Bài tập lớn kết cấu ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ DỘNG LỰC BỘ MÔN Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG BÀI TẬP LỚN MÔN KẾT CẤU Ô TÔ KẾT CẤU SINH VIÊN MSSV GIẢNG VIÊN HD : CẦU CHỦ ĐỘNG : NGUYỄN VĂN ĐỒNG : 20150973 : LƯU VĂN TUẤN HÀ NỘI THÁNG 10 NĂM 2017 MỤC LỤC I Công dụng , phân loại , yêu cầu I.1 Công dụng I.2 Phân loại I.3 Yêu cầu II Cấu tao cầu chủ động II.1 Cấu tạo chung II.2 Chức cấu tạo cụm II.2.1 Dầm cầu Công dụng , phân loại , yêu cầu Cấu tạo dầm cầu II.2.2 Bộ truyền lực Công dụng phân loại , yêu cầu Chức Cấu tạo CẦU CHỦ ĐỘNG I CÔNG DỤNG- PHÂN LOẠI- YÊU CẦU I.1 Công dụng - Truyền công suất từ trục chủ động đến các bánh xe sau - Thay đổi hướng quay trục chủ động góc 90* để quay trục bánh xe - Tạo giảm tốc cuối cùng giữa trục truyền động và bánh xe thông qua các bánh truyền động cuối cùng - Chia tổng momen xoắn tới các bánh xe chủ động - Cho phép sai lệch tốc độ giữa các bánh xe khác xe quay vòng - Nâng đỡ trọng lượng cầu sau,toàn hệ thống treo - Tác động thành phần momen xoắn có gia tốc và thắng I.2 Phân loại a Theo hệ thống treo : - Cầu chủ động hệ thống treo phụ thuộc tất cả các cụm cầu xe,bán trục nằm chung vỏ cứng nối liền giữa hai bánh xe - Cầu chủ động nằm hệ thống treo độc lập cụm truyền lực chính,vi sai nằm vỏ riêng liên kết với khung hay vỏ xe b Theo vị trí cầu - Cầu trước chủ động - Cầu sau chủ động c Theo sớ lượng cặp bánh truyền lực - Một cặp bánh có tỷ số truyền cố định - Hai cặp bánh có tỷ số truyền cố định I.3 Yêu cầu - Cấu tạo đơn giản,dễ sửa chữa - Có độ bền cao,ít hư hỏng - Truyền động tốt,đạt hiệu suất truyền động cao - Hoạt động tốt với mọi điều kiện tải và đường xá II CẤU TẠO CỦA CẦU CHỦ ĐỘNG II.1 Cấu tạo chung Cầu xe là các phận đặt ngang nối hai bánh xe ở dưới gầm xe,chịu toàn tải trọng xe tác động lên thông qua hệ thống treo và phân phối tải trọng này lên các bánh xe.Xe du lịch và xe tải nhỏ thường có hai cầu( cầu trước và cầu sau ) xe tải nặng thường có thêm cầu giữa,thành có tổng cộng có cầu để phân và giảm bớt tải trọng các bánh xe Trên các cầu xe có lắp số phận,cơ cấu và hệ thống phận truyền lực đến các đến các bánh xe chủ động,một số cấu hệ thống phanh hoặc cấu dẫn hướng hệ thống lái(đối với cầu trước dẫn hướng).Các cầu được liên kết với khung xe qua hệ thống treo.Cầu nối các bánh xe chủ động được gọi là cầu chủ động,trên đó có truyền lực chính,bộ vi sai và hai nửa trục(bán trục) truyền momen từ vi sai đến các cầu chủ động ở hai bên Các xe du lịch và tải nhỏ được thiết kế để hoạt động đường cứng có cầu chủ động thường là cầu sau(cũng có thể là cầu trước).Xe thường hoạt động đường xấu,đường đồi núi có địa hình phức tạp thì cả hai là cầu chủ động.Xe tải nặng có cầu và thông thường cả ba cầu là cầu chủ động II.2 CHỨC NĂNG – CẤU TẠO TỪNG CỤM HỆ THỐNG II.2.1 DẦM CẦU Công dụng – Phân loại – Yêu cầu 1.1 Công dụng - Vỏ cầu chủ động làm nơi gá đỡ, lắp đặt vi sai, các bán trục và bánh xe chủ động - Phân phối momen cho các bánh xe chủ dộng - Điều khiển các bánh xe chủ động quay với vận tốc khác xe qua khúc quanh - Thu hút và truyền dẫn momen xoắn cầu sau lên khung xe qua trung gian nhíp lá,thanh giữ hoặc ớng xoắn - Vỏ cầu chủ động còn là nơi gắn vững chắc các giá đỡ,các vấu để bắt chặt nhíp lá hay lò xo treo xe,làm nơi lắp đặt hệ thống thắng các bánh sau xe 1.2 Phân loại a Theo loại cầu có thể chia ra: - Không dẫn hướng,không chủ động - Dẫn hướng,không chủ động - Không dẫn hướng,chủ động - Dẫn hướng,chủ động b Theo phương pháp chế tạo cầu chủ động chia ra: - Loại dập hàn - Loại chồn ( chế tạo bằng phương pháp chồn) - Loại đúc - Loại liên hợp c Theo kết cấu vỏ cầu chia ra: - Loại vỏ cầu liền - Loại vỏ cầu rời 1.3 Yêu cầu - Có hình dạng và tiết diện đảm bảo chịu được tác dụng lực thẳng đứng - Có độ cứng vững và trọng lượng bé( vì vỏ cầu là trọng lượng không được treo trọng lượng lớn sẽ gây tải trọng động lớn lên lốp xe) - Có độ kín tớt,vật liệu tớt để tránh được nước,bụi,bùn và các thứ khác làm hư hỏng các cấu cầu chủ động Cấu tạo của dầm cầu: Thông thường vỏ cầu chủ động được kết cấu nhiều phần làm bằng thép lá dày hàn dính với nhau.Phần giữa vỏ cầu đuoc chế tạo bằng thép đúc làm nơi gắn với vi sai.Tùy theo kết cấu,vỏ cầu chủ động có hai loại bản: - Vỏ cầu rời : Được gắn với phần trước vỏ cầu ( phần có bánh chủ động).Vít cấy được gắn vỏ cầu để định vị phần vỏ rời.Một vòng đệm kín lắp giữa hai mặt vỏ cầu để ngăn rò rỉ sầu - Vỏ cầu liền : Được chế tạo phận vỏ cầu.Nắp che bằng kim loại hay bằng nhôm được gắn với vỏ cầu bằng bu long Loại vỏ cầu liền có hai kiểu bản sau : - Loại BANJO hình dưới được sử dụng nhiều - Loại SPLIT ở dưới, kết cấu gồm hai hay nhiều phần ráp lại với nhau,loại này phở biến II.2.2 BỘ TRUYỀN LỰC CHÍNH Cơng dụng – Phân loại – u cầu 1.1 Cơng dụng: Truyền lực là để tăng momen xoắn và truyền momen xoaén qua boä vi sai đến các bán trục đặt dưới góc nào đó ( thường là 90 độ) đối với trục dọc ơtô 1.2 Phân loại a Theo trùn lực chính chia ra: - Cặp bánh côn với bánh cong gồm có: + Loại truyền động thông thường : Tâm trục các bánh cắt tại một điểm + Loại truyền động HYPOID : Tâm trục các bánh không cắt mà nằm hai mặt phẳng - Loại truyền động bánh thẳng - Loại trục vít b Theo cặp bánh ăn khớp chia ra: - Loại đơn : Với một cặp bánh ăn khớp,có tỷ số truyền nhỏ ( i = – 3) - Loại kép : Với hai cặp bánh ăn khớp, có tỷ số truyền lớn ( i = – 12 ) loại này có thể phân : bánh nón và bánh trụ,bánh nón truyền lực chính và bánh trụ truyền lực cạnh c Theo cấp tỷ số truyền chia : - Loại một cấp tỷ số truyền không đổi - Loại nhiều cấp tỷ số truyền( thường hai cấp) 1.3 Yêu cầu : - Phải đảm bảo tỷ số truyền cần thiết để phù hợp với chất lượng kéo và tính kinh tế nhiên liệu tốt nhất - Đảm bảo hiệu suất truyền động phải cao cả thay đổi nhiệt độ và tốc độ quay - Đảm bảo có độ cứng vững tốt,làm việc không ồn để tăng thời hạn làm việc - Có kích thước chiều cao không lớn để tăng khoảng sáng gầm xe - Trọng lượng phần không treo phải nhỏ Chưc : Bộ truyền lực chính là bộ truyền và giảm tốc bánh cấp hoặc cấp (tức là gồm một hoặc một cặp bánh truyền lực) lắp cầu chủ động của ô tô có nhiệm vụ : Truyền momen từ các trục các đăng hoặc trực tiếp từ hộp số đến bộ vi sai Trong trường hợp hộp số đặt dọc và truyền momen cầu sau qua các đăng dọc xe thì bộ truyền bánh của truyền lực chính có cặp bánh côn để truyền moment giữa hai trục vuông góc,truyền lực chính loai đơn chỉ có một cặp bánh côn,còn loại kép có thêm một cặp bánh trụ Trong trường hợp động và hộp số đặt ngang và hộp số truyền động trực tiếp truyền lực chính thì truyền lực chính là cặp bánh trụ nghiêng và bánh chủ động thường nằm hộp số Giảm tốc và tăng momen truyền đến các bánh xe để đảm bảo tỷ số truyền chung và thích hợp của hệ thống truyền lực hộp số vẫn nhỏ gọn Cấu tạo a Truyền lực loại đơn Bộ truyền lực hay truyền lực trung gian loại đơn chỉ có cặp bánh ăn khớp,bao gồm bánh chủ động và bánh bị đồng 2, dạng côn xoắn hay dạng Hypoid hoặc dạng trụ thẳng hay nghiêng Sơ đồ cấu trúc cặp bánh truyền lực chính: Bộ truyền lực loại đơn dạng bánh xoắn Ngày xe thường dùng dạng bánh Hypoid Bánh Hypoid có khoảng cách từ tâm bánh côn chủ động hạ thấp so với đường tâm vòng răng.Bánh côn chủ động và vòng vi sai hiện đại là kiểu Hypoid Do truyền động bánh Hypoid có điểm khác thường là trục bánh côn chủ động và bánh bị động không cắt mà cách khoảng không gian.Như vậy sẽ có số ưu điểm được áp dụng ơtơ hiện đại : - Truyền lực cặp bánh Hypoid ngày càng thay thế cho bánh côn xoắn thông thường vì lý sau: Độ dịch chuyển Hypoid E= (0,25 – 0.200)d (trong đó d là đường kính vòng tròn sở bánh bị động)do tạo điều kiện hạ thấp trọng tâm ôtô,cho phép xe ổn định.Kết cấu vững vàng chắc chắn Và gảm được ứng suất tiếp - Góc nghiêng đường xoắn bánh chủ động lớn nhiều so với bánh bị động ,do tâm trục cách khoảng không gian.Kết quả là cùng kích thước bánh bị động,kích thước bánh chủ động tăng nhiều so với truyền bánh xoắn (20 - 25%) và trục bánh chủ động lớn hơn.Do đó làm việc có nhiều ăn khớp cùng lúc.Nhờ đó kết cấu vững hơn,tuổi thọ bánh cũng tăng lên,các vào khớp êm dịu không gay tiếng ồn - Tuy nhiên truyền động Hypoid đòi hỏi phải lắp xác và bánh côn chủ động phải có điểm tựa chắc chắn,hiện tượng trựơt theo chiều dọc.Nghĩa là trượt theo các tăng theo cả chiều dài và mặt cạnh.Vì vậy can chú ý bảo vệ mặt khỏi kẹt,nóng lên quá mức và mài mòn nhanh.Muốn vậy bề mặt bánh phải được bảo vệ bằng màng dầu nhờn bền vững.Do đó,phải dùng dầu bôi trơn đặc biệt để bơi trơn truyền động Ví dụ cầu sau xe Toyota Crown: b Truyền lực loại kép Bộ truyền lực loại kép có hai cặp bánh ăn khớp :Cặp bánh (1, 2) dạng côn xoắn và cặp bánh (3, 4) dạng trụ thẳng hoặc nghiêng Thông thường truyền lực loại kép được sử dụng các ơtơ có sức chở lớn.Loại này ứng dụng ở những nơi cần có tỷ số truyền lớn và khoảng cách vỏ vi sai với mặt đường bé Truyền lực loại kép gồm hai cặp bánh : Một cặp bánh nons và cặp bánh trụ.Có hai phương án đặt bánh : + Phương án tương đối phổ biến là hai cặp bánh cùng đặt vỏ và vi sai đặt sau cặp thứ hai,hai cặp bánh và vi sai đặt giữa cầu + Phương án hai là cặp bánh nón và vi sai đặt sau hộp số hay giữa cầu,bánh trụ đặt bán trục Trong phương án đầu momen xoắn truyền đến vi sai sẽ lớn phương án sau,nên các chi tiết vi sai được chế tạo với kích thước lớn hơn.Ở phương án hai,cặp bánh trụ có thể bớ trí ăn khớp với truyền động xích,nhưng có khuyết điểm là cồng kềnh,đắt tiền vì thêm chi tiết Kiểu truyền động kép phổ biến hiện được trình bày hình bên dưới,trong đó cặp bánh thứ là cặp bánh nón hay bánh Hypoid,còn cặp bánh thứ hai là cặp bánh răng thẳng hay nghiêng.Răng nghiêng làm việc êm dịu thẳng và tuổi thọ cao hơn.Nhưng ôtô chuyển động lùi,lực chiều trục bánh trụ nghiêng và tải trọng lên ổ bi bên phải sẽ tăng lên cao.Vì có lực chiều trục tác dụng lên bánh trụ bị động nên cần phải lắp ổ bi nón vỏ vi sai có thể điều chỉnh đựơc quá trình sử dụng c Tỷ số truyền truyền lực chính: Số vành nhiề̀u số bánh hình côn, có nghĩa là hệ thống truyền động ô tô có giảm tốc và tăng momen giữa trục truyền các đăng và bánh xe chủ động Tỷ số giảm tốc này thay đổi tùy theo tính ô tô và kiểu thiết kế động .Nó thay đổi từ 3.36:1 đế́n 5:1 đối với xe du lịch Đối với xe tải nặng, tỷ số giảm tốc khoảng 9:1 Với yêu cầu giảm tốc lớn thế, vi sai được trang bị thêm số bánh để̉ giảm tốc để̉ giảm tốc hai lần Tỷ số truyền truyền lực chính được diễn tả sau : Tỷ số truyền = Số củ̉a bánh vành chậu / số bánh quả̉ dứa Thông thường tỷ số truyền không được làm tròn thành số nguyên.Làm vậy để tránh cho cặ̣p bánh ăn khớp cùng nhau, giúp cho các bánh mòn II.2.3 BỘ VI SAI Công dụng – Phân loại – Yêu cầu 1.1 Công dụng Bộ vi sai cầu chủ động có tác dụng đảm bảo cho các bánh xe quay với vận tốc khác xe quay vòng , chuyển động không bằng phẳng, hoặc có khác giữa các bán kính lăn hai bánh xe, đồng thời phân phối lại mômen xoắn cho hai nửa trục xảy các trường hợp nêu Bộ vi sai đặt giữa các cầu chủ động có tác dụng phân phối mômen xoắn cho các cầu theo yêu cầu thiết kế nhằm nâng cao tính kéo xe có nhiều cầu chủ động Bộ vi sai có nhiệm vụ : - Truyền momen động đến các bánh xe - Đóng vai trò là cấu giảm tốc cuối cùng trước momen xoắn truyền đến các bánh xe 10 nhẹ mô men xoắn vào làm cho vòng chịu chuyển trở lại vào cùng pha với các ly hợp bị truyền động, lại gài mọi lại Sau đó toàn cấu trở lại vị trí hoàn toàn bị khoá cho đến lần quẹo cua kế tiếp Bộ khoá không quay, không để bánh xe quay giảm tốc độ, chỉ có bánh xe ngoài tăng tốc Vì lý này nó không được sử dụng ở những loại máy mà tốc độ bánh lúc quay khác xa Khi quẹo gắt, các máy này sẽ không giảm tốc độ an toàn Bộ vi sai hạn chế trượt (LDS) 5.1 Công dụng LSD là cấu có tác dụng hạn chế tác dụng vi sai hai bánh xe dẫn động bắt đầu có hiện tượng trượt để tạo lực dẫn động phù hợp ở bánh xe làm cho xe chạy m Nếu lái xe có vi sai thông thường đường bùn và tuyết hoặc nó quay vòng đột ngột loại đường nói trên,công suất truyền động sẽ bị mát các bánh quay tròn không bám đường.Hơn nữa,nếu các bánh chủ động mắc vào ổ gà hoặc kẹt bùn thì bánh xe đó sẽ bắt đầu quay trượt ở tốc độ cao,nhưng bánh xe sẽ đứng yên ,hoặc đứng yên chỗ và xe không có khả thoát khỏi ổ gà và vũng bùn Nếu bánh xe quay trượt đường có dính bùn,cát,và tuyết.v.v… hoặc nếu bánh xe rơi vào ổ gà hoặc lỗ và không thể qua được hoặc nếu quay vòng bánh xe “nổi” lên mặt đường,thì moment truyền đến sẽ giảm và tính ởn định sẽ bị ảnh hưởng.Bộ vi sai hạn chế trượt được thiết kế để giúp giảm bớt những vấn đề này bằng việc bổ sung thêm chức hạn chế trượt vào những chức hiện có vi sai thông thường 5.2 Phân loại * Loại LDS khớp thuỷ lực * Loại LDS cảm biến moment kiểu bánh xoắn * Loại LDS cảm nhận moment quay * Loại LDS có nhiều đĩa 5.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động a Loại LSD khớp thuỷ lực: Nó là loại khớp (ly hợp) thuỷ lực truyền mômen quay bằng sức cản nhớt dầu, sử dụng sức cản nhớt dầu này để hạn chế tác dụng vi sai 26 Loại LSD khớp nối thuỷ lực này được sử dụng nhiều ở vi sai trung tâm các xe các loại xe 4WD để hạn chế tác dụng vi sai Ngoài sớ LSD khớp nối thuỷ lực còn được dùng vi sai các xe FF và FR b LSD cảm biến mômen kiểu bánh xoắn: Bộ hạn chế trượt này hoạt động chủ yếu nhờ lực ma sát được tạo giữa các đỉnh các bánh hành tinh và vách hộp vi sai, và ma sát được tạo giữa mặt đầu bánh bán trục và vịng đệm chặn 27 Nguyên tắc làm việc hạn chế trượt này là làm cho phản lực Ft (được hợp thành từ hai lực gồm phản lực ăn khớp bánh hành tinh và bánh bán trục, và phản lực ăn khớp bản thân các bánh hành tinh) có thể đẩy bánh hành tinh theo chiều quay hộp vi sai và tỷ lệ với mômen đầu vào Do phản lực Ft, lực ma sát được tạo giữa đỉnh bánh hành tinh và vách hộp vi sai sẽ tác động theo hướng làm bánh hành tinh ngừng quay và vậy tác dụng vi sai đ được hạn chế c Loại LSD cảm nhận mơmen quay: Lực hạn chế vi sai được tạo từ ma sát cạnh giữa các bánh bán trục và các trục vít, và ma sát giữa vỏ hộp vi sai, cc vịng đệm chặn và các bánh bán trục Trong loại LSD cảm nhận mômen quay này, lực hạn chế vi sai thay đổi mạnh và nhanh theo mômen quay tác động vào nó Do đó, nếu nhả bàn đạp ga xe quay vịng, vi sai sẽ lm việc m dịu vi sai bình thường Tuy nhiên, trường hợp có mômen lớn tác động, thì lực hạn chế vi sai lớn sẽ được tạo d Loại có nhiều đĩa: Lò xo hình ống được lắp giữa các bánh bán trục trái và phải để giữ các vịng đệm chặn ép vào cc ly hợp qua cc vịng cch v cc bnh bán trục Do đó, ma sát được tạo giữa các ly hợp và vịng đệm chặn sẽ hạn chế vi sai Đối với loại vi sai này cần phải dùng loại dầu LSD đặc biệt và tham khảo thêm hướng dẫn bảo dưỡng kèm 28 Bôi trơn vi sai 6.1 Chưc : - Tránh mòn, tránh kẹt và kẹt vòng bi - Giảm ma sát và tránh tổn thất công suất - Làm mát các chi tiết (tránh tăng nhiệt độ chuyển động) - Tránh ồn và rung động 6.2 Yêu cầu : - Dầu nhớt phải có đặc tính độ nhớt thích hợp - Đặc tính bơi trơn và áp suất cao - Độ chảy lỗng ở nhiệt độ thấp - Có tính chớng oxy hoá cao - Có tính chớng ăn mòn và rỉ sét cao - Có tính chớng tạo bọt cao - Có tính làm dãn nở cao su thấp * Đặt tính bơi trơn ở áp suất cao Những điều kiện làm việc có áp suất tiếp xúc bánh cao là những điều kiện khắc nghiệt, và màng dầu mỏng sẽ được tạo nên giữa các Do đó, đặc tính bơi trơn ở áp suất cực cao (khả chịu tải) phải được tăng lên bằng cách hòa thêm các phụ gia vào dầu nhớt Với nhiệt và áp suất cao tiếp xúc tạo nên, các chất phụ gia này sẽ tạo phản ứng với kim loại các và tạo thành màng dầu bôi trơn 6.3 Phân loại Có hai cách phân loại : Phân loại theo chỉ số độ nhớt (SAE), và phân loại theo phẩm cấp dầu (API) a Quan hệ giữa chỉ số độ nhớt SAE nên dùng và nhiệt độ làm việc Dầu nhớt dùng bôi trơn vi sai thường dùng là dầu bánh SAE 800w – 90, nó được dùng để giảm ma sát giữa các phận chuyển động cầu sau.Vòng quay vẩy tung dầu lên các phận chuyển động để ngăn ngừa mài mòn Bộ vi sai ma sát thường yêu cầu dùng dầu bôi trơn đặc biệt Nó cần cho việc ăn khớp ly hợp Các đĩa ma sát sẽ không hoạt động đúng chức dùng dầu bôi trơn bình thường 29 Ngoài nếu truyền lực dùng cặp bánh Hypoid phải sử dụng dầu bôi trơn hypoid Vì cặp bánh Hypoid quá trình làm việc có sinh hiện tượng trượt bề mặt làm gia tăng nhiệt cũng tăng mài mòn chi tiết Chính vì thế phải được bơi trơn bằng loại dầu đặc biệt b Phân loại theo phẩm cấp API Dầu nhớt bánh (dầu hộp số) được phân loại theo cả ứng dụng và tính chất khắc nghiệt dầu được sử dụng Phân loại theo cách này được gọi là phân loại theo phẩm cấp Để xe có được tính tớt và hoạt động an toàn, điều quan trọng là chọn loại dầu thích hợp GL-1 : Dầu nhớt nguyên khai dùng cho bánh xoắn, trục vít và cho hộp sớ thường với chế độ làm việc nhẹ, áp suất đơn vị và tốc độ trượt thấp GL-2 : Dùng cho bánh và trục vít với chế độ làm việc tải, nhiệt độ, tốc độ trượt cao GL-1 GL-3 : Dùng cho bánh xoắn và trục vít ở hộp sớ thường với chế độ làm việc tốc độ và tải trung bình Điều kiện làm việc loại nhớt này yêu cầu lớn GL-1 nhỏ GL-4 GL-4 : Dùng cho bánh răng, đặc biệt là bánh hypoid ở xe chở khách và các thiết bị ở các xe khác có điều kiện làm việc : Mômen thấp, tốc độ cao và mômen cao, tốc độ thấp GL-5 : Dùng cho bánh răng, đặc biệt là bánh hypoid ở xe chở khách và các thiết bị ở các xe khác có điều kiện làm việc : tốc độ cao, tải nặng thay đổi đột ngột và tốc độ cao, mômen thấp hoặc tốc độ thấp, mômen cao GL-6 : Dùng cho xe chở khách và xe khác có tính hoạt động và tớc độ cao, bánh hypoid có độ lệch tâm lớn (lệch tâm inchs bằng 2% đường kính bánh vành chậu) 6.4 Thông vi sai Ống thông vi sai làm thoát áp lực hoặc chân không và ngoài vỏ cầu sau với thay đổi nhiệt độ Không có ống thông hơi, áp lực sẽ làm cho dầu bôi trơn vi sai nóng lên tới nhiệt độ nở Dầu sẽ phun ngoài phốt chắn dầu bán trục hay ở phốt chắn dầu bánh chủ động ở truyền lực II.2.4 BÁN TRỤC Công dụng – Phân loại – Yêu cầu 1.1 Công dụng Dùng để truyền mômen quay từ truyền lực tập trung đến bánh xe chủ động, có hai hình thức : Dùng bán trục cho những hệ thống treo phụ thuộc và dùng khớp cacđăng đồng tốc cho những xe có hệ thống treo độc lập hoặc làm thêm nhiệm vụ dẫn đường Trong ôtô nếu đặt dầm cầu liền (hệ thống treo phụ thuộc) thì chuyển động đến các bánh xe chủ động nhờ các bán trục Nếu đặt hệ thống treo độc lập cũng trường hợp truyền mômen đến các bánh dẫn hướng là chủ động thì dùng cac đăng đồng tốc 30 Trong máy kéo xích truyền động đến các bánh sau chủ động còn qua ly hợp chuyển hướng và truyền lực cuối cùng (1,2 cặp bánh răng) Ngoài ra, bán trục còn có tác dụng tiếp nhận tải trọng uốn lực tác động lên bánh xe Tải trọng này là phần ôtô truyền lên các bán trục và cả đường gồ ghề (xe bị xóc), lực li tâm xuất hiện ôtô vào đường vòng hay đường nghiêng Trong máy kéo bánh bơm truyền động đến bánh xe chủ động chỉ qua truyền lực cuối cùng 1.2 Yêu cầu Với hệ thống treo nào, truyền động đến các bánh xe chủ động phải đảm bảo truyền hết mômen xoắn Khi truyền mômen xoắn vận tốc góc các bánh xe chủ động cũng dẫn hướng không được thay đổi 1.3 Phân loại Theo kết cấu cầu thì chia loại cầu liền và cầu rời Theo mức độ chịu lực hướng kích và chiều trục chia : • Loại bán trục khơng giảm tải 31 • Loại bán trục giảm tải na ã Loi ban trc giam tai ắ ã Loi bán trục giảm tải hoàn toàn 4/4 a Loại bán trục không giảm tải Khi ổ bi và ổ bi ngoài đặt trực tiếp lên bán trục (H11.82a) trường hợp này bán trục chịu toàn các lực là : Mômen uốn gây nên lực vòng từ bánh chậu chuyển đầu bán trục, mômen xoắn Mx, phản lực thẳng đứng từ bánh xe Zbx lực kéo Xk, lực phanh Xp, lực cản trực ngang y xuất hiện ôtô máy kéo đường nghiêng hay quay vòng, nghĩa là tất cả các ngoại lực vòng bánh chậu Loại bán trục không giảm tải này hiện ôtô hiện đại không dùng b Loại bán trục giảm nửa (1/2) Loại này ổ bi đặt vỏ vi sai, còn ổ bi ngoài đặt bán trục, bán trục chịu các lực và mơmen sau : Từ phía mặt đường có các lực và phản lực Zbx, Xk, Xp, y còn mômen thì có : Mz = Zbxb; Mk = Xk.rbx hay Mp = xp.rbx mômen My = y.rbx Về phía vi sai có phản lực R, và phản lực y có mômen Mk, Mp Loại bán trục giảm tải nửa được dùng phổ biến máy kéo bánh bơm và số ôtô du lịch c Loại bán trục giảm ¾ Loại này ở bi đặt vỏ hộp vi sai loại bán trục giảm ½ tải, còn ổ bi ngoài được đặt dầm cầu và lồng vào mayơ bánh xe Bố trí vậy bán trục chỉ chịu mơmen xoắn Mk hay mômen phanh Mp và phản lực tác dụng ngang đất y Các lực kéo tiếp tuyến x k và phản lực thẳng đứng đất zbx dầm cầu chịu Ở loại này ổ bi ngoài có thể là ổ bi cầu dãy hoặc ổ bi đũa chỉ có ở Bán trục giảm ¾ tải có ở xe và số xe tải 32 d Loại ban trục giảm hoàn toàn Loại này chỉ khác loại bán trục ¾ tải là kết cấu ở bi ngoài, có hai ổ đặt gần (có thể ổ cầu và ổ côn) Như vậy bán trục chỉ chịu mơmen xoắn Mk hoặc Mp từ phía vi sai (khi phanh bằng phanh tay) và mômen Mk = xk.rbx hay Mp = xp.rbx (từ phía đường tác phanh chính) Các lực xk, y, zbx sẽ khơng truyền đến trục mà chỉ truyền đến dầm cầu (mômen M y = y.rbx ổ bi chịu) Loại giảm tải hoàn toàn được phổ biến tất cả các xe ôtô vận tải cỡ trung bình, cỡ lớn xe ZIL.130, MAZ-200 …vv Bán trục rời 3.1 Cấu tạo Các ôtô có cầu sau chủ động với hệ thống treo độc lập thường chế tạo theo kiểu bán trục rời Bán trục rời thường được dùng vi sai gắn chắc chắn khung xe Khớp các đăng bán trục là cần thiết để cho phép hệ thống treo dịch chuyển lên xuống Kết cấu vậy đảm bảo độ êm dịu chuyển động, vì bánh xe leo qua các vật chướng ngại dịch chuyển mặt phẳng thẳng đứng, lực không tác dụng hay lực tác dụng lên quả cầu liền Bán trục truyền mômen từ bánh vi sai đến các bánh xe chủ động phải thỏa mãn hai yêu cầu sau - Nó phải có cấu bù trừ thay đổi chiều dài bán trục các bánh xe dịch chuyển lên xuống - Do các bánh trước vừa là bánh dẫn hướng, vừa là bánh chủ động nên các bán trục phải có khả đảm bảo góc hoạt động không đổi lái các bánh trước và các bán trục phải làm các bánh trước quay cùng tốc độ Với truyền động loại này sẽ dùng các khớp đồng tốc khác Khớp nối cacđăng bên ngoài là khớp nối cứng, được sử dụng rộng rãi là khớp đồng tốc Rzeppa 3.2 Chiều dài bán trục Chiều dài bán trục phụ thuộc vào vị trí động và hộp số Hơn nữa, tùy vào cấu tạo hộp số mà chiều dài bán trục phải và trái có thể bằng hoặc khác Nếu chiều dài hai bán trục khác thì trục dài có độ cứng nhỏ hơn, nên dễ xảy rung động xoắn truyền mômen Nó dễ gây rung động, tiếng ồn và truyền động không ổn định Sự khác chiều dài bán trục trái và phải cũng có thể làm lắc đột ngột sang phía hay làm xe khơng đởi hướng khởi hành hay tăng ga đột ngột Hiện tượng này gọi là “tự lái” 33 Các phương pháp sau được sử dụng để giảm rung động, tiếng ờn và tính khơng ổn định chuyển động chênh lệch chiều dài và các nguyên nhân tương tự cũng nhờ đó cải thiện tính điều khiển xe a Kiểu giảm chấn động lực học Như hình vẽ dưới kiểu bán trục này có giảm chấn động lực học gắn trục dài nơi dễ bị xoắn và rung động Giảm chấn động lực học này được gắn trục qua đệm cao su Khi bán trục bị xoắn hay rung động, quán tính, giảm chấn có xu hướng quay ở tốc độ không đổi nên đệm cao su bị biến dạng và hấp thụ các rung động hay xoắn b Kiểu dùng trục rỗng Như hình vẽ 6.35 bán trục dài trục rỗng và có đường kính lớn Để tăng độ cứng nó cho độ cứng hai bán trục 34 c Kiểu dùng bán trục Như hình vẽ trục trung gian được gắn ở phía bán trục dài vì vậy bán trục có thể làm cùng chiều dài Kiểu bán trục này được sử dụng ở nhiều xe mà có chênh lệch lớn chiều dài giữa bán trục lớn và nó thường được dùng ở xe có động và hộp số đặt nằm ngang Nếu chệnh lệch chiều dài giữa hai bán trục lớn thì dễ xảy hiện tượng tự lái Khi khởi hành tăng hoặc tăng ga đột ngột, đầu xe bị nâng lên và góc nghiêng (so với mặt phẳng ngang)của bán trục trở nên lốn nên có xu hướng sinh mômen làm các bánh xe xoay quanh trục thẳng đứng khớp ngoài vào phía Mơmen này càng lớn góc nghiêng bán trục càng lớn Vì vậy, hình vẽ dưới, mơmen sinh ở phía bán trục ngắn hai bán trục (bán trục có góc nghiêng θ1 lớn hơn) có xu hướng làm bánh xe quay vào sẽ lớn hơn, mômen trục dài (trục có góc nghiêng θ2 nhỏ hơn) sẽ nhỏ hơn, nên xe có xu hướng quay phía bán trục dài 35 Một phương pháp để ngăn cản tự lái và lắp thêm trục trung gian hình vẽ dưới, vì vậy có thể làm hai bán trục có chiều dài bằng Nếu dùng phương pháp này, góc nghiêng θ1 và θ2 hai bán trục sẽ bằng nên mômen làm các bánh trước xoay vào sẽ khử lẫn và đảm bảo được tính ởn định chủn động thẳng xe Hình 2: Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ ăn khớp bằng đệm điều chỉnh ở hai đầu ổ bi bánh vành chậu 1,2- ổ bi; 3- thân hộp truyền lực chính; 4- thước lá; 5- đệm điều chỉnh; 6vòng đệm; 7- bánh vành chậu + hộp vi sai 36 37 b Khớp theo dấu ghi nhớ vị trí đánh dấu trước tháo và lắp cánh khớp vào bán trục c Lắp cao su che bụi lên cánh khớp Lắp kẹp vỏ cao su che bụi và kẹp giảm chấn a Chắc chắn rằng cao su che bụi lọt vào rãnh trục b Dùng tơ vít bẻ cong dải kẹp và khoá nó hình vẻ c Chắc chắn rằng cao su che bụi không bị dãn hay bị ép co lại bán trục ở chiều dài tiêu chuẩn: Chiều dài tiêu chuẩn bán trục: Trái: 528 ± 5mm Phải 843 ± 5mm d Lắp phanh hãm mới vào trục khớp 38 Lắp bán trục Lắp bán trục a Bôi mỡ MP lên miệng phớt dầu b Dùng búa và đồng thau lắp bán trục đến nó tiếp xúc với trục vi sai c Lắp phía khớp ngoài bán trục vào moayơ Kiểm tra lắp bán trục trứơc a Kiểm tra rằng có độ rơ 2-3mm theo phương dọc trục b Kliểm tra rằng bán trục không bị tụt ngoài nếu kéo nó hết sức bằng tay Lắp cam quay vào đòn treo dưới Môment xiết: 1450 kgf.cm KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu và thực hiện đồ án tốt nghiệp, bằng cố gắng nhóm thực hiện cùng với huớng dẫn tận tình thầy huớng dẫn, nhóm thực hiện hoàn thành nhiệm vụ đồ án tố nghiệp “ Nghiên cứu hệ thống truyền lực 39 ô tô” Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện đồ án nhóm có được những hiểu biết sâu và kỹ hệ thống truyền lực ô tô Trong quá trình thực hiện đồ án mặc dù nỗ lực cố gắng vẫn không thể tránh được sai sót Điều này cũng giúp cho chúng em thêm được nhiều kinh nghiệm đời ĐỀ NGHỊ Từ những kết quả nhóm làm được, bên cạnh đó còn những vấn đề chưa thực hiện được thời gian và kinh phí có hạn, đó là:  Tìm hiểu sâu nữa hệ thống truyền lực giúp đề tài dễ hiểu và cô đọng  Nghiên cứu kỹ hệ thống truyền lực ôtô hiện đại Sau cùng lần nữa em xin chân thành cảm ơn Thầy Th.S Huỳnh Phước Sơn cùng Quý Thầy Khoa Cơ Khí Động Lực trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM và các bạn cùng lớp đóng góp ý kiến giúp nhóm hoàn tất đề tài 40 ... kinh tế nhiên liệu tô? ?t nhất - Đảm bảo hiệu suất truyền ? ?ô? ?ng phải cao cả thay ? ?ô? ?i nhiệt ? ?ô? ? và tô? ?c ? ?ô? ? quay - Đảm bảo có ? ?ô? ? cứng vững tô? ?t,làm việc không ô? ?n để tăng thời... du lịch ? ?ô? ?i với xe tải nặng, tỷ số giảm tô? ?c khoảng 9:1 Với yêu cầu giảm tô? ?c lớn thế, vi sai được trang bị thêm số bánh để̉ giảm tô? ?c để̉ giảm tô? ?c hai lần Tỷ số truyền... giảm tô? ?c và tăng momen giữa trục truyền các đăng và bánh xe chủ động Tỷ số giảm tô? ?c này thay ? ?ô? ?i tùy theo tính ô tô và kiểu thiết kế động .Nó thay ? ?ô? ?i từ 3.36:1 đế́n 5:1 ? ?ô? ?i