ô tô

Đẳng thức biểu thị sự cân bằng giữa lực chủ động và các lực cản chuyển động của ôtô được gọi là phương trình chuyển động của ô tô Phương trình này cho phép xác địnhchuyển động thẳng của ô tô ở từng thời điểm

P k = P f + P ω ± P i ± P j

Pk: lực kéo tiếp tuyến

Pf: lực cản lăn

Pω lực cản của gió

Pi: lực cản khi lên dốc hoặc lực chủ động khi xuống dốc

Pj: lực quán tính của ô tô

Lực cản lại chuyển động của ô tô khi tăng tốc

Lực chủ động khi ô tô giảm tốcTheo phương trình trên, ô tô chỉ có thể chuyển động được khi điều kiện sau đượcthoả mãn:

P k ≥ P ψ + P ω

Điều kiện trên là cần nhưng chưa đủ để đảm bảo sự chuyển động của ô tô, điều kiệnđủ chỉ có thể có được khi các bánh xe chủ động không bị trượt quay Vì vậy, điều kiện cần vàđủ để ô tô chuyển động được là:

3 Đồ thị cân bằng lực kéo

Phương trình chuyển động của ô tô nếu được biểu diễn dưới dạng đồ thị được gọi là

“Đồ thị cân bằng lực kéo”

Trên trục toạ độ P-v, lập những đường cong Pk ở các tỷ số truyền khác nhau Đểchuyển từ v sang ne ứng với các tỷ số truyền khác nhau của hộp số theo công thức:

v =

o b

b e i i

r n

v: vận tốc tịnh tiến của ô tô (m/s)

ne: số vòng quay của trục khuỷu (rad/s)

rb: bán kính làm việc trung bình của bánh xe (m)

ih: tỷ số truyền của hộp số

io: tỷ số truyền của bộ truyền lực chính

Trên đồ thị, lập đường cong Pψ = f(v) cho một loại đường nào đó có độ dốc khôngđổi và đường cong của lực cản không khí Pω = g(v)

Công dụng của đồ thị:

 Xác định tốc độ cực đại của ô tô: giao điểm của hai đường cong Pk và(Pψ + Pω)

 Xác định lực cản lớn nhất của đường mà ô tô có thể khắc phục được;

 Xác định khả năng trượt quay của các bánh xe chủ động trên một loạiđường cụ thể nào đó

Phương pháp cân bằng lực trình bày ở đồ thị trên được sử dụng thuận lợi khi phântích khả năng động lực của một ô tô cụ thể; nhưng sẽ gặp khó khăn khi cần so sánh khả năng

động lực của các ô tô khác nhau về chủng loại, vì trị số lực kéo của chúng có thể khác nhaurất nhiều.

4 Nhân tố động lực học của ô tô

Để đánh giá đúng chất lượng động lực của ô tô này so với ô tô khác, phải dùng kháiniệm “hệ số nhân tố động lực học” của ô tô Hệ số này được xác định bằng tỷ số giữa Pk - Pω

và trọng lượng toàn bộ của ô tô G; và được ký hiệu là D

5 Sự cân bằng công suất của ô tô

Để phân tích tính năng động lực của ô tô, ngoài mối tương quan về lực như đã phântích ở phần trên, còn có thể sử dụng mối tương quan về công suất: mối tương quan giữa côngsuất kéo của động cơ với công suất của các lực cản chuyển động

a) Phương trìng cân bằng công suất

N k = N e η t = N f ± N i + N ω ± N j

Nf = G.f.cosα.v/1000 (kW) : công suất tiêu hao do cản lăn của bánh xe;

Ni = G.sinα.v/1000 (kW) : công suất tiêu hao do đường dốc;

Nω = W.v3/1000 (kW) : công suất tiêu hao do không khí;

j,g: tính bằng (m/s2)

b) Đồ thị cân bằng công suất

Biểu diễn phương trình cân bằng công suất dưới dang đồ thị có hệ toạ độ N-v, gọi làđồ thị cân bằng công suất

Trên đồ thị này, dựng các đường cong công suất có ích của động cơ Ne và công suấtkéo Nk theo tốc độ chuyển động v ở tất cả các tỷ số truyền của hệ số

Đồng thời cũng dựng đường cong: Nψ = f(v) và đặt đường cong Nω = g(v) lên phíatrên đường cong Nψ Tung độ các điểm giữa đường cong (Nψ + Nω) và trục hoành t]ơng ứngvới công suất tiêu hao để khắc phục lực cản tổng cộng của đường và lực cản không khí

Các đoạn thẳng Na nằm giữa những đường cong Nk và (Nψ + Nω) đặc trưng cho phầncông suất dự trữ để sử dụng cho các mục đích sau: Khắc phục những lực cản lớn hơn củađường; tăng tốc hoặc để kéo rơ-mooc

Khi ô tô chuyển động đều công suất Nk chỉ để tiêu hao cho lực cản mặt đường vàcủa không khí Tốc độ lớn nhất mà ô tô có thể đạt được ứng với trường hợp bướm ga hoặcthanh răng ở vị trí mở tối đa là khi công suất Nk bằng tổng công suất (Nψ + Nω) (điểm A trênđồ thị)

c) Ý nghĩa của đồ thị công suất

 Xác định được tốc độ tối đa của ô tô trên mỗi loại đường đã cho hoặcngược lại;

 Xác định được tỷ số truyền hợp lý nhất ứng với từng loại đường;

 Xác định được khả năng tăng tốc, leo dốc hoặc kéo rơ-mooc của ô tô

CHƯƠNG III : TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU CỦA Ô TÔ

I CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ NHIÊN LIỆU

Tính kinh tế nhiên liệu của ô tô được đánh giá bằng lượng tiêu hao nhiên liệu chomột quãng đường nhất định (lít/km hoặc lít/m) hoặc cho 1 tấn km công việc vận chuyển;

 Lượng tiêu hao nhiên liệu cho một quãng đường chạy của ô tô được xácđịnh như sau:

qđ =

S

Q

(l/m)Q: lượng tiêu hao nhiên liệu (lít);

S: quãng đường chạy (m)

Ô tô khi chở hàng hoá sẽ tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn so với khi xe chạy không Vìthế công thức (IV.1) không thể biểu thị chính xác tính kinh tế nhiên liệu của ô tô;

Để biểu thị một cách chính xác hơn, người ta dùng chỉ tiêu về lượng tiêu hao nhiênliệu trên một đơn vị công việc vận chuyển:

qc =

t

t S G

Qpn

(kg/kg.m)

Gt: tải trọng vận chuyển (kg);

St: quãng đường xe chạy có tải (m);

ρn: tỷ trọng của nhiên liệu (kg/l)

Khi khảo sát động cơ trên băng thử, người ta xác định lượng tiêu hao nhiên liệutrong một giờ làm việc:

Quan hệ giữa lượng tiêu hao nhiên liệu trên một đơn vị quãng đường xe chạy vớilượng nhiên liệu trong một giờ và suất tiêu hao nhiên liệu có thể được biểu thị như sau:

Qđ =

n

T S

T G

T N g



=

n

e e v

N g



(l/m)

II ĐẶC TÍNH TIÊU HAO NHIÊN LIỆU CỦA Ô TÔ

1 Những yếu tố ảnh hưởng tới mức tiêu hao nhiên liệu

Trong quá trình ô tô chuyển động, công suất của động cơ được sử dụng để thắng tấtcả các lực cản chuyển động Trường hợp ô tô không kéo rơ-mooc ta có phương trình cân bằngcông suất sau:

qđ = (Pψ + Pω + Pj)

t n e g





Những yếu tố ảnh hưởng đến tính kinh tế nhiên liệu của ô tô là:

 Những thông số kết cấu và đặc điểm của quá trình cháy;

 Tình trạng kỹ thuật, điều chỉnh hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thốngđánh lửa;

 Tình trạng kỹ thuật của hệ thống truyền lực đến bánh xe chủ động;

 Đường sá, lực cản của gió và trình độ chuyên môn của người lái

2 Đồ thị đặc tính kinh tế nhiên liệu của ô tô

Đồ thị biểu thị sự phụ thuộc của lượng tiêu hao nhiên liệu qđ vào tốc độ chuyển độngcủa xe và hệ số cản ψ của đường được gọi là đồ thị đặc tính kinh tế nhiên liệu của ô tô

Đồ thị này đặc trưng cho tính kinh tế nhiên liệu của ô tô khi chuyển động đều, nócho phép xác định được lượng tiêu hao nhiên liệu theo trị số đã biết của v và ψ

Xác định lượng tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất khi ô tô chuyển động trên mặt đường cóhệ số cản ψ đã cho Tốc độ của xe ứng với lượng tiêu hao này gọi là tốc độ kinh tế

Xác định lượng tiêu hao nhiên liệu ứng với chế độ toàn tải của động cơ, tức là ứngvới tốc độ chuyển động lớn nhất mà xe có thể đạt được trên loại đường đã cho (điểm a,b,c)

Đồ thị trên chỉ mới cho phép xác định mức tiêu hao nhiên liệu trong trường hợp ô tôchuyển động đều trên mặt đường có hệ số cản chuyển động không đổi Vì vậy, sử dụngđường đặc tính này để tính mức tiêu hao nhiên liệu trong điều kiện sử dụng là không thểđược, vì nó đã không tính đến sự thay đổi của điều kiện đường sá khi xe chuyển động

 Điều khiển dễ dàng, lực tác động lên bàn đạp nhỏ;

 Bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt, đảm bảo điều kiện làm việc bìnhthường cho các chi tiết;

 Kết cấu đơn giản, tuổi thọ cao, điều chỉnh và chăm sóc dễ dàng

3 Phân loại

a) Theo cách truyền moment quay

 Loại ma sát

 Loại thuỷ lực

 Loại nam châm điện

 Loại liên hợp: kết hợp các loại kể trên

Trong đó loại ma sát được sử dụng nhiều nhất vì đơn giản, rẻ và dễchăm sóc bảo dưỡng Có thể phân loại ma sát thành các dạng sau:

Theo hình dạng các chi tiết ma sát: loại dĩa (1 dĩa hoặc nhiều dĩa), loạihình côn, loại hình trống

Theo cách phát sinh lực ép lên đĩa ép: loại lò xo, loại nửa ly tâm (lựcép sinh ra bởi các lò xo và lực ly tâm của các trọng khối phụ), loại ly tâm (lực lytâm dùng để đóng và mở ly hợp còn lực ép đĩa ép là lực lò xo)

b) Theo cách điều khiển

 Loại điều khiển bằng tay (cơ khí và loại trợ lực);

 Loại điều khiển tự động

II SƠ ĐỒ CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LY HỢP MA SÁT

1 Sơ đồ cấu tạo

2 Nguyên lý làm việc

a) Khi ly hợp ở vị trí đóng

 Vỏ ly hợp được bắt chặt với bánh đà bằng bulon và cùng quay với bánhđà Đĩa ép lúc này ép chặt đĩa ma sát vào bánh đà nhờ lò xo (lò xo đang ở trạngthái căng)

 Khi trục khuỷu động cơ quay sẽ làm bánh đà quay và làm cho đĩa masát quay; moayơ của đĩa ma sát được lắp trượt trên trục sơ cấp hộp số nhờ cácrãnh then hoa Như vậy khi đĩa ma sát quay sẽ làm cho trục hộp số quay

b) Khi ly hợp ở vị trí mở

 Dưới tác dụng của lực đạp vào bàn đạp ly hợp, lực được truyền đếnđòn mở qua hệ thống dẫn động làm cho càng mở tỳ vào bạc đạn ép;

 Bạc này sẽ tỳ vào đòn mở, kéo đĩa ép dịch chuyển theo hướng tách đĩa

ma sát rời khỏi bánh đà và đĩa ép Do đó moment quay từ động cơ không đượctruyền cốt sơ cấp hộp số

III CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BỘ BIẾN MÔMENT THUỶ LỰC

 Vỏ bộ ly hợp 4 được nối cứng với trục của hệ thống truyền lực;

 Khi đóng van tiết lưu 3 lại thì cả hệ thống bị gài cứng như một chi tiếtliền và trục khủyu được nối với bánh răng 1 sẽ quay cùng tốc độ với trục của hệthống truyền lực Khi van tiết lưu mở một ít thì tốc độ quay của trục khuỷu và trụccủa hệ thống truyền lực sẽ khác nhau

Những khuyết điểm:

 Sự thay đổi số vòng quay của trục thụ động chỉ được tiến hành bằngcách tiết lưu dòng chất lỏng và trong quá trình này công suất sẽ bị tiêu hao;

 Không có tính tự động điều chỉnh;

 Kết cấu phức tạp hơn ly hợp ma sát;

 Aùp suất cao đòi hỏi kết cấu làm kín phức tạp

b) Bộ biến moment thuỷ lực

 Khi xe đứng yên, đĩa turbin chưa quay Khi động cơ quay, đĩa bơm 1 sẽquay và chất lỏng nằm giữa hai đĩa cũng bắt đầu chuyển động Dưới tác dụng củalực ly tâm, chất lỏng sẽ chuyển động theo các cánh từ tâm đến ngòai rìa với tốcđộ tăng dần

 Chất lỏng chuyển động theo cánh của đĩa bơm rồi chuyển sang cánhcủa đĩa turbin với tốc độ lớn rồi tiếp tục di chuyển từ rìa vào tâm Chất lỏng bắnvào các cánh của đĩa turbin, nhưng đĩa này vẫn chưa chuyển động, do đó sẽ thayđổi hướng chuyển động và tốc độ chuyển động có giảm đi Lực bắn của chất lỏngtạo ra moment quay bắt đĩa turbin phải quay cùng chiều với đĩa bơm

 Sau đó chất lỏng lại từ đĩa turbin trở về đĩa bơm và cả chu kỳ chuyểnđộng của chất lỏng lại được lặp lại;

 Khi càng tăng tốc độ động cơ lên, lực ly tâm của chất lỏng ở đĩa bơmcàng lớn, do đó lực ép động của chất lỏng tăng lên Như vậy lực ép của chất lỏng

lên thành đĩa turbin càng lớn và làm tăng moment quay của đĩa turbin Khimoment quay của đĩa turbin bằng hoặc lớn hơn moment cản chuyển động củađường thì lúc đó ô tô bắt đầu chuyển động.

c) Đặc tính của bộ biến moment thuỷ lực

i) Đặc tính của bộ biến moment thuỷ lực

 Khác với ly hợp thuỷ lực:

Biến mômen thuỷ lực luôn có cấu tạo gồm 3 phần là B,T,D Còn ly hợpthuỷ lực chỉ có 2 phần là B,T mà thôi;

Đa số thời gian làm việc của biến mômen thuỷ lực là momen của T lớnhơn momen của bánh B và bánh D luôn bị khoá bởi khớp 1 chiều, làm thành điểmtựa cứng cho dòng chất lỏng và tạo điều kiện tăng phản lực của dòng chảy Khảnăng tăng moment có thể lên đến 2,5÷2,8 lần;

Nếu momen của bánh B và T bằng nhau (bộ biến mô làm việc như bộ

ly hợp thuỷ lực), lúc này bánh D quay tự do, dòng chất lỏng luồn qua khe cánh vàtạo nên bộ truyền thuỷ lực có đặc tính mới Vai trò của bánh D chỉ là hướng chấtlỏng, giảm tổn thất thuỷ lực trong biến mômen thuỷ lực

 Để đảm bảo khả năng truyền lực có hiệu quả nhất, dầu đưa vào phải cóáp suất cao Ngay cả khi ở trạng thái không làm việc, dầu vẫn phải có áp suất caohơn áp suất không khí để tránh lọt khí vào trong biến mômen thuỷ lực Vì vậytrên đường ống ra của mạch dầu phải có van một chiều để duy trì áp suất dư này;

 Khi số vòng quay của bánh B và T bằng nhau thì dầu không có khảnăng truyền năng lượng, lúc này hiệu suất của biến mômen thuỷ lực giảm bằngkhông Để khắc phục hiện tượng này trên nhiều bộ biến mô có bố trí một ly hợp

ma sát làm việc trong dầu Ly hợp này đặt giữa B va T và được đóng lại tự độngtại thời điểm số vòng quay của bánh T bằng với bánh B;

 Trên một số loại ô tô có 2 bánh D nhằm mục đích thay đổi thay đổi khảnăng làm việc của bộ biến mô lớn hơn Mỗi bánh D được đặt trên một khớp quay

1 chiều riêng biệt;

 Trong biến mômen thuỷ lực sự truyền năng lượng xảy ra khi bánh Blàm việc; như vậy khi động cơ hoạt động thì năng lượng có thể được truyền sangbánh T Điều này có nghĩa là bộ biến mô không cắt được dòng chuyển động hoàntoàn, vì vậy xe có thể sẽ xê dịch ngoài ý muốn của người lái Để tránh hiện tượngnày, cần có thêm cơ cấu khoá trục bị động, và người lái chỉ có thể rời xe khi đãtắt động cơ và để cần chọn số ở vị trí P; ngoài ra khi sử dụng cần phải điều chỉnhsố vòng quay nhỏ nhất của động cơ và khi khởi động động cơ không lên ga quácao

ii) Ưu nhược điểm

 Ưu điểm

 Cho phép khởi động động cơ và dừng ô tô khi đang gài số, vì giữa động

cơ và hệ thống truyền lực không có sự nối cứng;

 Khi tăng sức cản chuyển động của ô tô thậm chí cho đến khi ô tô dừnglại thì được vẫn không bị tắt máy;

 Giảm khá nhiều tải trọng động lên động cơ và hệ thống truyền độngkhi thay đổi đột ngột chế độ làm việc của ô tô do đó tăng được thời gian sử dụng;

 Đảm bảo khởi động và lấy đà ô tô tại chỗ được êm dịu;

 Đơn giản việc điều khiển;

 Tăng khả năng chuyển động của ô tô nhừ sự tăng từ từ tốc độ chuyểnđộng từ số không đến số cao nhất mà không bị giật, nên sự bám với mặt đườngtốt hơn;

 Tạo điều kiện tự động hóa việc điều chỉnh;

 Không cần điều chỉnh trong khi sử dụng, bởi vì các chi tiết của ly hợpthủy động hầu như rất ít mòn

 Nhược điểm:

 Không đảm bảo mở ly hợp dứt khoát do có moment quay còn dư trêntrục thụ động mặc dầu số vòng quay của động cơ rất thấp Điều này làm khókhăn cho việc gài số Để tránh hiện tượng này cần phải bố trí ly hợp ma sát ở sau

 Không thể phanh ô tô khi dừng tại chỗ bằng phương pháp gài số.

IV ẢNH HƯỞNG CỦA LY HỢP

1 Aûnh hưởng của ly hợp đến sự gài số

Các đại lượng trên hình vẽ là:

 Jm: moment quán tính các chi tiết chuyển động của động cơ và của phầnchủ động của ly hợp (Nms2);

 Jl: moment quán tính phần thụ động của ly hợp và của các chi tiết tronghệ số có liên hệ động học với phần thụ động của ly hợp, được qui về trục của lyhợp (Nms2);

 Ja: moment quán tính của bánh đà tượng trưng đặt tại trục thứ cấp.Moment này xác định theo điều kiện cân bằng động năng của ô tô chuyển độngtịnh tiến và động năng của bánh đà tượng trưng chuyển động quay (Nms2);

Giả sử dịch chuyển bánh răng 4 trên trục thứ cấp để gài ăn khớp với bánh răng 3 khi

ly hợp đang đóng, nghiã là khi trục khuỷu động cơ M và trục sơ cấp hộp số B được nối vớinhau (ωm = ωb)

Ứng dụng phương trình moment xung lượng đối với chuyển động quay của trục Atrong thời gian gài hai bánh răng là:

P4.r4.t = Ja (ω’

P4: lực tác dụng lên bánh răng của bánh răng 4 trong thời gian gài số;

R4: bán kính vòng tròn lăn của bánh răng 4;

T: thời gian lực P4 tác dụng, trong thời gian đó trục A thay đổi tốc độ góc từ ω’

a

→ ωa

ω’

a: tốc độ góc của trục A sau khi gài số;

ωa: tốc độ góc của trục A trước khi gài số

ωb: tốc độ góc của trục sơ cấp hộp số;

r1, r2, r3, r4: bán kính vòng tròn lăn của các bánh răng 1,2,3,4

: tỷ số truyền của hộp số

 P3 = P4 nên P3.r4.t = P4.r4.t thay vào công thức trên ta sẽ được:

P4.r4.t =

a h l m

h a b h l m a

J i J J

i i

J J J

 Moment quán tính Jl phụ thuộc rất nhiều vào kết cấu phần thụ động của

ly hợp, vì thế khi thiết kế ly hợp cần phải giảm moment quán tính phần thụ độngđến mức nhỏ nhất;

 P4 tỷ lệ thuận với (b a.i h), vì vậy để tránh va đập các răng khi gàisố cần phải làm đồng đều tốc độ góc của bánh xe được gài, muốn thế trong hộpsố cần đặt bộ đồng tốc

2 Aûnh hưởng của ly hợp khi phanh

Moment quán tính Mj truyền từ động cơ qua ly hợp khi phanh sẽ là:

M j = J m dv dt .

bx

h r

i

i 0

i0: tỷ số truyền của bộ truyền lực chính;

Moment này được truyền đến các đăng, nếu khi phanh ly hợp không mở và ly hợpkhông bị trượt, nghĩa là Mj<Ml (Ml: moment ma sát của ly hợp)

Lực phanh Pb tác dụng lên lốp bánh xe tại điểm tiếp xúc với mặt đường là:

Pb:lực phanh tổng tại các bánh xe;

G: trọng lượng tòan bộ của xe;

g: gia tốc trọng trườngδ: hệ số tính đến ảnh hưởng các khối lượng quay của ô tô Hệ số nàyphụ thuộc vào tỷ số truyền ih Hệ số này được tính bằng công thức sau: δ = 1 +σ.i2

h

 Xe tải: δ = 2,5÷3 ở tay số 1, 1,06÷1,08 ở tay số cao nhất

 Xe du lịch: δ = 1,6÷1,8 ở tay số 1, 1,05÷1,06 ở tay số cao nhấtLực phanh lớn nhất có thể có của ô tô là:

Pbmax = φ.GThay vào phương trình trên ta có : dv dt =

 Nếu ly hợp có moment ma sát bằng hoặc lớn hơn moment quán tính

Mjmax thì lực quán tính này sẽ tác dụng lên hệ thống truyền lực;

 Khi giảm độ cứng của lò xo ép, hệ số dự trữ moment quay của ly hợpgiảm xuống thì trục các đăng của ô tô sẽ không bị gãy khi phanh nữa

CHƯƠNG V : HỘP SỐ VÀ HỘP PHÂN PHỐI

I CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU

 Không sinh các lực va đập lên hệ thống truyền lực;

 Có vị trí trung gian để cắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực được lâudài;

 Kết cấu đơn giản và điều khiển dễ dàng; Làm việc không ồn;

 Hiệu suất cao

b) Theo sơ đồ động học

 Loại có số truyền thẳng;

 Loại có số truyền tăng;

 Loại có hộp số phụ

c) Theo phương pháp điều khiển

 Loại điều khiển bằng tay;

 Loại bán tự động;

 Loại tự động

II HỘP SỐ CƠ KHÍ

1 Cấu tạo chung

2 Nguyên lý làm việc

Nhờ hoạt động của bộ phận gài số mà người lái xe có thể lựa chọn tỷ số truyền thíchhợp cho các chế độ tải và tốc độ của ôtô Bộ phận này cũng giúp tránh việc cùng một lúc gàihai số thông qua khoá liên động

Moment được truyền từ động cơ đến trục trung gian, thông qua sự ăn khớp giữa 2bánh răng trên trục sơ cấp và trục trung gian Các cặp bánh răng ăn khớp giữa trục trung gianvà trục thứ cấp luôn luôn ăn khớp với nhau, nhưng trục thứ cấp không quay theo trục trunggian vì các bánh răng trên trục thứ cấp quay trơn trên trục thứ cấp

Khi gài số, chính nhờ sự kết nối giữa bánh răng trên trục thứ cấp với trục thứ cấpthông qua bộ đồng tốc mà trục thứ cấp quay và truyền moment từ trục trung gian đến hệthống các đăng

Số lùi cũng có nguyên lý gài như thế nhưng thường không dùng bộ đồng tốc mà việcăn khớp giữa các cặp bánh răng một cách trực tiếp vì tốc độ lúc gài số lùi thường rất thấp

3 Tỷ số truyền

Tỷ số truyền i =

cd

bd Z Z

4 Cấu tạo chi tiết

a) Bộ đồng tốc

i) Công dụng

 Bộ đồng tốc có nhiệm vụ làm cho tốc độ quay của các bánh răng đượcđồng đều nhau trước khi cho chúng ăn khớp với nhau Do đó việc gài số được êmdịu, không có va đập, tiếng kêu

 Ngày nay, bộ đồng tốc được áp dụng cho tất cả các tay số và có rấtnhiều kết cấu khác nhau, nhưng tất cả cùng mong muốn đạt mục đích là vô số êmdịu và không va đập

ii) Cấu tạo

 Vòng răng của moay-ơ được lồng vào trục thứ cấp bằng các rãnh thenhoa Số răng của vòng răng này không liên tiếp nhau, mà bị ngắt quãng bởi 3 lỗkhuyết để lắp các miếng hãm

 Hai đầu của moay-ơ có lắp 2 vòng đồng tốc, các vòng này cũng có 3rãnh khuyết.

 Vành sang số lắp lồng vào moay-ơ, và được định vị nhờ lò xo và cácmiếng hãm để giữ cho bộ đồng tốc luôn ở vị trí trung gian

iii) Nguyên lý làm việc

 Khi gài số, cần gạt sẽ đẩy vành sang số về phía trái hoặc phải Lúcnày, vành sang số sẽ kéo các miếng hãm cùng dịch chuyển

 Các miếng hãm này đẩy vòng đồng tốc dịch chuyển theo, làm cho mặtcôn của vòng đồng tốc tỳ vào mặt côn của bánh răng chủ động Do lực ma sátsinh ra giữa 2 mặt côn này làm cho tốc độ quay của vòng đông tốc, vành sang sốvà bánh răng chủ động bằng nhau

 Lúc này người lái tiếp tục đẩy cần gạt để các bánh răng ăn khớp vớinhau Do sự đồng đều về tốc độ góc của các bánh răng nên việc ăn khớp giữchúng rất êm

b) Trục hộp số

 Trục sơ cấp: gồm một bánh răng đúc liền với trục, trên trục có các rãnhthen hoa để lắp với moay-ơ của đĩa ma sát ly hợp

 Trục thứ cấp: trên trục có các rãnh then hoa để lắp các bánh răng và bộđồng tốc; các bánh răng này ứng với tỷ số truyền của các tay số Trục thứ cấpđược nối liền với cầu chủ động thông qua các đăng

 Trục trung gian: được lắp cố định trên vỏ hộp số Trên trục có lắp cáccụm bánh răng; cụm bánh răng này ăn khớp với các bánh răng tươngứng trên trục

sơ cấp và thứ cấp và được quay cùng với trục

 Trục số lùi: được dặt phía dưới trục trung gian, trên trục các bánh răngđược quay tự do

c) Bánh răng

 Loại răng thẳng;

 Loại răng xiên

d) Cơ cấu định vị khoá hãm

Giữ các trục sang số ở vị trí gài số hoặc vị trí trung gian, tránh hiện tượng gài hai sốcùng một lúc

i) Cơ cấu định vị

Gồm một viên bi và một lò xo trong lỗ khoan trên nắp hộp số Trên trục sang sốcó số lỗ khuyết tương ứng với số lượng cấp số cần cài và thêm một lỗ khuyếtnữa cho vị trí trung gian;

Ở mỗi vị trí cài số, lò xo ép viên bi lọt vào lỗ khuyết và giữ trục sang số tại vị trínhất định đó Để di chuyển trục sang số phải tác động một lực đủ lớn để kéoviên bi ra khỏi rãnh của lỗ khuyết trên trục sang số.

ii) Cơ cấu khoá hãm

 Cơ cấu khoá hãm nhằm ngăn ngừa việc vào hai số cùng một lúc Cơcấu này là một lõi thép lắp vào trong rãnh giữa hai trục sang số;

 Trên các trục sang số có khoét chỗ lõm đối diện với rãnh chứa chốthãm khi các trục sang số này ở vị trí trung gian Chiều dài chốt hãm bằng khoảngcách giữa hai trục sang số cộng với một chỗ lỏm trên trục sang số;

 Mỗi trục sang số khi cài số phải trở về vị trí trung gian trước khi trụcsang số di chuyển, lúc này chốt hãm sẽ lọt vào lỗ khuyết của trục sang số đang ở

vị trí trung gian

iii) Cơ cấu cảnh báo số lùi

 Cơ cấu này nhằm giúp người lái có thể nhận biết được vị trí sẽ gài sốlùi, tránh hiện tượng gài nhầm số lùi khi xe chuyển động tới;

 Các cơ cấu này đều sử dụng lò xo chịu kéo hay chịu nén tạo nên cảmgiác khó khăn khi sang số hơn so với các tay số khác

e) Nắp hộp số

 Nắp hộp số ngoài nhiệm vụ che kín, còn là nơi lắp đặt bộ phận gài số

 Vỏ hộp số là nơi chứa các trục, bánh răng và chứa dầu bôi trơn

III HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

1 Cấu tạo chung

Trong HTTL chức năng của hộp số tự động thay thế chức năng làm việc của ly hợp

ma sát và hộp số cơ khí

Cụm hộp số tự động có hệ thống điều khiển điện từ thuỷ lực rất phức tạp, làm việccùng với máy tính điện tử cỡ nhỏ để thực hiện tự động việc đóng ngắt thay đổi tỷ số truyềncủa hộp số.

Hộp số tự động thông thường gồm:

 Biến mômen thuỷ lực;

 Hộp số hành tinh;

 Bộ phận điều khiển

Hộp số hành tinh có thể điều khiển bằng cần sang số hoặc điều khiển tự động(không có cần sang số) Vì vậy trên hộp số tự động không có cần sang số mà chỉ có cần chọnsố

a) Biến moment thuỷ lực (xem phần bộ ly hợp)

b) Hộp số hành tinh

Có 3 loại hộp số hành tinh cơ bản:

 Loại Wilson độc lập;

 Loại tổ hợp bộ truyền Simpson;

 Loại Ravigneaux

Bộ truyền Wilson độc lập

Tổ hợp bộ truyền Wilson

Cơ cấu hành tinh kiểu Ravigneaux c) Bộ phận điều khiển

 Ly hợp khoá;

 Phanh dải;

 Khớp 1 chiều;

 Cơ cấu khoá trục bị động;

 Hệ thống điều khiển thuỷ lực – điện từ của hộp số tự động

2 Nguyên lý làm việc

Nguyên lý làm việc của cơ cấu hành tinh được xem xét dưới dạng sơ đồ trạng tháisau:

Trong đó quan hệ số vòng quay trên trục bị động chia cho số vòng quay trên trục chủđộng là tỷ số truyền của cơ cấu hành tinh ở trạng thái đang xét

IV HỘP PHÂN PHỐI

a) Theo cấp số truyền

 Loại 1 cấp số truyền;

 Loại 2 cấp số truyền

b) Theo tỷ lệ phân chia moment ra các cầu chủ động

 Loại có tỷ lệ phân chia bằng 1;

 Loại có tỷ lệ phân chia khác 1

c) Theo phương pháp truyền moment xoắn

 Loại nối cứng các trục dẫn ra các cầu chủ động;

 Loại có khớp nối mềm để nối giữa các cầu chủ động: khớp ma sát, visai côn hoặc trụ, khớp tự đóng mở…

d) Theo cấu trúc cơ bản bố trí toàn bộ hệ thống truyền lực

 Loại có ký hiệu 4WD ( four wheel drive: xe có 4 bánh xe chủ động);

 Loại có ký hiệu AWD ( all wheel drive: cầu trước luôn chủ động, cầusau chỉ hoạt động trong một số trường hợp nhất định)

e) Theo thời gian làm việc ở chế độ 2 cầu chủ động

 Loại toàn bộ thời gian làm việc ở chế độ 2 cầu chủ động;

 Loại một phần thời gian làm việc ở chế độ 2 cầu chủ động

f) Theo dạng điều khiển

 Loại điều khiển bằng tay;

 Loại điều khiển bàng điện từ;

 Loại điều khiển tự động

CHƯƠNG VI : TRỤC CÁC ĐĂNG

I CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU

2 Yều cầu

 Không dao động và va đập, không có tải trọng động lớn do momentquán tính gây ra;

 Quay đều và không phát sinh ra tải trọng động;

 Hiệu suất truyền động cao, cả khi góc  giữa hai trục lớn

3 Phân loại

a) Theo công dụng

 Loại truyền moment từ hộp số đến cầu chủ động (góc  cực đại giữacác trục các đăng khoảng 1520o)

 Loại truyền moment đến các bánh xe chủ độngở hệ thống treo độc lập(max=20o) hoặc đến bánh xe chủ động dẫn hướng (max=3040o)

 Loại truyền moment đến các cụm chi tiết lắp trên ôtô (max=1520o)

b) Theo số khớp các đăng

 Loại đơn, với 1 khớp nối các đăng;

 Loại kép, với 2 khớp nối các đăng;

 Loại nhiều khớp nối các đăng

c) Theo tính chất động học

 Loại các đăng khác tốc (tốc độ góc của 2 trục khác nhau);

 Loại các đăng đồng tốc (tốc độ góc của 2 trục bằng nhau)

d) Theo kết cấu

 Loại cứng;

 Loại nửa cứng;

 Loại đàn hồi;

II CẤU TẠO

1 Trục các đăng

Thường được chế tạo bằng những ống vỏ mỏng có chiều dày ống khoảng1,85÷2,5mm Một đầu được hàn vào nạng các đăng, đầu kia được hàn với trục then hoa hoặcrãnh then hoa;

Nếu trục truyền quá dài thì người ta dùng nhiều đoạn các đăng lắp ghép với nhau.Loại dùng một bạc đạn đỡ còn gọi là các đăng 3 khớp nối (ví dụ xe Toyota Crown), loạidùng hai bạc đạn đỡ ở giữa (yêu cầu góc lệch giữa các đoạn thân trục phải nhỏ hơn 30, nếugóc lệch lớn hơn phải dùng khớp nối cao su đàn hồi thay thế cho khớp các đăng ở ngay saubạc đạn đỡ)

2 Khớp các đăng

 Khớp các đăng giúp hai trục không đồng tâm liên kết với nhau đểtruyền moment xoắn

 Theo tính chất động học, có thể chia khớp các đăng ra làm hai loạichính:

Khớp các đăng khác tốc;

Khớp các đăng đồng tốc;

a) Khớp các đăng khác tốc

Khớp các đăng khác tốc được sử dụng nhiều trên ô tô là khớp chữ thập Cấu tạo củakhớp này bao gồm:

Hai nạng: một hàn với trục các đăng, một gắn liền với mặt bích hoặc khớp trượt;Trục chữ thập: thường có gắn ốc bơm mỡ để bơm mỡ cho các bạc đạn kim;

Các bạc đạn kim: được ép chặt vào nạng các đăng;

Các phe gài giữ các bạc đạn kim;

Quan hệ đôïng học của khớp chữ thập như sau:

Nếu hai trục đồng tâm thì tốc độ góc của hai trục bằng nhau;

Nếu hai trục không đồng tâm thì tốc độ góc của hai trục khác nhau;

Nếu góc lệch tâm càng lớn thì sự chênh lệch tốc độ góc càng lớn

b) Khớp các đăng đồng tốc

i) Nguyên lý hoạt động của khớp các đăng đồng tốc

Nguyên lý này dựa trên nguyên lý làm việc của cặp bánh răng nón ăn khớp có 2trục tạo thành một góc ;

Điểm tiếp xúc P của 2 răng ăn khớp phải nằm trong mặt phẳng phân giác và khoảngcách từ P đến 2 trục phải bằng nhau Do đó vận tốc góc của 2 bánh răng phải bằng nhau

Các viên bi của các đăng đồng tốc phải chuyển động thế nào cho tâm của chúngluôn luôn nằm trong mặt phẳng phân giác, trên đường tròn bán kính OP khi góc  thay đổi vàkhe hở ăn khớp thay đổi không đáng kể

ii) Các loại khớp các đăng đồng tốc

 Kiểu Veise – Bendix

Trục chủ động dạng chữ C, hai bên của một đầu nạng có rãnh tròn chứa các viên bitruyền lực Các rãnh tròn này được tạo với rãnh cong tròn có tâm là tâm của khớp với cungcong cho phép viên bi di chuyển trên nó xấp xỉ 300 Trong khớp có bốn viên bi nằm ngoàichịu trách nhiệm truyền lực;

Trục bị động có cấu tạo tương tự, nhưng lắp đối diện với các viên bi và tạo nên mộtrãnh ôm hai mặt với viên bi;

Viên bi thứ năm nằm giữa tâm khớp, hai phía tì vào hai nửa trục truyền lực Nhờrãnh tròn, viên bi ở giữa định vị và các đệm tựa trong khoang vỏ của khớp, mà các viên bingoài chỉ có thể nằm trong mặt phẳng phân giác;

Khớp không cho phép thay đổi chiều dài truyền lực, vì vậy chỉ bố trí trên các cầudẫn hướng loại dầm liền