Khai thác hệ thống truyền lực trên xe FORD FOCUS

đỉnh của lò xo sẽ được sử dụng để mở ly hợp khi bạc mở ép lên nó.- Hộp số:Đối với phiên bản 1.8L AT,2.0LAT Ghia,2.0LAT Sport là tự động 4 cấpĐối với phiên bản 1.8L AT là hộp số thường 5

LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội đã có nhiều thay đổi kể từ lúc nó được hình thành, và càng ngày xã hội lại càng hoàn thiện hơn và tốt đẹp hơn Trong nền công nghiêp ô tô cũng vậy kể từ lúcchiếc ô tô đầu tiên ra đời vào đầu thế kỷ đến nay nó đã có nhiều thay đổi và tất nhiên là thay đổi có kế thừa và phát triển

Nước ta đang trên đà phát triển, đặc biệt là nghành công ngiệp, trong đó có nghành công nghiệp ô tô cũng rất được chú trọng và phát triển Nó được cho thấy bởi sự xuất hiện nhiều hãng ô tô nổi tiếng được lắp ráp tại Việt Nam như TOYOTA, HONDA, FORD Do đó vấn đề đặt ra ở đấy cho một người kỹ sư là phải nắm rõ được kết cấu của các cụm, hệ thống trên các loại xe hiện đại để từ đó khai thác và

sử dụng xe một cách có hiệu quả cao nhất về công dụng, an toàn, kinh tế trong điềukiện ở Việt Nam

Một trong những hệ thống quan trọng của ô tô là hệ thống truyền lực Hệ thống này

có chức năng truyền và phân phối mơmen quay và công suất từ động cơ đến các bánh xe chủ động, làm thay đổi mômen và chiều quay của bánh xe theo yêu cầu

Vì những chức năng quan trọng của nó mà người ta không ngừng cải tiến hệ thống truyền lực để năng cao tính năng của nó

Vì vậy, trong quá trình học tập về chuyên nghành cơ khí ô tô tại trường đại học

Trần Đại Nghĩa em đã được giao nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp với đề tài “Khai thác

hệ thống truyền lực trên xe FORD FOCUS’’

Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Th.s Mai Hồng Cẩm, cùng với

sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành nhiệm vụ đề tài Vì thời gian có hạn, tài liệu còn thiếu và kiến thức còn hạn chế nên không tránh những sai sót nhất định, những điều còn chưa hợp lý Vì vậy em mong thầy, cô trong bộ môn đóng góp ý kiến để đề tài của em được hoàn thiện hơn Sau này ra trường nếu có điều kiện em

sẽ tiếp tục bổ sung và hoàn thiện về kiến thức của mình cũng như theo đề tài một cách cặn kẽ hơn

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Trọng Tấn

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE FORD FOCUS

1.1 Lịch sử phát triển

Ford Focuslà dòng xe hạngC(Compact Car) theo tiêu chuẩn xe Châu Âu Focus có

3 thế hệ từ 1998 đến nay, thế hệ xe Focus đầu tiên (1998-2004) được Ford sản xuấtnhằm mục đích thay thế dòng xe Ford Escort cũ được sản xuất từ những năm thập niên 70

Dòng xe này nhắm đến đối tượng khách hàng là những người trẻ dưới 35 tuổi, thích xe hơi kiểu dáng thể thao, trẻ trung đồng thời tích hợp nhiều tiện nghi công nghệ và động cơ mạnh mẽ

Focus là dòng xe cỡ nhỏ nổi tiếng nhất của Ford, từ khi ra mắt đến nay đã có hơn

12 triệu chiếc Focus được bán ra trên toàn thế giới, gần đây nhất Focus cũng giành nhiều danh hiệu xe bán chạy nhất thế giới 2012 (với 1.020.410 chiếc), thỏa mãn được mỗi con đường đều có một chiếc xe Ford như nhà sáng lập Henry Ford từng mong đợi

Hình 1.1.Hình dáng ngoài xe Ford Focus

Thế hệ thứ hai của Ford Focus được trưng bày lần đầu tiên tại Triển lãm ô tô Paris vào tháng 9 năm 2004 Mẫu xe này được phát triển từ phiên bản ý tưởng “Focus Concept” đã được giới thiệu trước đó vào giữa năm 2004 tại Triển lãm ô tô Bắc Kinh Bên cạnh 4 kiểu thân xe từ thế hệ trước là sedan 4 cửa, hatchback 3 cửa, hatchback 5 cửa, station wagon 5 cửa, thế hệ này còn có sự xuất hiện của kiểu thân

cơ xăng có các lựa chọn 1.4L I4 Zetec-SE, 1.6L I4 Zetec-SE, 1.6L I4 Zetec-SE VCT, 1.8L I4 Duratec HE, 2.0L I4 Duratec HE và 2.5L I5 Turbocharged T5 Động

Ti-cơ diesel gồm có 1.6L I4 TDCI, 1.6L I4 TDCI DPF, 1.8L I4 TDCI và 2.0L I4 TDCI Cuối cùng là động cơ nhiên liệu hỗn hợp 1.8L I4 Duratec HE FFV

Các trang bị hộp số gồm hộp số tự động 4 cấp, 6 cấp ly hợp kép Powershift và hộp

số tay 5 cấp, 6 cấp

Tháng 9/2007, Ford giới thiệu phiên bản Focus nâng cấp (facelift) tại Triển lãm ô

tô Frankfurt Trong lần nâng cấp này, Ford Focus được ứng dụng ngôn ngữ thiết kếKinetic Design đã từng được sử dụng trên các mẫu xe Ford Mondeo 2007, Ford S-MAX 2006, Ford Galaxy 2006 Bên cạnh đó là một số đổi mới về chi tiết nội thất

Ngoài các phiên bản chính, Ford cũng sản xuất và giới thiệu trên thị trường nhiều phiên bản khác được phát triển từ nguyên mẫu Ford Focus như Focus ST, Focus Coupé–Cabriolet, Focus ECOnetic, Focus X Road, Focus RS, Focus RS 500, Focus RS WRC và Focus BEV

Mẫu xe này đã nhận được thang điểm 5/5 về mức độ an toàn đối với người lớn, 4/5

về mức độ an toàn đối với trẻ em và 2/5 về mức độ an toàn đối với người đi đường

từ Chương trình Đánh giá Xe mới châu Âu (European New Car Assessment

Programme)

Tại Việt Nam

Thế hệ thứ hai của Ford Focus được ra mắt tại Việt Nam vào giữa năm 2005 dưới dạng lắp ráp linh kiện trong nước với các phiên bản sedan 1.6L MT Comfort, 1.8L

MT Ghia, 1.8L AT Ghia, 2.0L MT Ghia và 2.0L AT Ghia

Phiên bản Ford Focus S hatchback 5 cửa được giới thiệu tại Việt Nam vào năm

2006, sử dụng động cơ xăng 2.0L I4 16 van Duratec đạt công suất cực đại 143 mã lực và hộp số tự động 4 cấp

Tính năng an toàn được đảm bảo với hệ thống chống bó cứng phanh (Anti-lock Braking System), phân phối lực phanh điện tử (Electronic Brakeforce

Distribution), túi khí cho hàng ghế trước Ngoài ra, xe còn được lắp đầu CD 6 đĩa với nút điều chỉnh âm lượng trên tay lái, màn hình hiển thị đa thông tin, ghế bọc

da, hệ thống điều hòa tự động, cửa gió cho hàng ghế sau, cửa sổ trời điều khiển điện

Năm 2007, Ford Việt Nam tung ra phiên bản nâng cấp (facelift) cho mẫu xe Focus 2.0 hatchback 5 cửa với những điểm thay đổi chủ yếu đến từ thiết kế ngoại thất

Tháng 8/2009, Ford Việt Nam giới thiệu mẫu xe Focus được nâng cấp với 4 phiên bản: 1.8 MT sedan, 1.8 AT hatchback, 2.0 AT Ghia hatchback, 2.0 TDCi AT hatchback Sport

Các phiên bản có dung tích 1.8 được trang bị động cơ xăng 1.8L đạt công suất cực đại 129 mã lực tại vòng tua 6,000 vòng/phút, mô-men xoắn cực đại 16.8 kg.m tại vòng tua 4,000 vòng/phú Phiên bản 2.0 AT Ghia sử dụng động cơ xăng 2.0L có công suất cực đại 143 mã lực tại vòng tua 6,000 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 18.9 kg.m tại vòng tua 4,500 vòng/phút Các phiên bản này được lắp hộp số tự động 4 cấp

Phiên bản 2.0 TDCi AT Sport được lắp động cơ diesel 2.0 L có công suất cực đại

134 mã lực tại vòng tua 4,000 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 32.6 kg.m tại vòng tua 2,000 vòng/phút, hộp số tự động 6 cấp ly hợp kép Powershift

Mẫu xe mới được trang bị các thiết bị an toàn như hệ thống chống bó cứng phanh (Anti-lock Braking System), phân phối lực phanh điện tử (Electronic Brakeforce Distribution), 2 túi khí cho hàng ghế trước, hệ thống đèn cảnh báo phanh gấp Riêng phiên bản 2.0 TDCi AT Sport được trang bị thêm hệ thống cân bằng điện tử (Electronic Stability Programme)

Ngoài ra, trên xe còn được trang bị nội thất bọc nỉ (2 phiên bản hatchback 1.8 AT, 2.0 AT Ghia) và bọc da (phiên bản 2.0 TDCi AT Sport), đèn sương mù phía trước

và sau, chốt cửa an toàn cho trẻ em, hệ thống chống khởi động khi dùng sai chìa

Tháng 10/2010, Ford Việt Nam cho xuất hiện trở lại phiên bản sedan 2.0 AT Ghia

và rút phiên bản hatchback động cơ xăng 2.0 số tự động ra khỏi thị trường Như vậy Focus còn 4 phiên bản gồm 1.8 MT sedan, 1.8 AT hatchback, 2.0 AT sedan và2.0 TDCi AT Sport hatchback

Đối thủ cạnh tranh của mẫu xe này tại Việt Nam là Kia Forte, Chevrolet Cruze,

Toyota Corolla Altis và Honda Civic.

Sau khi tung ra thế hệ thứ ba All-new Focus vào năm 2012, Ford Việt Nam vẫn tiếp tục phân phối Focus thế hệ thứ hai với tên gọi Focus Classic

.1.2 Thông số kỹ thuật của xe Ford Focus

1.2.1 Động cơ 1.8MTDuratec-16Van

Cấu hình động cơ với 4 xy lanh thẳng hàng là già giải pháp tối ưu cân bằng về sức mạnh và tiêu hao nhiên liệu thấp của động cơ

- Công suất tối đa: 131 HP / 6.000 rpn

- Mômen xoắn tối đa: 165 kg.m / 400 v/p

- Tỉ số nén: 10,8:1

- Mức tiêu hao nhiên liệu: 6,63L/100 Km (trong điều kiện thử nghiệm)

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu: xe Ford Focus sử dụng hệ thống phun xăng điện

tử đa điểm (MPI) với các loại xăng có chỉ số octan là RON 95, 92, 87, 83 Dung tích bình xăng là 42 lít

- Hệ thống làm mát: hệ thống làm mát bằng nước theo phương pháp tuần hoàn cưỡng bức nhờ bơm nước

- Hệ thống bôi trơn: theo nguyên lý hoạt động hỗn hợp bao gồm bôi trơn cưỡng bức kết hợp với vung té Xe sử dụng các loại dầu bôi trơn như: SAE 5W30, SAE 10W30, SAE 15W40

1.2.2 Hệ thống truyền lực

- Ly hợp: Loại 1 đĩa ma kiểu màng, thường đóng, có lò xo ép hình đĩa, dẫn động thủy lực Ở loại ly hợp này sử dụng lò xo dạng đĩa hình côn từ đó có thể tận dụng kết cấu này để đóng mở ly hợp mà không cần phải có đòn mở riêng Mặt đáy của

lò xo được tì trực tiếp vào đĩa ép, phần giữa của lò xo được liên kết với vỏ Mặt

đỉnh của lò xo sẽ được sử dụng để mở ly hợp khi bạc mở ép lên nó.

- Hộp số:Đối với phiên bản 1.8L AT,2.0LAT Ghia,2.0LAT Sport là tự động 4 cấpĐối với phiên bản 1.8L AT là hộp số thường 5 cấp

- Truyền lực chính và vi sai: Đây là loại xe du lịch động cơ và hộp số đặt ngang, cầu trước chủ động nên cặp bánh răng truyền lực chính và vi sai cũng được bố trí

luôn trong cụm hộp số Xe Ford Focus sử dụng truyền lực chính một cấp, bánh

răng trụ răng nghiêng

1.2.4 Hệ thống lái

Hệ thống lái trên xe Ford Focus là hệ thống lái cơ khí với tay lái trợ điện , giúp tay

lái nhẹ hơn khi chạy xe ở tốc độ thấp và trở lại mức bình thường khi xe chạy ở tốc

độ cao

Hệ thống lái xe Ford Focus bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái.

- Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng, trong đó thanh răng làm luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái

- Dẫn động lái gồm có: vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động các đăng,

thanh lái ngang, cam quay và các khớp nối.

- Trợ lực lái gồm các bộ phận cơ bản: mô tơ điện và các cảm biến

Bán kính vòng quay:Bán kính vòng quay tối thiếu 5,57 m

1.2.5 Phần vận hành

Hệ thống treo trên xe bao gồm treo trước và treo sau

- Treo trước là hệ thống treo độc lập kiểu nến (macpherson), kích thước đòn treo trên của hệ thống treo này giảm về bằng 0 Còn đầu trong của đòn treo dưới được liên kết bản lề với dầm ôtô, đầu ngoài liên kết với trục khớp nối dẫn hướng mà điểm liên kết lằm trên đường tâm của trụ xoay đứng đầu trên của giảm chấn ống thuỷ lực được liên kết với gối tựa trên vỏ ôtô phần tử đàn hồi là lò xo được đặt một đầu tì vào tấm chặn trên vỏ giảm chấn còn một dầu tì vào gối tựa trên vỏ ôtô

trên xe Ford Focus vì đòn treo dưới chỉ gồm một thanh nén nên có bố trí thêm một

thanh giằng ổn định Ngoài ra đây là bánh xe dẫn hướng nên trụ đứng là vỏ giảm chấn có thể quay quang trục của nó khi xe quay vòng

- Treo sau là hệ thống treo độc lập, cơ cấu lien kết đa điểm và thanh cân bằng hệ thống treo này là ba thanh hoặc nhiều hơn liên kết với một thanh dọc được sử dụng

- Điện áp mạng: 12 V

- Máy phát: 12V- 65A

- Động cơ khởi động: kiểu SD 80, công suất 0,8 KW

- Ắc quy(mf): 12V- 35Ah

- Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS)

- Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn báo hiệu bao gồm: đèn pha, đèn si nhan, đèn phanh, đèn sương mù, đèn soi biển số, đèn trần trong xe, đèn báo áp suất dầu, đèn báo nạp ắc quy, đèn báo mức xăng thấp

- Hệ thống thông gió, sưởi ấm, điều hoà nhiệt độ, bộ gạt nước, rửa kính

- Hệ thống âm thanh gồm có radio, cassette và dàn loa

Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật của xe được cho trong bảng 1.

THÔNG SỐ KỸ THUẬT XE FORD FOCUS 2010

Giá để cốc phía trước

1.3 Giới thiệu chung về hệ thống truyền lực trên xe Ford Focus

Từ lúc dòng xe Ford Focusra đời vào năm 2003 đến nay nó đã có nhiều thay đổi

về hệ thống truyền lực cho phù hợp với xe thế của xã hội và để dễ dàng hơn cho người lái

Lúc mới ra đời hệ thống truyền lực với cầu sau chủ động, cho tới nay loại hệ thốngtruyền lực với cầu trước chủ động với nhiều ưu điểm vượt trội hơn: Toàn bộ cụm truyền lực làm liền khối, trọng lượng khối động lực nằm lệch hẳn về phía trước đầu

ô tô giảm đáng kể độ nhạy cảm của ôtô với lực bên nhằm nâng cao khả năng ổn định ở tốc độ cao

Hình 1.3.Sơ đồ bố trí chung trên xe Ford Focuscầu trước chủ động

Ưu điểm

Xe dẫn động câu trước có một loại ưu thế so với kiểu chủ động cầu sau Nó ổn định hơn trên đường trơn trượt.Tại những khúc cua hay rẽ tài xế có thể dễ xử lý hơn theo quỹ đạo của mình đã tính trước.Kiểu dẫn động này đem lại sự an toan cho người sử dụng xe

CHƯƠNG 2

PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE FORD FOCUS

Hình 2.1 Sơ đồ dẫn động hệ thống truyền lực xe Ford Focus

1- Động cơ; 2- Ly hợp; 3- Hộp số; 4- Truyền lực chính và vi sai

Hệ thống truyền lực của xe Toyota Vios là cụm chi tiết được lắp ghép trên

khung xe theo một trình tự nhất định và hệ thống truyền lực có các nhiệm vụ sau:

Truyền các mô men xoắn từ động cơ tới các bánh xe chủ động.

- Ngắt mô men xoắn khi cần thiết.

- Biến đổi mô men xoắn phù hợp với điều kiện đường sá và làm tăng tính năng thông qua, việt dã của xe.

- Phân phối mô men xoắn ra cầu chủ động một cách hợp lý.

đỡ khớp trượt; 10- vỏ bộ ly hợp; 11- trục khuỷu động cơ

* Phần chủ động

Phần chủ động gồm bánh đà lắp cố định trên trục khuỷu, vỏ ly hợp 10 lắp cố định trên bánh đà, đĩa ép 3 cùng quay với vỏ ly hợp và bánh đà

* Phần bị động

Gồm đĩa ma sát 2 và trục sơ cấp hộp số Đĩa ma sát có moay ơ được lắp then hoa trên trục sơ cấp để truyền mômen cho trục sơ cấp và có thể di trượt dọc trên trục

bị động trong quá trình ngắt nối ly hợp.

* Cơ cấu điều khiển

Dùng để ngắt ly hợp khi cần Dẫn động điều khiển ly hợp xe VIOS là dẫn thuỷ lực có trợ lực chân không.

2.1.3 Ưu nhược điểm của ly hợp ma sát dùng lò xo màng

- Kết cấu phức tạp, giá thành cao

- Đòi hỏi kỹ thuật chăm sóc cẩn thận hơn

2.1.4 Nguyên lý hoạt động của ly hợp

Ly hợp làm việc ở hai trạng thái đóng và mở

- Trạng thái đóng: Khi người lái xe không tác dụng vào bàn đạp ly hợp dưới tác dụng của các lò xo ép sẽ đẩy đĩa ép, ép sát đĩa bị động và bánh đà động cơ Khi

đó bánh đà, đĩa bị động, đĩa ép, các lò xo ép và vỏ ly hợp sẽ quay liền thành một khối Mômen xoắn từ trục khuỷu động cơ qua bánh đà qua các bề mặt ma sát giữa đĩa bị động với bánh đà và đĩa ép truyền đến moay ơ đĩa bị động và tới trục

bị động nhờ mối ghép then hoa giữa moay ơ đĩa bị động với trục Ly hợp thực hiện chức năng của một khớp nối dùng để truyền mômen xoắn.

- Trạng thái mở: Khi ngưòi lái tác dụng một lực lên bàn đạp ly hợp thông qua

hệ thống dẫn động làm càng mở đẩy vòng bi mở ngược chiều vào phía trong tỳ vào lỗ tâm của lò xo màng làm cho vòng ngoài của nó bật lên tách đĩa ma sát bị động ra khỏi bánh đà Lúc này mômen xoắn không được truyền đến hệ thống truyền lực thực hiện cắt ly hợp.

2.2 Đặc điểm kết cấu của một số chi tiết điển hình của ly hợp xe

Ford Focus

Hình 2.3 Các chi tiết của ly hợp

1- Bánh đà; 2- Đĩa ly hợp; 3- Vỏ ly hợp; 4- Kẹp moay ơ vòng bi cắt ly hợp; 5- Vòng bi cắt ly hợp; 6- Càng cắt ly hợp; 7- Giá đỡ càng cắt ly hợp; 8- Cao su càng cắt ly hợp

2.2.1 Bánh đà

Được chế tạo từ thép, vật liệu này đảm bảo độ bền cơ học cao, đáp ứng được yêu cầu về chât lượng và giá thành Vành răng mặt ngoài của bánh đà được dùng để khởi động động cơ Vành răng khởi động được làm từ thép hợp kim.

Trên bánh đà có gia công các lỗ ren để bắt với vỏ của bộ ly hợp Phía bên trong gia công lỗ trụ tròn và có gia công các lỗ để bắt chặt với mặt bích đuôi trục khuỷa.

Trong bánh đà phần bên trong được khoét lõm Điều này làm cho khối lượng bánh đà tập trung ở vành ngoài lớn và có tác dụng dự trữ năng lượng, tăng khả năng quay cân bằng cho trục khuỷa đồng thời cũng làm giảm khối lượng bành

đà một cách đáng kể Bề mặt của bánh đà được gia công chính xác, có độ bóng cao nhằm mục đích tăng diện tích tiếp xúc và làm cho mômen truyền tới đĩa ma sát bị động lớn hơn.

2.2.2 Đĩa ma sát

Cấu tạo đĩa ma sát bị động gồm các chi tiết: Hai tấm ma sát, xương đĩa, moay ơ,

lò xo giảm chấn.

Hình 2.4.Cấu tạo đĩa ma sát bị động

1- Tấm ma sát; 2- Xương đĩa; 3- Lò xo giảm chấn; 4- Moay ơ

* Tấm ma sát

Tấm ma sát có dạng hình khăn: Trên mỗi đĩa bị động gồm hai tấm ma sát được ghép chặt với xương đĩa bằng các đinh tán Khi sử dụng tấm ma sát không được mòn cách đầu đinh tán 0,3 mm Trên bề mặt tấm ma sát có gia công các rãnh hướng kính.

* Xương đĩa

Gồm một đĩa thép lượn sóng, trên xương đĩa có xẻ các rãnh hướng kính chia xương đĩa thành nhiều phần bằng nhau và trên các phần nhỏ được uốn về các phía khác nhau có tác dụng như một lò xo lá nhằm dập tắt các dao động dọc trục và việc cắt nối ly hợp được êm dịu.

Xương đĩa được liên kết với moay ơ bằng liên kết mềm qua 4 lò xo giảm chấn và qua các đinh tán.

* Moay ơ

Được nối với trục bị động bắng các rãnh then hoa Các răng then hoa được chế tạo dạng răng thân khai, do đó làm tăng độ bền, độ đồng tâm, độ tiếp xúc trong quá trình di trượt giữa moay ơ và trục bị động Trên moay ơ có gia công 4 lỗ hình trụ chữ nhật để lắp lò xo xoắn giảm chấn, moay ơ được chế tạo bằng thép.

* Bộ giảm chấn

Bộ giảm chấn ly hợp gồm 4 lò xo giảm chấn được lắp trong 4 lỗ hình trụ chữ nhật của xương đĩa và trong mặt bích moay ơ, 4 lò xo được giữ bằng hai vành hãm ở hai bên Trên moay ơ của đĩa ma sát bị động một đầu mặt bích đặt đĩa của tấm ma sát, còn đầu kia đặt xương đĩa của bộ giảm chấn xoắn Đĩa bị động

và xương đĩa được nối với nhau bởi ba đinh tán và có khả năng quay tương đối với moay ơ Do có khe hở giữa đinh tán với thành của dãy bán nguyệt trong mặt bích với độ căng ban đầu của các lò xo, mômen xoắn được truyền từ đĩa bị động tới mặt bích moay ơ qua các lò xo xoắn Để đảm vệ cho lò xo khỏi rơi đã có các vòng bảo vệ, giữa các vòng bảo vệ của đĩa và mặt bích moay ơ đặt các vòng thép

ma sát Đĩa bị động và xương đĩa không nối cứng với moay ơ nên dao động xoắn của trục khuỷa động cơ làm biến dạng các lò xo xoắn và làm các đĩa ma sát bị động quay tương đối với moay ơ, lúc này xuất hiện ma sát giữa các bề mặt của đĩa và vòng thép ma sát làm cho dao động xoắn bị dập tắt.

Nhược điểm của bộ giảm chấn này là làm cho kết cấu phức tạp, tăng trọng lượng phần bị động của ly hợp.

2.2.3.Lò xo màng

Lò xo đĩa được chế tạo dạng hình nón cụt bằng thép lò xo Trên thân tấm lò xo

có xẻ các rãnh hướng kính để tránh ứng suất tập trung, ở phía đầu rãnh hướng kính có gia công các lỗ tròn Lò xo đĩa được đặt giữa vỏ ly hợp và đĩa ép Việc định vị và dẫn hướng trong, ngoài bằng bulông giữ.

2.2.4 Đĩa ép

Đĩa ép ly hợp được đúc bằng gang Ở bề mặt ngoài có gia công các vấu hình tròn có tác dụng tỳ lò xo màng lên Bề mặt tiếp xúc với tấm ma sát được gia công với độ chính xác cao, độ bóng tốt để tăng diện tích tiếp xúc giữa đĩa ép với tấm ma sát bị động Ở phía ngoài của đĩa ép có gia công các lỗ để lắp đinh tán,

để lắp các vành hãm lò xo màng Giữa đĩa ép được gia công dạng lỗ trụ Do có kết cấu kiểu như vậy nên đảm bảo cho đĩa ép có thể dịch chuyển dọc trục đồng thời đảm bảo truyền mômen xoắn từ bánh đà.

2.2.5 Vỏ ly hợp

Vỏ ly hợp là một chi tiết của phần chủ động, vỏ ly hợp được bắt chặt với bánh

đà bằng các bu lông và quay cùng bánh đà Vỏ ly hợp được dập từ thép tấm nên

nó giảm được khối lượng và kích thước của ly hợp mà vẫn đảm bảo được độ bền

và độ cứng vững nhưng giá thành chế tạo cao.

2.2.6 Vòng bi mở

Vòng bi mở là một bộ phận trung gian từ dẫn động điều khiển tới đòn mở Cấu tạo của vòng bi mở bao gồm: bạc trượt, khớp gài đầu bạc trượt, ổ bi cầu đỡ chặn Ổ bi và bạc trượt được bôi trơn bằng một loại mỡ đặc biệt Ở vỏ bên ngoài vòng bi mở có các chụp làm kín và lắp các ngoắc để bắt càng cua của càng mở Vòng bi mở di chuyển dọc trục được trên ống dẫn hướng.

2.3 Cơ cấu dẫn động điều khiển ly hợp

Xe Ford Focuslà loại xe được bố trí hệ thống dẫn động điều khiển cắt ly hợp bằng thuỷ lực.

Cơ cấu dẫn động điều khiển ly hợp bao gồm: các chi tiết như hình 2.6

Hình 2.6 Sơ đồ cơ cấu dẫn động điều khiển ly hợp

2.3.1 Cấu tạo các cụm của hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp

* Bầu trợ lực chân không bao gồm: Pít tông, vành cao su và lò xo trả về Tất cả được lồng lên trục và được lắp trong vỏ của bầu trợ lực, đồng thời là xy lanh của bầu trợ lực chân không.

* Xi lanh chính: Trong xy lanh chính của ly hợp, sự trượt của pittông tạo ra áp suất thủy lực.

Hình 2.7 Xi lanh chính

* Xy lanh công tác: Xy lanh cắt ly hợp làm dịch chuyển pittông bằng áp suất thuỷ lực từ xi lanh chính và điều khiển càng cắt ly hợp qua cần đẩy.

Hình 2.8 Chi tiết tháo rời của xy lanh công tác

1- Bu lông; 2- Nắp nút xả khí; 3- Nút của xy lanh cắt ly hợp; 4- Ống nối từ xy lanh cắt ly hợp đến ống mềm; 5- lò xo; 6- Pittông; 7- Cần đẩy; 8- Cao su chắn bụi

2.3.2 Nguyên lý làm việc của cơ cấu điều khiển dẫn động ly hợp

(hình 2.6)

* Khi đạp bàn đạp ly hợp, làm pittong trong xy lanh chính chuyển động đẩy dầu trong bình chứa dầu ly hợp theo đường ống dẫn tới xy lanh cắt ly hợp Dầu có

áp suất cao đẩy pittong trong xy lanh cắt ly hợp chuyển dịch, thông qua càng cắt

ly hợp vào vòng bi cắt ly hợp, thực hiện quá trình cắt ly hợp.

* Khi thôi không tác dụng lên bàn đạp ly hợp, buông chân ra khỏi bàn đạp, lò

xo hồi về và lò xo ly hợp đưa các chi tiết điều khiển trở về vị trí ban đầu, dầu từ

xy lanh cắt ly hợp được đẩy trở lại bơm công tác và bình chứa dầu trên bơm công tác.

Dầu trợ lực cho ly hợp là: SAEJ 1730

+ Thay đổi chiều chuyển động của xe (đi số tiến hoặc đi số lùi).

+ Hộp số xe Ford Focuslà hộp số cơ khí năm cấp có ba trục dọc xe, có 5 số tiến

và 1 số lùi Có các số truyền khác nhau ở từng tay số để thích hợp với vận tốc chuyển động của xe trong phạm vi rộng theo lực cản bên ngoài.

+ Hộp số xe được thiết kế nhỏ, gọn nhưng làm việc vẫn đảm bảo được độ tin cậy

và đáp ứng được mọi yêu cầu về kỹ thuật, đảm bảo tính chất động lực học của xe.

2.4.2 Yêu cầu

Hộp số cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Có tỷ số truyền thích hợp để đảm bảo chất lượng động học và tình kinh tế nhiên liệu của ô tô.

- Có khả năng trích công suất ra ngoài để dẫn động các thiết bị phụ.

- Điều khiển sang số đơn giản, nhẹ nhàng.

- Hiệu suất truyền động cao.

- Kết cấu đơn giản để dễ chăm sóc bảo dưỡng.

2.4.3 Cấu tạo

Hình 2.9 Cấu tạo hộp số Ford Focus

1- Trục sơ cấp; 2- Bánh răng chủ động số1; 3- Bánh răng chủ động số lùi; 4- Bánh răng chủ động số 2; 5- Bánh răng chủ động số 3; 6- Ống trượt và vành trượt số 2; 7- Bánh răng chủ động số 4; 8- Bánh răng chủ động số 5; 9- Ống trượt và vành trượt số 3; 10- Bánh răng bị động số 5; 11- Bánh răng bị động số 4; 12- Bánh răng bị động số 3; 13- Bánh răng bị động số 2; 14- Ống trượt và vành trượt số 1; 15- Bánh răng bị động số 1; 16- Trục thứ cấp

Hộp số xe Ford Focus là hộp số cơ khí, 5 số tiến, 1 số lùi và truyền lực cuối cùng có bộ vi sai Vì hộp số có 5 cấp nên trên trục sơ cấp và thứ cấp có 5 cặp bánh răng luôn ăn khớp với nhau Trong đó bánh răng chủ động số 1, số 2 cố định trên trục sơ cấp Bánh răng bị động số 1, số 2 quay trơn trên trục thư cấp Bánh răng bị động số 3, số 4, số 5 cố định trên trục thứ cấp Hộp số có 3 ống gài đồng tốc Để đảo chiều quay của trục thứ cấp khi lùi xe hộp số còn có thêm 1

bánh răng số lùi có thể di trượt trên trên trục số lùi để ăn khớp với 1 bánh răng chủ động số lùi trên trục sơ cấp và vành răng trên ống gài của bộ đồng tốc số 1

và số 2 ở vị trí trung gian Vì là cầu trước chủ động nên ngoài các bộ phận nêu trên thì cặp bánh răng truyền lực cuối cùngvà bộ vi sai cũng được bố trí luôn trong cụm hộp số.

Sơ đồ động học của hộp số xe Toyota Vios

Hình 2.10 Sơ đồ động học hộp số xe Ford Focus

1- Bánh răng số 5; 2- Bánh răng số 4; 3- Bánh răng số 3; 4- Bánh răng số 2; 5- Bánh răng số

1; 6- Trục sơ cấp; 7- Bộ vi sai; 8- Trục vi sai; 9- Trục thứ cấp; 10- Ống đồng tốc

số 1 và số 2; 11- Bánh răng số lùi; 12- Ống đồng tốc số 3 và số 4; 13- Ống đồng tốc số 5;

2.4.4 Phân tích kết cấu một số chi tiết điển hình của hộp số Ford Focus

2.4.4.1.Vỏ hộp số

Hình 2.11 Vỏ hộp số

1- Nửa trước; 2- Nửa sau

2.4.4.2 Trục chủ động

Hình 2.12:Trục chủ động của hộp số

1- Phanh hãm; 2-Vòng bi đũa phía sau; 3- Bánh răng số 4; 4- Vòng bi kim bánh răng số 4; 5- Đệm cách vòng bi bánh răng số 4; 6- Phanh hãm; 7- Vành đồng tốc bánh răng số 4; 8- Moay ơ ly hợp hộp số 2; 9- Lò xo then hãm vành đồng tốc; 10- Then hãm đồng tốc; 11- Ống trượt gài số 2; 12- Vành đống tốc bánh răng số 3; 13- Bánh răng số 3; 14- Vòng bi đũa kim bánh răng số 3

2.4.4.3 Trục bị động của hộp số

Hình 2.13.Trục bị động của hộp số

1-Phanh hãm; 2-Vành đồng tốc số 1 (cho số 2); 3-Moay ơ ly hợp hộp số số 1; 4-

Lò xo then hãm vành đồng tốc; 5- Then hãm vành đồng tốc; 6- Bánh răng số lùi; 7- Vành đồng tốc số 1 (cho số 1); 8- Bánh răng số 1; 9- Vòng bi đũa kim bánh răng số 1; 10- Đệm chặn bánh răng số 1; 11-Đệm cách vòng bi bánh răng

số 2; 12- Vòng bi đũa kim bánh răng số 2; 13- Bánh răng số 2; 14-Bánh răng dẫn động số 3; 15- Bạc bánh răng thứ cấp; 16- Bánh răng dẫn động số 4; 17- Vòng bi phía sau của trục thứ cấp

* Cấu tạo trục bị động của hộp số

Trục bị động được chế tạo dạng trụ bậc từ thép hợp kim và được nhiệt luyện với

độ cứng 58 62 HRC Để đảm bảo đưa dầu bôi trơn tới các bánh răng qua bơm dầu ở tâm trục được gia công lỗ dọc trục.

Tại vị trí các bánh răng và bơm dầu được gia công các lỗ hướng kính Phía bên

ngoài trục bị động Còn tại vị trí các bộ đồng tốc, khớp gài số lùi và đầu ngoài trục bị động được gia công rãnh then hoa để lắp bộ đồng tốc và khớp cài.

Trục bị động có một đầu gối lên thanh lăn kim trong lỗ trục bị động, còn đầu kia gối lên ổ bi cầu (ổ bi phia sau) trên tấm trung gian của vỏ hộp số.

* Các bánh răng bị động được chế tạo từ thép hợp kim và chế tạo dạng răng trụ, răng thẳng Các bánh răng bị động phía bên trong được gia công lỗ dạng trụ tròn, then hoa để lắp trên trục bị động Trên các bánh răng bị động có gia công các vành răng phụ để quá trình gài ống gài của bộ đồng tốc được dễ dàng.

* Việc chế tạo các bánh răng nghiêng có ưu điểm là đảm bảo quá trình ăn khớp được êm dịu, tăng diện tích tiếp xúc, biên dạng răng thân khai nên độ bền cao.

* Nhược điểm: Khi sử dụng bánh răng nghiêng thì quá trình chế tạo khó khăn, giá thành cao, sinh lực chiều trục lớn Để khử lực chiều trục, ở đầu ngoài trục

Cấu tạo: Bố trí chung của cơ cấu đồng tốc kiểu khóa hãm trong hộp số được thể hiện trên hình 2.20.

Hình 2.15.Cấu tạo chi tiết của bộ đồng tốc

1- Bánh răng số; 2- Lò xo hãm; 3- Ống trượt; 4- Vòng đồng tốc;5- Vấu; 6- Moay ơ ly hợp; 7- Khóa chuyển; 8- Vòng đồng tốc; 9- Bánh răng số; 10- Vòng đồng tốc; 11- Lò xo hãm; 12- Ống trượt; 13- Khóa chuyển; 14- Moay ơ ly hợp

Mỗi bánh răng số tiến trên trục sơ cấp luôn ăn khớp với bánh răng trên trục thứ cấp Vì các bánh răng này quay tự do trên trục của chúng nên chúng luôn quay khi động cơ hoạt động và ly hợp được đóng Các moay ơ đồng tốc được lắp với trục của chúng bởi then hoa Ống trượt được lắp vào từng moay ơ cũng bởi then hoa dọc theo mặt ngoài của moay ơ và có khả năng di trượt theo phương dọc trục Moay ơ đồng tốc có ba rãnh song song với trục và có một khóa hãm Khi cần gài số ở vị trí trung gian phần lồi của từng khóa hãm nằm bên trong rãnh của ống trượt Vòng đồng tốc đặt giữa moay ơ đồng tốc và phần côn của từng bánh răng số và nó bị ép vào 1 trong các mặt côn này khi gài số Vòng đồng tốc còn có ba rãnh để ăn khớp với các khóa hãm.

Nguyên lý làm việc

Khi tay số ở vị trí trung gian, mỗi bánh răng số được ăn khớp tương ứng với bánh răng bị động và quay tự do quanh trục Moay ơ đồng tốc lắp với vành trượt bằng các then hoa và phía trong lắp với trục cũng bằng then hoa Vành đồng tốc ở trạng thái tự do trong chế độ này.

Nguyên lý làm việc của đồng tốc có thể chia thành ba giai đoạn như sau:

- Giai đoạn 1 (bắt đầu của sự đồng tốc): giai đoạn này được thể hiện qua hình

vẽ 2.22

Hình 2.16.Bắt đầu gài đồng tốc

Khi cần gài số di chuyển, càng gạt ăn khớp với rãnh trên ống trượt đẩy ống trượt theo hướng được chỉ ra ở mũi tên A trên hình vẽ Vì vành trượt và khóa hãm được ăn khớp qua vấu lồi ở giữa của khóa hãm nên khi ống trượt di

chuyển đẩy khóa hãm chuyển động theo Khóa hãm tì vào vành đồng tốc ép vào phần côn của bánh răng để bắt đầu đồng tốc Do sự khác nhau về tốc độ giữa ống trượt và bánh răng và do ma sát giữa vành đồng tốc và phần côn của bánh răng nên vành đồng tốc chuyển động theo chiều quay của bánh răng (chiều mũi tên trên hình vẽ) Độ dịch chuyển này bằng với sự chênh lệch về độ rộng khe và

độ rộng của khóa hãm Do vậy các then bên trong ống trượt và các vấu hãm trên vành đồng tốc chưa đúng vị trí ăn khớp với nhau.

- Giai đoạn 2 (quá trình đồng tốc): giai đoạn này được thể hiện qua hình 2.23

Hình 2.17.Giai đoạn gài đồng tốc

Khi cần số tiếp tục di chuyển, lực tác dụng lên ống trượt vượt qua lực của lò xo khóa hãm và ống trượt qua phần vấu lồi của khóa hãm tuy nhiên lúc này do chưa đồng tốc nên các then của ống trượt và vấu hãm trên vành đồng tốc đang

tì vào nhau Vì vậy lực tác dụng lên ống trượt sẽ ấn vành đồng tốc ép vào phần côn của bánh răng mạnh hơn Điều này làm cho tốc độ của bánh răng số trở nên đồng tốc với tốc độ của ống trượt.

- Giai đoạn 3 (hoàn toàn đồng tốc): Giai đoạn này được thể hiện qua hình 2.24

Hình 2.18.Giai đoạn đồng tốc hoàn toàn

Khi tốc độ của ống trượt và bánh răng số đã bằng nhau, vành đồng tốc bắt đầu quay tự do theo chiều quay Kết quả là then hoa phía trong ống trượt ăn khớp với vấu hãm trên vành đồng tốc để đi vào ăn khớp với then hoa trên bánh răng số

*) Cơ cấu chuyển số

Cơ cấu dẫn động điều khiển hộp số ở xe Ford Focus là loại cơ cấu gián tiếp bằng giây cáp

Hình 2.19.Cáp dẫn động điều khiển hộp số

1,2- kẹp; 3- Vòng đệm

Dẫn động trung gian từ sau cần chuyển số đến nắp hộp số thường có hai đường truyền động Thao tác đầu tiên trên cần số sẽ tạo ra chuyển động để di chuyển trục cần chuyển và chọn số Thao tác tiếp theo của cần số là quay trục cần chuyển và chọn số để trục trượt mang nạng gài thực hiện việc gài số.

Hình 2.20.Cơ cấu chuyển số gián tiếp

1- Càng gạt số 3; 2-Trục càng số 2;3-Càng gạt số 1; 4-Trục càng số 1;5-Càng gạt số lùi;6- Càng gạt số 2;7- Trục càng số 3;8- Trục cần chọn và chuyển số

2.3 Cầu chủ động (loại xe dẫn động cầu trước)

Cầu chủ động của xe Ford Focus bao gồm truyền lực chính và vi sai được bố trí trong hộp số.

2.3.1 Truyền lực chính: truyền lực chính 1 cấp Bánh răng trụ răng

nghiêng

2.3.1.1.Nhiệm vụ

- Truyền momen từ hộp số đến bộ vi sai.

- Giảm tốc và tăng mômen truyền đến các bánh xe để đảm bảo tỷ số truyền chung thích hợp của hệ thống truyền lực trong khi hộp số vẫn nhỏ gọn.

2.3.1.2 Cấu tạo

Hình 2.21.Cấu tạo truyền lực chính

Bánh răng trụ chủ động được lắp trên trục thứ cấp của hộp số cồn bánh răng trụ bị động được lắp với vỏ bộ vi sai.

2.3.2 Vi sai

2.3.2.1 Nhiệm vụ

Là bộ truyền bánh răng hành tinh, có nhiệm vụ bảo đảm cho các bánh xe chủ động hai bên có thể quay với vận tốc khác nhau khi xe quay vòng hoặc đi trên đường không bằng phẳng để tránh hiện tượng trượt cứng của bề mặt bánh xe gây mòn nhanh

2.3.2.2 Cấu tạo

bộ vi sai số 1; 11- Trục bánh răng vi sai số 1; 12- Bánh răng lớn của vi sai trước; 13- Hộp vi sai phía trước

2.3.3.3 Nguyên lý hoạt động

- Khi xe chạy thẳng trên đường bằng phẳng nền cứng, quãng đường lăn của các bánh xe ở hai bên bằng nhau nên lực cản lên hai bánh xe như nhau, làm cho phản lực tại hai vị trí ăn khớp hai bên của bánh răng hành tinh với hai bánh răng bán trục hai bên bằng nhau Do đó, các bánh răng hành tinh lúc này không quay quanh trục 11 của nó mà đóng vai trò như các chốt khóa hai bánh răng bán trục 6 và 9 thành một khối cùng với vỏ hộp vi sai 13 và tất cả quay cùng tốc độ với bánh răng bị động 12 của bộ truyền lực chính Do đó, hai nửa bán trục dẫn động hai bánh xe chủ động hai bên quay cùng tốc độ.

- Khi xe đi trên đường vòng, quãng đường lăn của các bánh xe khác nhau Lúc này, phản lực tại điểm ăn khớp hai bên của bánh răng hành tinh bị khác nhau nên các bánh răng hành tinh vừa quay theo vỏ hộp vi sai quanh đường tâm của các nửa trục vừa quay quanh trục 11 của nó Do đó, hai bánh răng bán trục hai bên quay với tốc độ khác nhau, đảm bảo các bánh xe quay với tốc độ khác nhau phù hợp với bán kính quay vòng của xe Tức là, dù xe quay vòng với bán kính lớn hay nhỏ, các bánh xe cũng không bị quay trượt trên mặt đường Bánh xe phía xa tâm quay vòng sẽ quay nhanh hơn, còn bánh xe ở gần tâm quay vòng sẽ quay chậm hơn.

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN SỨC KÉO

3.1: Đặt vấn đề

Mục đích của việc tính toán kiểm nghiệm sức kéo là kiểm tra xem nó đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật khi làm việc hay không Các yêu cầu đó là:

- Truyền được mômen xoắn lớn nhất của động cơ trong mọi điều kiện làm việc.

3.2 Tính toán kiểm nghiệm

Hệ số cản khí động học phụ thuộc vào mật độ không khí, hình dạng chất lượng

bề mặt của ôtô (KG.s2/m4) K được xác định bằng thực nghiệm:

Đối với xe du lịch:

K= 0,04 0,05 ( kG.s2/m4)

ta chọn K=0,045 ( kG.s2/m4)

3.2.2.2 Diện tích cản chính diện

Diện tích cản chính diện của ôtô là diện tích hình chiếu của ôtô lên mặt phẳng vuông góc với trục dọc của xe ôtô (m2) Việc xác định diện tích có nhiều khó khăn, để đơn giản trong tính toán người ta dùng công thức gần đúng sau: Đối với xe ôtô con:

F= K B0.H0 (m2)

Trong đó: B0 - Chiều rộng toàn bộ của ôtô (m)

H0 – Chiều cao toàn bộ của ôtô (m)

Ta chọn các thông số là: B0 =1,839 (m)

H0 =1,477 (m)

Do đó F =2,176 (m2)

3.2.2.3 Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính

Tỷ số truyền lực chính (i0) được xác định đảm bảo tốc độ chuyển động cực đại của ôtô ở số truyền cao nhất trong hộp số (i0 ) được xác định theo công thức: i0 = 0.377

Trong đó: nv –tốc độ vòng quay trục khuỷu động cơ khi đạt vận tốc lớn

nhất(v/ph)

rk – bán kính động học của bánh xe (m)

ipc- tỷ số truyền của hộp số phụ hoặc hộp phân phối ở tỷ số truyền cao nhất ihn- tỷ số truyền cao nhất trong hộp số

Vmax- vận tốc lớn nhất của ôtô (km/h)

Thông số cho trước :Vmax= 144 (km/h)

Trong đó: r0- bán kính thiết kế của bánh xe

- hệ số kể đến sự biến dạng của lốp đối với lốp có áp xuất thấp ta chọn:

rk= rb= 0,52.0,935 = 0,48(m)

Mặt khác:

Ta có: nv= nN (v/ph)

Trong đó: -nN số vòng quay trục khuỷu ứng với công suất lớn nhất (v/ph)

- đối với động cơ xăng, ta chọn = 1,1

Suy ra: nv=1.1.6000= 6600 (v/ph)

Vậy: i0 = 0.377.(6600/3,58.144) = 4,8

3.2.2 Lập đồ thị đặc tính ngoài của động cơ.

Trên cơ sở những giá trị thông số của động cơ YUCHAI YC4G180-20 ta sử dụng công thức kinh nghiệm của Lây-đec-man để xây dựng đặc tính ngoài của động cơ.

Ne = Nemax.[a.( we/wN) + b.( we/wN) 2 - c.( we/wN)3] (1)

Trong đó:

Ne - Công suất có ích của động cơ, [KW]

Nemax - Công suất lớn nhất của động cơ, [KW]

we - Tốc độ góc của trục khuỷu ứng với một điểm bất kỳ của đồ thị đặc tính ngoài, [rad/s]

wN - Tốc độ góc trục khuỷu ứng với công suất cực đại, [rad/s]

a, b, c - Các hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào loại động cơ.

Để tính toán được nhanh chóng, thuận tiện ta đặt:

K = [a.(we/wN) + b.(we/wN) 2 - c.(we/wN)3]

Me - Mômen xoắn động cơ, [N.m]

Ne - Công suất có ích của động cơ, [KW]

we - Tốc độ góc của động cơ, [rad/s]

Với động cơ xăng thì ta có các giá trị của hằng số Lây-đec-man là:

a = b = c = 1 ;

Thay các giá trị vào phương trình (1), (2) và (3) ta lập bảng 1.1 và từ các trị ở bảng này xây dựng được đặc tính tốc độ ngoài của động cơ.

Bảng 1.1 Giá trị của Ne và Me tính theo tốc độ góc we và ne l

26,41 180,13 0,530 0,430 2100 219,80 41,14 187,56 0,467 0,583 2800 293,07 55,95 190,83 0,583 0,725 3500 366,33 69,91