GIÁO TRÍNH hệ THỐNG KHUNG gầm ô tô

Các bộ vi sai giữa các bánh xe đảm nhận vai trò khác tốc giữa các bánh xe cùng một cầu, xong trường hợp xe chuyển động trên đường xấu có thể xảy ra hiện tượng một bánh xe bị quay trơn mà

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

I GIỚI THIỆU :

Hình 1-1 Các bộ phận của HTTH trên ôtô:

1- trục khuỷu động cơ; 2- ly hợp; 3- hộp số; 4- trục cácđăng;

5- khớp cácđăng; 6- hộp vi sai; 7- bán trục; 8- bánh xe chủ động

Hệ thống truyền lực (HTTL) của ôtô là hệ thống tập hợp tất cả các cơ cấu nối từ

động cơ tới bánh xe chủ động có công dụng:

 Truyền, biến đổi moment xoắn và số vòng quay từ động cơ tới bánh xe chủ động sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và moment cản sinh ra trong quá trình ôtô chuyển động

 Cắt dòng truyền trong thời gian ngắn hoặc dài

 Thực hiện đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ôtô

 Tạo khả năng chuyển động êm dịu và tính năng việt dã cần thiết trên

Để thực hiện những việc này cần bốn thành phần:

 Ly hợp

 Hộp số

 Truyền động cácđăng

 Cầu chủ động

1 Ly hợp

Bộ ly hợp dùng để nối cốt máy với hệ thống truyền lực, nhằm truyền moment xoắn một cách êm dịu và để cắt truyền động đến hệ thống truyền lực được nhanh; dứt khoát trong những trường hợp cần thiết

2 Hộp số

 Nhằm thay đổi tỷ số truyền và moment xoắn từ động cơ đến các bánh xe chủ động phù hợp với monent cản luôn thay đổi và nhằm tận dụng tối đa công suất động

cơ

 Giúp xe thay đổi được chiều chuyển động

 Đảm bảo cho xe dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc không cần tách ly hợp

 Dẫn động moment xoắn ra ngoài cho các bộ phận đặc biệt đối với các xe chuyên dụng

3 Truyền động cácđăng

Truyền động cácđăng dùng để truyền moment xoắn giữa các trục không thẳng hàng Các trục này lệch nhau một góc α >0o và giá trị của α thường thay đổi

4 Cầu chủ động

Cầu chủ động ô tô gồm có: Truyền lực chính, vi sai, bán trục và vỏ cầu Cầu chủ động có tác dụng:

 Truyền công suất từ trục chủ động đến các bánh xe sau

 Thay đổi hướng quay của trục chủ động1 góc 900 để quay trục bánh xe

 Tạo ra sự giảm tốc cuối cùng giữa trục truyền động và bánh xe thômg qua các bánh răng truyền động cuối cùng

 Chia tổng mômen xoắn tới các bánh xe chủ động

 Cho phép sai lệch tốc độ giữa các bánh xe khác nhau (bánh xe trái, bánh

xe phải) trong lúc quay vòng

 Nâng đỡ trọng lượng cầu sau, toàn bộ hệ thống treo và sắcxi

 Tác động như một thành phần mômen xoắn khi có gia tốc và phanh

Các loại ôtô thường bố trí động cơ đốt trong (nhiên liêu xăng, diesel) hoặc động

cơ điện Việc xuất hiện các loại động cơ như: động cơ rôto quay (Wankel), động cơ sử dụng nhiên liệu hyđro phân huỷ từ nước … làm thay đổi cấu trúc của HTTL

Hiện nay chúng ta thường sử dụng các loại ôtô có động cơ đốt trong Sau hơn một thế kỷ kể từ khi ra đời đến nay, động cơ đốt trong đã không ngừng được hoàn thiện

giảm tiêu hao nhiên liệu, tăng công suất, giảm tiếng ồn, tăng tốc độ lớn nhất động

cơ Do đòi hỏi những tính năng như: khả năng leo dốc cực đại của ôtô, khả năng đạt vận tốc cực đại, khả năng đạt gia tốc cực đại, khả năng đạt công suất cực đại … và những phát triển vượt bậc của kỹ thuật động cơ nên làm tăng tính năng đa dạng trong kết cấu HTTL

II PHÂN LOẠI

HTTL được phân loại theo các đặc điểm:

1 Phân loại theo hình thức truyền năng lượng

 HTTL cơ khí gồm các bộ truyền ma sát, các hộp biến tốc, hộp phân phối, truyền động cácđăng, loại này dùng phổ biến

 HTTL cơ khí + thuỷ lực gồm các bộ truyền cơ khí, bộ truyền thuỷ lực

 HTTL điện từ gồm nguồn điện, các động cơ điện, rơle điện từ, dây dẫn

 HTTL liên hợp gồm một số bộ phận cơ khí, một số bộ phận thuỷ lực, một số bộ phận điện từ

Phổ biến hơn cả là HTTL cơ khí và cơ khí thuỷ lực

2 Phân loại theo đặc điểm biến đổi các số truyền

Phân loại theo đặc điểm biến đổi các số truyền gồm: truyền lực có cấp và truyền lực vô cấp

 Truyền lực có cấp là truyền lực có các tỷ số truyền cố định, việc thay đổi số truyền theo dạng bậc thang

 Truyền lực vô cấp là truyền lực có tỷ số truyền biến đổi liên tục tùy thuộc vào chế độ làm việc của động cơ và moment cản từ mặt đường

3 Phân loại theo phương pháp thay đổi tốc độ

 Điều khiển bằng cần số

 Điều khiển bán tự động

 Điều khiển tự động

Phân biệt giữa điều khiển bán tự động và điều khiển tự động thông qua số lượng cơ cấu điều khiển trong buồng lái

Hiện nay chúng ta thường gặp:

 HTTL có cấp điều khiển bằng cần số (Manual Transmissions: MT)

 HTTL cơ khí thủy lực điều khiển tự động (Automatic Transmissions: AT)

III CÁC SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CHUNG

1 Các sơ đồ HTTL

HTTL tập hợp nhiều cụm chức năng khác nhau Thông thường bao gồm:

- Ly hợp, hộp số chính, trục cácđăng, cầu chủ động, bánh xe

- Ly hợp, hộp số chính, hộp phân phối, trục cácđăng, cầu chủ động, khớp nối, bánh

xe

- Hộp số tự động (AT), hộp phân phối, trục cácđăng, cầu chủ động, khớp nối, bánh

Số lượng cụm có thể khác nhau tuỳ thuộc vào tính năng kỹ thuật của ôtô Hình 1-1’ giới thiệu các sơ dồ thường gặp trên ôtô

Các ký hiệu: Đ – động cơ

L – ly hợp

H – hộp số

CĐ – các đăng

C – cầu chủ động

a Loại FF (FWD) (Động cơ đặt trước – cầu trước chủ động)

 Sơ đồ a: động cơ, ly hợp, hộp số

chính, cầu xe nằm dọc và ở trước xe tạo

nên cầu trước chủ động Toàn bộ các

cụm liêm kết với nhau thành một khối

Nhờ cấu trúc này trọng tâm xe nằm lệch

hẳn về phía đầu xe, kết hợp cấu tạo vỏ

xe tạo khả năng ổn định cao khi có lực

bên tác động, đồng thời giảm độ nhạy

cảm với gió bên Xong không gian đầu

xe rất hẹp

 Sơ đồ b: động cơ, ly hợp, hộp số

nằm ngang đặt trước xe, cầu trước chủ

động Toàn bộ cụm truyền lực liền khối

Trọng lượng khối động lực nằm lệch hẳn

về phía trước đầu xe giảm đáng kể độ

nhạy của ôtô với lực bên nhằm nâng cao

khả năng ổn định ở tốc độ cao Trong cầu

chủ động thì bộ truyền bánh răng trụ thay

thế cho bộ truyền bánh răng côn

b Loại FR (RWD) (Động cơ đặt trước – cầu sau chủ động)

 Sơ đồ c: động cơ, ly hợp, hộp số

đặt hàng dọc phía trước đầu xe, cầu chủ

động đặt sau xe, trục các đăng nối giữa

hộp số và cầu chủ động Chiều dài từ hộp

số đến cầu sau khá lớn nên giữa trục phải

a)

b)

c Loại RR (Động cơ đặt sau – cầu sau chủ động)

 Sơ đồ d: động cơ, ly hợp, hộp số,

cầu chủ động làm thành một khối gọn ở

phía sau xe, cầu sau chủ động Cụm động

cơ nằm sau cầu chủ động

 Sơ đồ e: giống như sơ đồ d nhưng

cụm động cơ nằm quay ngược lại, đặt

trước cầu sau

d Loại 4WD (Động cơ hai cầu chủ động thường xuyên)

 Sơ đồ h: động cơ, ly hợp, hộp số

chính, hộp phân phối đặt dọc phía đầu

xe, cầu trước và cầu sau chủ động Nối

giữa hộp phân phối và các cầu là các

trục cácđăng Sơ đồ này thường gặp ở

ôtô có khả năng việt dã cao, ôtô chạy

trên đường xấu

 Sơ đồ g: động cơ, ly hợp đặt trước

xe, hộp số chính, cầu xe đặt sau xe,trục

cácđăng nối giữa ly hợp và hộp số chính

Trục cácđăng đặt kín trong vỏ bọc làm

tốt việc bảo vệ che bội cho hệ thống

Trọng lượng san đều cho cả hai cầu

2 Một số đánh giá tổng quát

Thông thường để đánh giá chất lượng ôtô có thể sử dụng các yếu tố cơ bản: chất lượng kéo, chất lượng điều khiển, chất lượng ổn định

không tải đầy tải kéo điều khiển ôån định

Bảng 1-2 Các yếu tố đánh giá chung:

G t – tải trọng tĩnh đặt trên cầu trước;

G s – tải trọng tĩnh đặt trên cầu sau;

G t /G s – tỷ lệ phân bố tải trọng

- Chất lượng kéo biểu thị khả năng tăng tốc, khả năng tận dụng lực bám ở bánh

xe chủ động

- Chất lượng điều khiển biểu thị ở khả năng điều khiển tốc độ, điều khiển hướng chuyển động (quãng đường phanh, khả năng thực hiện quay vòng, ổn định chuyển động thẳng)

- Chất lượng ổn định biểu thị khả năng chống trượt, lật, lắc ngang trong mọi điều kiện chuyển động theo các trạng thái chuyển động của xe

Các yếu tố cơ bản trên đều ảnh hưởng tới khả năng chuyển động, khả năng an toàn quyết định bởi tỷ lệ phân bố tải trọng trong trạng thái tĩnh ở hai trạng thái: không tải và đầy tải theo Gt/Gs Các thông số cho trong bảng 1-2

Qua bảng ta thấy các ôtô loại một cầu chủ động hiện đại có xu hướng dùng cách bố trí theo sơ đồ b, c

IV MỘT SỐ SƠ ĐỒ TỔNG THỂ TRÊN XE HAI CẦU CHỦ ĐỘNG

Công thức bánh xe được ký hiệu tổng quát là: a x b

Trong đó: a là số lượng bánh xe

b là số lượng bánh xe chủ động

Thí dụ cho các trường hợp :

o 4 x 2 : xe có một cầu chủ động (có bốn bánh xe, trong đó hai bánh chủ động)

o 4 x 4 : xe có hai cầu chủ động (có bốn bánh xe , cả bốn bánh đều chủ động)

o 6 x 4 : xe có hai cầu chủ động , một cầu bị động (có 6 bánh xe, trong đó có 4 bánh là chủ động)

o 6 x 6 : xe có ba cầu chủ động (có 6 bánh xe và cả 6 bánh đều chủ động)

o 8 x 8 : xe có bốn cầu chủ động ( có 8 bánh xe và cả 8 bánh đều chủ động)

Vì mức độ phức tạp của hệ thống truyền lực một số xe cụ thể được thể hiện qua công thức bánh xe như trên nên hệ thống truyền lực có các ký hiệu thường dùng như:

 Loại ký hiệu 4WD (four well drive): cho tất cả các xe có bốn bánh chủ động

 Loại ký hiệu AWD (all well drive): cho tất cả các xe có cấu trúc kiểu cầu trước thường xuyên ở trạng thái chủ động, cầu sau chỉ truyền lực trong một số điều kiện nhất định

Với mục đích nâng cao khả năng cơ động trên ôtô hai cầu sử dụng dạng cấu

trúc trên hình 1-2

1 Các bộ vi sai giữa các bánh xe (h 1-2)

Các bộ vi sai giữa các bánh xe đảm nhận vai trò khác tốc giữa các bánh xe cùng một cầu, xong trường hợp xe chuyển động trên đường xấu có thể xảy ra hiện tượng một bánh xe bị quay trơn mà không truyền lực Các xe một cầu chủ động chủ yếu hoạt động trên đường tốt do đó các kiểu vi sai kiểu này rất thích hợp

Hình 1-2 Các dạng cấu trúc truyền lực trên ôtô

Trên ôtô nhiều cầu cần hoạt động trên đường xấu để hạn chế sự quay trơn của một bánh xe trên một cầu, có thêm khoá ma sát các dạng khác nhau như: ly hợp trượt, bộ gài có ma sát cao, khớp ly hợp tự động điều chỉnh

Một số kết cấu khác có khả năng khoá cứng hai bánh xe (khoá vi sai), khi đó các bánh xe ở một cầu không còn khả năng khác tốc Xe không còn hoạt động ở chế độ này lâu dài vì lý do quá tải do kết cấu Cấu rtúc tự động gài vi sai là loại

khớp dạng hành trình tự do Kết cấu tự động làm việc khi có sai lệch tốc độ giữa hai bánh xe

2 Các bộ vi sai giữa các cầu

Các bộ vi sai giữa các cầu đặt trong hộp phân phối cho phép các cầu làm việc với các tốc độ quay khác nhau, việc bố trí như vậy làm cho xe hai cầu hoạt động

linh hoạt nhưng giảm khả năng cơ động của xe

Cấu trúc khắc phục yếu điểm đó là sử dụng các bộ khoá vi sai giống các bộ

khoá vi sai giữa các bánh xe như sơ đồ 2, 3, 4, 6 trên hình 1-2 Các khoá có thể là

vi sai trục vít bánh vít, khớp ly hợp, khớp ly hợp tự động điều chỉnh

Trên một số xe hai cầu chủ động không có hộp phân phối, không có cơ cấu gài cầu bằng tay hay phím điện mà sử dụng khớp ma sát nối giữa hai cầu Khớp làm việc như một khớp mềm đảm bảo cho hệ thống truyền lực không bị quá tải Khớp chỉ trượt khi sự chênh lệch moment truyền quá lớn, còn lại chúng nối liền giữa hai cầu Cấu trúc như vậy được coi là khớp ma sát tự trượt như sơ đồ 1, 5, 7

trên hình 1-2

CHƯƠNG 2

BỘ LY HỢP

Trên ôtô, công suất truyền từ động cơ đến các bánh xe chủ động thông qua bộ ly hợp Ly hợp được đặt giữa bánh đà động cơ và hộp số Người lái xe sẽ điều khiển sự ăn khớp giữa bánh đà và hộp số thông qua pedal ly hợp để động cơ truyền công suất đến các bánh xe chủ động hoặc động cơ quay tự do không truyền công suất đến bánh xe

Hình 2-1 Cấu tạo bộ ly hợp trên ôtô HONDA

I Công dụng – phân loại – yêu cầu

1 Công dụng

 Tạo khả năng đóng ngắt mạch truyền lực từ động cơ tới bánh xe chủ động

Ly hợp đảm bảo đóng ngắt êm dịu nhằm giảm tải trọng động và thực hiện trong thời gian ngắn

 Khi chịu tải quá lớn ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằm tránh quá tải cho HTTL và động cơ

 Khi có hiện tượng cộng hưởng ly hợp có khả năng dập tắt dao động nhằm nâng cao chất lượng truyền lực

2 Phân loại

a Theo cách truyền moment xoắn từ cốt máy đến trục của HTTL

 Ly hợp ma sát: loại một đĩa và nhiều đĩa, loại lò xo màng, loại lò xo nén biên, loại lò xo nén trung tâm, loại càng tách ly tâm và nửa ly tâm

 Ly hợp thủy lực: loại thủy tĩnh và thủy động

 Ly hợp nam châm điện

 Ly hợp liên hợp

b Theo cách điều khiển

 Điều khiển do lái xe (loại đạp chân, loại có trợ lực thủy lực hoặc khí)

 Loại tự động

Hiện nay trên ôtô được sử dụng nhiều loại ly hợp ma sát Ly hợp thủy lực cũng đang được phát triển ở ôtô vì có ưu điểm là giảm được tải trọng va đập lên HTTL Tuy nhiên chúng em chỉ nghiên cứu tới ly hợp dùng các loại đĩa ma sát

3 Yêu cầu:

 Ly hợp phải truyền được moment xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt trong mọi điều kiện, bởi vậy ma sát của ly hợp phải lớn hơn moment xoắn của động cơ

 Khi kết nối phải êm dịu để không gây ra va đập ở hệ thống truyền lực

 Khi tách phải nhanh và dứt khoát để dễ gài số và tránh gây tải trọng động cho hộp số

 Moment quán tính của phần bị động phải nhỏ

 Ly hợp phải làm nhiệm vụ của bộ phận an toàn do đó hệ số dự trữ  phải nằm trong giới hạn

 Điều khiển dễ dàng

 Kết cấu đơn giản và gọn

 Đảm bảo thoát nhiệt tốt khi ly hợp trượt

II CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA LY HỢP

1 Cấu tạo

Một bộ ly hợp tiêu biểu cấu tạo ba phần cơ bản Đó là: bánh đà, đĩa ma sát và

mâm ép Ngoài ra còn có khớp ngắt ly hợp, ổ bi đỡ (vòng bi ngắt ly hợp) và cụm vỏ ly hợp Bánh đà và mâm ép là các khâu dẫn động, chúng được gắn với nhau và quay cùng trục khuỷu Đĩa ma sát là khâu bị dẫn, đĩa có đường kính khoảng 300mm và được ghép với trục ly hợp hay trục vào của hộp số Cả hai cùng quay với nhau nhưng đĩa ma sát có thể trượt tới trượt lui trên các then của trục

a)

Hình 2-2 Ba phần cơ bản của ly hợp:

a)- bánh đà;, b)-đĩa ma sát; c)- mâm ép

a Bánh đà

Bánh đà của động cơ vừa là chi tiết của động cơ vừa là chi tiết của bộ phận chủ động Bánh đà bắt chặt với trục khuỷu nhờ các bulông định tâm, trên bề mặt được gia công nhẵn làm bề mặt tựa của ly hợp Mép ngoài của mặt bánh đà có các lỗ ren để bắt với vỏ ly hợp đồng thời có các chốt định tâm bảo đảm đồng tâm giữa bánh đà và vỏ, bảo đảm khả năng truyền tốt moment Bánh đà làm bằøng gang có khả năng dẫn nhiệt cao, phần lõm phía trong có các lỗ thoát dầu, mỡ, bụi, các lỗ được khoan xiên tạo điều kiện cho dầu mỡ thoát ra ngoài theo lực ly tâm

b Đĩa ma sát (hay đĩa ly hợp)

Đĩa ma sát gồm có moayơ, các tấm ma sát, các lò xo giảm chấn và các lò xo đệm Các bề mặt ma sát gắn với lò xo đệm, khi ly hợp ăn khớp chính nhờ các lò

xo đệm này mà sự rung động được giảm thấp

Hình 2-3 Cấu tạo đĩa ma sát

Lò xo giảm chấn là các lò xo kiểu ống dây, các lò xo này được bố trí quanh moayơ và dẫn động moayơ nhằm làm giảm sự rung động của động cơ nhờ đó công suất truyền đến hộp số được êm dịu hơn

Trên cả hai mặt của đĩa ma sát có các rãnh nhằm ngăn không cho đĩa bị dính với bánh đà hoặc mâm ép khi ly hợp nhả Các rãnh còn giúp cho việc làm nguội các mặt tiếp xúc

Bề mặt đĩa ma sát được làm bằng sợi coton và amiăng Để tăng thêm độ cứng của bề mặt ma sát những sợi đồng được đan hoặc ép thêm vào Do amiăng là loại vật liệu tác động xấu đến sức khoẻ con người nên dần thay thế bằng vật liệu khác Hiện nay một số đĩa ma sát dùng bề mặt ma sát bằng vật liệu kim loại hoặc gốm

Đĩa ma sát có hành trình dịch chuyển khoảng 1,5mm khi ly hợp thay đổi từ trạng thái ăn khớp đến không ăn khớp

Trục vào của hộp số đồng tâm với trục khuỷu Đầu nhỏ của trục vào hộp số được đỡ trên bạc định hướng ở cuối trục khuỷu

Mâm ép gồm hai loại: Lò xo trụ và lò xo màng

 Lò xo trụ (Coil spring)

Loại này sử dụng những lò xo trụ nhỏ tương tự như lò xo xupáp Bề mặt mâm ép là một vòng tròn lớn mà đĩa ma sát tiếp xúc vào, thường được chế tạo bằng gang hoặc thép Bề mặt sau của mâm ép là bề mặt có các lò xo và đòn bẩy được gắn với cần ly hợp Trong suốt quá trình hoạt động của ly hợp, mâm ép di chuyển về phía trước và bên trong vỏ ly hợp

Cần đẩy được lắp bên trong mâm ép, nó được nâng lên và dịch chuyển bề mặt mâm ép ra xa so với bánh đà Các lò xo hình trụ nằm chung quanh mâm ép và xen giữa những cần đẩy để giữ chúng từ vị trí tự do về vị trí làm việc

Vỏ bao mâm ép bao bọc các lò xo, cần đẩy và bề mặt mâm ép Nó được chia làm nhiều lỗ và giữ cho các bộ phận mâm ép được liên kết với nhau

Nguyên lý hoạt động của mâm ép ly hợp dùng lò xo trụ:

Lực giữ trong cụm mâm ép được tạo ra bởi một số lò xo xoắn hình trụ, các lò xo được bố trí vòng tròn trên mâm ép nằm giữa mâm ép và khung ly hợp Khi nhấn pedal ly hợp, đẩy ổ trục nhả ly hợp vào cần nhả ly hợp, mâm ép tách khỏi đĩa ma sát nén các lò xo tỳ vào khung ly hợp, ly hợp ngắt

Nhả pedal ly hợp co lò xo xoắn giãn ra đẩy mâm ép làm đĩa ma sát bị kẹp giữa mâm ép và bánh đà, ly hợp ăn khớp

Hình 2-4 Nguyên lý hoạt động của mâm ép ly hợp dùng lò xo trụ

Lò xo phải đủ mạnh giữ cho ly hợp khỏi trượt Tuy nhiên nếu lò xo càng mạnh thì người lái xe phải dùng lực nhiều hơn để nhấn pedal ly hợp để khắc phục trường hợp này người tathường dùng ly hợp bán ly tâm Loại này có một khối nặng ở cuối cần nhả ly hợp, khi tốc độ tăng lên lực ly tâm sẽ làm tăng thêm lực ép của lò xo

 Lò xo màng (Diaphragm spring)

Lò xo màng thường sử dụng những lò xo lá đơn thay vì sử dụng những cuộn lò

xo Chức năng giống như chức năng của kiểu lò xo trụ Lò xo lá là một lò xoắn vòng tròn lớn, được uốn cong lên hoặc lõm xuống và được chia thành những viên phân được nối cạnh ngoài cho tới lỗ bên trong Lò xo này được gắn vào trong mâm ép với cạnh ngoài được lắp chặt về phía sau bề mặt của mâm ép, một kiềng tròn (Pivot ring) được gắn phía sau lò xo lá có nhiệm vụ định vị cạnh ngoài của lò

xo

Lò xo ép màng hoạt động khi trung tâm của đĩa được đẩy vào động cơ, thì cạnh ngoài của nó đi ngược lại phía động cơ Điều này sẽ tách đĩa ly hợp và đĩa ép trượt ra xa so với bánh đà Khi trung tâm của lò xo được nhả ra thì lò xo sẽ trở lại trạng thái bình thường của nó Lúc đó cạnh ngoài của đĩa ép mặt trời sẽ đẩy bề mặt mâm ép vào trong đĩa ly hợp

Nguyên lý hoạt động của mâm ép ly hợp dùng lò xo màng:

Đĩa ma sát Bánh đà

Mâm ép Lò xo ép Pedal ly hợp

Chạc ly hợp Oå trục nhả ly hợp

Hình 2-5 Nguyên lý hoạt động của ly hợp lò xo màng:

B) Trạng thái đóng ly hợp; C) Trạng thái mở ly hợp

Trạng thái đóng (B) là trạng thái đóng thường xuyên của ly hợp Dưới tác dụng của lò xo ép: Đĩa ép, đĩa bị động và bánh đà động cơ ép sát vào nhau Khi đó bánh đà, đĩa bị động, đĩa ép, lò xo ép, vỏ ly hợp quay thành một khối Mômen xoắn truyền từ động cơ tới bánh đà qua các bề mặt ma sát truyền đến moayơ đĩa

bị động tới trục bị động Ly hợp thực hiện chức năng truyền mômen xoắn từ động

cơ tới hộp số

Trạng thái mở (C) là trạng thái làm việc thường xuyên của ly hợp Người lái tác dụng lên cần điều khiển kéo đĩa ép chuyển động ngược chiều ép của lò xo, tách giữa các bề mặt ma sát của đĩa bị động với bánh đà và đĩa ép Phần chủ động của ly hợp quay theo động cơ, nhưng do lực ép không tác dụng lên đĩa ép, vì vậy không tạo nên ma sát để truyền mômen xoắn từ phần chủ động sang phần bị động

Giữa các quá trình đóng mở lực ép của lò xo thay đổi, xuất hiện trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát Quá trình này diễn ra tuy ngắn nhưng phát sinh nhiệt rất lớn Sự trượt gây nên mài mòn các bề mặt ma sát đốt nóng các chi tiết ly hợp có thể dẫn tới hư hỏng ly hợp

Lò xo phải đủ mạnh giữ cho ly hợp khỏi trượt Tuy nhiên nếu lò xo càng mạnh thì người lái xe phải dùng lực nhiều hơn để nhấn pedal ly hợp để khắc phục trường hợp này người tathường dùng ly hợp bán ly tâm Loại này có một khối nặng ở cuối cần nhả ly hợp, khi tốc độ tăng lên lực ly tâm sẽ làm tăng thêm lực ép của lò xo

d Khớp ngắt ly hợp (càng cắt ly hợp)

Hình 2-6 Khớp ngắt ly hợp

Khớp ngắt ly hợp thường sử dụng bạc đạn cầu và bộ vòng, nó có tác dụng làm giảm ma sát giữa cần đẩy và càng mở ly hợp, tránh được sự mài mòn Khớp ngắt ly hợp là một bộ phận kín trong đó chứa mỡ bôi trơn, nó trượt trên trục hoặc trong ống bao lồng bên ngoài trục từ phía trước của hộp số

Ở một vài loại xe đặc biệt có sử dụng khớp ngắt ly hợp bằng than chì Nó là một khối tròn bằng than chì chống ma sát ép lên trên đĩa phẳng và đẩy cần đẩy ly hợp

Khớp ngắt ly hợp thường được tách rời ra ở phía sau càng ly hợp Một phe nhỏ để giữ khớp ngắt trên càng mở, khi đó sự chuyển động ở hướng khác sẽ đẩy khớp ngắt chạy dài trên trục hộp số, lúc này khớp ngắt sẽ không còn hoạt động trong suốt quá trình động cơ truyền công suất Nó sẽ giảm bớt sự mài mòn và hư hỏng của khớp ngắt ly hợp

e Bạc đạn chà

Bạc đạn chà hoặc ống lót định hướng được đặt ở cuối đầu trục khuỷu trên bánh đà Nó có nhiệm vụ đỡ trục sơ cấp hộp số, thường ống lót được làm bằng bạc thau đặc biệt, nó có thể thay thế bằng ổ bi đũa hoặc ổ bi đỡ Đầu cuối của trục sơ cấp có một ngỗng trục nhỏ ở cuối trục, ngỗng trục này trượt bên trong ổ bi, ổ bi ngăn cản trục hộp số và đĩa ly hợp lắc lên hay lắc xuống khi mà đĩa ma sát tách rời Bạc đạn chà sẽ giúp cho trục sơ cấp nằm giữa đĩa ma sát trên bánh đà

2 Nguyên lý hoạt động của ly hợp dùng hai đĩa ma sát

Khi cần truyền moment xoắn với một lực lớn mà đòi hỏi kích thước bố trí nhỏ gọn người ta thường dùng ly hợp nhiều đĩa ma sát, ở trên ôtô tải thường gặp ly hợp hai hay nhiều đĩa ma sát ly hợp dùng hai đĩa ma sát, loại này có lực giữ rất lớn Dùng đĩa ma sát thứ hai nhằm tăng diện tích ma sát tiếp xúc vì vậy khả năng tải moment

lớn hơn Khi ly hợp ăn khớp, mỗi đĩa ma sát nhuyển một nửa moment từ bánh đà đến trục vào của ly hợp Hoạt động của ly hợp hai đĩa giống như hoạt động của ly hợp một đĩa

Kết cấu của ly hợp hai đĩa về cơ bản cũng giống như loại một đĩa nhưng có những điểm khác biệt Hai đĩa bị động hoàn toàn giống nhau có thể lắp lẫn cho nhau

Khi ly hợp đóng các lò xo ép chặt các đĩa ép và đĩa bị động vào bánh đà Lúc này lò xo bị ép lại, giữa đầu các đòn mở với vòng bi trên khớp ngắt đều có khe hở để đảm bảo ly hợp được đóng hoàn toàn Khi mở ly hợp, người tài xế đạp vào pedal, qua các bộ phận dẫn động sẽ làm đĩa ép dịch chuyển về bên trái Khi đó các lò xo sẽ giản ra, đẩy đĩa ép trung gian về bên trái để giải phóng đĩa bị động thứ nhất Khi đĩa bắt đầu tựa vào các bulông thì đĩa bị động thứ nhất được tách ra hoàn toàn Đĩa ép tiếp tục dịch chuyển về bên trái để giải phóng đĩa bị động thứ hai, chỉ khi cả hai đĩa bị động cùng được giải phóng thì ly hợp mới được mở hoàn toàn

Hình 2-7 Nguyên lý hoạt động của ly hợp dùng hai đĩa ma sát

III CÁC CƠ CẤU DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN LY HỢP

Những chi tiết nối từ pedal ly hợp đến ổ trục nhả ly hợp tạo thành cơ cấu đòn bẩy ly hợp, có thể là loại cơ cấu cơ cấu cơ khí dùng dây cáp hay loại cơ cấu thuỷ lực Cả hai đều có nhiệm vụ chuyển đổi một lực tác động nhỏ lên pedal ly hợp thành một lực lớn hơn trên trục nhả ly hợp

Loại cơ cấu đòn bẩy dùng thanh truyền thường dùng trên các xe có bánh sau chủ động, loại xe có bánh trước chủ động thường dùng cơ cấu đòn bẩy cáp

Bánh đà

Then hoa

Bạc lót

1 Cơ cấu dẫn động cơ khí sử dụng cáp

Cơ cấu điều khiển ly hợp bằng cáp gồm một sợi dây cáp bằng thép, bên ngoài được bọc bởi một vỏ bao dùng để truyền chuyển động của pedal đến càng tách ly hợp

Sợi cáp kéo dài từ phía trên của pedal, đầu kia được nối với càng tách ly hợp (đòn quay) Vỏ cáp lồng ngoài sợi cáp cho phép sợi cáp trượt bên trong vỏ cáp khi pedal chuyển động

Các lò xo có tác dụng hồi vị bàn đạp và đòn mở ngoài Hành trình tự do của bàn đạp đo tại cần gạt của đòn quay, tại đó khoảng cách từ 2,5–3,5mm, điều chỉnh bằng các đai ốc nằm ở đòn đầu mở

Trên giá treo bàn đạp ly hợp có đặt bulông tỳ dùng điều chỉnh chiều cao toàn bộ của bàn đạp ly hợp Bàn đạp ly hợp ở vị trí cao nhất cách sàn xe khoảng 166-176mm Hành trình tự do và hành trình toàn bộ của bàn đạp điều chỉnh nhờ bulông tỳ đặt trên giá đỡ bàn đạp rồi mới điều chỉnh hành trình tự do

Hình 2-8 Cơ cấu dẫn động cơ khísử dụng cáp

Khi pedal được ngưòi lái ấn xuống hì sợi cáp sẽ kéo càng tách ly hợp làm cho

ly hợp nhả ra, tách rời đĩa ma sát với bánh đà Khi pedal được buông ra do người

Bàn đạp ly hợp

Càng tách ly hợp

Bộ điều chỉnh

Sợi cáp

lái thì một lò xo được gắn ở pedal sẽ kéo pedal trở lại, sợi cáp buông ra, nhả càng tách ly hợp, ly hợp đóng lại

2 Cơ cấu dẫn động ly hợp bằng thủy lực

Với cơ cấu loại này việc điều khiển tách ly hợp dễ dàng hơn, chỉ cần một lực tương đối nhỏ Bộ phận tách ly hợp thủy lực được sử dụng một bộ phận thủy lực đơn giản Để truyền lực từ pedal đến càng tách ly hợp Cấu tạo gồm ba bộ phận

cơ bản: xilanh chính, đường ống dẫn dầu và xilanh con (xilanh công tác)

Xilanh chính sẽ cung cấp một áp suất thủy lực cho hệ thống gồm một piston gắn vào một xilanh chính, piston có cuppen (vòng chắn dầu) bằng cao su ở hai đầu có tác dụng làm kín giữ piston và thành xilanh Một bình chứa dầu gắn trên xilanh chính chứa dầu thắng như một phương tiện truyền lực Một cái nắp đậy và bộ phận che kín không cho dầu rò rỉ ra bên ngoài, tránh bụi và nước lọt vào Xilanh chính như là một buồng đốt, một thanh đẩy nối với pedal và đầu piston xilanh Khi pedal được ấn xuống thì cần đẩy sẽ dịch chuyển piston sinh ra lực ép bên trong xilanh Đường ống thủy lực chịu áp suất cao, bên trong chất lỏng sẽ dịch chuyển từ xilanh chính đến xilanh phụ Khi áp suất được sinh ra trong xilanh chính dầu sẽ chảy qua đường ống thủy lực, xilanh phụ sử dụng áp suất của hệ thống để điều khiển càng ly hợp dịch chuyển Xilanh phụ gồm một bộ piston trong xilanh và một đòn nối với càng tách ly hợp Khi xilanh chính đẩy chất lỏng vào xilanh phụ thì áp suất sẽ đẩy piston đi ra ngoài và truyền chuyển động đến càng mở thông qua đòn nối

Hình 2-9 Cơ cấu dẫn động điều khiển bằng thủy lực

 Nguyên lý hoạt động

Khi pedal được ấn xuống, hệ thống sẽ đẩy piston trong xilanh chính.một van kiểm tra trong xilanh chính sẽ giữ dòng dầu chảy vào đường ống và xilanh phụ, áp lực hình thành trong hệ thống và xi lanh phụ được đẩy ra ngoài, sau đó piston và đòn nối tác động lên càng mở ly hợp làm tách ly hợp Khi pedal được buông ra một lò xo trên pedal sẽ kéo pedal trở về vị trí ban đầu, các lò xo khác bên trong hai xilanh sẽ đẩy piston về vị trí ban đầu, dầu sẽ chạy ngược trở lại qua van kiểm tra rồi trở về bình chứa

IV CÁC HƯ HỎNG CỦA LY HỢP

Các hư hỏng thường gặp của bộ ly hợp gồm một số trường hợp sau: bị trượt, bị rung động mạnh khi nối khớp ly hợp, không nhả hoàn toàn khi cắt, có tiếng khua, có chấn rung nới bàn đạp ly hợp, và đĩa ly hợp chóng mòn

Bảng 2 Phân tích nguyên nhân hỏng hóc và biện pháp sửa chữa

c Đĩa ly hợp bị mòn mặt ma sát

d Ba cần đẩy bị cong

e Đĩa ly hợp bị dính dầu mơ.õ

f Chỉnh sai ba cần bẩy

Tán bố lại hoặc thay đĩa mới

Chữa lại, không được kẹt Rửa sạch hoặc thay mới Chỉnh lại

Bôi trơn sửa chữa

Thay mới các chi tiết hỏng

e Moayơ đĩa ly hợp bị kẹt trên trục

sơ cấp hộp số

b Cần bẩy bị chỉnh sai

c Vòng bi gối trục sơ cấp trong tâm bánh đà bị mòn hỏng hoặc khô dầu bôi trơn

Bôi trơn hặoc thay mới

Chỉnh lại

Bôi trơn hặoc thay mới

6 Chấn rung

bàn đạp ly hợp

a Động cơ và hộp số không thẳng hàng

b Mâm ép bị vênh, nứt

c Chỉnh sai ba cần bẩy

d Vỏ bộ ly hợp lệch tâm với bánh đà

Chỉnh lại

Chỉnh lại

Chỉnh lại

Chỉnh lại

e Cạtte bộ ly hợp bị lệch

f Bánh đà không ráp đúng chốt định

vị

Chỉnh lại hoặc thay mới Sửa chữa lại

7 Đĩa ly hợp

chóng mòn a Hành trình tự do của ly hợp không đúng

b Ba cần bẩy bị cong, kẹt

c Mâm ép hoặc đĩa ly hợp bị vênh

d Sử dụng liên tục bộ ly hợp

e Người điều khiển xe ấn mãi trên bàn đạp ly hợp

Chỉnh lại

Chỉnh lại, bôi trơn

Thay mới các bộ phận bị hỏng

Hạn chế lại việc sử dụng Không nên gác chân lên bàn đạp ly hợp khi ôtô đang chạy

V KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA CÁC CHI TIẾT CỦA LY HỢP

A.KIỂM TRA TRÊN XE

Mục đích

 Học những điểm chủ yều và phương pháp kiểm tra hoạt động của ly hợp

 Qua kiểm tra hoạt động ly hợp, tìm hiểu cấu tạo từng chi tiết qiêng biệt và học cáh tìm những vùng trục trặc một cách hệ thống

 Tìm hiểu những triệu chứng do các trục trặc trong các chi tiết, bộ phận của bộ phận gây nên

1 Trục trặc khi cắt ly hợp

Nếu ly hợp không thể cắt, chuyển số chậm hoặc có tiêng va bánh răng

Cách xác định xem có trục trặc khi cắt ly hợp hay không:

a Chèn các khối chặn phía dưới các bánh xe

b Kéo hết phanh tay

c Đạp bàn đạp ly hợp và khởi động động cơ

d Thả bàn đạp ly hợp khi cần gạt số ở vị trí trung gian

e Chuyển cần số chậm và nhẹ nhàng đến vị trí lùi mà không đạp lên bàn đạp

ly hợp và đợi đến lúc phát ra tiếng va đập bánh răng

f Khi có tiếng va bánh răng thì đạp bán đạp ly hợp chầm chậm

Nếu tiếng va bánh răng không còn khi đạp thêm bàn đạp ly hợp và chuyển số ễm thì bàn đạp chắc chắn rằng không có trục trặc về việc cắt ly hợp

Chú ý:

 Đừng bao giờ chuyển số mạnh vì làm như vậy sẽ hỏng bánh răng

 Trong khi kiểm tra, cần gạt số được chuyển từ số trung gian sang số lùi trong tất cả các hộp số bánh răng đảo chiều không có cơ cấu đồng tốc Bánh răng khống thể ăn khớp dễ dàng khi có trục trặc về sự cắt ly hợp Vì vậy vấn đề được xác định dễ dàng hơn so với khi chuyển cần số về số tiến

2 Sự trượt ly hợp

Ly hợp trượt nghĩa là trượt so với mâm ép và bánh đà khi ly hợp bị cắt Khi ly hợp trượt Lực từ động cơ không thể truyền hoàn toàn tới hộp số

Sự trượt ly hợp có các triệu chứng:

a Tốc độ xe không tăng cùng với tốc độ động cơ khi tăng tốc đột ngột

b Mùi cháy khét từ ly hợp

c Giảm công suất động cơ khi lái xe lên dốc

Cách xác định xem ly hợp có bị trượt hay không:

a Chèn khối chẵn dưới các bánh xe

b Kéo hết phanh tay

c Đạp bàn đạp ly hợp và khởi động động cơ

d Đặt hộp số ở vị trí cao nhất

e Tăng đều tốc độ động cơ và thả chậm bàn đạp ly hợp

Chú ý: đừng bao giờ kiểm tra trong thời gian dài vì làm như vậy có thể làm quá

nóng ly hợp

3 Trục trặc khi ly hợp ăn khớp

Sự cắt ly hợp khi xe ở trạng thái tĩnh thỉnh thoảng gặp phải một số rung động ngắt quãng và đôi khi chồm lên trước khi ly hợp cắt hoàn toàn Cả hai trường hợp trên xe khởi hành không êm Hiện tượng này gọi là sự rung ly hợp

Cách tìm ra sự rung khi cắt ly hợp:

a Tháo khối chặn dưới các bánh xe và chuyển cần gạt số tới số thấp

b Aên khớp ly hợp và cho xe khởi hành chậm Nếu xe chuyển động mà không

bị rung động không bình thường thì không có trục trặc khi ăn khớp ly hợp

4 Ly hợp có tiếng kêu không bình thường

Thỉnh thoảng nghe thấy tiếng kêu không bình thường phát ra từ ly hợp khi bàn đạp ly hợp đang được đạp hoặc thả

Cách tìm ra tiếng kêu không bình thường:

a Chèn khối chặn vào dưới các bánh xe

b Đạp bàn đạp ly hợp và khởi động động cơ

c Thả bàn đạp ly hợp trong khi cần số ở vị trí trung gian

d Đạp hết bàn đạp ly hợp một lần nữa

Đạp và thả bàn đạp nhiều lần cà nhanh và chậm kiểm tra tiếng kêu không bình thường phát ra từ ly hợp

B THÁO

1 Tháo hộp số khỏi động cơ

Loại động cơ: 2C của TOYOTA

2 Tháo vỏ ly hợp và đĩa ly hợp

a Đánh dấu vị trí lên bánh đà và vỏ ly

hợp

b Nới lần lượt mỗi bu lông một để lò xo

ly hợp dãn ra đều

c Tháo rời các bulông bắt và kéo vỏ ly

hợp cùng đĩa ly hợp ra

Chú ý: đừng dánh rơi đĩa ly hợp

3 Tháo vòng bi mở và càng mở ra

khỏi hộp số

Tháo vòng bi mở và càng mở, sau đó

tách rời chúng ra

Độ sâu nhỏ nhất:0,3mm

Nếu cần thiết thay đĩa ly hợp

2 Kiểm tra độ đảo đĩa ly hợp

Dùng đồng hồ so, kiểm tra đĩa

Độ đảo lớn nhất: 0,8mm

Nếu cần thiết thay đĩa bị đảo

3 Kiểm tra độ đảo bánh đà

Dùng đồng hồ so kiểm tra độ đảo bánh

đà

Độ đảo lớn nhất: 0,1mm

Nếu cần thiết thay bánh đà

4 Kiểm tra mòn vành lò xo

Dùng thước kẹp, đo chiều sâu và chiều

rộng vết mòn trên vành lò xo

Mòn lớn nhất;

A (chiều sâu):0,5mm

B (chiều rộng): 6,0mm

Nếu cần thiết thay vỏ ly hợp

5 Kiểm tra vòng bi mở

Quay vòng bi mở bằng tay đồng thời ép

vào nó một lực theo chiều hướng trục

Chú ý: vòng bi mở được bôi trơn vĩnh

viễn, yêu cầu không rửa hoặc bôi trơn

Nếu cần thiết thay vòng bi mở

C LẮP

1 Lắp đĩa ly hợp và vỏ ly hợp vào bánh

đà

Lắp dụng cụ chuyên dùng SST vào đĩa ly

hợp sau đó đặt chúng vào bánh đà

Chú ý: Cẩn thận kẻo đĩa ly hợp bị sai

chiều

c Lắp đúng dấu trên vỏ ly hợp và bánh

đà

d Xiết bu lông theo đúng thứ tự chỉ ra

trên hình vẽ

Moment xiết: khoảng 19N.m (195 kgf.cm)

2 Kiểm tra độ đồng phẳng của đầu

vành lò xo

Dùng đồng hồ so có vành con lăn, kiểm

tra độ đồng phẳng của đầu vành lò xo

Độ không đồng phẳng lớn nhất: 0,5mm

Nếu độ đồng phẳng không đúng như

quy định, dùng dụng cụ chuyên dùng

điều chỉnh độ đồng phẳng đầu vành lò

xo

3 Bôi trơn bằng mỡ

a Bôi mỡ moayơ vào các vị trí sau:

 Điểm tiếp xúc giữa càng mở và

vòng bi mở

 Điểm tiếp xúc giữa cần đẩy và càng

mở

 Điểm tựa của càng mở

b Bôi mỡ then hoa ly hợp vào then hoa

đĩa ly hợp

4 Lắp vòng bi mở và càng mở vào hộp số

Lắp vòng bi mở vào càng mở, sau đó lắp chúng vào hộp số

5 Lắp hộp số vào động cơ

CHƯƠNG 3

HỘP SỐ CƠ KHÍ

I Công dụng– yêu cầu – phân loại

1 Công dụng

- Nhằm thay đổi tỷ số truyền và moment xoắn từ động cơ đến các bánh xe chủ động phù hợp với monent cản luôn thay đổi và nhằm tận dụng tối đa công suất động cơ

- Giúp xe thay đổi được chiều chuyển động

- Đảm bảo cho xe dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc không cần tách ly hợp

- Dẫn động moment xoắn ra ngoài cho các bộ phận đặc biệt đối với các xe chuyên dụng

a Hộp số có cấp được chia theo

 Sơ đồ động học gồm có

- Loại có trục cố định (hộp số hai trục, hộp số ba trục…)

- Loại có trục không cố định (hộp số hành tinh một cấp, hai cấp …)

 Dãy số truyền gồm có

- Một dãy tỷ số truyền (3số, 4số, 5 số …)

- Hai dãy tỷ số truyền

 Phương pháp sang số gồm có

- Hộp số điều khiển bằng tay

- Hộp số tự động

b Hộp số vô cấp được chia theo

- Hộp số thủy lực (hộp số thủy tĩnh, hộp số thủy động)

- Hộp số điện

- Hộp số ma sát

II KÝ HIỆU BÁNH RĂNG – TỶ SỐ TRUYỀN

1 Ký hiệu bánh răng

Bánh răng lắp cố định trên trục,

răng ngoài Bánh răng lắp cố định trên trục, răng trong

Bánh răng lắp bằng trục then hoa

và trượt trên trục

Bánh răng quay trơn trên trục

Hình 3-1 Các ký hiệu bánh răng

2 Tỷ số truyền

a Tỷ số truyền bánh răng

Tỷ số giữa số răng của bánh răng bị động với bánh răng của bánh răng chủ động gọi là tỷ số truyền lực

Tốc độ tương đối giữa hai bánh răng ăn khớp được xác định bởi số răng trên mỗi bánh răng Nếu hai bánh răng ăn khớp có số răng bằng nhau thì cả hai sẽ quay cùng tốc độ Nếu bánh răng bị động nhiều hơn bánh răng chủ động thì bánh răng chủ động sẽ quay chậm hơn

Ví dụ: bánh răng chủ động có 12 răng, bánh răng bị động có 24 răng thì bánh răng chủ động quay hai vòng còn bánh răng bị động mới quay một vòng, tỷ số bánh răng là: 2 -1

Hình 3-2 Truyền động bánh răng với tỷ số 2:1

b Moment xoắn (Torque)

Moment xoắn là lực tác động làm quay vật thể Moment xoắn là tích số giữa lực tác động (Kg) trên chiều dài cánh tay đòn (mét) Trong truyền động bánh răng, số răng khác nhau giữa hai bánh răng làm thay đổi tỷ số truyền động lẫn tỷ số moment giữa chúng

Khi tỷ số bánh răng thay đổi, tốc độ giữa hai bánh răng thay đổi đồng thời moment xoắn cũng thay đổi Trong một hệ thống truyền động, bánh răng tốc độ và moment tỷ lệ nghịch, khi tốc độ giảm thì moment tăng, khi tốc độ tăng thì moment giảm

Hình 3-3 Moment xoắn bằng tích số giữa lực tác dụng và cánh tay đòn

Piston và thanh truyền tác động lực đẩy lên tay quay trục khuỷu động cơ, nghĩa là tác động moment xoắn làm quay trục khuỷu.Moment này được truyền qua các bánh răng hộp số và hệ thống truyền động kéo các bánh xe chủ động quay đưa ôtô tiến tới

III CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

1 Cấu tạo

a Trục sơ cấp

Trục sơ cấp gồm các bộ phận: trục sơ cấp, ống trục bạc đạn, phớt, bạc đạn trục

sơ cấp, khoen chặn, rãnh then hoa, bánh răng gài trục chủ động, răng gài vòng đồng tốc

Hình3-4 Các chi tiết của trục sơ cấp

Trục sơ cấp hay còn được gọi là trục ly hợp dùng để truyền chuyển động quay từ đĩa ly hợp đến bánh răng trục trung gian hộp số, đầu phía trước bắt vào vòng bi ở đĩa bắt bánh đà đầu trục khuỷu, đầu sau lắp vào lỗ ở thành phía trước vỏ hộp số Việc lắp trục sơ cấp bảo đảm sao cho bánh răng chủ động và răng then hoa thò ra ngoài hộp số để lắp đĩa bị động ly hợp

b Trục thứ cấp

Trục thứ cấp có răng then hoa, đầu trước dùng vòng bi đũa để lắp vào đầu sau của trục sơ cấp, đầu sau dùng vòng bi tròn lắp vào lỗ ở vỏ hộp số trên rãnh dọc của trục thứ cấp thẳng hàng với tâm trục sơ cấp

Rãnh then hoa

Răng gài vòng đồng tốc

bạc đạn trục sơ cấp Phớt

ống trục bạc đạn

Khoen chặn Bánh răng gài

trục chủ động

Hình 3-5 Trục thứ cấp và trục chính là một trục dài xuyên qua hộp số

1 Bạc đạn đũa

2 Khoen chặn

3 Cụm đồng tốc 3-4

4 Vòng đồng tốc

5 Bánh răng số 3

6 Chỗ gối đầu cối trục thứ cấp

7 Rãnh then hoa để lắp bộ đồng tốc

8 Trục thứ cấp

9 Rãnh then hoa

10 Bánh răng số 2

11 Vòng đồng tốc

12 Cụm đồng tốc số 1-2

13 Vòng đồng tốc

14 ống răng

15 Bánh răng số 1

16 Long đền chặn

17 Long đền điều chỉnh

18 Bạc đạn trục thứ cấp

c Trục trung gian

Hình 3-6 Cấu tạo trục trung gian

Trục trung gian gồm các bánh răng có đường kính khác nhau được chế tạo thành một khối và bắt chặt trên trục Khối bánh răng được lắp trên các vòng bi đũa hoặc đúc liền với trục và dùng vòng bi lắp vào các lỗ ở vỏ hộp số, trục trung gian luôn quay cùng với trục thứ cấp hộp số

d Trục số lùi

Trục số lùi là một trục ngắn dùng để đỡ các bánh răng lùi trên cả hai trục trung gian và trục thứ cấp

Trục số lùi gồm có các bộ phận: trục số lùi, khoen chặn, vòng chặn, ống trượt, bạc đạn đũa, long đền bạc đạn, bánh răng số lùi

Hình 3-7 Các chi tiết của trục số lùi

2 Các loại bánh răng

Việc sử dụng các loại bánh răng để đáp ứng nhu cầu về tốc độ và moment xoắn Bánh răng thường dùng để truyền moment xoắn từ trục này sang trục kia Các trục này có thể hoạt động thẳng hàng, song song hay tạo thành một góc lẫn nhau

Vòng chặn Bạc đạn đũa Bánh răng số lùi

Khoen chặn ống trục

Long đền bạc đạn

Khoen chặn Vòng chặn Trục số lùi

Hình 3-8 Các loại bánh răng

Bánh răng trụ tròn thẳng: các bánh răng này có răng thẳng song song với trục

quay Hai bánh răng ăn khớp vào nhau từ một đến hai cặp răng luôn cài vào nhau Các bánh răng này kêu ồn hơn nên chủ yếu sử dụng cho tốc độ chậm để tránh rung động quá mức

Công dụng: bánh răng trụ tròn thẳng thường dùng trong các thiết bị đơn giản như tời nâng Các hộp bánh răng trượt sử dụng để thay đổi tốc độ dễ dàng bằng

cách trượt từ bánh răng này sang bánh răng khác ở trên trục

Bánh răng trụ tròn xoắn: việc ăn khớp giữa hai răng bắt đầu tại đỉnh răng của

một bánh răng va lăn ra khỏi các răng bằng cạnh sau Sự tiếp xúc theo một góc như vậy có khuynh hướng gây ra sức ép cạnh mà các bạc phải hấp thụ Tuy nhiên, bánh răng trụ tròn xoắn vận hành êm, mạnh và bền hơn bánh răng trụ tròn thẳng vì các răng tiếp xúc dài hơn

Công dụng: hiện nay bánh răng trụ tròn xoắn được sử dụng rộng rãi vì chạy êm hơn ở tốc độ cao và bền hơn

Bánh răng chữ chi: bánh răng chữ chi là bánh răng xoắn kép với các góc răng

do hai cạnh đối nghịch tạo ra Việc này khiến cho sức ép một cạnh sinh ra cân bằng với sức ép cạnh kia Hai bộ răng thường cách nhau tại tâm bởi một khe hẹp để thẳng hàng với nhau tránh bị mắc ở đỉnh

Công dụng: bánh răng chữ chi phù hợp nhất với các ứng dụng cần êmdịu, tốc độ cao, sức ép thấp

Bánh răng hình nón phẳng: Loại bánh răng này cho phép nguồn lực luân

chuyển để quẹo cua Răng được cắt thẳng hàng với trục nhưng theo một góc nằm trong khoảng thẳng góc và song song với trục Hai bánh răng gọi là bánh răng vòng, bánh răng truyền động nhỏ hơn bánh răng được truyền động

Công dụng: thường áp dụng cho bánh răng hình nón phẳng trong những trường hợp tốc độ chậm và chịu các va đập lớn

Bánh răng hình nón xoắn: bánh răng này được phát triển để sử dụng trọng

trường hợp tốc độ cao va tác động cao khi thay đổi góc của dòng lực Răng được cắt nghiêng theo các mặt xéo góc với chúng xác định bằng góc giữa hai trục

Công dụng: nhằm thay đổi góc của dòng lực, giảm tốc độ và tăng tốc độ một cách đột ngột

Bánh răng hypoit: giống bánh răng hình nón xoắn nhưng bánh răng truyền

động nằm dưới tâm của bánh răng lớn Răng được cắt nghiêng theo các mặt xéo góc với cúng xác định bằng góc giữa hai trục

Công dụng: bánh răng hypoit được sử dụng nhiều trong các bộ vi sai của ôtô hiện nay Bánh răng hypoit cho phép sử dụng các kiểu thân thấp bằng cách hạ thấp trục truyền động của hộp số

Bánh răng hành tinh: là bộ bánh răng vòng bên ngoài có răng trong khớp với

răng của bánh răng hành tinh nhỏ hơn Tuỳ thuộc vào bộ phận nào được thắng lại và bộ phận được truyền động màcó nhiều cách thay đổi tốc độ và moment xoắn Công dụng: các bánh răng hành tinh sử dụng rộng rãi trong các hộp số vì mỗi bộ bánh răng náy có thể thay đổi nhiếu cách tốc độ Tải truyền động giàn trải trên một số bánh răng nhằm giảm sức ép và sự hao mòn bánh răng

Bánh răng vít: làm giảm tốc độ cao trong không gian hẹp Bánh răng ăn khớp

có các răng được uốn cong ở các đỉnh răng để tăng diện tích tiếp xúc Lực cung cấp cho cho bánh răng vít để truyền động bánh răng ăn khớp với nó Bánh răng vít thường cung cấp các dòng lực thẳng góc

Công dụng: Bánh răng vít được dùng phổ biến nhất ở những nơi mà nguồn lực hoạt động với tốc độ cao, trục ra chạy với tốc độ thấp và moment xoắn lớn Sử dụng bánh răng vít nối với trục lái bánh xe và đoạn răng nối với thanh nối của thiết

bị lái

Thanh răng và pinhông: Bộ bánh răng này biến đổi chuyển động thẳng thành

chuyển động quay tròn và ngược lại Thanh răng và pinhong cũng thay đổi góc của dòng lực ở tốc độ nào đó Răng trên thanh răng được cắt thẳng trong khi răng trên pinhong cong

Công dụng: Thanh răng và pinhông nhằm khống chế các lực ép trên trục chính và những thiết bị khác chạy tốc độ chậm

3 Hoạt động của hộp số 3 tốc độ

Hộp số gồm có vỏ gắn trục sơ cấp (trục dẫn động), trục thứ cấp (trục bị đông), trục trung gian, trục bánh răng lui, các bánh răng và cơ cấu gài số Vỏ hộp số được đúc bằng gang, có nắp bên trên hoặc bên hông Trên hông và đáy vỏ hộp số bố trí

chủ động A Phần trước có rãnh then hoaráp vào moayơ đĩa ly hợp Trục sơ cấp quay tựa trong vòng bi nơi vách trước vỏ hộp số và gối đầu vào trong vòng bi trung tâm đuôi trục khuỷu Trục thứ cấp có phay rãnh dọc, đầu trước gối vào vòng bi đũa ráp trong tâm bánh răng chủ động A, phần sau tựa lên vòng bi nơi vách sau của vỏ hộp số có đầu nhô ra ngoài để ráp truyền động cácđăng Trên rãnh dọc trục thứ cấp trượt tới lui hai bánh răng (1) và (2) Trục sơ cấp và trục thứ cấp được lắp ráp thẳng hàng với nhau

Hình 3-9 Cấu tạo và hoạt động của hộp số loại bánh răng

ba cấp số tới và một số lui

Trục trung gian được đúc dính một khối với các bánh răng B, (2’), (1’) và bánh răng lui Trục này quay trên hai vòng bi nơi vách trước và sau vỏ hộp số và cùng quay với trục sơ cấp vì bánh răng B luôn ăn khớp với bánh răng chủ động A bánh răng lui quay trên một trục riêng và thường xuyên ăn khớp răng với bánh răng lui của trục trung gian

Cơ cấu sang số bố trí bên trong nắp phía trên hay bên hông hộp số dùng để gài số tới, số lui và đưa bánh răng về vị trí số 0

 Nguyên lý hoạt động của hộp số

Hình dưới đây trình bày kết cấu của hộp số loại bánh răng di động Giả sử đường kính của bánh răng B trục trung gian lớn gấp đôi bánh răng chủ động A trục

sơ cấp Bánh răng (2) cùng đường kính với bánh răng (2’), bánh răng (1) lớn gấp đối bánh răng (1’)

Rãnh then hoa

Bánh răng A

Vành răng Nắp và cơ cấu sang số

Trục thứ cấp Trục sơ cấp

Trục trung gian

Khối bánh răng cài số lui

Hình 3-10 Sơ đồ cấu tạo của hộp số với cơ cấu sang số,

các bánh răng đang ở vị trí số 0

a Gài số 1

Các bánh răng đang ở vị trí 0, gạt tay nắm cần sang số qua trái vá kéo lui, cần này sẽ dẫn động gắp G1 đi tới gái bánh răng (1) vào bánh răng (1’) Moment xoắn từ bánh răng chủ động A truyền qua bánh răng B và trục trung gian đến bánh răng (1’) lên bánh răng (1) kéo trục thứ cấp quay Ở cấp số một tỷ số truyền động được giảm tốc hai lần, tại đôi bánh răng A-B và (1’)-(1), vì vậy tỷ số truyền lực lớn nhất trong các cấp số tới

Hình 3-11 Hộp số đang cài số 1

Trục trung gian

Bánh răng lui

Cần sang số Gắp 1 Gắp 2

b Gài số 2

Đẩy cần sang số tới trước để tách bánh răng (1) ra khỏi bánh răng (1’), sau đó gạt qua phải và đẩy tới Cần số sẽ dẫn động gắp G2 lui, gài bánh răng (2) vào bánh răng (2’) Moment xoắn từ bánh răng chủ động A đến bánh răng B, trục trung gian, bánh răng (2’) đến bánh răng (2) kéo quay trục thứ cấp Truyền động được giảm tốc một lần

Hình 3-12 Hộp số đang cài số 2

c Gài số 3

Kéo cần số lui, gắp G2 đẩy bánh răng (2) khớp vào mặt sau của bánh răng chủ động A, trục sơ cấp và thứ cấp được nối thành một trục, moment truyền thẳng từ trục sơ cấp đến trục thứ cấp Đây là cấp số cao nhất

Hình 3-13 Hộp số đang cài số 3

d Gài số lui

Xe đang chạy số 3, đẩy nhẹ cần số tới để tách bánh răng (2) ra khỏi bánh răng chủ động A, sau đó gạt cần số và đẩy tới, gắp G1 sẽ tiến ra phía sau gài bánh răng (1) vào bánh răng trung gian lui kéo bánh răng (1) và trục thứ cấp quay ngược chiều với trục sơ cấp, xe chạy lui

Hình 3-14 Hộp số đang cài số lui

Loại hộp số được xác định căn cứ vào số lượng các bánh răng di động trên trục thứ cấp và số lượng của cấp số tới Hộp số có hai bánh răng di động thuộc loại hai hành trình Có ba bánh răng di động thuộc loại ba hành trình Căn cứ vào số

Càng nhiều cấp số thì moment nơi bánh xe dẫn động càng được nhân lên cao

ở cấp số một Bảng sau giới thiệu tỷ số truyền lực của một vài hộp số ôtô:

6,48 3,09 1,71 1,00 - 1,90

3,50 2,26 1.45 1.00 - 3,54

IV MỘT SỐ CƠ CẤU TRONG HỘP SỐ

1 Bộ đồng tốc (Synchronizer)

Hai bánh răng đang quay, muốn cài vào nhau được êm không va chạm, hư hỏng thì phải làm cho chúng quay đồng tốc độ trước khi cài vào nhau Hộp số ôtô hiện đại được trang bị cơ cấu đồng tốc các bánh răng trước khi cài răng, gọi là bộ đồng tốc

Hình 3-15 Hộp số ôtô Dodge ba cấp số tới trang bị bộ đồng tốc : 1- bánh răng

số 1 trên trục thứ cấp; 1’- bánh răng 1’ trên trục trung gian; 2- bánh răng số 2 quay trơn trên trục thứ cấp; 2’- bánh răng quay theo trục trung gian; A- trục sơ cấp và bánh răng chủ động A; B- trục trung gian và bánh răng bị động B; C- gắp điều khiển bộ đồng tốc S; D- trục thứ cấp

Hình 3-16 giới thiệu sơ đồ nguyên lý cấu tạo và hoạt động của bộ đồng tốc

Bộ này dịch chuyển trên trục thứ cấp C gồm moayơ có bánh răng ngoài B liên kết với vành nón cụt E nhờ các lò xo G Mặt sau bánh răng chủ động A có bánh răng trong D với lõm phần nón cụt H tương ứng với chóp nón E

D

Hình 3-16 Sơ đồ nguyên lý cấu

tạo và hoạt động của bộ đồng tốc đơn giản:

A- trục sơ cấp B- moayơ có răng ngoài C- trục thứ cấp

D-bánh răng trong của trục sơ cấp E- chóp côn

H- lõm côn I- gắp điều khiển bộ đồng tốc G- lò xo

Giả sử xe đang chạy số 2, chuẩn bị cài số 3 bằng cách cài bánh răng ngoài b khớp vào bánh răng trong D Lúc này bánh răng A xem như đứng yên vì nhả nhả khớp ly hợp, trong lúc bánh răng B đang quay nhanh theo trục thứ cấp do xe đang chạy tới Dưói áp lực của cần sang số I, bộ đồng tốc gồm bánh răng ngoài B với chóp nón cụt E tiến tới, chóp nón E chạm vào lõm hình nón cụt H làm nhiệm vụ như bộ ly hợp kéo bánh răng A quay theo bánh răng B Tiếp tục ấn cần sang số, bánh răng ngoài B ép các lò xo G tiến tới cài vào răng trong D, lúc này mới thực sự cài số

Thông thường bộ đồng tốc được trang bị cho các cấp số 2, 3, 4 và 5 Hình giới thiệu bộ đồng tốc hai mặt dùng cho số 3 và số 4 Hình chụp cho thấy hoạt động của bộ đồng tốc trước và sau khi cài số 4 (số cao nhất)

Đặc điểm cấu tạo có khác với bộ đồng tốc đơn giản vừa trình bày ở trên là: phía sau bánh răng chủ động A của trục sơ cấp có vành răng ngoài (1) sẵn sàng ăn khớp với bánh răng trong (10) của moayơ (5) Vành răng ngoài (1) có chóp nón lồi (2) Hai mặt bên moayơ (7) có hai vòng côn lõm (3) cùng độ côn với chóp nón (2) Vành răng trong (10) được định vị trên moayơ nhờ lò xo và bi (9) được điều khiển trượt tới lui nhờ gắp (4)

Hình 3-17 Cấu tạo và hoạt động của bộ đồng tốc: 1- vành răng ngoài của

bánh răng trục sơ cấp; 2- chóp côn; 3- vòng côn; 4- gắp; 5-10- moayơ răng trong; 7- moayơ; 8- trục thứ cấp; 9- bi và lò xo định vị; 11- răng ngoài của moayơ 7

A- bộ đồng tốc lúc chưa cài; B- bộ đồng tốc lúc đang cài số

Trong quá trình cài số 4, bộ dồng tốc hoạt động qua hai bước:

 Giảm ga, ấn bàn đạp ly hợp, vành răng ngoài (1) của trục sơ cấp đứng, trong lúc bộ đồng tốc và bánh răng trong (10) vẫn quay nhanh theo trục thứ cấp (8) Gắp (4) đẩy bộ đồng tốc theo hướng T làm cho vòng côn lõm (3) chụp vào chóp côn lối (2), nhờ vậy nên bộ đồng tốc dẫn động trục sơ cấp cùng quay

 Cần sang số tiếp tục đẩy bộ đồng tốc tới theo hướng T Lúc này bánh răng trong (10) trượt trên lưng moayơ (7) tiến tới cài răng vào vành răng ngoài (1), Bây giờ mới thực sự cài số 4 Lò xo và bi (9) có tác dụng định vị bánh răng trong (10) trên lưng moayơ (7)

2 Cơ cấu chuyển số dạng thanh trượt

Trục cần chuyển và chọn số được đặt vuông góc với trục càng gạt ở phía trên hộp số Cơ cấu ngăn ngừa ăn khớp kép, cơ cấu hãm số lùi và cơ cấu tránh nhầm số lùi Tất cả đều được kết hợp với nhau