CHƯƠNG III HỘP SỐ -HỘP PHÂN PHỐI

CHƯƠNG III HỘP SỐ -HỘP PHÂN PHỐI 3.1 CƠNG DỤNG, U CẦU, PHÂN LOẠI 3.1.1 Cơng dụng - Nhằm thay đổi tỷ số truyền mơmen xoắn từ động đến bánh xe chủ động phù hợp với mơmen cản ln thay đổi nhằm tận dụng tối đa cơng suất động - Giúp cho xe thay đổi chiều chuyển động - Đảm bảo cho xe dừng chỗ mà khơng cần tắt máy khơng cần tách ly hợp - Dẫn động mơmen xoắn ngồi cho phận đặc biệt xe chun dụng - Cải thiện đường đặc tính cơng suất động 3.1.2 u cầu - Có dãy tỷ số truyền phù hợp nhằm nâng cao tính động lực học tính kinh tế tơ - Phải có hiệu suất truyền lực cao, khơng có tiếng ồn làm việc, sang số nhẹ nhàng, khơng sinh lực va đập bánh gài số - Phải có kết cấu gọn bền chắc, dễ điều khiển, dễ bảo dưỡng kiểm tra sửa chữa có hư hỏng 3.1.3 Phân loại Theo phương pháp thay đổi tỷ số truyền, hộp số chia thành: hộp số có cấp hộp số vơ cấp a Hộp số có cấp chia theo: * Sơ đồ động học gồm có: -Loại có trục cố định (hộp số hai trục, hộp số ba trục…) -Loại có trục khơng cố định (hộp số hành tinh cấp, hai cấp…) * Dãy số truyền gồm có: -Một dãy tỷ số truyền (3 số, số, số…) Hình 3.1.Sơ đồ động học hộp số có cấp 22 -Hai dãy tỷ số truyền * Phương pháp sang số gồm có: -Hộp số điều khiển tay -Hộp số tự động * Theo hình dáng kết cấu - Hộp số ngang - Hộp số dọc b Hộp số vơ cấp chia theo: - Hộp số thủy lực (hộp số thủy tĩnh, hộp số thủy động ) - Hộp số điện - Hộp số ma sát 3.2 Những hộp số thơng dụng Trên số xe để hệ thống truyền lực đơn giản người ta thường đặt động cầu chủ động phía ( phía trước xe sau xe khách) hộp số loại hai trục dọc ngang Số cấp hộp số ảnh hưởng lớn đến tính động lực tính kinh tế nhiên liệu xe Số cấp tăng lên tính động lực tính kinh tế nhiên liệu tăng, cơng suất sử dụng để lấy đà tăng tốc nhanh hơn; lúc số lần gài số phải tăng theo làm phức tạp điều khiển kéo dài phần thời gian lấy đà 3.2.1 Hộp số cấp a Đặc điểm cấu tạo Hộp số khí bao gồm: Vỏ hộp số, trục sơ cấp, trục thứ cấp, trục trung gian, trục bánh số lùi, bánh cấu sang số 1: Vị trí gài cấp số tiến số 2: Vị trí gài cấp số tiến số 3: Vị trí gài cấp số tiến số 4: Vị trí gài cấp số tiến số 5: Vị trí gài cấp số tiến số L: Vị trí gài cấp số lùi I: Trục sơ cấp II: Trục trung gian Hìh 3.2 Sơ đồ hộp số cấp xe du lịch III: Trục thứ cấp - Trục sơ cấp (chủ động) I hộp số trục bị động ly hợp, đúc liền với 23 bánh chủ động, gối ổ bi đặt lòng bánh đà, đặt vỏ hộp số Trên trục chủ động có lỗ để đặt ổ bi cho trục bị động - Trục thứ cấp (bị động) III hộp số đặt ổ bi kim gối bánh chủ động ổ bi cầu đặt vách ngăn Các bánh số lắp lồng khơng trục nhờ ổ bi kim Tâm trục bị động thẳng hàng với tâm trục chủ động - Trục trung gian II gồm bánh có đường kính khác nhau, chế tạo thành khối bắt trặt trục Khối bánh lắp vòng bi đũa đúc liền với trục, trục trung gian đặt ổ bi gối vỏ hộp số - Trục số lùi lắp cố định vỏ hộp số, có bánh lắp trục nhờ ổ bi kim * Để nâng cao chất lượng động lực học tính kinh tế xe, hộp số cấp: số số truyền thẳng số truyền số truyền tăng tỷ số truyền Số truyền tăng tỷ số truyền ( số 5) sử dụng xe chạy khơng tải tải đường tốt b Ngun lý làm việc - Khi chưa vào số ( số 0): mơmen truyền từ trục chủ động I đến trục trung gian II làm quay cặp bánh ln ln ăn khớp Do bánh lắp quay trơn trục bị động III nên trục bị động khơng quay, mơmen xoắn khơng truyền xuống cầu chủ động - Khi gài số 1, 2, 3, 4, 5, L: gạt đồng tốc sang bánh quay trơn vị trí số 1,2,3,4,5 để nối bánh quay trơn với trục bị động III, mơmen xoắn truyền từ trục sơ cấp I đến trục trung gian II qua cặp bánh vị trí gài số 1,2,3,4,5, L đồng tốc đến trục thứ cấp III c Sơ đồ hộp số xe tải cấp Hình 3.3 Sơ đồ hộp số cấp xe tải, tất đồng tốc 24 3.2.2 Hộp số 10 cấp (xe KAMAZ) * Ở ơtơ KAMAZ-5320 sử dụng chia với hộp số chính, sơ đồ ngun lý cấu tạo làm việc sau: Hình 3.4 Sơ đồ ngun lý cấu tạo làm việc chia hộp số ơtơ KAMAZ-5320 truyền động chung (Zac) hộp số Hoặc gài đồng tốc hộp số phụ vị trí 2p để truyền mơmen xuống trục trung gian (II) theo cặp bánh truyền động chung (Zap) hộp số phụ Như vậy, hai cặp bánh 25 ln phiên truyền mơmen cho trục chung gian (II), cặp quay lồng khơng (khơng mang tải) Còn gài đồng tốc hộp số phụ vị trí 1p gài đồng tốc hộp số vị trí mơmen khơng phải truyền qua cặp bánh hộp số số phụ ( truyền thẳng), cho hiệu suất hộp số nhiều cấp cáo ( xem bỏ qua tổn thất khác) * Kết cấu chia hộp số ơtơ KAMAZ-5320 Hình 3.5 Kết cấu chia hộp số ơtơ KAMAZ-5320 26 3.3 Dẫn động điều khiển hộp số 3.3.1 Kết cấu chung Dẫn động điều khiển hộp số dùng để thực việc chuyển số theo ý định người lái Có thể điều khiển trực tiếp hộp số gần vị trí người lái, điều khiển từ xa hộp số xa vị trí người lái, dẫn động qua hệ thống đòn, đăng Dù dẫn động kiểu loại phải đảm bảo u cầu: - Khơng tự động gài số, trả số nhảy số - Các cặp bánh gài ăn khớp hết chiều dài - Khơng thể gài hai số lúc - Khơng cho phép gài số lùi chưa mở khố làm thêm thao tác phụ gài số lùi khác với gài số tiến Hình 3.6 Sơ đồ cấu dẫn động điều khiển hộp số 3.3.2 Bộ đồng tốc Để gài số người ta sử dụng ống gài, bánh di trượt đồng tốc Trong cấu cấu đồng tốc cho phép gài số êm dòu, tránh va đập nên sử dụng nhiều hộp số ôtô, đặc biệt ôtô đại Các cấu đồng tốc có nguyên lý làm việc giống nhau, kết cấu khác nên chia thành loại: Đồng tốc kiểu khoá hãm đồng tốc kiểu chốt * Cấu tạo tổng qt: 27 Hình 3.7 Sơ đồ cấu tạo tổng qt đồng tốc kiểu khố hãm * Cấu tạo chi tiết Hình 3.8 Sơ đồ cấu tạo chi tiết đồng tốc kiểu khố hãm * Ngun lý hoạt động - Khi tay số vị trí trung gian, bánh số ăn khớp tương ứng với bánh bị động quay tự quanh trục Mayơ đồng tốc lắp với vành trượt then hoa phía lắp với trục then hoa Vành đồng tốc trạng thái tự chế độ - Giai đoạn bắt đầu đồng tốc: Khi cần gài số di chuyển, ăn khớp với rãnh ống trượt đẩy ống trượt Vì vành trượt khố hãm ăn khớp qua vấu lồi khố hãm nên ống trượt di chuyển đẩy khố hãm chuyển động theo Khố hãm tỳ vào vành đồng tốc, đẩy vành đồng tốc ép vào phần vành để bắt đầu đồng 28 tốc Do khac tốc độ ống trượt bánh ma sát vành đồng tốc phần bánh nên vành đồng tốc chuyển động theo chiều quay bánh Độ dịch chuyển với chênh lệch độ rộng khe độ rộng khố hãm Do then bên ống trượt vấu hãm vành đồng tốc chưa vị trí ăn khớp với - Giai đoạn đồng tốc: Khi cần số tiếp tục di chuyển , lực tác dụng lên ống trượt vượt qua lực lò xo khố hãm ống trượt vượt qua phần vấu lồi khố hãm nhiên lúc chưa đồng tốc nên then ống trượt vấu hãm vành đồng tốc tỳ vào Vì lực tác dụng lên ống trượt ấn vành đồng tốc ép vào phần bánh mạnh Điều làm cho tốc độ bánh số trở nên đồng tốc với tốc độ ống trượt - Giai đoạn hồn tồn đồng tốc: Khi tốc độ ống trượt bánh số hồn tồn nhau, vành đồng tốc bắt đầu quay tự theo chiều quay Kết then hoa bên ống trượt ăn khớp với then hoa bánh số 3.3.3 Cơ cấu định vị, khố trục trượt a Cơ cấu định vị b Khố trục trượt 3.3.4 Cơ cấu gài số lùi Bánh trung gian số lùi dịch chuyển hộp số chuyển sang số lùi Khi gài vào số 5, bánh trung gian số lùi bị giữ vị trí số 29 trung gian Hoạt động cấu gài số lùi chiều Chuyển sang số Khi hộp số chuyển sang số 5, trục gạt No dịch chuyển sang bên phải, đẩy viên bi vào rãnh xoi trục gạt No.2 Chuyển số lùi Khi hộp số chuyển sang số lùi, gạt số lùi dịch chuyển sang bên trái vòng lò xo lắp trục gạt No Hình 3.9 Cơ cấu gài số lùi Chuyển từ số lùi sang vị trí số trung gian Tất trục gạt No 3, viên bi gạt số lùi dịch chuyển sang bên phải 3.4 Hộp phân phối, hộp số phụ * Chức Hộp số phụ hộp số phân phối sử dụng xe có tính dẫn động cao có từ cầu chủ động trở lên, chúng có nhiệm vụ tăng thêm mơmen động truyền đến cầu xe phân phối mơmen động đến cầu chủ động * Phân loại Hộp số phụ chia loại: Loại hai cấp giảm loại có cấp giảm, cấp tăng loại có ba cấp Đặc biệt có hộp số phụ, có số lùi làm tăng lực kéo bánh xe chủ động có khả lùi với tất tay số 3.4.1 Hộp số phụ cấp a Cấu tạo : 30 b Ngun lý hoạt động Hình 3.10 Hộp phân phối cấp tốc độ a.Số truyền thẳng b.Số truyền tăng Trục sơ cấp Bộ đồng tốc số Bộ đồng tốc tốc số Trục thứ cấp a b Khi số 0: Các đồng tốc vị trí trung gian, mơmen xoắn khơng truyền đến cầu chủ động Khi gài số truyền thẳng: Bộ đồng tốc số dịch chuyển bên trái, đồng tốc số dịch chuyển bên phải Thơng qua cặp bánh ăn khớp mơmen xoắn từ hộp số truyền đến cầu chủ động Đường truyền cơng suất thể hình vẽ Khi gài số truyền tăng: Cả đồng tốc dịch chuyển bên trái, nhờ ăn khớp bánh mơmen từ hộp số truyền đến cầu chủ động Đường truyền cơng suất thể hình vẽ 3.4.2 Cơ cấu gài số phụ - Vị trí số trung gian: Mỗi bánh số vào khớp với bánh bị động tơng ứng chạy lồng khơng trục - Bắt đầu q trình đồng tốc: Khi dịch chuyển cần chuyển số, cần chuyển số nằm rãnh ống trượt, dịch chuyển theo chiều mũi tên Vì phần nhơ tâm khố chuyển số gài vào rãnh ống trượt, khố chuyển số dịch 31 chuyển theo chiều mũi tên lúc, đẩy vòng đồng tốc vào mặt bánh số, bắt đầu q trình đồng tốc - Giữa q trình đồng tốc: Khi dịch chuyển tiếp cần chuyển số, lực đặt lên ống trượt thắng lực lò xo khố chuyển số ống trượt trùm lên phần nhơ khố - Kết thúc q trình đồng tốc: Lực tác dụng lên vòng đồng tốc trở nên mạnh đẩy phần bánh số Điều làm đồng tốc độ bánh số với tốc độ ống trượt gài số Khi tốc độ ống trượt gài số bánh số trở nên nhau, vòng đồng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều quay Do đó, then ống trượt gài số ăn khớp với rãnh then vòng đồng tốc - Kết thúc việc chuyển số: Sau then ống trượt gài số ăn khớp với rãnh then vòng đồng tốc, ống trượt tiếp tục dịch chuyển ăn khớp với rãnh then bánh số Khi đó, việc chuyển số kết thúc 3.5 Truyền lực vơ cấp 3.5.1 Biến mơ thuỷ lực Hình 3.11 Biến mơ thủy lực Bánh bơm Bánh tuabin 32 Bánh stato Bộ biến mơ vừa truyền vừa khuyếch đại mơ men từ động vào hộp số (Bộ truyền bánh hành tinh) việc sử dụng dầu hộp số tự động (ATF) mơi chất Bộ biến mơ gồm bánh bơm, bánh tuabin, khớp chiều, stato vỏ biến mơ chứa tất phận Bộ biến đổi đổ đầy ATF bơm dầu cung cấp Động quay bánh bơm quay, dầu bị đẩy từ bánh bơm thành dòng mạnh làm quay bánh tua bin a Bánh bơm Bánh bơm bố trí nằm vỏ biến mơ nối với trục khuỷu qua đĩa dẫn động Nhiều cánh hình cong lắp bên bánh bơm Một vòng dẫn hướng lắp mép cánh để đườngdẫn dòng dầu êm Hình 3.12 Cấu tạo bánh bơm b Bánh tua bin Rất nhiều cánh lắp lên bánh tuabin giống trường hợp bánh bơm Hướng cong cánh ngược chiều với hướng cong cánh bánh bơm Bánh tua bin lắp trục sơ cấp hộp số cho cánh bên nằm đối diện với cánh bánh bơm với khe hở nhỏ Hình 3.13 Cấu tạo bánh tua bin 33 c Stato Stato nằm bánh bơm bánh tua bin Qua khớp chiều lắp trục stato trục cố định vỏ hộp số * Hoạt động Stato Dòng dầu trở từ bánh tua bin vào bánh bơm theo hướng cản quay bánh bơm Do đó, stato đổi chiều dòng cho tác động lên phía sau cánh bánh bơm bổ sung thêm lực đẩy cho bánh bơm làm tăng mơmen 3.5.2 Hộp số hành tinh Hình 3.14 Vai trò stato 34