Hộp số phân phối

CHƯƠNG HỘP SỐ Ơ TƠ Bài – HỘP SỐ PHÂN PHỐI Mục tiêu: Sau học xong chương sinh viên có khả năng: Trình bày công dụng, yêu cầu phân loại hộp số Trình bày được nguyên tắc phân phối công suất cho cầu xe nhiều cầu chủ động MỤC LỤC A – KẾT CẤU HỘP SỐ PHÂN PHỐI I CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI Công dụng: Yêu cầu 3 Phân loại II ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỘP SỐ PHÂN PHỐI Cấu tạo chung Đặc điểm kết cấu phận hộp số phân phối Đặc điểm kết cấu số loại hộp số phân phối B – TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỘP SỐ PHÂN PHỐI III CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỘP SỐ PHÂN PHỐI IV TÍNH ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỘP SỐ PHÂN PHỐI CÂU HỎI ÔN TẬP 13 A – KẾT CẤU HỘP SỐ PHÂN PHỐI I CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI Công dụng: Hộp số phân phối dùng tơ có nhiều cầu chủ động đặt tách với hộp số (đơi nối với trục trung gian) - Dùng để phân phối mô men quay truyền từ hộp số đến cầu chủ động, thực dẫn động bánh xe; - Tăng thêm lực kéo cho bánh xe chủ động (tức làm nhiệm vụ hộp số phụ); - Dùng để dẫn động trang thiết bị máy móc tơ chun dùng như: dẫn động cấu nâng hạ thùng xe xe ben chở đất, đá; dẫn động hệ thống cẩu hàng xe cẩu,… Yêu cầu - Phải phân chia hợp lý mô men xoắn truyền tới cầu chủ động, hạn chế tối đa tượng tuần hồn cơng suất xảy hệ thống truyền lực; - Cần thực ngắt mô men truyền tới số cầu sử dụng xe đường tốt; - Bổ sung thêm số cấp số truyền để mở rộng khoảng làm việc cần thiết hệ thống truyền lực xe làm việc đường xấu Phân loại Hộp số phân phối phân chia theo: a) Đặc điểm phân chia mô men truyền: cố định hay thay đổi nhờ vi sai hộp số phân phối; b) Số lượng cấp số truyền: hai cấp số truyền; c) Số lượng trục (trục thứ cấp): hai trục ra, ba trục ra; d) Đặc điểm bố trí trục ra: đồng tâm khơng đồng tâm; e) Đặc điểm dẫn động mô men cầu: luôn dẫn dộng (full time), dẫn động tất cầu phần thời gian (part time) II ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỘP SỐ PHÂN PHỐI Cấu tạo chung Hình – Sơ đồ kết cấu phận hộp số phân phối – Dĩa khớp nối khóa vi sai; – Thanh trượt dĩa khớp nối khóa vi sai; – Áo bọc trượt; – Vòng đệm hãm; - Ống lót cần trục; – Cần trục; – Bu lông hãm dĩa khớp; – Cơng tắc đèn kiểm tra khóa vi sai; – Thanh trượt sang số; 10 – Cần gạt khóa vi sai; 11 - Ống lót cách; 12 – Cần trục sang số; 13 – Gối trục; 14 – Dĩa khớp sang số; 15 – Cần sang số; 16 - Ống lót cao su định vị; 17 – Lò xo bi định vị; 18 – Bích trục chủ động; 19 – Nắp trước; 20 – Vòng bít kín trục chủ động; 21 – Vòng chặn ổ bi; 22 - Ổ bi trước trục chủ động; 23 – Bánh số truyền cao nhất; 24 – Khớp nối sang số; 25 – Các te hộp số phân phối; 26 - Bánh số truyền nhỏ nhất; 27 - Ổ bi sau trục chủ động; 28 – Vòng định vị ổ trục trục chủ động; 29 – Trục chủ động; 30 - Ống lót; 31 – Moay ơ; 32 – Nắp sau; 33 - Ổ trục sau trục trung gian; 34 – Trục trung gian; 35 - Ổ trục trục truyền động cầu sau; 36 - Ổ trục sau vi sai; 37 – Bích; 38 – Vòng bích kín trục dẫn động cầu sau; 39 – Vỏ sau vi sai; 40 – Vòng đệm tựa; 41- Bánh dẫn động cầu sau; 42 – Trục bánh hành tinh; 43 – Vòng hãm; 44 – Vòng đệm cao su; 45 – Giá treo; 46 – Vòng đệm chặn bánh hành tinh; 47 – Các te dẫn động cầu trước; 48 – Bánh hành tinh; 49 – Bánh bị động vi sai; 50 – Vỏ trước vi sai Đặc điểm kết cấu phận hộp số phân phối 2.1 Các phận hộp số phân phối 2.2 Đặc điểm cấu tạo cấu điều khiển hộp số phân phối Đặc điểm kết cấu số loại hộp số phân phối a) Cấu tạo Hình – Sơ đồ động học hộp số phân phối 3.2 Sơ đồ động học loại hộp phân phối Hình – Sơ đồ động học hộp phân phối a) GAZ – 66, b) ZIL – 157, c) ZIL – 131 A – Vò trí gài cầu sau cầu ; B – Vò trí gài số phụ; C – Vò trí gài thêm cầu trước 1– Trục chủ động; – Trục cầu sau; – Trục trung gian;4 – Trục cầu trước Hình – Sơ đồ động học hộp phân phối có lắp thêm vi sai cầu a) VAZ – 2121, b) URAL – 375 A – Vò trí gài cầu trước; B – Vò trí gài cầu sau; G – Khóa vi sai – Trục chủ động; – Trục trung gian; – Trục cầu trước; – Bộ vi sai; – Trục cầu sau B – TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỘP SỐ PHÂN PHỐI III CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỘP SỐ PHÂN PHỐI IV TÍNH ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỘP SỐ PHÂN PHỐI Hình – Sơ đồ động học hộp số phân phối ba trục Nguyên tắc phân phối công suất cho cầu xe nhiều cầu chủ động Hiện ô tô công suất phân phối cho cầu chủ động thực nhờ hộp phân phối Nguyên tắc phân phối công suất thể qua hai phương pháp sau: – Phân phối công suất cho cầu chủ động có dùng vi sai – Phân phối công suất cho cầu chủ động không dùng vi sai Sau khảo sát hai phương pháp vừa nêu: 1.1 Phân phối công suất cho cầu chủ động có dùng vi sai Vi sai đặt hộp phân phối nhằm phân phối công suất mômen xoắn cho trục theo tỉ lệ xác đònh Vi sai cấu có bậc tự Trên xe thường sử dụng loại vi sai sau (hình 6) Ở hộp phân phối thường bố trí vi sai không đối xứng để phân phối mômen cho cầu theo điều kiện bám Hình – Sơ đồ động học loại vi sai a – Vi sai bánh nón ; b – Vi sai bánh trụ; c – Vi sai trục vít; d – Vi sai hành tinh Chúng ta kí hiệu hai trục e i với qui ước: trục e trục quay nhanh hơn, tức trục dẫn đến cầu trượt quay nhiều chuyển động nhanh quay vòng Trục i trụ c quay chậm hay cầu trượt quay Trong trường hợp bỏ qua tổn hao lượng ma sát vi sai, ta có: Me / Mi = -i ier Me / Mr = - i ire = -1/(1- i eir ) Mi / Mr = -i eri = -1/(1- i ier ) Neáu vi sai đối xứng thì: i ier = i eir = ir= -1 Và lúc thì: Me / Mi = Me / Mr = Mi / Mr = -1/2 Ở đây: Mr – Mômen truyền đến vỏ vi sai Me – Mômen truyền đến trục e Mi – Mômen truyền đến trục i i rie ; i eir – Tỉ số truyền từ trục i đến trục e ngược lại phần tử r (vỏ vi sai) giữ cố đònh  ;  – Hiệu suất truyền động từ trục i đến trục e ngược lại r ie r ei Nếu vi sai vi sai đối xứng thì: i rie = i eir = ir = -1 ier = rei =  r r – Hiệu suất riêng vi sai Như bỏ qua tổn hao lượng vi sai (vi sai không ma sát) mômen xoắn phân bố cho trục Me = Mi = 0,5 Mr Qui ước dấu mômen vận tốc góc phần tử vi sai rõ bảng 4.4 Bảng 4.4: Qui ước dấu mômen vận tốc góc phần tử Cầu chủ động Cầu phanh Dấu  Dấu Mr + - r > Dấu Mi - + i > Dấu Me - + e > Tiếp theo trường hợp có tính đến tổn hao ma sát Chúng ta khảo sát trường hợp dòng công suất từ động đến hộp phân phối từ phân bố đến cầu chủ động, sau đến bánh xe Xét truyền động từ phần tử r (vỏ vi sai) đến trục e i Theo qui ước ban đầu: trục quay nhanh e, trục quay chậm i nên: e >  r > i Trong đó: e – Vận tốc góc trục e i – Vận tốc góc trục i  r – Vận tốc góc vỏ vi sai Bởi ta coù: e -  r =  er > i -  r =  ir < Do công suất trục e i là: P re = Me  er < Me < vaø  er > P ri = Mi  ir > Mi <  ir < Như tính đến tổn hao ma sát (chỉ xuất có chênh lệch vận tốc góc giữ a trục e; i vỏ vi sai r) theo hai biểu thức ta thấy P ri > P re nên dòng công suất từ trục i tới trục e Nghóa là: công suất trục i lớn công suất trục e lượng mát (1- r )% Về quan hệ mômen phần tử coù: r Me/Mi = - i ier ie = -ir  r Và phương trình cân mômen: Me + Mi + Mr = Từ suy mối quan hệ: Me/ Mr = ir r /(1- ir r ) Mi/ Mr = 1/( ir  r -1) Và đó: Me/ Mi = - ir r Nếu vi sai vi sai đối xứng ir= -1 đó: Me/ Mi =  r