Tính toán và khảo sát hoạt động của các cơ cấu gài số trong hộp số tự động của ô tô

Những thành tựu của khoa học và công nghệ đang làm cho những chiếc ô tô ngày càng trở nên hoàn thiện hơn .Ô tô hiện đại là cỗ máy cực kỳ phức tạp, tích hợp những công nghệ mới nhất của n

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan :

1 Những nội dung trong luận văn này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan

2 Mọi tài liệu tham khảo trong luận văn đều được trích dẫn rõ ràng

3 Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian dối tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU iii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ v

DANH MỤC BẢNG BIỂU vii

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 3

1.1.Lịch sử phát triển, chức năng, phân loại HTTL trên ô tô 3

1.1.1 Lịch sử phát triển 3

1.1.2 Chức năng của hệ thống truyền lực 5

1.2 Khái quát về hộp số tự động 6

1.2.1 Khái quát chung 6

1.2.2 Phân loại theo vị trí lắp đặt động cơ 7

1.2.3 Phân loại theo phương pháp điều khiển hộp số 8

1.3.Hộp số tự động 9

1.3.1 Cấu tạo hộp số tự động 9

1.3.2 Cơ cấu gài hộp số tự động : Ly hợp ma sát nhiều đĩa và phanh 18

1.4 Nội dung của luận văn 34

1.4.1 Mục Tiêu 34

1.4.2 Phạm Vi 34

1.4.3 Phương Pháp Và Nội Dung Nghiên Cứu 34

CHƯƠNG II : PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CƠ CẤU GÀI SỐ 35

2.1 Tính toán ly hợp ma sát nhiều đĩa 35

2.2 Tính toán ly hợp ma sát theo sô liệu xe thực tế 42

CHƯƠNG III : ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU TỚI HOẠT ĐỘNG CỦA HỘP SỐ 51

3.1.Ảnh hưởng của thông số kích thước tới mô men ma sát 51

3.2.Ảnh hưởng của hệ số ma sát tới mô men ma sát và hệ số dự trữ 55

3.3 Ảnh hưởng của loại dầu hộp số 59

KẾT LUẬN 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

µ1 Hệ số ma sát trong mối ghép then

rt1 Bán kính trung bình của mối ghép then của các đĩa

Lưu lượng chất lỏng bôi trơn và làm mát các bề mặt l/m2.s



Q

ma sát của ly hợp

ih1 Tỉ số truyền tay số 1

k Tỷ số truyền mô men

β Hệ số dự trữ của C1

MµC12 Mô men ma sát của ly hợp C1 khi bán kính ma sát

trung bình thay đổi

Hình 1.4 Tỷ số truyền và hiệu suất truyền

Hình 1.5 Bộ truyền bánh răng hành tinh

Hình 1.6 Cấu tạo bộ truyền bánh răng hành tinh

Hình 1.7 Vị trí phanh dải

Hình 1.8 Hoạt động của phanh dải

Hình 1.9 Cấu tạo phanh nhiều đĩa ƣớt

Hình 1.10 Cấu tạo ly hợp

Hình 1.11 Hoạt động ăn khớp của ly hợp

Hình 1.12 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của bộ ly hợp ma sát nhiều đĩa

Hình 1.13 Cơ chế bôi trơn bề mặt ma sát

Hình 1.14 Sơ đô nguyên lý hoạt động của phanh dải

Hình 1.15 Cấu tạo của bộ ly hợp nhiều đĩa và phanh dải

Hình 1.16 Quá trình sang số từ số 2 lên số 3 trong hộp số tự động 6 cấp với

mức ga không đổi Hình 1.17 Bố trí các đĩa ma sát trong ly hợp

Hình 1.18 Bố trí các đĩa ma sát trong ly hợp

Hình 1.19 Các dạng rãnh dầu trên bề mặt ma sát

Hình 1.20 Sự biến thiên của hệ số ma sát theo vận tốc trƣợt

Hình 1.21 Sự hình thành vành chất lỏng do lực ly tâm trong pít tông quay

Hình 1.22 Mối quan hệ giữa tổn thất mô men và vận tốc trượt

Hình 2.1 Sơ đồ tính toán ly hợp nhiều đĩa

Hình 2.2 Quan hệ giữa hệ số ma sát và vận tốc trượt của một số loại vật liệu

ma sát Hình 2.3 Đồ thị quan hệ giữa hệ số kz với số lượng đĩa n

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý của hộp số

Hình 3.1 Ảnh hưởng của bán kính ma sát trung bình tới mô men ma sát

Hình 3.2 Ảnh hưởng của bán kính ma sát trung bình tới hệ số dự trữ

Hình 3.3 Biểu thị mối quan hệ giữa mô men truyền của ly hợp C1 và hệ số

dự trữ Hình 3.4 Ảnh hưởng của hệ số ma sát tới mô men ma sát

Hình 3.5 Ảnh hưởng của hệ số ma sát tới hệ số dự trữ

Hình 3.6 Sự phụ thuộc của hệ số ma sát tới vận tốc trượt của các loại dầu

Hình 3.7 Ảnh hưởng của vận tốc trượt tới mô men ma sát khi hộp số dùng

dầu có hệ số ma sát giảm theo vận tốc trượt

Hình 3.8 Ảnh hưởng của vận tốc trượt tới hệ số dự trữ khi hộp số dùng dầu

có hệ số ma sát giảm theo vận tốc trượt

Hình 3.9 Ảnh hưởng của vận tốc trượt tới mô men ma sát khi hộp số dùng

dầu có hệ số ma sát tăng theo vận tốc trượt

Hình 3.10 Ảnh hưởng của vận tốc trượt tới hệ số dự trữ khi hộp số dùng dầu

hộp số có hệ số ma sát tăng theo vận tốc trượt

Bảng 2.3 Thống kê các tỉ số truyền từng tay số

Bảng 2.4 Thông số tính toán lực và mô men trong ly hợp C1

Bảng 2.5 Thông số tính toán lực và mô men trong ly hợp C2

Bảng 2.6 Thông số tính toán lực và mô men trong ly hợp C3

Bảng 2.7 Bảng thông số các lực tác dụng nên biến mô và ly hợp C1

Bảng 3.1 Bảng thông số thể hiện thay đổi kích thước bán kính ma sát trung

bình tới mô men ma sát trong ly hợp C1 Bảng 3.2 Bảng thông số thể hiện thay đổi kích thước bán kính ma sát trung

bình tới hệ số dự trữ Bảng 3.3 Bảng thông số thể hiện sự thay đổi của hệ số ma sát tới mô men

ma sát và hệ số dự trữ Bảng 3.4 Bảng thông số khi hộp số dùng dầu có hệ số ma sát giảm theo vận

tốc trượt Bảng 3.5 Bảng thông số khi hộp số dùng dầu có hệ số ma sát tăng theo vận

tốc trượt

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay,ô tô đã trở thành phương tiện giao thông không thể thiếu trong xã hội góp phần quan trọng vào sự phát triển kinh tế và phục vụ cho nhu cầu thiết yếu của con người Những thành tựu của khoa học và công nghệ đang làm cho những chiếc

ô tô ngày càng trở nên hoàn thiện hơn Ô tô hiện đại là cỗ máy cực kỳ phức tạp, tích hợp những công nghệ mới nhất của nhiều lĩnh vực khác nhau như cơ khí , thủy lực, điện tử kỹ thuật điều khiển , công nghệ thông tin … Vì vậy, hệ thống điều khiển trung tâm của ô tô ngày nay có cấu trúc như một máy tính điện tử Nó kiểm soát và chỉ huy toàn bộ hoạt động của tất cả các bộ phận trên xe , từ động cơ đến hệ thống truyền lực , hệ thống lái, hệ thống phanh …

Trong bối cảnh như vậy , hộp số tự động được sử dụng ngày càng phổ biến hơn trên ô tô, đặc biệt là trên các loại ô tô con Có thể dự đoán rằng trong tương lai không xa nữa, hộp số tự động sẽ thay thế hoàn toàn hộp số thường trên các loại ô tô con thông dụng và sẽ phát triển mạnh sang các dòng ô tô thương mại (ô tô khách và

ô tô tải cỡ lớn) Hộp số tự động truyền thống là tổ hợp của một biến mô thủy lực với một hộp số hành tinh , có quá trình sang số được tự động hóa hoàn toàn Hệ thống điều khiển hộp số tự động là một hệ thống cơ điện tử phức tạp, nó tự cảm nhận thời điểm cần chuyển số và thực hiện quá trình sang số mà không có sự can thiệp của người lái Cùng với sự phát triển chung , hộp số tự động liên tục được hoàn thiện để đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao đối với các phương tiện giao thông hiện đại

Ở Việt Nam hiện nay, hộp số tự động đang thu hút sự quan tâm rất lớn của những người hoạt động trong lĩnh vực kỹ thuật và công nghệ ô tô Từ những học viên trong các trường trung cấp nghề, sinh viên các trường cao đẳng, đại học cho đến các

kỹ thuật viên trong các nhà máy lắp ráp và các xưởng sửa chữa ô tô, các kỹ sư, giáo viên dạy nghề và giảng viên các trường cao đẳng, đại học đều có nhu cầu tìm hiển

về hộp số tự động ở các mức độ và khía cạnh khác nhau Hộp số tự động là một sản phẩm công nghệ cao, hiện đại và phức tạp do vậy các công tác nghiên cứu và tính toán thiết kế cần những kỹ sư có chuyên môn cao, sự hiểu biết sâu rộng về hộp số

để tính toán

Em là một học viên được nhà trường phân bổ cho làm luận văn : “ Tính toán và

khảo sát hoạt động của các cơ cấu gài số trong hộp số tự động “ Được sự giúp

đỡ nhiệt tình của các thầy trong bộ môn và PGS.TS.Nguyễn Trọng Hoan em đã hoàn thành được luận văn của mình Do sự hiểu biết chuyên môn của em còn hạn hẹp do vậy luận văn của em còn nhiều thiếu sót rất mong các thầy góp ý để em có thể hoàn thành bản luận văn của mình tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 1.1.Lịch sử phát triển, chức năng, phân loại HTTL trên ô tô

Bộ phận cơ bản trong hệ thống truyền lực là hộp số với các bánh răng đã được con người sử dụng từ hơn 1000 năm nay để giảm nhẹ sức lao động cho con người và súc vật Những thiết kế bánh răng đầu tiên xuất hiện từ thời trung cổ với nguồn động lực thời bấy giờ chính là con người hoặc súc vật.Những nội dung dưới đây, ta sẽ đi vào tìm hiểu sâu hơn về hộp số trong hệ thống truyền lực của ô tô

Những chiếc ô tô đầu tiên xuất hiện vào cuối thế kỷ thứ 19 với các hộp số kiểu bánh răng, điều khiển bằng tay Tuy nhiên, ô tô chỉ bắt đầu được sản xuất hàng loạt vào khoảng những năm 1925 trở lại đây Từ đó đến nay, hộp số và hệ thống truyền lực của ô tô ngày nay càng được hoàn thiện hơn Trong lịch sử phát triển của mình,

hệ thống truyền lực với hộp số được phát triển theo những hướng chính như sau:

Lịch sử phát triển và hoàn thiện hộp số cơ khí có thể được chia làm bốn giai đoạn Trong giai đoạn đầu, các hộp số được chế tạo với các bánh răng di trượt Để gài một

số nào đó người ta trượt một bánh răng dọc trục để nó ăn khớp với các bánh răng

cùng cặp Cách gài số này thường gây nên va đập giữa các bánh răng, tạo tiếng ồn, khó vào số và dễ gây hỏng răng

Vì vậy, ở giai đoạn thứ hai các hộp số được thiết kế với các cặp bánh răng luôn ăn khớp, việc gài số được thực hiện nhờ các khớp răng

Tiến bộ vượt bậc của các hộp số trong giai đoạn thứ ba là việc sử dụng các khớp gài có đồng tốc, nhờ đó quá trình gài số được êm dịu và dễ dàng hơn, giảm tối đa tải trọng động tác dụng lên hộp số và hệ thống truyền lực

Giai đoạn phát triển cuối cùng đối với hộp số cơ khí được tập trung vào việc tự động hóa quá trình chuyển số Việc tự động hóa có thể là từng phần hoặc toàn phần theo trường hợp cụ thể

Trên thực tế, để thực hiện quá trình chuyển số, cần phải thực hiện các thao tác cơ bản sau: ngắt ly hợp, gài số, đóng ly hợp Như vậy, để chuyển số cần thực hiện hai tác động điều khiển: điều khiển ly hợp và điều khiển cơ cấu gài số Việc tự động hóa quá trình chuyển số có thể chỉ bao gồm một trong hai thao tác trên (tự động hóa một phần) hoặc tự động hóa cả hai (tự động hóa toàn phần)

Hộp số tự động đầu tiên được sản xuất hàng loạt là hộp số Hydramatic của General Motors Sau chiến tranh Thế giới thứ hai, việc sản xuất hộp số tự động của ô tô đã phát triển mạnh tại Mỹ Trong khi đó, ở châu Âu hộp số tự động cho ô tô con chỉ chiếm thị phần khoảng 13% Sau những năm 1950, hộp số tự động mới thực sự phát triển ở Châu Âu Cho tới nay hộp số tự động đang dần thay thế hộp số cơ khí thường trên các loại ô tô con và có thể khẳng định, trong tương lai sẽ không còn các loại ô tô con với hộp số cơ khí điều khiển bằng tay nữa Sự tiến bộ của hộp số tự động trong những năm đầu tiên được điều khiển chủ yếu bằng thủy lực thì các hộp

số hiện đại ngày nay được điều khiển bằng hệ thống điện tử nhằm tối ưu hóa thời điểm sang số Tiêu chí tối ưu ở đây chính là mức tiêu hao nhiên liệu thấp nhất và lượng khí xả độc hại la nhỏ nhất Xu hướng tăng cấp số cho hộp số tự động cũng được các nhà sản xuất ô tô quan tâm ngày càng nhiều hơn Đây là một giải pháp kỹ thuật nhằm khắc phục nhược điểm cố hữu của ô tô có trang bị hộp số tự động là tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn so với ô tô có hộp số thường Tuy nhiên, hộp số này cũng

được dự báo là đạt tới giới hạn của số cấp trong hộp số tự động của ô tô con, nghĩa

là việc tiếp tục tăng số cấp cho hộp số ô tô con sẽ không còn hiệu quả nữa Vì, nếu tiếp tục tăng số cấp thì hộp số sẽ trở nên quá phức tạp và đắt tiền mà mức cải thiện

về tiêu thụ nhiên liệu không thể bù lại được

Ngày nay, hộp số tự động trở nên phổ biến trên ô tô con, nhưng lại không được sử dụng nhiều trên ô tô tải vì lý do kinh tế Trên các ô tô tải trọng lớn chỉ có xe buýt là được trang bị hộp số tự động một cách tương đối rộng rãi do điều kiện chuyển động trong thành phố ngày càng khó khăn hơn, đòi hỏi phải tạo điều kiện làm việc tốt nhất cho người lái

Như vậy, hộp số cơ khí truyền thống về bản chất là hộp giảm tốc nhiều cấp đã được hiện đại hóa qua nhiều thế hệ và hiện nay vẫn tiếp tục được sử dụng rông rãi trên các loại ô tô thương mại Ngoài ra, các bộ biến đổi mô men vô cấp (thủy lực, cơ khí) đang được sử dụng ngày càng nhiều hơn, đặc biệt là trên các ô tô con Trong những trường hợp này , khái niệm hộp số không còn tồn tại, chức năng thay đổi tỷ

số truyền do một bộ biến đổi vô cấp đảm nhiệm và nó được thay đổi một cách liên tục chứ không theo các cấp số xác định Tất cả các dạng truyền lực trên đây đều đang được nghiên cứu phát triển và hiện đại hóa nhằm đạt được những mục đích cơ bản sau:

- Nâng cao tính tiện nghi điều khiển;

- Tăng độ êm dịu khi chuyển số, giảm tải trọng động;

- Phối hợp hoạt động hiệu quả nhất với động cơ đốt trong;

- Nâng cao hiệu suất, giảm mức tiêu hao nhiên liệu;

- Giảm ô nhiễm môi trường

1.1.2 Chức năng của hệ thống truyền lực

Hệ thống truyền lực với vai trò là bộ phận trung chuyển công suất từ động cơ tới các bánh xe chủ động, hệ thống truyền lực đảm bảo các chức năng cụ thể sau:

- Giúp ô tô khởi hành từ trạng thái đứng yên , vì động cơ đốt trong chỉ có thể làm việc trong một dải tốc độ nhất định Nó không thể tăng tốc từ vận tốc bằng 0 Vì vậy, hệ thống truyền lực phải có cơ cấu cho phép ô tô khỏi hành từ trạng thái tĩnh

- Tăng mô men của động cơ để tạo được mô men (lực kéo) tại bánh xe đủ lớn trong những trường hợp cần thiết Động cơ đốt trong thường có mô men xoắn không lớn, nếu truyền trực tiếp ra bánh xe thì nó không đủ để khắc phục điều kiện cản chyển động khi xe khởi hành, tăng tốc hoặc chuyển động trên đường xấu, có độ dốc lớn.Vì vậy hệ thống truyền lực phải có chức năng tăng mô men cho động cơ Hệ số

mô men chính là tỷ số truyền của hệ thống truyền lực

- Thay đổi tỷ số truyền để có được lực kéo và vận tốc tại bánh xe thay đổi trong dải rộng đáp ứng mọi điều kiện hoạt động của ô tô khi chuyển động trên các loại đường khác nhau Chức năng này khắc phục được nhược điểm của động cơ đốt trong là thích ứng rất hạn chế, nghĩa là vùng thay đổi mô men của nó rất hẹp

- Đảo chiều chuyển động trong hệ thống truyền lực để tạo ra số lùi Động cơ đốt trong chỉ có thể quay được một chiều, nên muốn xe đi lùi được, thì phải có cơ cấu đảo chiều trong trong hệ thống truyền lực

- Ngắt dòng công suất từ động cơ xuống các bánh xe chủ động để dừng xe mà không cần tắt động cơ Việc khởi động động cơ đốt trong khá phức tạp, nên người

ta chỉ cần tắt nó khi cần thiết Vì vậy, hệ thống truyền lực cần phải có cơ cấu ngắt dòng công suất từ động cơ xuống bánh xe chủ động để dừng xe mà không cần tắt máy Chức năng này có thể thực hiện nhờ bộ ly hợp hoặc số “0” trong hệ thống

1.2 Khái quát về hộp số tự động

1.2.1 Khái quát chung

Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi nào cần chuyển số Các bánh răng tự động chuyển số tuỳ thuộc vào tốc độ xe và mức đạp bàn đạp ga.Một hộp số mà trong đó việc chuyển số bánh răng được điều khiển bằng một ECU (Bộ điều khiển điện tử - ECT) - được gọi là hộp số điều khiển điện tử, và một hộp số không sử dụng ECT được gọi là hộp số tự động thuần thuỷ lực Hiện nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT

Hình 1.1 Khái quát về hộp số tự động Đối với một số kiểu xe thì phương thức chuyển số có thể được chọn tuỳ theo ý muốn của lái xe và điều kiện đường xá Cách này giúp cho việc tiết kiệm nhiên liệu, tính năng và vận hành xe được tốt hơn

1.2.2 Phân loại theo vị trí lắp đặt động cơ

Các hộp số tự động có thể được chia thành 2 loại chính, đó là các hộp số được sử dụng trong các xe FF (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh trước) và các xe FR (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh sau)

Các hộp số của xe FF có một bộ dẫn động cuối cùng được lắp bên trong, còn các hộp số của xe FR thì có bộ dẫn động cuối cùng (vi sai) lắp bên ngoài Loại hộp số tự động dùng trong xe FR được gọi là hộp truyền động

Trong hộp số tự động đặt ngang, hộp truyền động và bộ dẫn động cuối cùng được

bố trí trong cùng một vỏ hộp Bộ dẫn động cuối cùng gồm một cặp bánh răng giảm tốc (bánh răng dẫn và bánh răng bị dẫn), và các bánh răng vi sai

Hình 1.2 : Các kiểu hộp số theo vị trí lắp đặt trên xe

1.2.3 Phân loại theo phương pháp điều khiển hộp số

*) Hộp số điều khiển điện tử (ECT)

- Bộ biến mô: Để truyền và khuyếch đại mômen do động cơ sinh ra

- Bộ truyền bánh răng hành tinh: Để chuyển số khi giảm tốc, đảo chiều, tăng tốc, và

vị trí số trung gian

-Bộ điều khiển thuỷ lực: Để điều khiển áp suất thuỷ lực sao cho bộ biến mô và bộ truyền bánh răng hành tinh hoạt động êm

- ECU động cơ và ECT: Để điều khiển các van điện từ và bộ điều khiển thuỷ lực

nhằm tạo ra điều kiện chạy xe tối ưu

Hộp số này sử dụng áp suất thuỷ lực để tự động chuyển số theo các tín hiệu điều khiển của ECU ECU điều khiển các van điện từ theo tình trạng của động cơ và của

xe do các bộ cảm biến xác định, do đó điều khiển áp suất thuỷ lực

Hình 1.3 Sơ đồ bố trí các bộ phận của hộp số tự động

*)Hộp số tự động thuần thuỷ lực:

Kết cấu của một hộp số tự động thuần thuỷ lực về cơ bản cũng tương tự như của ECT Tuy nhiên, hộp số này điều khiển chuyển số bằng cơ học bằng cách phát hiện tốc độ xe bằng thuỷ lực thông qua van điều tốc và phát hiện độ mở bàn đạp ga từ bướm ga thông qua độ dịch chuyển của cáp bướm ga

1.3.Hộp số tự động

1.3.1 Cấu tạo hộp số tự động

Có nhiều hộp số tự động khác nhau, chúng được cấu tạo theo một vài cách khác nhau nhưng chức năng cơ bản và nguyên lý hoạt động của chúng là giống nhau Hộp số tự động bao gồm một số bộ phận chính như dưới đây:

- Bộ biến mô

- Bộ bánh răng hành tinh

- Bộ điều khiển thủy lực

- Bộ truyền động bánh răng cuối cùng

- Các van điều khiển

b Bánh tua bin

Rất nhiều cánh được lắp lên bánh tuabin giống như trường hợp bánh bơm Hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của cánh bánh bơm Bánh tua bin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong nó nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa

Điểm ly hợp là đường phân chia giữa hai giai đoạn đó hiệu suất truyền động của bộ biến mô cho thấy năng lượng truyền cho bánh bơm được truyền đến bánh tuabin với hiệu quả ra sao

Điểm dừng chỉ tình trạng ở đó mà bánh tuabin không chuyển động Sự chênh lệch tốc độ quay giữa bánh bơm và bánh tuabin la lớn nhất

Điểm ly hợp khi bánh tuabin bắt đầu quay và tỉ số truyền tốc độ tăng lên, sự chệnh lệch tốc độ quay giữa bánh tua bin và bánh bơm bắt đầu giảm xuống

- Tỉ số truyền mômen và hiệu suất truyền

Độ khuyếch đại mômen do bộ biến mô sẽ tăng theo tỉ lệ với dòng xoáy Có nghĩa là mômen sẽ trở thành cực đại khi bánh tua bin dừng

Hoạt động của bộ biến mô được chia thành hai dải hoạt động:

+ Dải biến mô, trong đó có sự khuyếch đại mômen

+ Dải khớp nối, trong đó chỉ thuần tuý diễn ra việc truyền mômen và sự khuyếch đại mômen không xảy ra

Điểm ly hợp là đường phân chia giữa hai phạm vi đó

Hình 1.4 Tỉ số truyền và hiệu suất truyền

Hiệu suất truyền động của bộ biến mô cho thấy năng lượng truyền cho bánh bơm được truyền tới bánh tua bin với hiệu quả ra sao

Năng lượng ở đây là công suất của bản thân động cơ, tỉ lệ với tốc độ động cơ (vòng/phút) và mômen động cơ Do mômen được truyền với tỉ số gần 1:1 trong khớp thuỷ lực nên hiệu suất truyền động trong dải khớp nối sẽ tăng tuyến tính và tỉ

lệ với tỉ số tốc độ

Tuy nhiên, hiệu suất truyền động của bộ biến mô không đạt được 100% và thường đạt khoảng 95% Sự tổn hao năng lượng là do nhiệt sinh ra trong dầu và do ma sát Khi dầu tuần hoàn nó được làm mát bởi bộ làm mát dầu

1.3.1.2 Bộ truyền bánh răng hành tinh

a.Khái quát chung

Trong các xe lắp hộp số tự động, bộ truyền bánh răng hành tinh điều khiển việc giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc

Bộ truyền bánh răng hành tinh gồm các bánh răng hành tinh, các ly hợp và phanh

Bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyền bánh răng hành tinh sau được nối với các ly hợp và phanh, là các bộ phận nối và ngắt công suất Những cụm bánh răng này chuyển đổi vị trí của phần sơ cấp và các phần tử cố định để tạo ra các tỷ số truyền bánh răng khác nhau và vị trí số trung gian

Hình vẽ dưới đây là bộ truyền bánh răng hành tinh 3 tốc độ (loại hộp số A130)

Về cơ bản mô hình này sẽ được áp dụng đề giải thích các hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh

Hình 1.5 Bộ truyền bánh răng hành tinh

b.Cấu tạo

Các bánh răng trong bộ truyền bánh răng hành tinh có 3 loại: bánh răng bao, bánh răng hành tinh và bánh răng mặt trời và cần dẫn Cần dẫn nối với trục trung tâm của

mỗi bánh răng hành tinh và làm cho các bánh răng hành tinh xoay chung quanh

Với bộ các bánh răng nối với nhau kiểu này thì các bánh răng hành tinh giống như các hành tinh quay xung quanh mặt trời, và do đó chúng được gọi là các bánh răng hành tinh

Thông thường nhiều bánh răng hành tinh được phối hợp với nhau trong bộ truyền bánh răng hành tinh

Người ta bố trí các cần đẩy píttông có hai chiều dài khác nhau để có thể điều chỉnh khe hở giữa dải phanh và trống phanh

Hình 1.7 Vị trí phanh dải

Hình 1.8 Hoạt động của phanh dải

b.Phanh nhiều đĩa ướt

Phanh hoạt động thông qua khớp một chiều để ngăn không cho các bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ Các đĩa ma sát được gài bằng then hoa vào vòng lăn ngoài của khớp một chiều và các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số Vòng lăn trong của khớp một chiều (các bánh răng mặt trời trước và sau)

được thiết kế sao cho khi quay ngược chiều kim đồng hồ thì nó sẽ bị khoá, nhưng khi quay theo chiều kim đồng hồ thì nó có thể xoay tự do

Hình 1.9.Cấu tạo phanh đĩa nhiều đĩa ướt

Mục đích của phanh là ngăn không cho cần dẫn sau quay Các đĩa ma sát ăn khớp với moayơ của cần dẫn sau Moayơ và cần dẫn sau được bố trí liền một cụm và quay cùng nhau Các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số

1.3.1.4 Ly hợp

C1 và C2 là các ly hợp nối và ngắt công suất Ly hợp C1 hoạt động để truyền công suất từ bộ biến mô tới bánh răng bao trước qua trục sơ cấp Các đĩa ma sát và đĩa thép được bố trí xen kẽ với nhau Các đĩa ma sát được nối bằng then với bánh răng bao trước và các đĩa thép được khớp nối bằng then với tang trống của ly hợp số tiến Bánh răng bao trước được lắp bằng then với bích bánh răng bao, còn tang trống của ly hợp số tiến được lắp bằng then với moay ơ của ly hợp số truyền thẳng Ly hợp C2 truyền công suất từ trục sơ cấp tới tang trống của ly hợp truyển thẳng (bánh răng mặt trời)

Các đĩa ma sát được lắp bằng then với moay ơ của ly hợp truyền thẳng còn các đĩa thép được lắp bằng then với tang trống ly hợp truyền thẳng Tang trống ly hợp truyền thẳng ăn khớp với tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời và tang trống

này lại được ăn khớp với các bánh răng mặt trời trước và sau Kết cấu được thiết kế sao cho ba cụm đĩa ma sát, đĩa thép và các tang trống quay cùng với nhau

Hình 1.10 Cấu tạo ly hợp

1.3.1.5 Bộ điều khiển điện tử (ECU động cơ và ECT)

 Các điều khiển chính: ECU động cơ & ECT nhận tín hiệu tư các cảm biến và có nhiệm vụ điều khiển trạng thái làm việc của hộp số hành tinh như :

- Điều khiển thời điểm chuyển số

- Điều khiển khoá biến mô

- Điều khiển khoá biến mô linh hoạt

- Các điều khiển khác

Xe dùng ECT có thể lái một cách êm dịu và thuận tiện nhờ các điều khiển trên

Hệ thống điều khiển có các loại cảm biến : Cảm biến tốc độ , cảm biến vị trí bướm

ga , cảm biến nhiệt độ nước , nhiệt độ dầu , áp suât dầu

Hình 1.11 Nguyên lý hệ thống điều khiển điện tử ECT

Các cảm biến đóng vai trò thu thập các dữ liệu khác nhau để xá định thời điểm chuyển số và khóa biến mô thích hợp, và biến nó thành các tín hiệu điện rồi truyền tới ECU Các cảm biến sử dụng trong hộp số tự động bao gồm:

Công tắc chọn chế độ hoạt động Xác định thời điểm chuyển số và khóa

biến mô sẽ áp dụng trong chế độ bình thường hoặc tải nặng

Công tắc khởi động trung gian Phát hiện vị trí số(„L‟,‟2‟, và „N‟)

Cảm biến vị trí bướm ga Phát hiện góc mở của bướm ga

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Phát hiện nhiệt độ nước làm mát

Công tắc đèn phanh Phát hiện mức độ đạp chân ga

Công tắc chính số truyền tăng Ngăn không cho chuyển lên số truyền

tăng nếu công tắc chính số truyền tăng ngắt

ECU điều khiển chạy tự động Khi tốc độ xe giảm xuống dưới tốc độ

đặt trong hệ thống điều khiển chạy tự động, nó phát ra một tín hiệu hủy số số truyền tăng và hủy khóa biến mô

1.3.2 Cơ cấu gài hộp số tự động : Ly hợp ma sát nhiều đĩa và phanh

1.3.2.1 Giới thiệu chung

Trong các hộp số trục cố định , có thể sử dụng ly hợp gài số để thực hiện việc kết nối bánh răng cần gài vào đường truyền công suất nhờ ma sát Nó có ưu điểm nổi trội so với các loại khớp gài mô tả trên đây là quá trình gài số xảy ra êm dịu và đặc

biệt là không cần ngắt dòng công suất

Trong các hộp số hành tinh , việc gài số được thực hiện bằng cách phanh một trong các khâu của cơ cấu hành tinh hoặc nối hai khâu của nó với nhau bằng một ly hợp

Phanh thường được xếp cùng loại với ly hợp vì chúng cũng kết nối hai bộ phận trong hộp số với nhau nhờ ma sát Điểm khác biệt giữa phanh và ly hợp là ở chỗ :

ly hợp kết nối hai bộ phận chuyển động quay với nhau , còn phanh thì kết nối một

bộ phận chuyển động với một bộ phận cố định ( vỏ hộp số ) Vì vậy , khi ly hợp ở trạng thái đóng thì các bộ phận ( chủ động và bị động ) của nó chuyển động quay với cùng một vận tốc Nếu đóng phanh thì các bộ phận của nó đứng yên , vì chúng được kết nối với vỏ của hộp số

Đối với các hộp số tự động , phanh được dùng để dừng một trong các khâu của cơ cấu hành tinh Có hai loại phanh được sử dụng , đó là phanh nhiều đĩa và phanh dải Trong đó , phanh dải có ưu điểm là chiếm ít không gian theo hướng kính Tuy nhiên , một số nhược điểm sau đã hạn chế phạm vi sử dụng của nó :

-Mô men phanh tăng nhanh và khó kiểm soát làm giảm độ êm dịu của việc gài số

-Áp suất phân bố không đều trên dải phanh và hậu quả là hiện tượng mòn không đều sau một thời gian sử dụng

-Sinh ra lực hướng kính làm tăng tải trọng lên các ổ đỡ

-Rất nhạy cảm với khe hở giữa dải phanh và tang trống

Với các nhược điểm như trên , hiện nay các phanh dải được thay thế dần bằng phanh nhiều đĩa Vì vậy , tài liệu này chỉ trình bày những vấn đề liên quan đến ly hợp và phanh nhiều đĩa

Ly hợp và phanh nhiều đĩa thuộc loại ma sát ướt do chúng làm việc trong môi trường được bôi trơn bằng dầu Chúng được sử dụng phổ biến trong các hộp số hành tinh của ô tô với chức năng là cơ cấu gài số Ngoài ra , ly hợp ma sát ướt còn

có thể được sử dụng với vai trò là ly hợp chính trong các hệ thống truyền lực vô cấp

cơ khí hoặc trong các hộp số với ly hợp kép

Ly hợp nhiều đĩa ở đâu được hiểu là các ly hợp thực hiện chức năng gài số trong các hộp số thuỷ cơ ô tô Các phanh được coi là dạng đặc biệt của ly hợp Các phanh và ly hợp được đóng mở nhờ áp suất thuỷ lực Ma sát sinh ra giữa các đĩa phụ thuộc vào vật liệu làm đĩa , đồng thời phụ thuộc vào loại dầu sử dụng Vì vậy ,

hệ thống thuỷ lực của các hộp số tự động sử dụng một loại dầu chuyên dụng , gọi là dầu hộp số tự động ( Automatic Transmission Fluid – ATF)

1.3.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của bộ ly hợp ma sát nhiều đĩa được mô tả trên hinh 1.12 Nhiệm vụ của bộ ly hợp này là nối các chi tiết số 1 và số 8 với nhau tạo thành đường truyền công suất Trục 1 được chế tạo liền với tang trống 3 có vành răng trong để ăn khớp với các răng của đĩa thép 5 Tang trống 8 được chế tạo với vành răng ngoài ăn khớp với các răng của các đĩa ma sát 6

Khi ly hợp ở trạng thái mở , do không có áp suất thuỷ lực tác dụng lên pit tông 2 ,

lò xo hồi vị đẩy nó ép sát về bên trái , các đĩa số 5 và số 6 quay tự do với nhau Nghĩa là , trục 1 và tang trống 8 quay độc lập với nhau Khi cần đóng ly hợp , chất lỏng dưới áp suất cao được cấp qua lỗ 11 vào khoang bên trái pít tông , đẩy nó dịch chuyển sang phải sinh ra lực ép lên bộ đĩa ma sát buộc chúng quay cùng với nhau Lúc này , trục 1 và vành 8 được nối với nhau bằng ma sát , tạo thành đường truyền công suất Khi cần ngắt đường truyền , lỗ 11 được nối với đường xả dầu , lò xo hồi

vị 9 đẩy pít tông 2 đi hết hành trình về phía trái , giải phóng các đĩa 5 và 6 đưa ly hợp về trạng thái mở

Hình1.12.sơ đồ nguyên lý cấu tạo của bộ ly hợp ma sát nhiều đĩa

1-Trục ; 2-Pít tông ; 3-Tang trống ; 4-Phớt làm kín ; 5-Đĩa thép ; 6- Đĩa ma sát ; Phanh hãm ; 8-Vành trong ; 9-Lò xo hồi vị pít tông ; 10-Phớt làm kín ; 11-Lỗ dẫn dầu

Với nguyên lý hoạt động như trên , có thể thấy răng mô men ( công suất ) được

truyền qua ly hợp nhờ ma sát Do các đĩa ma sát làm việc trong môi trường có dầu bôi trơn nên ly hợp thuộc loại ma sát ướt Cơ chế bôi trơn các bề mặt ma sát được thể hiện trên hình 1.13 Trong trường hợp , các đĩa thép và đĩa ma sát được lắp xen

kẽ , nhưng không tiếp xúc trực tiếp với nhau

Hình 1.13 Cơ chế bôi trơn các bề mặt ma sát

Dầu bôi trơn tạo thành một lớp màng mỏng , luôn tồn tại giữa các bề mặt ma sát , nhờ đó mà giảm thiểu được độ mài mòn và thoát nhiệt cho các bề mặt làm việc Tuy nhiên sự tồn tại của màng dầu bôi trơn làm giảm đáng kể hệ số ma sát giữa các

bề mặt , vì vậy loại ly hợp này thường phải được chế tạo với nhiều đĩa

Phanh ma sát ướt nhiều đĩa cũng có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương tự như ly hợp đã mô tả trên đây Điều khác biệt duy nhất là ở chỗ khi đóng phanh thì một chi tiết đang quay sẽ được nối với vở cố định nhờ ma sát Chẳng hạn , với sơ đồ cấu tạo như trên hình 1.12 nếu nối cứng vành 8 với vỏ cố định thì ly hợp trở thành một phanh nhiều đĩa

Phanh dải có nguyên lý hoạt động như mô tả trên hình 1.14 Chi tiết quay được nôi với tang trống 3 Dải phanh có cấu tạo là một lá thép mỏng , mặt trong có gắn vật liệu ma sát , được bố trí ôm quanh tang trống với một khe hở tối thiểu Một đầu của dải phanh được cố định lên vỏ thông qua một khớp bản lề Đầu kia của dải phanh được nối với hệ thống đòn dẫn động cơ khí Lực điều khiển phanh dải do một xi lanh thuỷ lực cung cấp

Khi phanh ở trạng thái mở , dải phanh duy trì một khe hở nhỏ so với trống phanh

để giữa chúng không sinh ra ma sát Khi cần phanh dầu thuỷ lực với áp suất p được

dẫn vào xi lanh Áp suất thuỷ lực sinh ra lực điều khiển trên cần pít tông của xi lanh thuỷ lực Lực này truyền qua hệ thống dẫn động để tạo nên lực F , kéo dải phanh tỳ sát vào tang trống Ma sát giữa dải phanh với tang trống sẽ dừng tang trống lại và giữ nó ở trạng thái đứng yên

Hình 1.14 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của phanh dải

1-Vỏ cố định ; 2-Dải phanh ; 3-Tang trống ; 4-Hệ thống dẫn động cơ khí ; 5-Xi lanh thuỷ lực ; 6-Pít tông

Trong các hộp số hành tinh , người ta có thể kết hợp phanh dải với bộ ly hợp nhiều đĩa để tiết kiệm không gian bố trí Chẳng hạn , với kết cấu như trên hình 1.12 nếu muốn phanh trục 1 người ta chỉ cần bố trí thêm một dải phanh ôm ngoài tang trống

3 cùng với hệ thống dẫn động điều khiển nó

Phanh dải có khả năng sinh ra mô men ma sát lớn với kết cấu tương đối đơn giản Tuy nhiên , trong quá trình phanh , lực phanh tăng lên rất nhanh và khó kiểm soát làm giảm độ êm dịu khi gài số Vì vậy , ngày nay phanh dải không còn được sử dụng nhiều trong hộp số ô tô Trong một số trường hợp ta vẫn sử dụng phanh dải

để tiết kiệm không gian bố trí

Hình 1.15.Cấu tạo của bộ ly hợp nhiều đĩa và phanh dải

1-Séc măng làm kín ; 2,3-Phớt làm kín ; 4-Vành ngoài ; 5-Ống đỡ nối với vỏ cố định ; 6-Trục ; 7-Pít tông ; 8-Đường cấp dầu ; 9-Dải phanh ; 10,11-Đĩa thép ; 12-Vành chặn ; 13-Đĩa ma sát ; 14-Vành trong ; 15-Lò xo hồi vị pít tông

Trên hình 1.15 mô tả cấu tạo của một bộ ly hợp nhiều đĩa được thiết kế cùng với một phanh dải sử dụng trong hộp số tự động 5 cấp Mercesdes-Benz W5A 030

Ly hợp có nhiệm vụ kết nối vành trong 14 còn phanh dải thực hiện việc dừng vành

4 Moay ơ của vành 4 quay trên ống đỡ cố định 5 nhờ ổ bi kim Vành có dạng hình trụ với các rãnh xẻ dọc để gài các răng của đĩa 10 Mặt ngoài của vành 4 được hàn cứng với tang trống dùng cho phanh dải Vành trong 14 có các rãnh ở mặt ngoài để gài các răng của các đĩa ma sát 13 Bộ ly hợp ma sát được đóng , mở nhờ pít tông 7

Khi ly hợp ở trạng thái mở, đường dầu 8 thông với đường xả , nên không có áp suất thuỷ lực tác động lên pít tông Lúc này, lò xo hồi vị 15 đẩy pít tông nằm ở vị trí cực phải , các đĩa ma sát 10 và 13 quay tự do với nhau Do vậy , các vành 4 và 14 cũng quay tự do , không phụ thuộc vào nhau

Để đóng ly hợp, hệ thống điều khiển cấp dầu có áp suất qua lỗ 18 vào khoang bên phải pít tông 7 Áp suất dầu tác dụng lên pít tông, đẩy nó dịch chuyển sang trái, sinh ra lực ép lên các đĩa ma sát Mô men ma sát sinh ra trên các đĩa kết nối các chi tiết 14 và 4 tạo thành đường truyền công suất giữa chúng

1.3.2.3 Quá trình sang số

Quá trình sang số trong hộp số tự động gồm 2 thao tác : ra khỏi số đang gài và vào

số cần gài Cả 2 thao tác này đều do các ly hợp hoặc phanh ma sát thực hiện Số lượng cơ cấu ma sát tham gia vào quá trình sang số tuỳ thuộc vào thiết kế cụ thể của hộp số Chất lượng của quá trình sang số được đánh giá thông qua các biểu thức sau :

- Độ êm dịu

- Thời gian ngắn

- Tương thích tốt với hệ thống điều khiển

Quá trình sang số thường được thực hiện kết hợp với sự điều khiển vận tốc của động cơ nhằm hỗ trợ việc đồng đều tốc độ các chi tiết cần gài Người ta phân biệt 2 trường hợp :

-Sang số kết hợp với giảm tốc độ động cơ : thực hiện khi chuyển từ số thấp lên số cao

-Sang số kết hợp với tăng tốc động cơ : thực hiện khi chuyển từ số cao về số thấp

Đối với hộp số tự động , hệ thống điều khiển tự chuyển số vào thời điểm thích hợp

mà không có sự cân thiệp của người lái vì vậy , khi chuyển số người lái vẫn giữ bàn đạp ga mà không điều khiển động cơ theo các trường hợp trên với các hệ thống điều khiển điện tử , vấn đề trên có thể được giải quyết bằng cách tăng hoặc giảm ga để hỗ trợ cho quá trình đồng tốc

Một vấn đề lớn khác trong quá trình chuyển số là hiện tượng giao thoa giữa 2 cấp

số Vấn đề là ở chỗ quá trình ra số đang gài và vào số cần gài được thực hiện đông

thời Nghĩa là , hệ thống điều khiển thực hiện đồng thời việc xả chất lỏng ra khỏi xi lanh của ly hợp ( hoặc phanh ) của số đang gài và đông thời cấp chất lỏng vào xi lanh của số cần gài Trong khi áp suất trong xi lanh của số đang gài giảm dần thì áp suất trong xi lanh của số cần gài cũng tăng lên Trong một khoảng thời gian nhất định cả hai xi lanh đều chịu áp suất dẫn đến hiện tượng tương tự như vào 2 số cùng một lúc Do áp suất lúc này không đủ lớn để đóng hoàn toàn các bộ phận ma sát nên các bộ phận này bị trượt cưỡng bức gây nên hiện tượng tổn hao công suất vô ích , mài mòn các bề mặt ma sát và làm nóng dầu bôi trơn

Trên hình 1.16 mô tả quá trình sang số từ số 2 lên số 3 trong một hộp số tự động 6 cấp [ 1] Hộp số gồm có một cơ cấu hành tinh và bộ truyền kiểu Ravignaux Các

cơ cấu gài số gồm có các ly hợp A,B,E và các phanh C và D

Giản đồ quá trình sang số mô tả sự biến thiên của các thông số như vận tốc và mô men của động cơ , vận tốc bánh tua bin của biến mô thuỷ lực , áp suất trong các xi lanh điều khiển ra , vào số , … theo thời gian

Hình 1.16 Quá trình sang số từ số 2 lên số 3 trong hộp số tự động 6 cấp với mức ga

không đổi

Hệ thống điều khiển thực hiện việc chuyển lên số cao hơn khi vận tốc của động cơ tăng lên ( xem hình vẽ ) Để chuyển từ số 2 lên sô 3 hệ thống phải thực hiện nhả phanh C và đóng ly hợp B Các đường biến thiên áp suất cho thấy , tại thời điểm bắt đầu sang số hệ thống điều khiển giảm áp suất trong xi lanh của phanh C và đồng thời tăng áp áp suất trong xi lanh điều khiển ly hợp B Trong khoảng thời gian từ thời điểm bắt đầu cho tới thời điểm kết thúc quá trình điều khiển áp suất , trong cả hai xi lanh đều tồn tại áp suất thuỷ lực tạo nên hiện tượn giao thoa áp suất như đã

mô tả trên đây Để giảm ảnh hưởng xấu của hiện tượng này này cần lựa chọn quy luật tăng , giảm áp suất trong các xi lanh một cách hợp lý

Giản đồ quá trình sang số mô tả hiện tượng điều khiển giảm vận tốc của động cơ để tạo điều kiện cho quá trình đồng tốc được thực hiện một cách dễ dàng và nhanh chóng hơn

1.3.2.4 Các bộ phận chính

Đĩa ma sát :

Ly hợp ma sát nhiều đĩa trong các hộp số hành tinh cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau đây :

-Đảm bảo quá trình sang số nhanh , êm dịu và ít ồn ;

-Có mô men ma sát lớn , hệ số ma sát ổn định trong quá trình làm việc ;

-Có độ bền cơ học , khả năng chịu nhiệt và tuổi thọ cao ;

-Ít nhạy cảm với các phần tử kim loại và tạp chất trong dầu bôi trơn trong quá trình

sử dụng ;

-Tổn hao công suất là tối thiểu ;

Mức độ đáp ứng các yêu cầu trên quyết định chất lượng làm việc của bộ ly hợp Các yêu cầu này được đáp ứng chủ yếu nhờ vào các đĩa ma sát trong ly hợp

Các đĩa ma sát là nhưng chi tiết quan trọng nhất của ly hợp hoặc phanh nhiều đĩa Trong ly hợp có 2 bộ đĩa : một bộ có các răng bên ngoài và một bộ có các răng trong Loại vật liệu của hai bộ đĩa này cùng với kết cấu bề mặt của chúng và chế độ bôi trơn quyết định hệ số ma sát của ly hợp Thông thường , một trong hai bộ đĩa

được làm hoàn toàn bằng thép với bề mặt trơn , nên đươc gọi là các đĩa thép Bộ đĩa thứ hai có phủ một lớp vật liệu ma sát lên các bề mặt tiếp xúc , nên được gọi các đĩa ma sát ( số 1 trên hình 1.17 ) Cách bố trí các đĩa được mô tả trên hình 1.17

bề mặt kim loại tiếp xúc với nhau Vì vậy , cách bố trí các bề mặt ma sát này ít được sử dụng hơn trong thực tế

Hình 1.18 Bố trí các đĩa ma sát trong ly hợp

1-Đĩa răng trong ; 2-Đĩa răng ngoài

Trên bề mặt của tấm ma sát thường có tạo rãnh , trừ trường hợp sử dụng vật liệu các bon Các rãnh này có những chức năng sau :

- Lưu thông dầu để làm mát các bề mặt khi ly hợp ở trạng thái dừng

- Chia lưới màng dầu để tạo được hệ số ma sát ổn định ;

- Tạo được quy luật biến thiên hệ số ma sát mong muốn trong quá trình gài số ;

- Giảm mô men ma sát khi ly hợp ở trạng thái mở ;

Để dầu bôi trơn có thể lưu thông tốt trên toàn bộ bề mặt nhằm thực hiện các chứ năng trên , các đường rãnh trên bề mặt ma sát có thể được thể hiện theo các hình dạng khác nhau như mô tả trên hình 1.19 Việc lựa chọn hình dạng và độ sâu của đường rãnh phụ thuộc vào vật liệu và điều kiện làm việc cụ thể của các bề mặt ma sát

Các đĩa ma sát phải chịu điều kiện làm việc rất khắc nghiệt nên chúng được chế tạo với các yêu cầu rất khắt khe Vật liệu thép để chế tạo các đĩa phải có độ bền chống mài mòn cao , được gia công chính xác và nhiệt luyện để có được các cơ tính cần thiết

Vật liệu ma sát sử dụng để phủ lên các đĩa tương đối đa dạng Tuy nhiên , chúng có thể được phân thành 3 nhóm :

- Vật liệu hữu cơ ;

- Vật liệu thiêu kết ( kim loại gốm ) ;

- Vật liệu các bon

Hình1.19 Các dạng rãnh dầu trên bề mặt ma sát

Bảng 1.1 Các tính chất và phạm vi sử dụng của các loại vật liệu ma sát

Hữu cơ ( giấy ) Bột thiêu kết Các bon

Thành phần Sợi , các phụ gia ,

phê non dạng dẻo , dày từ 0,4 đến 1,2mm

Đồng , thiếc , sắt , than chì và các phụ gia khác

Sợi các bon thấm chất dẻo , 100% các bon

định , ít ồn , chịu nhiệt tốt

Không đàn hồi , sang số kém êm dịu , ồn , chịu nhiệt tốt , độ bền cao

Hoàn toàn bằng các bon , rất đắt , chịu nhiệt rất tốt

Công nghệ phủ Dán bằng keo lên

xương thép

Nung ( thiêu kết ) với xương thép

Dán bằng keo lên xương thép Phạm vi sử dụng Hộp số tự động ô

tô con

Xe máy xây dựng Ô tô thể thao

Hệ số ma sát trong ly hợp phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau :

-Loại vật liệu phủ lên các đĩa ma sát

-Thành phần và mật độ của các chất lỏng trong vật liệu ma sát ;

-Các rãnh dầu trên bề mặt các tấm ma sát ;

-Chất lượng bề mặt của các tấm ma sát và tấm thép ;

-Loại dầu bôi trơn và chất lượng dầu;

-Các thống số làm việc như vận tốc trượt , nhiệt độ bề mặt , …

1.3.2.5 Ma sát và cơ chế bôi trơn

Như đã trình bày trên đây , các đĩa ma sát hoạt động trong môi trường dầu bôi trươn nên cơ chế bôi trơn có ảnh hưởng quyết định đến chất lượng làm việc của ly hợp Dầu bôi trơn làm giảm ma sát và mài mòn giữa các bề mặt , đồng thời nó hấp thu lượng nhiệt sinh ra trong quá trình trượt và vận chuyển tới noi làm mát

Cơ chế bôi trơn tốt còn giúp tránh được hiện tượng rung đặc trưng Hiện tượng này xuất hiện do hệ số ma sát µ tăng nhanh khi vận tốc trượt ∆n giảm Quy luật biến thiên hệ số ma sát theo vận tốc trượt được thể hiện trên hình 1.20

Quy luật biến thiên hệ số ma sát phụ thuộc vào các yếu tố sau :

-Vật liệu ma sát : thành phần , bề mặt , độ đàn hồi , độ rỗng và khả năng hấp thu dầu

-Cơ chế bôi trơn : màng dầu và góc tiếp xúc của các bề mặt tiếp xúc ;

-Điều kiện làm việc : nhiệt độ , áp suất , vận tốc trượt và độ cứng của các phần tử trong hệ thống truyền lực