CHƯƠNG 6 HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC (httl)

Kết cấu động đốt ô tô Chương 6: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC (HTTL) 6.1 Bố trí chung phân loại HTTL Hệ thống truyền lực (HTTL) tập hợp cụm chức khác Thông thường bao gồm: * Ly hợp, hộp số chính, cầu chủ động, trục đăng, bánh xe; * Ly hợp, hộp số chính, hộp phân phối, cầu chủ động, trục đăng, khớp nối, bánh xe; * Hoặc hộp số khí thuỷ lực (hộp số thuỷ cơ), hộp phân phối, cầu chủ động, trục đăng, khớp nối, bánh xe, v.v Số lượng cụm khác tuỳ thuộc vào tính kỹ thuật ôtô Trên hình 6.1a, b giới thiệu sơ đồ bố trí chung thường gặp ôtô - Sơ đồ a: Động cơ, ly hợp, hộp số đặt hàng dọc phía trước đầu ôtô, cầu chủ động đặt sau ôtô, trục đăng nối hộp số cầu chủ động Chiều dài từ hộp số đến cầu chủ động sau lớn nên trục phải đặt ổ treo Sơ đồ thông dụng quen thuộc nhiều ôtô gặp - Sơ đồ b: Động cơ, ly hợp, hộp số chính, cầu ôtô nằm dọc phía trước, tạo nên cầu trước chủ động Toàn cụm liên kết với thành khối lớn, gọn Nhờ cấu trúc trọng tâm xe nằm lệch hẳn phía đầu ôtô, kết hợp với cấu tạo vỏ ôtô tạo khả ổn đònh cao có lực bên tác động, đồng thời giảm độ nhạy cảm với gió bên Song không gian đầu ôtô chật hẹp - Sơ đồ c: Động cơ, ly hợp, hộp số, nằm ngang đặt trước ôtô, cầu trước chủ động Toàn cụm truyền lực làm liền khối, trọng lượng khối động lực nằm lệch hẳn phía trước đầu ôtô giảm đáng kể độ nhạy cảm ôtô với lực bên nhằm nâng cao khả ổn đònh tốc độ cao Trong cầu chủ động: truyền bánh trụ thay cho truyền bánh côn Sơ đồ b, c ngày thông dụng, đặt ôtô cầu chủ động, có tốc độ cao nhằm đảm bảo trọng lượng phân bố phía trước lớn (kể ôtô đầy tải) điều có lợi cho khả điều khiển ôtô giảm nhẹ công việc lắp ráp sản xuất - Sơ đồ d: Động cơ, ly hợp, hộp số, cầu chủ động làm thành khối gọn phía sau ôtô, cầu sau chủ động Cụm động nằm sau cầu chủ động Cấu trúc gặp ôtô loại 4, chỗ ngồi, tồn lý công nghệ truyền thống hãng sản xuất thực loại ôtô mini bus - Sơ đồ e: Giống sơ đồ d cụm động nằm quay ngược lại, đặt sau cầu sau Hai dạng cấu trúc phù hợp cho việc tăng lực kéo xe, tức đảm bảo đảm bảo khả tăng tốc ôtô tốt, hạ thấp chiều cao đầu ôtô, phù hợp với việc tạo dáng khí động học cho ôtô cao tốc Kết cấu động đốt ô tô - Sơ đồ g: Động cơ, ly hợp đặt trước xe, hộp số chính, cầu xe đặt sau ôtô tạo nên khối lớn, trục đăng nối ly hợp hộp số Trục đăng đặt kín vỏ bọc làm tốt việc bảo vệ che bụi cho hệ thống Trọng lượng san cho hai cầu Hình 6.1a – Bố trí chung động hệ thống truyền lực ô tô Hình 6.1b – Bố trí chung động hệ thống truyền lực ô tô Kết cấu động đốt ô tô - Sơ đồ h: Động cơ, ly hợp đặt trước, hộp số chính, hộp phân phối đặt dọc phía đầu ôtô, cầu trước cầu sau chủ động Nối hộp phân phối cầu trục đăng Sơ đồ thường gặp ôtô có khả việt dã cao, ôtô chạy đường xấu - Sơ đồ i: Động cơ, hộp số, ly hợp, cầu trước thành khối nằm phía đầu ôtô, đáp ứng nhu cầu tăng trọng lượng lên cầu trước Cầu sau chủ động nối với hộp số thông qua khớp ma sát, hộp phân phối Kết cấu đơn giản ôtô có tính việt dã tốt, ôtô hoạt động mặt đường trơn 6.2 Ly Hợp 6.2.1 Công dụng Trong hệ thống truyền lực ôtô, ly hợp cụm chính, có công dụng : - Nối động với hệ thống truyền lực ôtô di chuyển; Ngắt động khỏi hệ thống truyền lực trường hợp ôtô khởi hành chuyển số; Đảm bảo cấu an toàn cho chi tiết hệ thống truyền lực gặp tải trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp 6.2 Phân loại Theo phương pháp truyền mômen Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu động đến hệ thống truyền lực người ta chia ly hợp thành loại sau: - Ly hợp ma sát: Mômen truyền động nhờ bề mặt ma sát - Ly hợp thuỷ lực: Mômen truyền động nhờ lượng chất lỏng - Ly hợp điện từ: Mômen truyền động nhờ tác dụng từ trường nam châm điện - Ly hợp liên hợp: Mômen truyền động cách kết hợp hai loại kể Theo trạng thái làm việc ly hợp Theo trạng thái làm việc ly hợp người ta chia ly hợp thành loại sau: - Ly hợp thường đóng - Ly hợp thường mở Theo phương pháp dẫn động ly hợp Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp thành loại sau: - Ly hợp dẫn động khí; - Ly hợp dẫn động thuỷ lực; - Ly hợp dẫn động có cường hoá: + Ly hợp dẫn động khí cường hoá khí nén; + Ly hợp dẫn động thuỷ lực cường hoá khí nén Kết cấu động đốt ô tô 6.2.3 Yêu cầu - Ly hợp phải có khả truyền hết mômen động mà không bò trượt điều kiện sử dụng nào; Khi đóng ly hợp phải êm dòu để giảm tải trọng va đập sinh hộp số khởi hành ôtô sang số lúc ôtô chuyển động; Khi mở ly hợp phải dứt khoát nhanh chóng, tách động khỏi hệ thống truyền lực thời gian ngắn; Mômen quán tính phần bò động ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh khởi hành sang số; Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ; Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt; Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh chăm sóc 6.3 SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LY HP Đối với hệ thống ly hợp, mặt cấu tạo người ta chia thành phận chính: - Cơ cấu ly hợp: phận thực việc nối ngắt truyền động từ động đến hệ thống truyền lực Dẫn động ly hợp: phận thực việc điều khiển đóng mở ly hợp 6.3.1 Ly hợp ma sát khô đóa bò động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh 6.3.1.1 Cấu tạo Cấu tạo chung ly hợp hình 6.2.a, b Hình 6.2.a thể cấu tạo ly hợp dạng sơ đồ đơn giản Hình 6.2b thể kết cấu thực Cấu tạo ly hợp chia thành nhóm sau: - Nhóm chi tiết chủ động gồm bánh đà, thân ly hợp, đóa ép, đòn mở lò xo ép Khi ly hợp mở hoàn toàn chi tiết thuộc nhóm chủ động quay với bánh đà - Nhóm chi tiết bò động gồm đóa bò động (đóa ma sát), trục ly hợp Khi ly hợp mở hoàn toàn chi tiết thuộc nhóm bò động đứng yên Hình 6.2a Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô đóa lò xo trụ bố trí xung quanh – Bánh đà – Thân ly hợp – Đòn kéo – Đóa ma sát – Bạc mở 10 – Càng mở – Đóa ép – Bàn đạp 11 - Ổ bi chà (bu tê) – Lò xo ép – Lò xo hồi vò Kết cấu động đốt ô tô Theo sơ đồ cấu tạo hình 6.2a, thân ly hợp bắt cố đònh với bánh đà bulông, đóa ép dòch chuyển tònh tiến thân có phận truyền mômen từ thân vào đóa ép Các chi tiết 1, 3, 4, gọi phần chủ động ly hợp, chi tiết gọi phần bò động ly hợp chi tiết lại thuộc phận dẫn động ly hợp Cấu tạo thực tế ly hợp ma sát khô đóa bò động, lò xo trụ bố trí xung quanh thể hình 6.2.b Cũng sơ đồ nguyên lý, cấu tạo ly hợp khô đóa ma sát lò xo trụ bố trí xung quanh gồm phận sau: Hình 6.2.b Cấu tạo ly hợp đóa bò động lò xo trụ bố trí xung quanh 1- Trục khuỷu; 12 - Thân ly hợp; 22 - Quang treo; 2,3 - Bulông; 13 - Ổ bi chà 23 - Cácte ly hợp; - Bánh đà; 14 - Bạc mở; 24 - Bulông; - Đóa ép; 15 - Lò xo hồi vò bạc mở; 25 - Chốt; - Tấm thép truyền lực; 16 - Ống trượt; 26 - Bi kim; - Tấm đệm; 17 - Càng mở; 27 - Bulông; - Bulông; 18 - Đòn mở; 28 - Đóa ma sát; - Vỏ ly hợp; 19 - Đai ốc điều chỉnh; 29 - Vú mỡ; Kết cấu động đốt ô tô 10 - Đệm cách nhiệt; 11 - Lò xo ép 20 - Bulông điều chỉnh; 21 - Tấm hãm; 31 - Bulông; 32 - Tấm thép; 33 - Trục ly hợp; Bộ phận chủ động bao gồm: bánh đà 4, đóa ép thân12; Bộ phận bò động bao gồm: đóa ma sát 28, trục ly hợp 33 (và chi tiết quay trục ly hợp)  Kết cấu số phận ly hợp: + Lò xo ép có dạng hình trụ bố trí xung quanh với số lượng 9,12 Với cách bố trí kết cấu nhỏ gọn khoảng không gian chiếm chỗ lực ép lên đóa ép qua nhiều lò xo lúc Tuy nhiên có nhược điểm lò xo không đảm bảo thông số giống hoàn toàn, phải lựa chọn thật kỹ không lực ép đóa ép không làm ma sát mòn không + Đóa ma sát (đóa bò động) ly hợp chi tiết đảm bảo yêu cầu ly hợp đóng phải êm dòu Kết cấu chi tiết đóa ma sát thể hình 6.3 Hình 6.3 Cấu tạo đóa ma sát Để tăng tính êm dòu người ta sử dụng đóa bò động loại đàn hồi, độ đàn hồi đóa bò động giải cách kết cấu có hình dạng đặc biệt dùng thêm chi tiết có khả làm giảm độ cứng đóa Trong kết cấu xương đóa bò động gồm nhiều chi tiết lắp ghép với để giảm độ cứng xương đóa Như hình 6.3, xương đóa ghép từ vành đóa với đinh tán có xẻ rãnh hướng tâm ghép nhiều tấm, đường xẻ chia đóa bò động làm nhiều phần Xương đóa tán với ma sát tạo thành đóa ma sát Trong trình làm việc ly hợp có trượt nên sinh công ma sát sinh nhiệt nên ma sát phải có yêu cầu đảm bảo hệ số ma sát cần thiết, có khả chống mài mòn nhiệt độ cao, có độ bền học cao Kết cấu động đốt ô tô Giữa xương đóa moa đóa bò động có bố trí giảm chấn, để tránh cho hệ thống truyền lực ôtô khỏi dao động cộng hưởng sinh có trùng hợp tần số dao động riêng hệ thống truyền lực với tần số dao động lực gây nên thay đổi mômen quay động Chi tiết đàn hồi giảm chấn lò xo 11 dùng để giảm độ cứng hệ thống truyền lực giảm tần số dao động riêng khắc phục khả xuất tần số cao Do độ cứng tối thiểu chi tiết đàn hồi giảm chấn bò giới hạn điều kiện kết cấu ly hợp hệ thống truyền lực ôtô tránh khỏi cộng hưởng tần số thấp Bởi chi tiết đàn hồi giảm chấn có chi tiết ma sát nhằm thu lượng dao động cộng hưởng tần số thấp + Các đòn mở ly hợp (thường 4) có dạng đòn bẩy dùng để kéo đóa ép mở ly hợp Một đầu đòn mở tựa vỏ ly hợp đầu nối với đóa ép a b Hình 6.4 Đòn mở ly hợp - Đóa ép; - Đòn mở; - Ổ bi kim; - Bulông treo đòn mở; - Vỏ ly hợp; - Lò xo; 10, 11 - Chốt tự lựa; - Tấm chặn đầu đòn mở; 12 - Quang treo đòn mở Về mặt kết cấu, đòn mở phải có độ cứng vững tốt, mặt phẳng tác dụng lực Khi mở ly hợp, đóa ép dòch chuyển tònh tiến, khớp lề đòn mở lại quay quanh điểm nối đòn mở với tai đóa ép nên để tránh cưỡng cho đòn mở chi tiết nối đòn mở với vỏ ly hợp phải có kết cấu tự lựa + Khi đóng ly hợp, đóa ép với bánh đà truyền mômen cho đóa bò động ly hợp nên ly hợp phải có kết cấu chi tiết truyền mômen từ thân ly hợp (hoặc bánh đà) sang đóa ép Như hình 6.1.b chi tiết số đàn hồi để Kết cấu động đốt ô tô truyền mômen từ thân ly hợp sang đóa ép Trên hình 6.4b truyền mômen từ vỏ vào đóa ép thực lỗ vỏ vấu bánh đà 6.3.1.2 Nguyên lý hoạt động Trạng thái đóng ly hợp: Theo hình 2.1.a trạng thái lò xo đầu tựa vào thân 5, đầu lại tì vào đóa ép tạo lực ép để ép chặt đóa bò động với bánh đà làm cho phần chủ động phần bò động tạo thành khối cứng Khi mômen từ động truyền từ phần chủ động sang phần bò động ly hợp thông qua bề mặt ma sát đóa bò động với đóa ép bánh đà Tiếp mômen truyền vào xương đóa bò động qua giảm chấn 13 đến moa truyền vào trục ly hợp (trục sơ cấp hộp số) Lúc ổ bi chà 11 đầu đòn mở 12 có khe hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự bàn đạp ly hợp từ 30-40 mm Trạng thái mở ly hợp: Khi cần ngắt truyền động từ động tới trục sơ cấp hộp số, người ta tác dụng lực vào bàn đạp thông qua đòn kéo mở 10, bạc mở mang ổ bi 11 dòch chuyển sang trái Sau khắc phục hết khe hở , ổ bi 11 tì vào đầu đòn mở 12 Nhờ có khớp lề đòn mở liên kết với thân nên đầu đòn mở 12 kéo đóa ép nén lò xo lại để dòch chuyển sang phải Khi bề mặt ma sát phận chủ động bò động ly hợp tách ngắt truyền động từ động tới trục sơ cấp hộp số 6.3.2 Ly hợp ma sát khô đóa bò động lò xo ép hình đóa 6.3.2.1 Cấu tạo a Trạng thái đóng b Trạng thái mở Hình 6.5 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô đóa lò xo ép hình đóa - Đóa bò động; - Đóa ép; - Vỏ ly hợp; - Trục ly hợp; 10 - Bánh đà; - Càng mở; 11 - Trục khuỷu động - Lò xo ép dạng đóa; Kết cấu động đốt ô tô - Bạc mở; - Tấm ma sát; Về mặt cấu tạo, ly hợp ma sát khô đóa lò xo ép hình đóa gồm phận chi tiết tương tự ly hợp ma sát khô đóa lò xo trụ bố trí xung quanh Điểm khác biệt thay lò xo trụ bố trí xung quanh người ta sử dụng lò xo dạng đóa hình côn với góc côn lớn (khoảng 176 o) Với việc sử dụng lò xo dạng đóa hình côn người ta tận dụng kết cấu để đóng mở ly hợp mà không cần phải có đòn mở riêng Mặt đáy đóa ép hình côn tì trực tiếp vào đóa ép, phần đóa ép liên kết với vỏ Mặt đỉnh đóa ép sử dụng để mở ly hợp bạc mở ép lên Nguyên lý làm việc ly hợp ma sát khô đóa lò xo ép hình đóa thể hình 6.5 a, b 6.3.2.2 Nguyên lý làm việc Theo sơ đồ cấu tạo hình 6.5, nguyên lý làm việc ly hợp ma sát khô đóa lò xo ép hình đóa mô tả sau:  Trạng thái đóng: Do phần đóa ép tì vào thân ly hợp nên mặt đáy tì vào đóa ép ép chặt đóa bò động với bánh đà, làm cho phần chủ động bò động ly hợp trở thành khối cứng mômen truyền từ động tới trục ly hợp Trạng thái mở: Khi cần mở ly hợp, người lái tác dụng lực vào cấu dẫn động ly hợp Kết đầu mở tì vào bạc mở dòch chuyển sang bên trái, ép vào mặt đỉnh lò xo đóa hình côn Do phần đóa ép liên kết với thân nên mặt đáy đóa ép dòch chuyển sang phải kéo đóa ép tách khỏi đóa bò động làm đóa bò động quay tự Lúc ly hợp ngắt truyền mômen từ động tới trục ly hợp Ưu điểm ly hợp sử dụng lò xo đóa hình côn có kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn, lực ép lên đóa ép đều, không cần sử dụng chi tiết đòn mở mà có đặc tính làm việc tốt ly hợp sử dụng lò xo trụ  Điều thể hình 6.6 Đồ thò quan hệ lực ép đóa ép với dòch chuyển đóa ép Hình 6.6 So sánh đặc tính làm việc ly hợp lò xo đóa lò xo trụ Kết cấu động đốt ô tô Đường nét liền đặc tính ly hợp lò xo đóa đường nét đứt đường đặc tính ly hợp lò xo trụ Khi áp lực Po đóa ép vò trí bình thường (tức vò trí đóa ma sát mới) hai kiểu lò xo, áp lực đóa ép vò trí mở ly hợp lớn (đạt bàn đạp đạp ly hợp đạp hết) kiểu lò xo trụ P' 2, kiểu lò xo đóa P2, P2 < P'2 Điều có nghóa kiểu lò xo đóa, lực cần thiết lên bàn đạp ly hợp nhỏ kiểu lò xo trụ lượng "a" hình vẽ Khi bề mặt đóa ma sát mòn tới giá trò tới hạn, áp lực đóa ép kiểu lò xo trụ giảm xuống tới P'1, áp lực đóa ép kiểu lò xo đóa P 1, P1 gần giá trò Po Vì khả truyền mômen ly hợp kiểu lò xo đóa không giảm, áp lực đóa ép ly hợp lò xo trụ điều kiện giống với kiểu lò xo đóa giảm xuống tới P' nhỏ, nên ly hợp có xu hướng trượt chế độ 6.3.2.3 Kết cấu cụ thể ly hợp lò xo đóa Kết cấu ly hợp lò xo đóa hình 6.7 Hình 6.7 Kết cấu ly hợp đóa lò xo hình đóa Ởû ta phân tích thêm kết cấu cấu truyền mômen từ vỏ ly hợp sang đóa ép Ta thường gặp ba kiểu truyền sau: • Kiểu truyền động vấu: 10 Kết cấu động đốt ô tô Thông thường, đăng đồng tốc sử dụng để truyền lực cho bánh xe chủ động cầu dẫn hướng chủ động, góc quay bánh dẫn hướng hai phía lên tới 30 o - 40o Các dạng đăng đồng tốc tiêu biểu dùng ôtô du lòch gồm có: - Các đăng đồng tốc bi kiểu Veise; - Các đăng đồng tốc bi kiểu Rzeppa; - Các đăng đồng tốc kiểu Tripod; - Các đăng đồng tốc kiểu chữ thập kép 6.7.3.2 Các đăng đồng tốc bi kiểu Veise Hình 6.81 - Cấu tạo cácđăng đồng tốc bi kiểu Veise Trên cầu trước dẫn hướng, chủ động có dầm cầu cứng, hệ thống treo phụ thuộc thường bố trí loại đăng đồng tốc kiểu Trục chủ động có nạng chữ C Hai bên đầu nạng có rãnh tròn để chứa viên bi truyền lực Các rãnh tròn tạo với rãnh cong tròn có tâm tâm khớp với cung cong cho phép viên bi di chuyển xấp xỉ 30 o Trong khớp có bốn viên bi nằm có nhiệm vụ truyền lực Trục bò động có cấu tạo tương tự lắp đối diện với viên bi tạo nên rãnh ôm hai mặt với viên bi Một viên bi thứ nằm tâm khớp, hai phía tì vào hai nửa trục truyền nhờ rãnh lõm hình chỏm cầu 6.7.3.3 Các đăng đồng tốc bi kiểu Rzeppa Loại đăng đồng tốc kiểu sử dụng phổ biến ôtô du lòch với cầu chủ động dầm liền với hệ thống treo độc lập Cấu tạo chúng mô tả hình 6.82 Trục chủ động đăng đầu nối với bánh bán trục vi sai đầu lại lắp then hoa với phần cầu, bề mặt có sáu nửa rãnh tròn 80 Kết cấu động đốt ô tô Hình 6.82 - Cấu tạo đăng đồng tốc bi kiểu Rzeppa Trục bò động hốc cầu có sáu nửa rãnh tròn trong, chứa viên bi Các viên bi nằm rãnh tròn nửa rãnh và đònh vò vòng đònh vò dạng cầu Vòng đònh vò nằm sát với vách cầu trục chủ động, đóng vai trò tạo mặt phẳng phân giác chứa viên bi Góc lệch tối đa cho phép hai đường tâm trục khoảng 40 o Để thay đổi chiều dài đăng trình làm việc trục chủ động ghép then hoa với cầu đăng Khớp bôi trơn bàng mỡ bao bọc vỏ cao su dạng xếp 6.7.3.4 Các đăng đồng tốc kiểu Tripod Cấu tạo đăng Tripod gồm thân bao hình trụ, xẻ ba rãnh dọc theo đường sinh Thân bao hình trụ nối với trục chủ động then hoa Trục bò động lắp then hoa với chạc ba cố đònh trục hai vành hãm Trên đầu trục chạc ba có bố trí lăn với hình bao dạng mặt cầu Con lăn vừa quay trục vừa di chuyển dọc trục Các lăn bò hạn chế không chạy gờ cao rãnh thân bao hình trụ Toàn khớp đăng bọc vỏ bọc cao su đàn hồi 81 Kết cấu động đốt ô tô Hình 6.83 - Cấu tạo đăng đồng tốc kiểu Tripod Khớp đăng loại có khả truyền lực với góc lệch hai đường tâm trục o tới 25 có khả di chuyển dọc trục lớn Với góc truyền lớn 25 o khả giữ điểm truyền lực mặt phẳng phân giác khó đảm bảo khả đồng tốc Tuy so với kiểu đăng đồng tốc khác, loại đăng có công nghệ chế tạo đơn giản giá thành thấp Chúng thường bố trí ôtô mini buýt hay pick-up với dạng đăng đồng tốc bi khác để tạo nên trục truyền với hai đầu hai loại khớp đăng khác nhau, dùng hệ thống treo độc lập Trên hình 6.84 cấu tạo đăng loại kết hợp sử dụng ôtô Toyota Crown Một đầu khớp đăng kiểu Tripod đầu khớp đăng kiểu Rzeppa Đầu có cấu tạo kiểu Tripod đặt phía tạo điều kiện liên kết với trụ đứng hệ treo độc lập đồng thời có khả di chuyển dọc trục lớn để bù chiều dài bánh xe dao động theo phương thẳng đứng 82 Kết cấu động đốt ô tô Hình 6.84 - Cấu tạo đăng đồng tốc kết hợp (trên ôtô Toyota Crown) 6.7.3.5 Các đăng đồng tốc kiểu chữ thập kép Hình 6.85 - Cấu tạo đăng đồng tốc kiểu chữ thập kép Các đăng đồng tốc kiểu chữ thập kép thực chất biến hình đăng khác tốc kép, mà chiều dài đoạn thân trục nối hai khớp đăng giảm Cấu tạo khớp đăng đồng tốc kép mô tả hình 6.85 Loại đăng thường thấy cầu dẫn hướng chủ động có dầm cầu liền ôtô du lòch tốc độ thấp, loại ôtô cao tốc không dùng Trên đoạn đăng đặt hai ổ, hai trục chữ thập liền kề chiều dài đoạn vừa đủ để nối hai trục chữ thập 83 Kết cấu động đốt ô tô 6.7.4 Khớp Nối Đàn Hồi Khi mômen truyền không lớn góc hai đường tâm trục trục chủ động trục bò động truyền không lớn người ta sử dụng khớp nối đàn hồi Khớp nối đàn hồi thường sử dụng hệ thống truyền lực số ôtô du lòch Cấu tạo số dạng khớp nối đàn hồi mô tả hình 6.86 Hình 6.86 - Cấu tạo số dạng khớp nối đàn hồi Các khớp nối đàn hồi có khả giảm giật, hạn chế tiếng ồn, kết cấu đơn giản cho phép truyền lực với góc thay đổi nhỏ, bò hư hỏng dễ dàng thay Có hai dạng khớp nối đàn hồi: - - Dạng đóa: Cấu tạo khớp dạng bao gồm đóa thép có bố trí số lỗ (bốn sáu) lỗ có đặt vòng đàn hồi cao su Hai trục chủ động bò động có bố trí mặt bích dạng hai nạng ba nạng, nạng liên kết với đóa thông qua bulông, đầu bắt với nạng thân nằm vòng đàn hồi; Khớp cao su thay kết cấu dạng đóa Khớp cao su chế tạo liền khối có để lỗ để phần thân chốt bulông hai nạng chủ động bò động liên kết với khớp cao su 6.8 Cầu Chủ Động Cầu chủ động ôtô bao gồm phận truyền lực chính, vi sai, truyền lực cạnh vỏ cầu Ở loại dầm cầu cứng, vỏ cầu đóng vai trò dầm cầu Còn hệ thống treo độc lập, hộp vỏ cầu khối riêng lắp đặt khung, dầm ngang sàn xe hay liền khối với hộp số động 6.8.1 Truyền Lực Chính Công dụng Dùng để tăng mômen truyền mômen quay từ trục đăng đến bánh xe chủ động ôtô Phân loại Truyền lực phân loại sau: 84 Kết cấu động đốt ô tô Theo số cặp bánh răng: - Loại đơn: Gồm cặp bánh ăn khớp, thường sử dụng ôtô du lòch, ôtô tải nhỏ trung bình; - Loại kép: Gồm hai cặp bánh ăn khớp, thường sử dụng ôtô vận tải trung bình lớn • Theo loại bánh răng: - Loại bánh côn thẳng (ít dùng); - Loại bánh côn xoắn; - Loại bánh hypoit; - Loại trục vít bánh vít Truyền lực thường bố trí với vi sai, phần cấu tạo nghiên cứu kết hợp với vi sai Yêu cầu - Phải có tỉ số truyền cần thiết để phù hợp với chất lượng kéo tính kinh tế nhiên liệu ôtô; - Có kích thước nhỏ gọn để tăng khoảng sáng gầm xe; - Hiệu suất truyền động cao; - Đảm bảo có độ cứng vững tốt, làm việc không ồn, tuổi thọ cao; - Trọng lượng cầu (trọng lượng phần không treo) phải nhỏ 6.8.2 VI SAI Công dụng Bộ vi sai đảm bảo cho bánh xe chủ động quay với tốc độ góc khác ôtô quay vòng đường không phẳng Phân loại Tuỳ theo yếu tố phân loại, vi sai phân loại sau: • Theo công dụng: - Vi sai bánh xe; - Vi sai cầu • Theo kết cấu: - Vi sai với bánh côn; - Vi sai với bánh trụ; - Vi sai tăng ma sát • Theo đặc tính phân phối mômen xoắn: - Vi sai đối xứng: Mômen xoắn phân phối trục; - Vi sai không đối xứng: Mômen xoắn phân phối không trục Yêu cầu - Phân phối mômen xoắn bánh xe hay trục theo tỉ lệ đảm bảo sử dụng trọng lượng bám ôtô tốt nhất; - Kích thước truyền động phải nhỏ gọn; - Có hiệu suất truyền động cao Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc vi sai Cấu tạo truyền lực vi sai thể hình 7.1 Đây truyền lực cấp, bánh côn xoắn Truyền lực bao gồm bánh chủ động (còn gọi bánh dứa) bánh bò động (còn gọi bánh • 85 Kết cấu động đốt ô tô vành chậu) Bánh chủ động truyền lực chế tạo liền trục gối vỏ ổ đỡ Bánh bò động thường ghép với vỏ vi sai gối vỏ hai ổ đỡ Vỏ vi sai (được ghép với bánh bò động bulông) có lỗ để đặt trục bánh hành tinh Trục bánh hành tinh dạng đơn, dạng ba trạc chữ thập tuỳ theo số lượng bánh hành tinh vi sai hai, ba bốn Hai bánh mặt trời (bánh bán trục) lắp đặt để quay tương đối vỏ vi sai Hai bánh mặt trời ăn khớp thường xuyên với bánh hành tinh hai bánh mặt trời lỗ có then hoa để ăn khớp với then hoa hai bán trục a b Hình 6.87: Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc truyền lực vi sai Nguyên lý làm việc: - Khi ôtô chuyển động thẳng (hình 6.87a) Mômen từ trục đăng truyền tới trục chủ động sang bánh bò động truyền lực đến vỏ vi sai Khi ôtô chuyển động thẳng đường phẳng, sức cản hai bánh xe chủ động bán kính lăn hai bánh xe chủ động Khi bánh hành tinh không quay quanh trục mà đóng vai trò vấu truyền để truyền mômen từ vỏ vi sai đến hai bánh mặt trời hai phía với mômen số vòng quay đến hai bánh xe chủ động - Khi ôtô quay vòng (hình 6.87b) Giả sử ôtô dang chuyển động quay vòng sang phải, lúc tốc độ góc hai bánh xe khác Bánh xe bên trái nằm xa tâm quay vòng nên có tốc độ góc lớn bánh xe bên phải nằm gần tâm quay vòng Thông qua bán trục làm hai bánh mặt trời phía trái phía phải có tốc độ góc khác Trong trường hợp cụ thể bánh mặt trời bên trái quay nhanh bánh mặt trời bên phải Lúc bánh vệ tinh vừa quay theo vỏ vi sai vừa quay quanh trục bảo đảm cho hai bánh mặt trời quay với tốc độ góc khác phù hợp với tốc độ quay khác bánh xe chủ động Ghi nhớ: Về động học động lực học vi sai cần ghi nhớ hai công thức sau: n1 + n2 = 2no 86 Kết cấu động đốt ô tô Trong đó: n1, n2 M1, M2 no MMS M1 = M2 + MMS : số vòng quay bán trục bên trái bên phải : mômen quay bán trục bên trái bên phải : số vòng quay vỏ vi sai : mômen ma sát vi sai 6.8.3 Cấu Tạo Của Một Số Bộ Vi Sai Cùng Truyền Lực Chính 6.8.3.1 Truyền lực cấp bánh côn - vi sai thường Hình 6.88: Cấu tạo truyền lực cấp - vi sai thường Loại thường sử dụng ôtô du lòch có cầu sau chủ động, cấu tạo hình 6.88 Phần truyền lực bao gồm cặp bánh côn xoắn Trục chủ động chế tạo liền với bánh côn xoắn chủ động gối vỏ hai ổ bi côn Khoảng cách cách bố tri hai ổ côn có ảnh hưởng đến độ cứng vững trục chủ động Thông thường hai ổ bi côn bố trí theo chiều hình vẽ cho khoảng cách hai tâm chòu lực thực 87 Kết cấu động đốt ô tô tế lớn Bánh bò động ghép với vỏ vi sai bulông Trong vỏ vi sai có lắp đặt trục bánh hành tinh, hai bánh mặt trời, đệm tựa cho bánh mặt trời Nguyên lý làm việc chung truyền lực vi sai giống trình bày 6.8.3.2 Truyền lực cấp bánh trụ - vi sai thường Loại thường sử dụng ôtô du lòch động đặt trước cầu trước chủ động (thường chế tạo liền cụm với động hộp số) Cấu tạo loại mô tả hình 6.89 Truyền lực vi sai bố trí kết hợp với hộp số động thành khối Vì động đặt ngang nên tâm trục hộp số song song với tâm trục cầu trước có nghóa hướng truyền lực từ trục hộp số đến trục vào truyền lực song song với nên truyền lực sử dụng cặp bánh trụ Bánh trụ chủ động lắp trục thứ cấp hộp số bánh trụ bò động lắp với vỏ vi sai TRONG vỏ vi sai có trục bánh hành tinh, bánh mặt trời đệm điều chỉnh vi sai có truyền lực bánh côn trình bày Hình 6.89 - Cấu tạo truyền lực cấp bánh trụ - vi sai thường 6.8.3.3 Truyền lực cấp bánh côn - vi sai tăng ma sát Đặt vấn đề: Như biết, vi sai thường mặt truyền mômen chúng có mối quan hệ M1 = M2 + MMS Trường hợp bên bánh xe cầu chủ động bò trượt vào vùng có hệ số bám thấp bùn lầy tuyết v.v… Khi theo công thức mômen truyền đến bánh xe chủ động có giá trò lớn mômen bám bánh xe bò trượt Giả sử bánh xe bò trượt quay hoàn toàn mômen truyền tới bánh xe lại lớn mômen bánh xe bò trượt quay lượng mômen ma sát vi sai Đối với vi sai thường mômen ma sát nhỏ để tăng 88 Kết cấu động đốt ô tô mômen truyền đến bánh xe bám đường tốt phải tăng mômen ma sát vi sai Có xe có hội để vượt khỏi vùng bùn lầy tuyết Cấu tạo nguyên lý: Cấu tạo chung chi tiết cụ thể vi sai tăng ma sát mô tả hình 6.90 Trong vi sai loại người ta bố trí thêm hai ly hợp ma sát hai phía vi sai, nằm sau bánh bán trục Bộ ly hợp gồm hai loại đóa: đóa gọi đệm chặn có bốn vấu lồi phía lắp vào rãnh dẫn hướng vỏ vi sai; đóa khác gọi đóa ly hợp có then hoa phía để ăn khớp với then hoa moa bánh bán trục Một lò xo nén lắp bánh bán trục bên trái bên phải để tạo lực ép ép đệm chặn vào đóa ly hợp qua đế bánh bán trục Nguyên lý làm việc vi sai tăng ma sát sau: - Khi ôtô đường thẳng hệ số bám bánh xe với mặt đường hai phía nên bánh xe bên trái bên phải quay tốc độ giống Khi vỏ vi sai, bánh bán trục, bánh vi sai, đệm chặn, đóa ly hợp, đế lò xo nén quay khối giống vi sai thông thường; - Khi bên bánh xe rơi vào vùng hệ số bám thấp, bánh xe trượt quay Khi có sai lệch lớn tốc độ quay bánh xe vi sai bắt đầu làm việc vi sai tăng ma sát vi sai làm việc có quay tương đối bán trục với vỏ vi sai có nghóa có trượt tương đối đệm chặn đóa ly hợp ly hợp ma sát Do đóa ly hợp bò ép lực lò xo nên trượt tương xuất mômen ma sát Mômen ma sát lớn nhiều so với mômen ma sát vi sai thường nên làm tăng mômen truyền đến bánh xe bám đường tốt tạo điều kiện để ôtô vượt lên 89 Kết cấu động đốt ô tô Hình 6.90 - Cấu tạo truyền lực cấp bánh côn - vi sai tăng ma sát Độ lớn mômen ma sát phụ thuộc vào sức căng lò xo Độ cứng lò xo lớn mômen ma sát lớn 6.8.3.4 Truyền lực cấp - vi sai thường có khoá vi sai Để tăng mômen cho cầu chủ động bánh xe bò rơi vào vùng hệ số bám thấp người ta sử dụng loại vi sai tăng ma sát Tuy nhiên giá trò mômen ma sát có giới hạn, phụ thuộc vào lực ép lò xo Mômen ma sát lớn đạt bán trục vỏ vi sai hãm cứng Điều thực vi sai có cấu khoá cứng vi sai hình 6.91 Để khoá cứng vi sai cần phải khoá cứng bán trục với vỏ vi sai Vì moa vỏ vi sai người ta làm then lắp khớp gài vi sai có then Khớp gài di trượt dọc theo rãnh then Trên bán trục chế tạo phần có then có kích thước thông số then moa vỏ vi sai, khớp gài vi sai ăn khớp với moa vỏ vi sai bán trục 90 Kết cấu động đốt ô tô Hình 6.91 - Cấu tạo truyền lực cấp - vi sai thường có khoá vi sai Khi ôtô hoạt động đường tốt bình thường khớp gài vi sai gặt sang phía bên phải, bán trục vỏ vi sai quay tự với nhau, vi sai hoạt động bình thường Khi bánh xe cầu chủ động rơi vào vùng hệ số bám thấp, ôtô khả vượt lúc cần phải khoá vi sai Khớp vi sai gạt sang trái để ăn khớp với then bán trục Lúc bán trục vỏ vi sai bò khoá cứng khớp gài vi sai nên vi sai tác dụng, mômen từ vỏ vi sai truyền tới bánh xe bám đường tốt để xe có khả vượt lên Để điều khiển khớp gài vi sai thực tay, điện, khí nén tự động bán tự động Trong trường hợp điều khiển tay, điện, khí nén gài khoá vi sai bánh xe cầu chủ động rơi vào đường trơn lầy Còn ôtô vượt khỏi vùng trơn lầy đường bình thường thiết phải mở khoá vi sai 6.6.3.5 Truyền lực hai cấp - vi sai thường dùng xe tải Ởû số ôtô tải cần có tỉ số truyền truyền lực lớn, người ta sử dụng truyền lực loại hai cấp Cấu tạo truyền lực loại mô tả hình 7.6 Cấp thứ bao gồm cặp bánh côn có cấu tạo truyền lực cấp bánh côn trình bày Trong kết cấu bánh côn bò động không lắp lên vỏ vi sai mà chế tạo liền với bánh trụ nhỏ Trục mang bánh côn bò động bánh trụ nhỏ gối vỏ cầu băng hai ổ bi 91 Kết cấu động đốt ô tô Hình 6.92: Cấu tạo truyền lực hai cấp - vi sai thường dùng xe tải Cấp thứ hai bao gồm cặp bánh trụ: bánh trụ nhỏ chế tạo liền trục với trục bánh côn bò động; bánh trụ lớn lắp với vỏ vi sai bulông Bộ vi sai kết cấu có cấu tạo nguyên lý làm việc tương tự vi sai thường trình bày mục 3.6 Truyền lực hai cấp phân chia - vi sai thường dùng xe tải Khi cần tỉ số truyền truyền lực lớn người ta dùng truyền lực hai cấp (tập trung) trình bày mục 3.5 sử dụng truyền lực hai cấp phân chia hình 6.93 Thực chất truyền lực hai cấp phân chia bao gồm hai truyền: truyền thứ hoàn toàn giống truyền lực cấp bánh côn - vi sai thường; truyền thứ hai cắp bánh trụ bố trí cạnh bánh xe chủ động (nên gọi truyền lực cạnh) Bộ truyền thứ hai (truyền lực cạnh) truyền bánh trụ thông thường truyền bánh trụ dạng hành tinh 92 Kết cấu động đốt ô tô Hình 6.93: Truyền lực hai cấp phân chia - vi sai thường dùng xe tải 6.8.3.7 Khoá đầu trục bánh xe Trên ôtô du lòch hai cầu chủ động từ trục hộp phân phối dẫn động đến bánh xe chủ động trục đăng, truyền lực chính, vi sai, bán trục Phần lớn thời gian ôtô sử dụng cầu chủ động (thường phía sau), trường hợp đường xấu cần tăng lực bám gài cầu lại (thường cầu trước) cấu gài hộp phân phối Khi không gài cầu trước cấu dẫn động: trục đăng, truyền lực chính, vi sai, bán trục nhận chuyển động từ bánh xe trước truyền trở lại nên chúng quay không tải Để giảm hao mòn, giảm tổn thất công suất cho chi tiết quay không nói người ta sử dụng cấu khoá đầu trục bánh xe để ngắt gài dòng truyền lực cần thiết Như không gài cầu trước ngắt khoá đầu trục bánh xe toàn chi tiết dẫn động tự hộp phân phối đến bánh xe chủ động phía trước đứng yên không quay Cấu tạo nguyên lý làm việc loại khớp nối đầu trục bánh xe mô tả hình 6.94 93 Kết cấu động đốt ô tô Hình 6.94: Cấu tạo cấu khoá đầu trục bánh xe Cơ cấu gồm chi tiết sau: Ống cố đònh có then để ăn khớp với then bán trục có then để ăn khớp với ống gài - Moa bánh xe có then để ăn khớp với then ống gài - ống gài có then để ăn khớp với ống cố đònh then để ăn khớp với then moa bánh xe - Bộ phận điều khiển bao gồm vành cam với ba rãnh cam; nắp điều khiển có ba chốt cam ba chốt khoá Nguyên lý làm việc cấu sau: - Khi gài khoá phải dừng xe, tháo ba chốt khoá quay nắp điều khiển theo chiều ngược chiều kim đồng hồ (mũi tên kèm chữ ENGAGE hình vẽ) Lúc chốt cam trượt vành cam để đưa nắp điều khiển mang theo ống gài gài ống cố đònh với moa bánh xe, cấu gài - Khi mở khóa phải dừng xe làm thao tác khác nắp điều khiển xoay theo chiều kim đồng hồ (mũi tên kèm theo DISENGAGE) - 94