KET CAU O TO

Sơ đồ a) Động cơ, ly hợp và hộp số đặt hàng dọc phía trƣớc đầu ô tô, cầu chủ động đặt sau ô tô, trục cac đăng nối giữa hộp số và cầu chủ động. Chiều dài từ hộp số đến cầu chủ động sau [r]

(1)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang

CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ

1 Lịch sử phát triển

1.1 Trên giới

1.2 Tại Việt Nam 10

2 Công dụng, cấu tạo yêu cầu chung ô tô 10

2.1 Cấu tạo chung ô tô 11

2.1.1 Động 11

2.1.2 Khung-gầm ô tô 11

2.1.3 Thân vỏ ô tô 11

2.1.4 Điện thân ô tô 11

2.2 Phân loại ô tô 12

2.2.1 Theo tải trọng số chỗ ngồi 12

2.2.2 Theo nhiên liệu sử dụng 12

2.2.3 Theo công dụng 13

2.3 Yêu cầu chung ô tô 14

2.3.1 Những yêu cầu thiết kế chế tạo 14

2.3.2 Những yêu cầu sử dụng 14

2.3.3 Những yêu cầu bảo dƣỡng sửa chữa 15

CHƢƠNG BỐ TRÍ CHUNG TRÊN Ơ TƠ 16

1 Cơng thức bánh xe 16

2 Bố trí động 17

3 Bố trí hệ thống truyền lực 18

CHƢƠNG LY HỢP 23

1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 23

1.1 Công dụng 23

1.2 Phân loại 23

1.3 Yêu cầu 24

2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc ly hợp ma sát 25

2.1 Ly hợp ma sát khơ đĩa bị động lị xo trụ bố trí xung quanh 25

2.1.1 Cấu tạo 25

2.1.2 Nguyên lý hoạt động 26

2.2 Ly hợp ma sát khô đĩa bị động lị xo ép hình đĩa 26

2.2.1 Cấu tạo 26

2.2.2 Nguyên lý làm việc 27

2.3 Ly hợp ma sát nhiều đĩa 28

(2)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang

2.3.2 So sánh ƣu nhƣợc điểm ly hợp đĩa ly hợp nhiều đĩa 29

3 Cấu tạo cụm chi tiết ly hợp ma sát 29

3.1 Cấu tạo đĩa ly hợp 30

3.2 Cấu tạo đòn mở ly hợp 30

4 Cơ cấu điều khiển ly hợp 31

4.1 Điều khiển khí 31

4.2 Điều khiển thủy lực 32

4.2.1 Cấu tạo 32

4.2.2 Hoạt động 33

4.3 Điều khiển điện tử 34

5 Trợ lực ly hợp 35

5.1 Dẫn động khí cƣờng hóa khí nén 35

5.1.1 Cấu tạo 35

5.2 Dẫn động thủy lực cƣờng hóa khí nén 36

5.2.1 Cấu tạo 36

5.2.2 Nguyên lý hoạt động 36

6 Ly hợp thủy lực 38

6.1 Cấu tạo 38

6.2 Nguyên lý hoạt động 39

6.3 Ƣu nhƣợc điểm ly hợp thủy lực 39

CHƢƠNG HỘP SỐ 40

1 Công dụng, phân loại yêu cầu 40

1.1 Công dụng 40

1.2 Phân loại 40

1.3 Yêu cầu 40

2 Truyền động bánh 41

2.1 Truyền động bánh 41

2.2 Tỷ số truyền truyền động bánh 41

2.2.1 Khái niệm tỷ số truyền 41

2.2.2 Công thức tỷ số truyền 42

3 Cấu tạo hộp số thơng dụng 42

3.1 Hộp số tiến lùi, loại trục 42

3.1.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động 42

3.1.2 Những điều cần lƣu ý 43

3.2 Hộp số ô tô số tiến, số lùi, loại trục 44

(3)

3.3 Hộp số số tiến, số lùi, trục 46

3.3.2 Những điều cần ý 47

3.4 Hộp số ô tô số tiến, lùi loại trục ( có tỷ số truyền tăng) 48

4 Cấu tạo chi tiết hộp số 50

4.1 Vỏ nắp hộp số 50

4.2 Trục sơ cấp 50

4.3 Trục trung gian 50

4.4 Trục thứ cấp 51

4.5 Trục số lùi 51

4.6 Cơ cấu sang số 51

4.7 Bộ đồng tốc 52

4.7.1 Nhiệm vụ 52

4.7.2 Cấu tạo 53

4.7.3 Hoạt động 54

CHƢƠNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 55

1 Giới thiệu hộp số tự động 55

2 Các phận hộp số tự động 55

2.1 Bộ biến mô 56

2.1.1 Đặc điểm kết cấu 56

2.1.3 Chức khớp chiều 60

2.1.4 Một số thơng số đặc tính biến mơ 61

2.1.5 Cơ cấu ly hợp khóa biến mô 62

2.2 Bộ bánh hành tinh 63

2.2.1 Chức 63

2.2.2 Cấu tạo chung bánh hành tinh 64

2.2.3 Nguyên lý hoạt động cấu hành tinh 65

2.2.4 Tỷ số truyền bánh hành tinh 67

2.3 Phanh hãm ly hợp 68

2.3.1 Phanh hãm 68

2.3.2 Phanh dải 70

2.3.3 Ly hợp khớp chiều 71

(4)

CHƢƠNG HỘP PHÂN PHỐI 74

1 Công dụng, phân loại hộp phân phối 74

1.1 Công dụng 74

1.2 Phân loại 74

1.2.1 Theo cấp số truyền 74

1.2.2 Theo tỷ lệ phân chia moment cầu 74

1.2.3 Theo dạng điều khiển gài cầu 74

2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động hộp phân phối 75

2.1 Cấu tạo chung hộp phân phối 75

2.2 Cấu tạo số hộp phân phối ô tô du lịch 76

2.2.1 Hộp phân phối ô tô Toyota Land Cruiser 4WD 76

2.2.2 Hộp phân phối ô tô Mitsubishi Pajero 4WD 77

2.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động hộp phân phối xe tải 78

2.3.1 Hộp phân phối hai cấp không thƣờng xuyên gài cầu trƣớc 78

2.3.2 Hộp phân phối hai cấp gài hai cầu thƣờng xuyên có vi sai cầu 80

CHƢƠNG CÁC ĐĂNG 82

1.1 Công dụng 82

1.2 Phân loại 82

1.2.1 Theo công dụng 82

1.2.2 Theo đặc điểm động học 83

1.2.3 Yêu cầu 83

2 Các đăng khác tốc 83

2.1 Sơ đồ cấu tạo động học 83

2.1.1 Sơ đồ cấu tạo 83

2.1.2 Động học 84

2.2 Cấu tạo 86

3 Các đăng đồng tốc 88

3.1 Nguyên lý hình thành đăng đồng tốc kiểu bi 88

3.2 Các đăng đồng tốc kiểu Veise 90

3.3 Các đăng đồng tốc kiểu bi Rzeppa 90

3.4 Các đăng đồng tốc dạng Tripod 91

3.5 Các đăng đồng tốc kiểu chữ thập kép 93

CHƢƠNG CẦU DẪN HƢỚNG 94

(5)

GV ThS Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang

1.2 Phân loại 94

1.3 Yêu cầu 94

2 Phân tích kết cấu cầu dẫn hƣớng 95

2.1 Cầu dẫn hƣớng không chủ động 95

2.2 Cầu dẫn hƣớng chủ động 95

2.3 Vị trí lắp đặt bánh xe dẫn hƣớng 96

2.3.1 Góc nghiêng ngồi (Camber) 97

2.3.2 Độ chụm bánh xe  (Toe in, Toe out) 98

2.3.3 Góc nghiêng trục đứng  (Kingpin) 99

2.3.4 Góc nghiêng sau trục đứng  (Caster) 99

CHƢƠNG CẦU CHỦ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ 100

A Truyền lực 100

1 Cơng dụng, phân loại, yêu cầu 100

1.1 Công dụng 100

1.2 Phân loại 100

1.3 Yêu cầu 101

2 Phân tích kết cấu truyền lực 101

2.1 Bánh nón thẳng 101

2.2 Bánh nón cong 102

2.3 Bánh hypoit 103

2.4 Trục vít-bánh vít 103

2.5 Truyền lực kép 104

3 Độ cứng vững truyền lực 105

3.1 Độ cững vững bánh chủ động truyền lực 105

3.2 Độ cứng vững bánh nón bị động 106

B Bộ truyền vi sai 107

1.3 Yêu cầu 107

2 Phân tích kết cấu vi sai 108

2.1 Vi sai đối xứng 108

2.2 Vi sai không đối xứng 109

3 Cơ cấu gài vi sai cƣỡng 109

C Bán trục 110

(6)

1.3 Yêu cầu 111

2 Phân tích kết cấu loại bán trục ô tô 111

2.1 Bán trục không giảm tải 111

2.2 Bán trục giảm tải ½ 111

2.3 Bán trục giảm tải ¾ 111

2.4 Bán trục giảm tải hoàn toàn 111

D Dầm cầu chủ động 112

CHƢƠNG 10 HỆ THỐNG PHANH 114

1.3 Yêu cầu 115

2 Phân tích kết cấu hệ thống phanh 115

2.1 Cơ cấu phanh 115

2.1.1 Cơ cấu phanh trống-guốc 115

2.1.2 Phanh đĩa 122

2.1.3 So sánh ƣu nhƣợc điểm cấu phanh đĩa so với cấu phanh trống guốc 124

2.2 Dẫn động phanh 124

2.2.1 Dẫn động phanh thủy lực 125

2.2.2 Dẫn động phanh khí nén 126

2.3 Trợ lực phanh 129

2.3.1 Trợ lực phanh thủy lực-chân không 129

2.3.2 Trợ lực phanh khí nén-thủy lực 130

2.4 Cấu tạo vài chi tiết điển hình 133

2.4.1 Xilanh 133

2.4.2 Xi lanh 134

2.4.3 Xi lanh loại dịng 135

2.4.4 Các loại van điều chỉnh hệ thống phanh 136

3 Hệ thống phanh ABS 139

3.1 Giới thiệu chung hệ thống ABS 139

3.2 Sơ đồ chung hệ thống phanh ABS 139

3.3 Các phận hệ thống phanh ABS 139

3.3.1 Cảm biến tốc độ bánh xe 141

3.3.2 Cảm biến giảm tốc 143

(7)

GV ThS Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang

CHƢƠNG 11 HỆ THỐNG LÁI 149

1.2.1 Theo bố trí bánh lái 149

1.2.2 Theo số lƣợng bánh dẫn hƣớng 149

1.2.3 Theo kết cấu nguyên lý cấu lái 149

1.2.4 Theo kết cấu trợ lực 149

1.3 Yêu cầu 150

2 Động lực học quay vịng tơ 150

3 Phân tích kết cấu hệ thống lái 151

3.1 Cơ cấu lái 152

3.1.1 Trục vít-cung 152

3.1.2 Trục vít-con lăn 152

3.1.3.Trục vít-chốt quay 153

3.1.4 Loại liên hợp 153

3.2 Dẫn động lái 154

3.3 Trợ lực lái 154

3.3.1 Khái quát chung 154

3.3.2 Bơm thủy lực 156

3.3.3 Bộ trợ lực thủy lực khối 157

3.3.4 Bộ trợ lực lái loại cần đẩy 159

3.3.5 Bộ trợ lực lái khí nén 162

4 Hệ thống lái điện tử 162

4.1 Giới thiệu hệ thống lái điện tử 162

4.2 Các phận hệ thống lái điện tử 163

4.2.1 Cảm biến tốc độ 163

4.2.2 ECU trợ lực lái 164

4.2.3 Van điện 164

CHƢƠNG 12 HỆ THỐNG TREO 165

1.2.1 Theo phận hƣớng 165

1.2.2 Theo phần tử đàn hồi 165

1.3 Yêu cầu 165

(8)

2.1 Bộ phận hƣớng 167

2.1.1 Nhiệm vụ 167

2.1.2 Đặc điểm kết cấu 167

2.2 Bộ phận đàn hồi 177

2.2.1 Nhiệm vụ 177

2.2.2 Kết cấu 177

2.3 Bộ phận giảm chấn 181

2.3.1 Nhiệm vụ 181

2.3.2 Bộ giảm chấn đòn 182

2.3.3 Giảm chấn ống 182

3 Hệ thống treo điện tử 183

3.1 Giới thiệu chung hệ thống treo điện tử (TEMS) 183

3.2 Đặc điểm hệ thống treo điện tử 184

3.2.1 Thay đổi chế độ giảm chấn 184

3.2.2 Điều khiển chống chúi đuôi xe 185

3.2.3 Điều khiển chống nghiêng ngang 185

3.2.4 Chống chúi mũi 186

3.2.5 Điều khiển tốc độ cao 187

3.2.6 Chống chúi đuôi chuyển số 187

(9)

CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ

1 Lịch sử phát triển 1.1 Trên giới

Ơ tơ xuất 100 năm Chiếc xe Karl Benz chế tạo năm 1885

trên sở xe ngựa kéo, lắp thêm động xi lanh có cơng suất tƣơng đƣơng 1-2 mã lực Ơ tơ có ba bánh, bánh trƣớc hai bánh sau

Cùng năm này, Gottieb Daimler, ngƣời Đức khác đặt động lên xe đạp gỗ Năm 1886, ông chế tạo xe bốn bánh

Hai anh em Charles Frank Duryea chế tạo xe tai Mỹ năm 1893 Cho đến năm 1895, Henry Ford, Ransom Olds nhiều ngƣời khác chế tạo ô tô Mỹ

Cho đến năm 1990, nhiều nhà máy Detroit chế tạo tơ nhƣng chúng cịn đắt Năm 1908, Henry Ford xây dựng dây chuyền chế tạo ô tô, nhờ hạ giá thành xe đáng kể Kiểu xe chế tạo dây chuyền Model T Ford Trong vòng 20 năm, 15 triệu xe Model T Ford đƣợc bán

Hình 1.1 Chiếc tơ Ford

(10)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 10

Các hãng ô tô hàng đầu giới nhƣ: GM, Ford, Toyota, Mercedes, Nissan, Renault-Volvo, Fiat, Honda Các hãng sản xuất 35.3 triệu năm

Ở Nhật Bản, có loạt nhà máy sản xuất xe nhƣ: Toyota, Nissan, Mitsubishi, Mazda, Isuzu, Honda, Suzuki…đang đối thủ cạnh tranh lớn với nhà sản xuất ô tô Mỹ Châu Âu

Tại Hàn Quốc có hãng lớn Huyndai, Kia, Deawoo Mỗi năm hãng sản xuất triệu xe tơ, nhờ vào công nghiệp chế tạo ô tô mà nƣớc trở thành nƣớc phát triển khu vực châu Á Thái Bình Dƣơng

Công nghiệp ô tô đƣợc coi ngành công nghiệp công nghiệp khổng lồ, giàu giới với sản lƣợng hàng năm đạt đến 600 tỷ USD Đây ngành công nghiệp tổng hợp nơi tập trung hồn thiện cơng nghệ ứng dụng tiến kỹ thuật cao, có tác động thúc đẩy phát triển nhiều ngành công nghiệp khác nhƣ khí, điện tử, điều khiển tự động, vật liệu kim loại phi kim loại,…

1.2 Tại Việt Nam

Giai đoạn 1: Giai đoạn chế tạo thử nghiệm đơn chiếc, năm 1960 với xe bánh CHIẾN THẮNG kết thúc vào năm 1970-1972 với xe TRƢỜNG SƠN xe vận chuyển nông thôn VC1 nhà sản suất nƣớc thực không phát triển trực tiếp đƣợc

Giai đoạn 2: Lắp ráp với liên doanh tơ có vốn nƣớc ngồi năm 1992 phát triển mạnh từ năm 1997-1998 mà hàng loạt liên doanh đƣợc cấp phép cuối năm 1995 hồn tất việc xây dựng Sự có mặt liên doanh đặc biệt liên doanh với hãng Toyota, Ford… có đóng góp đáng kể cho công nghiệp ô tô Việt Nam

2 Công dụng, cấu tạo yêu cầu chung ô tơ

(11)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 11 2.1 Cấu tạo chung ô tô

2.1.1 Động

Là nguồn lƣợng học có nhiệm vụ cung cấp công suất đến bánh xe chủ động nhằm làm cho ô tô di chuyển, phần lớn động ô tô sử dụng loại động đốt

2.1.2 Khung-gầm ô tô

Kết cấu chung khung-gầm ô tô bao gồm hệ thống nhƣ sau:

a Hệ thống truyền lực: dùng để truyền moment xoắn từ động đến bánh xe chủ động, đồng thời cho phép thay đổi độ lớn chiều hƣớng moment xoắn; bao gồm phận sau: ly hợp, hộp số, truyền động đăng, truyền lực vi sai, bán trục

b Hệ thống điều khiển: dùng để điều khiển hƣớng chuyển động thay đổi tốc độ ô tô theo ý muốn ngƣời lái xe; bao gồm cấu sau: hệ thống lái hệ thống phanh

c Khung xe hệ thống treo: dùng để nâng đỡ động tồn thân xe Nó vừa địi hỏi phải có độ cứng cao vừa phải đảm bảo độ giảm xóc, giúp hạn chế tần số dao động xe di chuyển

d Vành bánh xe lốp ô tô: giúp giảm va xóc tạo lực bám tốt với mặt đƣờng

2.1.3 Thân vỏ ô tô

Là phần cơng tác hữu ích tơ, dùng để chở khách hàng hóa Đối với xe tải buồng lái thùng xe; xe khách xe chỗ ngƣời ngồi lái hành khách

2.1.4 Điện thân ô tô

(12)

GV ThS Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 12 2.2 Phân loại ô tô

2.2.1 Theo tải trọng số chỗ ngồi

Ơ tơ có tải trọng nhỏ: Trọng tải chuyên chở nhỏ 1.5 ô tơ có số chỗ ngồi chỗ ngồi

Ơ tơ có trọng tải trung bình: Trọng tải chuyên chở lớn 1.5 nhỏ 3.5 có số chỗ ngồi lớn nhỏ 30

Ơ tơ có trọng tải lớn: Trọng tải chuyên chở lớn 3.5 số chỗ ngồi lớn 30 chỗ ngồi

Ơ tơ có trọng tải lớn: Tải trọng chuyên chở lớn 20 tấn, thƣờng đƣợc sử dụng vùng mỏ

Hình 1.2 Phân loại ô tô

2.2.2 Theo nhiên liệu sử dụng

- Ơ tơ chạy xăng

(13)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 13

- Ơ tơ chạy khí gas

- Ơ tơ đa nhiên liệu

- Ơ tô chạy điện

2.2.3 Theo công dụng

- Ơ tơ chở ngƣời

+ Ơ tơ con: Có số chỗ ngồi khơng lớn 9, kể cho ngƣời lái

+ Ơ tơ khách: Có số chỗ ngồi từ 10 trở lên, bao gồm chỗ cho ngƣời lái

+ Ơ tơ chở ngƣời loại khác: Là ô tô chở ngƣời nhƣng khác với loại tơ nói (xe chun dùng)

- Ơ tơ chở hàng: Ơ tơ có kết cấu trang bị chủ yếu để chở hàng hóa, cabin có bố trí tối đa hai hàng ghế Có thể phân ô tô chở hàng thành loại sau:

+ Ơ tơ thùng hở

+ Ơ tơ thùng có mui phủ

+ Ơ tơ thùng kín

+ Ô tô tải tự đổ

+ Ô tô tải có cần cẩu

(14)

Hình 1.3 Các loại ô tô chuyên dùng

2.3 Yêu cầu chung ô tô

2.3.1 Những yêu cầu thiết kế chế tạo

- Ơ tơ phải mang tính đại, có kết cấu tối ƣu, kích thƣớt nhỏ gọn, bố trí cách phù hợp với điều kiện đƣờng xá khí hậu

- Tạo dáng xe phù hợp với yêu cầu thẩm mỹ

- Vật liệu chế tạo chi tiết phải có độ bền cao, chống gỉ tốt nhằm nâng cao độ tin cậy tuổi thọ ô tô Nên dùng loại vật liệu nhẹ để giảm tự trọng ô tô

- Kết cấu chi tiết phải có tính cơng nghệ cao, dễ gia cơng

2.3.2 Những yêu cầu sử dụng

- Ô tơ phải có tính động lực cao: nhƣ tốc độ trung bình cao nhằm nâng cao suất vận chuyển, thời gian tăng tốc quãng đƣờng tăng tốc ngắn, xe khởi động dễ dàng

- Ơ tơ phải có tính an tồn cao, đặc biệt hệ thống lái hệ thống phanh

- Ô tơ phải đảm bảo tính tiện nghi cho lái xe hành khách, thao tác nhẹ nhàng đảm bảo tầm nhìn tốt

- Mức tiêu hao nhiên liệu, dầu bôi trơn…

(15)

2.3.3 Những yêu cầu bảo dưỡng sửa chữa

- Số lƣợng điểm bơi trơn phải để giảm công bơm dầu (nên thay điểm bôi trơn có vú mở vật liệu bơi trơn vĩnh cữu)

- Giảm công kiểm tra siết chặt cách sử dụng bu long, vít cấy, đai ốc có tính tự hãm cao

- Giảm cơng điều chỉnh cách thay khâu điều chỉnh tay điều chỉnh tự động dễ điều chỉnh

- Kết cấu ô tô phải đảm bảo cho công tác tháo lắp dễ dàng, thuận tiện cho công tác sửa chữa, thay phụ tùng

(16)

CHƢƠNG BỐ TRÍ CHUNG TRÊN Ơ TƠ

1 Công thức bánh xe

Bánh xe chủ động bánh xe nhận đƣợc công suất truyền từ động đến, bánh xe chủ động quay làm cho ô tô chuyển động

Nếu bánh sau bánh chủ động, ta có xe rear-wheel driver (RWD)

Nếu bánh trƣớc bánh chủ động, ta có xe front-wheel driver (FWD)

Nếu bánh chủ động, ta có four-wheel driver (4WD)

Nếu ký hiệu:

a- Số trục bánh xe

b- Số trục chủ động cơng thức bánh xe đƣợc viết a x b

(17)

GV ThS Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 17 2 Bố trí động

Khoang chứa động ô tô thƣờng nằm phía đầu xe Khi nâng nắp capo, ta thấy động số cụm khác đƣợc lắp gần nhƣ máy nén khí hệ thống lạnh, máy phát điện xoay chiều, bơm trợ lực tay lái, động khởi động, tăng áp khí nạp, bình ắp quy Các cụm đƣợc nối với thông qua dây dẫn điện hay ống dẫn dầu

Tuy nhiên tùy thuộc vào nhà chế tạo, động đƣợc bố trí phía trƣớc phía sau, bố trí dọc theo xe bố trí ngang

Khi bố trí dọc, thơng thƣờng cầu chủ động cầu sau Động đƣợc lắp với hộp số, thông qua trục đăng vi sai, công suất đƣợc truyền đến bánh xe sau Đây công thức bánh xe động đặt trƣớc, cầu sau cầu chủ động

Hình 2.2 Các phƣơng án bố

trí động

(18)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 18 3 Bố trí hệ thống truyền lực

Hệ thống truyền lực tập hợp cụm chi tiết với chức khác Thông thƣờng bao gồm:

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

- Hoặc hộp số thủy lực, hộp phân phối, cầu chủ động, trục đăng, khớp nối, bánh xe,…

(19)

(20)

(21)

GV ThS Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 21

Sơ đồ a) Động cơ, ly hợp hộp số đặt hàng dọc phía trƣớc đầu ô tô, cầu chủ động đặt sau ô tô, trục cac đăng nối hộp số cầu chủ động Chiều dài từ hộp số đến cầu chủ động sau lớn nên trục phải đặt ổ treo Sơ đồ thông dụng quen thuộc nhiều ô tô gặp

Sơ đồ b) Động cơ, ly hợp, hộp số chính, cầu o tơ nhằm dọc phía trƣớc, tạo nên cầu trƣớc cầu chủ động Toàn cụm liên kết với thành khối lớn, gọn Nhờ cấu trúc trọng tâm xe nằm lệch hẳn phía đầu ô tô, kết hợp với cấu tạo vỏ ô tô tạo khẳ ổn định cao có lực bên tác động, đồng thời giảm độ nhạy cảm với gió bên Song không gian đầu ô tô chất hẹp

Sơ đồ c) Động cơ, ly hợp, hộp số nằm ngang đặt trƣớc ô tô, cầu trƣớc chủ động Toàn cụm truyền lực làm liền khối, trọng lƣợng khối động lực nằm lệch hẳn phía trƣớc đầu ô tô giảm đáng kể độ nhạy cảm ô tô với lực bên nhằm nâng cao khả ổn định tốc độ cao Trong cầu chủ động: truyền bánh trụ thay cho truyền bánh côn

Sơ đồ b,c ngày thông dụng, đặt ô tô cầu chủ động, có tốc độ cao nhằm đảm bảo trọng lƣợng phân bố phía trƣớc lớn điều có lợi cho khả điều khiển ô tô giảm nhẹ công việc lắp ráp sản xuất

Sơ đồ d) Động cơ, ly hợp, hộp số, cầu chủ động làm thành khối gọn phía sau tơ, cầu chủ động Cụm động nằm sau cầu chủ động Cấu trúc gặp tô loại 4,5 chỗ ngồi, tồn lý cơng nghệ truyền thống hãng sản xuất thực loại ô tô mini bus

Sơ đồ e) Giống nhƣ sơ đồ d nhƣng cụm động nằm quay ngƣợc lại, đặt sau cầu sau

(22)

Sơ đồ g) Động cơ, ly hợp đặt trƣớc xe, hộp số chính, cầu xe đặt sau ô tô tạo nên khối lớn, trục đăng nối ly hợp hộp số Trục đăng đặt kín vỏ bọc làm tốt bảo vệ che bụi cho hệ thống Trọng lƣợng san cho hai cầu

Sơ đồ h) Động cơ, ly hợp đặt trƣớc, hộp số chính, hộp phân phối đặt dọc phía đầu tô, cầu trƣớc cầu sau chủ động Nối hộp phân phối cầu trục đăng Sơ đồ nà thƣờng gặp tơ có khả việt dã cao, ô tô chạy đƣờng xấu

(23)

CHƢƠNG LY HỢP

1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1 Công dụng

- Nối động với hệ thống truyền lực ô tô di chuyển

- Ngắt động khỏi hệ thống truyền lực trƣờng hợp ô tô khởi hành chuyển số;

- Đảm bảo cấu an toàn cho chi tiết hệ thống truyền lực gặp tải nhƣ trƣờng hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp

1.2 Phân loại

- Theo phƣơng pháp truyền moment

+ Ly hợp ma sát: Moment truyền động nhờ bề mặt ma sát

+ Ly hợp thủy lực: Moment truyền động nhờ lƣợng chất lỏng

+ Ly hợp điện từ: Moment truyền động nhờ tác dụng từ trƣờng nam châm điện

+ Ly hợp liên hợp: Moment truyền động cách kết hợp hai loại kể

- Theo trạng thái làm việc ly hợp

+ Ly hợp thƣờng mở

+ Ly hợp thƣờng đóng

- Theo phƣơng pháp phát sinh lực ép đĩa ép

(24)

+ Loại nửa ly tâm: Lực ép phát sinh ra, lực ép lị xo cịn có lực ly tâm trọng lƣợng phụ ép thêm vào

+ Loại ly tâm: Ly hợp ly tâm sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng mở ly hợp

- Theo phƣơng pháp dẫn động ly hợp

+ Dẫn động khí

+ Dẫn động thủy lực

+ Dẫn động có cƣờng hóa: Khí nén

1.3 Yêu cầu

- Ly hợp phải có khả truyền hết moment động mà không bị trƣợt điều kiện sử dụng

- Khi đóng ly hợp phải êm dịu để giảm tải trọng va đập sinh hộp số khởi hành ô tô sang số lúc ô tô chuyển động

- Khi mở ly hợp phải dứt khoát nhanh chóng, tách động khỏi hệ thống truyền lực thời gian ngắn

- Moment quán tính phần bị động ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh khởi hành sang số

- Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ

- Bề mặt làm việc phải thoát nhiệt tốt

(25)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 25 2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc ly hợp ma sát

Đối với ly hợp, mặt cấu tạo ngƣời ta chia làm phận chính:

- Cơ cấu ly hợp: Là phận thực việc nối ngắt truyền động từ động đến hệ thống truyền lực

- Dẫn động ly hợp: Là phận thực việc đóng mở ly hợp

- Trợ lực ly hợp: Là phận giảm nhẹ lực đạp từ ngƣời lái

2.1 Ly hợp ma sát khô đĩa bị động lị xo trụ bố trí xung quanh

2.1.1 Cấu tạo

Hình 3.1 Cấu tạo ly hợp ma sát đĩa bị động loại loại lò xo trụ

(26)

hợp điều khiển đĩa ép Các đòn mở ly hợp đƣợc ấn vào tác động chân đạp ly hợp, qua tác động lên bạc đạn chà

2.1.2 Nguyên lý hoạt động

- Trạng thái đóng ly hợp: Ở trạng thái này, lị xo có đầu tựa vào thân ly hợp, đầu cịn lại tì vào đĩa ép tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động với bánh đà làm cho phần chủ động phần bị động thành khối cứng Lúc moment từ động đƣợc truyền từ phần chủ động sang phần bị động ly hợp thông qua bề mặt ma sát đĩa bị động với đĩa ep bánh đà Tiếp moment đƣợc truyền vào xƣơng đĩa bị động qua giảm chấn đến moay truyền vào trục ly hợp Lúc ổ bi tỳ đầu địn mở có khe hở từ 3-4 mm tƣơng ứng với hành trình tự bàn đạp ly hợp từ 30-40mm

- Trạng thái mở ly hợp: Khi cần ngắt truyền động từ động đến trục thứ cấp hộp số, ngƣời ta tác dụng lực vào bàn đạp thơng qua địn kéo mở, bạc mở mang ổ bi tỳ dịch chuyển sang trái Sau khắc phục hết khe hở, ổ bi tỳ vào đòn mở Nhờ có khớp lề địn mở liên kết với thân nên đầu đòn mở kéo đĩa ép nén lò xo lại để dịch chuyển sang bên phải Lúc bề mặt ma sát phận chủ động bị động ly hợp đƣợc tách ngắt truyền động từ động đến hệ thống truyền lực

2.2 Ly hợp ma sát khơ đĩa bị động lị xo ép hình đĩa

(27)

a Trạng thái đóng b Trạng thái mở

Hình 3.2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát đĩa bị động loại lị xo ép hình đĩa

Về mặt cấu tạo, ly hợp ma sát khơ đĩa lị xo ép hình đĩa gồm phận chi tiết tƣơng tự nhƣ ly hợp ma sát khô đĩa lị xo trụ bố trí xung quanh Điểm khác biệt thay lị xo trụ bố trí xung quanh ngƣời ta sử dụng lị xo đĩa hình với góc lớn (khoảng 1760 ) Với việc sử dụng lò xo dạng hình đĩa ngƣời ta tận dụng kết cấu để đóng mở ly hợp mà khơng cần phải có địn mở riêng Mặt đáy đĩa ép hình đƣợc tỳ trực tiếp vào đĩa ép, phần đĩa ép đƣợc liên kết với vỏ Mặt đỉnh đĩa ép đƣợc sử dụng để mở ly hợp bạc mở ép lên

2.2.2 Nguyên lý làm việc

- Trạng thái đóng: Do phần đĩa ép tì vào thân ly hợp nên mặt đáy tì vào đĩa ép ép chặt đĩa bị động với bánh đà, làm cho phần chủ động bị động ly hợp trở thành khối cứng moment đƣợc truyền từ động tới trục ly hợp

(28)

GV ThS Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 28 2.3 Ly hợp ma sát nhiều đĩa

2.3.1 Cấu tạo hoạt động

- Ly hợp ma sát loại nhiều đĩa có nguyên lý tƣơng tự nhƣ ly hợp ma sát loại đĩa, khác loại có thêm đĩa ép để lị xo tỳ vào

Hình 3.3 Kết cấu ly hợp ma sát nhiều đĩa

- Vị trí đóng: Vỏ ly hợp đƣợc bắt chặt bánh đà bu long nên luôn quay với bánh đà Đĩa ép ép chặt đĩa ma sát vào bánh đà, đĩa ép ép đĩa ma sát phía sau vào đĩa ép Đĩa ép ép chặt đĩa ma sát trƣớc vào bánh đà thành khối nhờ lò xo ép 10 Lò xo luôn trạng thái làm việc Khi trục khuỷu động quay làm bánh đà quay làm đĩa ma sát quay theo Moay đĩa ma sát đƣợc lắp trƣợt trục sơ cấp hộp số rãnh then hoa Do đĩa ma sát quay làm trục sơ cấp hộp số quay nên moment quay động đƣợc truyền qua hộp số

(29)

tách đĩa ép đĩa ma sát phía sau Lúc lị xo đẩy đĩa ép tách khỏi đĩa ma sát phía trƣớc Moment quay động tách rời với trục sơ cấp hộp số

2.3.2 So sánh ưu nhược điểm ly hợp đĩa ly hợp nhiều đĩa

- Ly hợp nhiều đĩa có kết cấu phức tạp ly hợp đĩa, mở khơng dứt khốt ly hợp đĩa, nhƣng đóng êm ly hợp đĩa Ly hợp nhiều đĩa truyền đƣợc moment lơn ly hợp đĩa ma sát lớn

- Nếu truyền trị số moment quay động nhƣ ly hợp nhiều đĩa có đƣờng kính ngồi đĩa ma sát nhỏ ly hợp đĩa, kích thƣớc vỏ ly hợp nhỏ gọn

- Nhƣng ngƣời ta có xu hƣớng dùng loại đĩa ma sát nhiều kết cấu tƣơng đối đơn giản

3 Cấu tạo cụm chi tiết ly hợp ma sát

(30)

GV ThS Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 30 3.1 Cấu tạo đĩa ly hợp

Hình 3.5 Cấu tạo đĩa bị động

Đĩa ma sát hay đĩa bị động gồm đĩa thép gợn sóng liên kết với moay lỗ then hoa nhờ lò xo giảm chấn Hai bố ma sát đƣợc ghép hai bên đĩa thép đinh tán Cơng dụng đĩa thép gợn sóng có tính đàn hồi dập tắt va chạm đĩa ly hợp bị ép mạnh vào mặt bánh đà

3.2 Cấu tạo đòn mở ly hợp

(31)

Hình 3.6 Cấu tạo đòn mở ly hợp

Về mặt kết cấu, địn mở ly hợp phải có độ cứng vững tốt, mặt phẳng tác dụng lực Khi mở ly hợp, đĩa ép dịch chuyển tịnh tiến, khớp lề đòn mở lại quay quanh điểm nối đòn mở với tai đĩa ép nên để tránh cƣỡng cho địn mở chi tiết nối với địn mở vỏ ly hợp phải có kết cấu tự lựa

4 Cơ cấu điều khiển ly hợp 4.1 Điều khiển khí

Loại đƣợc sử dụng nhiều tơ kết cấu đơn giản làm việc đảm bảo

Cấu tạo loại đơn giản nhƣng không thuận tiện ô tô vận tải Nhất trƣờng hợp động bố trí xa ngƣời lái Cấu tạo cấu đƣợc giới thiệu hình bên dƣới Khi ấn chân lên bàn đạp ly hợp, trục ly hợp xoay làm chuyển động hệ thống dây cáp tác động đòn mở ly hợp, đòn mở ly hợp ấn ổ bi tỳ đè lên cần đẩy nâng mâm ép lên giải phóng đĩa ly hợp khỏi bánh đà

(32)

Hình 3.7 Kết cấu dẫn động khí ly hợp ma sát

4.2 Điều khiển thủy lực

4.2.1 Cấu tạo

(33)

Hình 3.8 Kết cấu dẫn động thủy lực ly hợp ma sát

4.2.2 Hoạt động

Khi tác dụng lực vào bàn đạp, cần đẩy đẩy piston xi lanh sang trái nén dầu, dầu từ xi lanh qua ống dẫn dầu đến xi lanh làm việc đẩy piston xi lanh làm việc sang bên phải đẩy cần đến địn mở ly hợp

Khi thơi tác dụng lực lên bàn đạp, lò xo kéo chi tiết dẫn động vị trí ban đầu

(34)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 34 4.3 Điều khiển điện tử

Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý điều khiển điện tử

Hình vẽ dƣới giới thiệu sơ đồ khối hệ thống điều khiển cắt nối khớp ly hợp kiểu Đây kiểu cắt nối khớp thủy lực đƣợc điều khiển điện tử Trong phƣơng pháp ngƣời ta thƣờng không cần dùng bàn đạp ly hợp Một loạt cảm biến thu nhận thông tin mức độ đóng mở bƣớm ga chế hịa khí, chế độ hoạt động động cơ, ly hợp số hộp số Sau gửi thông tin đến modun xử lý điều khiển điện tử trung ƣơng ECM

Mỗi ngƣời lái dịch chuyển cần sang số để gài số, ECM tức đánh tín hiệu điều

(35)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 35 11 10

2

8

9 K

3 C

6 D

1

5 Trợ lực ly hợp

5.1 Dẫn động khí cƣờng hóa khí nén

5.1.1 Cấu tạo

Dẫn động khí cƣờng hóa khí nén kết hợp dẫn động khí dẫn động khí nén Dẫn động khí nhằm thực việc điều khiển van phân phối cấp khí nén cho xi lanh thực dẫn động khí nén để mở ly hợp Vì vậy, lực mở ly hợp chủ yếu dẫn động khí nén thực Ƣu điểm kiểu dẫn động tăng đƣợc lực mở ly hợp theo mong muốn Vì kiểu dẫn động thƣờng đƣợc áp dụng ô tô khách đặc biệt ô tô tải cỡ lớn cần lực mở ly hợp lớn

Sơ đồ cấu tạo hệ thống dẫn động khí cƣờng hóa khí nén đƣợc thể hình Hệ thống gồm phận sau: Bàn đạp 1, cụm van phân phối cụm xi lanh lực 12

Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý dẫn động khí trợ lực khí nén

Khi ly hợp đóng, trạng thái van phân phối xi lanh lực nhƣ hình vẽ Lúc nắp van van phân phối dƣới tác dụng lò xo đóng lƣu thơng khí nén từ cửa C đến cửa D nên xi lanh lực 12 trạng thái chƣa làm việc

(36)

cũng dịch chuyển sang phải làm đẩy mở tác dụng lên bạc mở làm bạc mở di chuyển để khắc phục khe hở bạc mở đòn mở Khi bạc mở chạm vào đòn mở, lực cản truyền tới làm piston van phân phối tạm thời dừng lại Trong đó, ngƣời lái tiếp tục tác dụng vào bàn đạp làm vỏ van tiếp tục dịch chuyển sang phải Khi khe hở thân van nắp van đƣợc khắc phục nắp van mở, khí nén từ cửa C thơng qua cửa van sang khoang B vào cửa D theo ống dẫn 15 đến xi lanh lực 12 Dƣới tác dụng khí nén piston 13 dịch chuyển tác dụng vào mở 10 ép bạc mở dịch chuyển sang trái tì vào đòn mở tách đĩa ép khỏi đĩa ma sát, ly hợp đƣợc mở

Khi tác dụng lên bàn đạp ly hợp, dƣới tác dụng lực ép lò xo hồi vị, toàn hệ thống dẫn động trở lại trạng thái ban đầu Khi nắp van van phân phối đƣợc đóng lại khí nén ngừng cung cấp cho xi lanh 12, cịn khí nén khoang dƣới xi lanh 12 theo đƣờng ống 15 trở cửa D vào khoang B thông qua kênh dẫn a để xả ngoài, kết thúc trình mở ly hợp

5.2 Dẫn động thủy lực cƣờng hóa khí nén

5.2.1 Cấu tạo

Dẫn động thủy lực cƣờng hóa khí nén kết hợp dẫn động thủy lực dẫn động khí nén Trong dẫn động thủy lực chủ yếu để điều khiển hoạt động van phân phối khí nén Dẫn động khí nén tạo nguồn lực để thực việc mở ly hợp Vì ngƣời ta tạo lực mở ly hợp theo mong muốn lý mà dẫn động thủy lực cƣờng hóa khí nén đƣợc áp dụng nhiều xe khách xe tải lớn

Sơ đồ cấu tạo hệ thống dẫn động thủy lực cƣờng hóa khí nén đƣợc thể hình dƣới Các chi tiết tên gọi chúng đƣợc thể qua hình vẽ, hệ thống bao gồm phận chính: Xi lanh 3, xi lanh cơng tác 8, cụm van phân phối khí nén xi lanh lực

5.2.2 Nguyên lý hoạt động

(37)

càng mở 11 ép bạc mở 12 dịch chuyển sang trái khắc phục khe hở bạc mở đầu đòn mở Khi bạc mở chạm vào đầu đòn mở, lực cản truyền đến piston làm tạm thời dừng lại Khi ngƣời lái tiếp tục tác dụng lực vào bàn đạp, áp suất dầu khoang C tiếp tục tăng, dẫn đến piston 14 van phân phối dịch chuyển sang trái làm cốc 15 dịch chuyển sang trái theo

Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý dẫn động thủy lực trợ lực khí nén

Sau cốc 15 tì vào van xả 17 tiếp tục dịch chuyển sang trái làm van nạp 18 mở, khí nén từ ống dẫn 19 qua cửa nạp mở để vao khoang B xi lanh lực Nhờ áp lực khí nén piston dịch chuyển sang phải, đẩy mở 11 tiếp tục ép bạc mở 12 lên đòn mở để tách đĩa ép khỏi đĩa ma sát ly hợp đƣợc mở

(38)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 38 6 Ly hợp thủy lực

6.1 Cấu tạo

Các phận ly hợp thủy lực là: Bơm, tuabin đặt đối diện nhau, bên

bơm tua bin có cánh dẫn hƣớng chất lỏng Bơm vỏ ly hợp thủy lực tạo thành khối cứng, moay khối lắp chặt đầu trục khuỷu động Tua bin lắp chặt đầu trục sơ cấp hộp số, vịng đệm bao kín có nhiệm vụ ngăn khơng cho chất lỏng ngồi

(39)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 39 6.2 Nguyên lý hoạt động

Khác với ly hợp ma sát loại hoạt động theo nguyên tắc ma sát khô, ly hợp thủy lực

đƣợc truyền moment chất lỏng

Khi động làm việc đĩa bơm quay, lực ly tâm, chất lỏng chuyển động từ tâm với vận tốc tuyệt đối V1 theo cánh ngồi rìa với tốc độ tuyệt đối V2 ( V2 >V1) bắn vào cánh tua bin, buộc đĩa phải quay theo, chất lỏng tiếp tục di chuyển từ đĩa vào tâm đĩa tuabin sang đĩa bơm, chu kỳ tuần hồn đƣợc lặp lại

Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lý hoạt động ly hợp thủy lực

6.3 Ƣu nhƣợc điểm ly hợp thủy lực

- Ƣu điểm: Kết cấu đơn giản, chi tiết bị hao mịn, hoạt động êm dịu, không ồn không giật thay đổi tốc độ xe

(40)

CHƢƠNG HỘP SỐ

1 Công dụng, phân loại yêu cầu 1.1 Công dụng

- Thay đổi lực kéo bánh xe chủ động ô tô cho phù hợp với điều kiện cản mặt đƣờng

- Thay đổi chiều chuyển động ô tô (tiến lùi)

- Cho xe dừng lại chỗ mà không cần tắt máy cắt ly hợp (vị trí số 0)

- Dẫn động lực ngồi cho phận cơng tác xe chuyên dùng

- Theo bánh

- Theo cấu đổi số

- Theo phƣơng pháp điều khiển

Hiện nay, ô tô thƣờng sử dụng loại hộp số sau:

- Hộp số khí: bao gồm nhiều cấp: 3,4,5 cấp

- Hộp số tự động

1.3 Yêu cầu

Hộp số cần đảm bảo yêu cầu sau:

- Tỷ số truyền cần thiết để có tốc độ chuyển động thích hợp, lực kéo cần thiết bánh xe chủ động đảm bảo tính kinh tế tơ

- Hiệu suất truyền lực cao, làm việc không ồn, sang số nhẹ nhàng, không sinh lực va đập bánh

(41)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 41 2 Truyền động bánh

2.1 Truyền động bánh

Để truyền chuyển động làm thay đổi moment xoắn từ trục khuỷu động đến bánh xe chủ động, thông thƣờng ô tô đƣợc truyền qua bánh hộp số, đƣợc gọi truyền động bánh

Hình 4.1 Kết cấu truyền động bánh

2.2 Tỷ số truyền truyền động bánh

2.2.1 Khái niệm tỷ số truyền

Tốc độ quay hai bánh khớp với nhau, tùy thuộc vào số hay đƣờng kính bánh Ví dụ bánh A dẫn động bánh B đƣờng kính, A B quay số vòng

(42)

2.2.2 Công thức tỷ số truyền

Tỷ số truyền hai bánh ăn khớp với tỷ số số vòng quay bánh chủ động số vòng quay bánh bị động hay số bánh bị động số bánh chủ động

i= nCD/nBD=NBD/NCD=DBD/DCD

Trong đó: n: Số vòng quay bánh

N: Số bánh

D: Đƣờng kính bánh

Nếu:

i<1: Tỷ số truyền tăng

i=1: Tỷ số truyền thẳng

i>1: Tỷ số truyền giảm

3 Cấu tạo hộp số thơng dụng 3.1 Hộp số tiến lùi, loại trục

(43)

Hình 4.2 Sơ đồ kết cấu hộp số tiến, lùi loại trục

- Vị trí tay số 1:

Lúc bánh số trục thứ cấp di chuyển qua ăn khớp với bánh số trục sơ cấp Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

Trục sơ cấp  Bánh số 1Bánh số 4Trục thứ cấp - Vị trí tay số 2:

Lúc bánh trục thứ cấp dịch chuyển qua ăn khớp với bánh số trục sơ cấp Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

Trục sơ cấp Bánh số 2Bánh số 5Trục thứ cấp

Lúc bánh trục thứ cấp dịch chuyển qua ăn khớp với bánh số trục sơ cấp Đƣờng truyền moment nhƣ sau: Trục sơ cấpBánh số 3Bánh số 6Trục thứ cấp

- Vị trí tay số lùi:

Lúc bánh số trục thứ cấp dịch chuyển qua phải ăn khớp với bánh số trục số lùi Do bánh số trục sơ cấp ăn khớp với bánh số trục số lùi nên làm cho trục thứ cấp quay ngƣợc với chiều quay ban đầu Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

Trục sơ cấpBánh số 7Bánh số 8Bánh số 4Trục thứ cấp

3.1.2 Những điều cần lưu ý

(44)

- Bánh số ăn khớp với Các bánh lại khơng vào vị trí tay số khơng ăn khớp với

- Các bánh bánh trụ thẳng Nếu bánh nghiêng phải có đồng tốc

- Để thực việc vào số, bánh phải di chuyển qua lại, nên gọi hộp số dùng bánh di động

- Loại hộp số hai trục sử dụng

3.2 Hộp số ô tô số tiến, số lùi, loại trục

3.2.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động

Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý hộp số tiến, lùi loại trục

Do bánh số số thƣờng xuyên ăn khớp với nên trục sơ cấp chuyển động làm trục trung gian quay theo, bánh số trục thứ cấp bánh số trục số lùi chuyển động theo

(45)

Lúc bánh số trục thứ cấp di chuyển qua ăn khớp với bánh số trục trung gian Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

Trục sơ cấpBánh số 1Bánh số 2Trục trung gianBánh số 3Bánh số 4Trục thứ cấp

- Vị trí tay số

Lúc đồng tốc trục thứ cấp dịch chuyển qua ăn khớp với bánh số trục thứ cấp Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

Trục sơ cấpBánh số 1Bánh số 2Trục trung gianBánh số 5Bánh số 6Bộ đồng tốcTrục thứ cấp

Lúc đồng tốc trục thứ cấp dịch chuyển qua ăn khớp với bánh số trục sơ cấp Đƣờng truyền moment nhƣ sau: Trục sơ cấpBánh số 1Bộ đồng tốcTrục thứ cấp Đây tay số truyền thẳng có tỷ số truyền

- Vị trí tay số lùi

Lúc bánh số trục thứ cấp di chuyển qua ăn khớp với bánh số trục số lùi Do bánh số trục trung gian ăn khớp với bánh số trục số lùi nên làm cho trục thứ cấp quay theo ngƣợc chiều với chiều quay ban đầu Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

Trục sơ cấpBánh số 1Bánh số 2Trục trung gianBánh số 7Bánh số 8Bánh số 4Trục thứ cấp

Hộp số gồm trục: trục sơ cấp, thứ cấp, trục trung gian trục số lùi

(46)

Bánh 3,4,7,8 thẳng bánh 1,2,5,6 nghiêng

Loại đƣợc sử dụng nhiều ô tô

3.3 Hộp số số tiến, số lùi, trục

Do bánh số số thƣờng xuyên ăn khớp với nahu nên trục sơ cấp chuyển động làm cho trục trung gian quay theo, bánh số 6,8 trục thứ cấp bánh số 10 trục số lùi chuyển động theo

Lúc bánh số trục thứ cấp di chuyển qua ăn khớp với bánh số trục trung gian Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

-Trục sơ cấpBánh số 1Bánh số 2Trục trung gianBánh số 3Bánh số 4Trục thứ cấp

(47)

Lúc đồng tốc tay số trục thứ cấp di chuyển qua ăn khớp với bánh số trục thứ cấp Đƣờng truyền moment nhƣ sau: Trục sơ cấpBánh số 1Bánh số 2Bánh số 2Trục trung gianBánh số 5Bánh số 6Bộ đồng tốcTrục thứ cấp

-Vị trí tay số 3:

Lúc đồng tốc tay số 3-4 trục thứ cấp di chuyển qua ăn khớp với bánh số trục thứ cấp Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

Lúc đồng tốc số 3-4 trục thứ cấp di chuyển qua ăn khớp với bánh số sơ cấp Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

Trục sơ cấpBánh số 1Bộ đồng tốcTrục thứ cấp Đây tay số truyền thẳng, có tỷ số truyền

- Vị trí tay số lùi:

Lúc bánh trục thứ cấp di chuyển qua phải ăn khớp với bánh số 10 trục số lùi Do bánh số trục trung gian ăn khớp với bánh số 10 trục số lùi nên làm cho trục thứ cấp quay ngƣợc với chiều quay ban đầu Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

Bánh số 1Bánh số 2Trục trung gianBánh số 9Bánh số 10Bánh số 4Trục thứ cấp

3.3.2 Những điều cần ý

- Hộp số bao gồm trục: trục sơ cấp, trục trung gian, trục thứ cấp trục số lùi

(48)

- Bánh 3,4,9,10 thẳng bánh 1,2,5,6,7,8 bánh nghiêng

- Loại đƣợc sử dụng nhiều ô tô

3.4 Hộp số ô tô số tiến, lùi loại trục ( có tỷ số truyền tăng)

Do bánh số số ăn khớp với nên trục sơ cấp chuyển động làm cho trục trung gian quay theo, bánh 6,8, 10 trục thứ cấp bánh số 12 trục số lùi chuyển động theo

Lúc bánh trục thứ cấp dịch chuyển qua ăn khớp với bánh số trục trung gian Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

(49)

Lúc đồng tốc tay số 2-3 trục thứ cấp di chuyển qua ăn khớp với bánh số trục thứ cấp Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

Lúc đồng tốc tay số 4-5 trục thứ cấp di chuyển qua ăn khớp với bánh số trục sơ cấp Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

Trục sơ cấpBánh số 1Bộ đồng tốcTrục thứ cấp Đây tay số truyền thẳng, có tỷ số truyền

- Vị trí tay số truyền 5:

Lúc đồng tốc tay số 4-5 trục thứ cấp dịch chuyển qua ăn khớp với bánh số 10 trục thứ cấp Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

Trục thứ cấpBánh số 1Bánh số 2Trục trung gianBánh số 9Bánh số 10Bộ đồng tốcTrục thứ cấp Đây tay số truyền nhanh có tỷ số truyền nhỏ

- Vị trí tay số lùi

Lúc bánh số trục thứ cấp di chuyển qua phải ăn khớp với bánh số 12 trục số lùi Do bánh số 11 trục trung gian ăn khớp với bánh số 12 trục số lùi nên làm cho trục thứ cấp quay ngƣợc chiều quay ban đầu Đƣờng truyền moment nhƣ sau:

(50)

- Hiện số ô tô du lịch ( dùng cấp số) hay ô tô tải nhẹ ( dùng hộp số cấp) imax/imin =6.5 tỷ số truyền thẳng

- Đối với tơ có tải trọng lớn dùng hộp số cấp với imax/imin =7-8, tỷ số truyền thẳng tay số truyền nhanh với i=0.75-0.8

4 Cấu tạo chi tiết hộp số 4.1 Vỏ nắp hộp số

Vỏ nắp hộp số làm nhiệm vụ che kín, ngồi cịn tác dụng lắp đặt phận hộp số chứa dầu bôi trơn

4.2 Trục sơ cấp

Hình 4.6 Kết cấu trục sơ cấp hộp số

Trục sơ cấp đƣợc chế tạo thép, đúc liền với bánh chủ động Đầu trƣớc trục sơ cấp gắn với ly hợp, đầu sau trục lắp vào lỗ thành phía trƣớc vỏ hộp số

(51)

Hình 4.7 Kết cấu trục trung gian hộp số

Trục trung gian gồm bánh có đƣờng kính khác nhau, chế tạo thành khối bắt chặt trục Trục trung gian quay với trục sơ cấp bánh truyền động trục trung gian thƣờng xuyên ăn khớp với bánh trục sơ cấp

4.4 Trục thứ cấp

Trục thứ cấp có rãnh then hoa, đầu trƣớc trục lắp vào lỗ đầu sau trục thứ cấp, đầu sau lắp vào lỗ vỏ hộp số Trên rãnh then hoa trục thứ cấp có lắp bánh di động Trục thứ cấp thẳng hàng với tâm trục sơ cấp

Hình 4.8 Kêt cấu trục thứ cấp hộp số

4.5 Trục số lùi

Trục số lùi đƣợc lắp chặt vào lỗ thành vỏ hộp số, bánh số lùi quay trục số lùi

4.6 Cơ cấu sang số

Trong trình sang số, cần số phải thực lúc hai động tác:

- Chọn bánh di động hay đồng tốc cần thiết

- Dịch hƣớng bánh di động hay đồng tốc chọn để cài

Bộ phận dùng để sang số gọi cấu sang số, bao gồm: cần số, ống trƣợt (ống song hành), gắp sang số, lị xo bi định vị, chốt hãm khóa an toàn số lùi

(52)

Dọc theo nắp hộp số có khoan lỗ chƣa ống trƣợt (6,7) Trên ống trƣợt gắn cố định gắp sang số (9) khớp gạt số (10) Đầu cuối cần số cắm vào khớp gạt số

Muốn sang số, ta đẩy đầu cần số vào vị trí định, đầu dƣới cần số dẫn động ống trƣợt gắp sang số cài bánh Các ống trƣợt đƣợc giữ vị trí gài số hay vị trí số nhờ khóa định vị

Hình 4.9 Cấu tạo cấu sang số

Để ngăn ngừa tình trạng cài nhầm số lùi lúc xe chạy số tới, khớp gạt số có bố trí khóa an tồn dành cho số lùi Khóa gồm piston lò xo làm cho ta phải dùng lực lớn bình thƣờng để đẩy cần số muốn sang số lùi

4.7 Bộ đồng tốc

4.7.1 Nhiệm vụ

- Bộ đồng tốc có nhiệm vụ dùng để đồng tốc độ bánh gài số, tránh đƣợc va chạm bánh gài số không xảy tiếng kêu đảm bảo cho tài xế gài số đƣợc nhẹ nhàng

(53)

4.7.2 Cấu tạo

Hình 4.10 Kết cấu đồng tốc

(54)

Hình 4.11 Kết cấu đồng tốc loại chốt hãm

4.7.3 Hoạt động

(55)

CHƢƠNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

1 Giới thiệu hộp số tự động

Hình 5.1 Kết cấu hộp số tự động

Ở hộp số thƣờng, việc thay đổi tốc độ thông qua bàn đạp chân ga, nhƣng cần thay đổi lực kéo cho xe (nhƣ leo dốc, kéo tải nặng,…) thiết phải số thấp nhằm thay đổi lực kéo cho xe, thực công việc trên, tài xế phải sang số tay, đòi hỏi ngƣời lái phải nhận biết tải, tốc độ động để việc chuyển số thích hợp

Nhƣng hộp số tự động, việc nhận biết nhƣ không cần thiết mà việc lên số hay xuống số hoàn toàn tự động thời điểm phụ thuộc vào tải động tốc độ xe

2 Các phận hộp số tự động

- Bộ biến mơ (Torque Converter): Có nhiệm vụ truyền khuếch đại moment từ động cách sử dụng dầu hộp số làm môi trƣờng làm việc

(56)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 56 2.1 Bộ biến mô

2.1.1 Đặc điểm kết cấu

Hình 5.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động biến mô

Về cấu tạo, biến mô bao gồm: cánh bơm, roto tuabin, khớp chiều ly hợp khóa biến mơ

- Cánh bơm

(57)

Hình 5.3 Đặc điểm cấu tạo bánh bơm

- Roto tuabin

(58)

Hình 5.4 Đặc điểm cấu tạo tuabin biến mô

- Stator khớp chiều

Stator đƣợc đặt cánh bơm roto tuabin Nó đƣợc lắp trục stator, trục lắp cố định vào vỏ hộp số qua khớp chiều Các cánh dẫn stator nhận dịng dầu khỏi rotor tuabin hƣớng cho đập vào mặt sau cánh dẫn cánh bơm làm cho cánh bơm đƣợc cƣờng hóa

Hình 5.5 Đặc điểm cấu tạo stator khớp chiều

(59)

a Nguyên lý truyền cơng suất

Hình 5.6 Sơ đồ ngun lý truyền công suất biến mô

Khi cánh bơm đƣợc dẫn động quay từ trục khuỷu động cơ, dầu cánh bơm quay với cánh bơm Khi tốc độ cánh bơm tăng lên, lực ly tâm làm cho dầu bắt đầu văng chảy từ phía ngồi dọc theo bề mặt của cánh dẫn Khi tốc độ cánh bơm tăng lên nữa, dầu bị đẩy ta khỏi cánh bơm đập vào cánh dẫn roto tuabin làm cho roto quay hƣớng với cánh bơm Sau dầu giảm lƣợng va đập vào cánh dẫn roto tua bin, tiếp tục chảy dọc theo máng cánh dẫn roto tuabin từ vào để lại chảy ngƣợc bánh bơm chu kỳ lại bắt đầu

b Nguyên lý khuếch đại moment

Việc khuếch đại moment biến mô đƣợc thực cách cấu tạo biến mơ, ngồi cánh bơm rotor tuabin cịn có stator

(60)

Hình 5.7 Sơ đồ nguyên lý khuếch đại moment biến mô

2.1.3 Chức khớp chiều

Khi tốc độ quay bánh bơm roto tuabin có chênh lệch tƣơng đối lớn (tốc độ cánh bơm lớn tốc độ roto tuabin) dịng dầu sau khỏi roto tuabin vào cánh dẫn stator tác dụng lên stator moment có xu hƣớng làm stator quay theo hƣớng ngƣợc với cánh bơm

Để tạo hƣớng dòng dầu sau khỏi cánh dẫn stator tác dụng lên cánh dẫn bánh bơm theo chiều quay bánh bơm lúc stator phải đƣợc cố định ( khớp chiều khóa)

(61)

2.1.4 Một số thông số đặc tính biến mơ

a Tỷ số truyền biến mô

Tỷ số truyền biến mô đƣợc ký hiệu e đƣợc xác định theo công thức sau:

Tỷ số truyền (e)= Tốc độ rotor tuabin (nr)/ Tốc độ bánh bơm (nB)

b Hệ số biến đổi moment

Hệ số biến đổi moment đƣợc ký hiệu K đƣợc xác định theo công thức

Hệ số biến đổi moment (K)= Moment rotor tuabin (Mr)/ Moment cánh bơm (MB)

C Hiệu suất biến mô

Hiệu suất biến mô đƣợc ký hiệu 

 = (MT.nT/MB.nB).Ke

(62)

2.1.5 Cơ cấu ly hợp khóa biến mơ

Khi ô tô chuyển động đƣờng tốt, vận tốc ô tô cao, lúc moment cản chuyển động nhỏ nên số vòng quay bánh tuabin xấp xỉ số vòng quay bánh bơm Biến mô làm việc chế độ ly hợp (stator đƣợc giải phóng) nhƣng hiệu suất cịn nhỏ (từ 0.8-0.9) Để hiệu suất truyền động biến mô đạt giá trị cao nhất, chế độ ngƣời ta sử dụng ly hợp để khóa cứng biến mơ Tức đƣờng truyền moment từ động đến hộp số đƣợc thực trực tiếp thông qua ly hợp khóa biến mơ nhƣ truyền qua ly hợp ma sát bình thƣờng lúc hiệu suất truyền động

(63)

Hình 5.9 Nguyên lý hoạt động cấu khóa biến mơ

Trạng thái mở ly hợp: Khi ô tô chạy tốc độ thấp moment cản lớn, biến mô thủy lực làm việc chế độ biến mô Lúc nhờ cấu điều khiển thủy lực, dầu có áp suất chảy đến phía trƣớc ly hợp khóa biến mơ, áp suất phía trƣớc phía sau ly hợp nên ly hợp trạng thái mở

Trạng thái đóng ly hợp: Khi tơ chạy tốc độ cao, ứng với moment cản nhỏ Lúc van điều khiển thủy lực hoạt động, hƣớng dòng dầu thủy lực có áp suất chảy đến phần phía sau ly hợp Do piston ép ly hợp vào vỏ ly hợp, kết biến mô đƣợc khóa vỏ trƣớc biến mơ quay với cánh bơm rotor tuabin

2.2 Bộ bánh hành tinh

2.2.1 Chức

- Cung cấp số tỷ số truyền để thay đổi moment tốc độ bánh xe chủ động phù hợp với sức cản đƣờng nhu cầu sử dụng tốc độ ô tô

- Đảo chiều quay trục để thực lùi xe

(64)

2.2.2 Cấu tạo chung bánh hành tinh

Hình 5.10 Đặc điểm kết cấu bánh hành tinh

Cấu tạo gồm: Bánh mặt trời, bánh bao, bánh hành tinh cần dẫn Bánh mặt trời có vành ngồi đƣợc đặt trục quay, bánh bao có vành đƣợc đặt trục quay khác đồng trục với bánh mặt trời Các bánh hành tinh nằm ăn khớp với bánh mặt trời bánh bao Trục bánh hành tinh đƣợc liên kết với cần dẫn có trục quay đồng trục với bánh bao bánh mặt trời

(65)

2.2.3 Nguyên lý hoạt động cấu hành tinh

Cơ cấu hành tinh cấu ba bậc tự tƣơng ứng với ba chuyển động trục bánh mặt trời, bánh bao cần dẫn Vì để có chuyển động từ đầu vào đến đầu ba bậc tự phải đƣợc hạn chế

Nguyên lý truyền động cấu hành tinh đƣợc thể nhƣ sau:

Giảm tốc:

Bánh bao: Phần tử chủ động

Bánh mặt trời: Cố định

Cần dẫn: Phần tử bị động

Khi bánh bao quay theo chiều kim đồng hồ, bánh hành tinh quay xung quanh bánh mặt trời quay xung quanh trục theo chiều kim đồng hồ Điều làm cho tốc độ quay cần dẫn giảm xuống tùy thuộc số bánh bao bánh mặt trời

(66)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 66 Tăng tốc

Bánh bao: Phần tử bị động

Bánh mặt trời: Cố định

Cần dẫn: Phần tử chủ động

Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ, bánh hành tinh quay xung quanh bánh mặt trời chúng quay xung quanh trục theo chiều kim đồng hồ Điều làm cho bánh bao tăng tố tùy thuộc vào số bánh bao bánh mặt trời (hình dƣới)

Hình 5.12 Cơ cấu bánh hành tinh vị trị tăng tốc

Đảo chiều

Ở chế độ này, trạng thái tên gọi phần tử cấu hành tinh đƣợc thể nhƣ sau:

Bánh bao: Phần tử bị động

Bánh mặt trời: Phần tử chủ động

(67)

Khi bánh mặt trời quay theo chiều kim đồng hồ, bánh hành tinh lúc cần dẫn bị cố định nên tự quay quanh trục theo chiều ngƣợc với chiều kim đồng hồ Điều làm cho bánh bao quay ngƣợc chiều kim đồng hồ Lúc bánh bao giảm tốc phụ thuộc vào số bánh bao bánh mặt trời

Hình 5.13 Cơ cấu bánh hành tinh vị trí đảo chiều quay

2.2.4 Tỷ số truyền bánh hành tinh

Tỷ số truyền bánh hành tinh đƣợc tính theo cơng thức:

Tỷ số truyền= Số phần tử bị động/ Số phần tử chủ động

Do bánh hành tinh hoạt động nhƣ bánh trung gian nên số chúng không liên quan đến tỷ số truyền truyền hành tinh Trong truyền bánh hành tinh, để xác định tỷ số truyền bánh bao, bánh mặt trời số cần dẫn Do cần dẫn bánh khơng có nên ta sử dụng số tƣợng trƣng Số cần dẫn đƣợc tính theo

ZC =ZB + ZM

Trong đó:

(68)

ZB số bánh bao

ZM số bánh mặt trời

2.3 Phanh hãm ly hợp

2.3.1 Phanh hãm

(69)

Hình 5.14 Cấu tạo phanh hãm hộp số tự động

Có hai loại phanh: Phanh nhiều đĩa loại ƣớt phanh dải

(70)

2.3.2 Phanh dải

Loại này, dải phanh đƣợc bao quanh trống phanh, trống đƣợc gắn với phận truyền hành tinh Khi phanh, dải phanh cố định xiết vào trống phanh để giữ cho cố định phận truyền hành tinh

(71)

2.3.3 Ly hợp khớp chiều

Ly hợp dùng để nối truyền động từ biến mô đến bánh hành tinh Ly hợp nhiều đĩa loại ƣớt thƣờng đƣợc sử dụng hộp số tự động Nó bao gồm số đĩa thép số đĩa ma sát đƣợc bố trí xen kẽ với Để điều khiển đóng mở ly hợp ngƣời ta dùng áp suất thủy lực Khớp chiều bánh hành tinh có cấu tạo nguyên lý tƣơng tự nhƣ khớp chiều stator biến mô

2.3.4 Hệ thống điều khiển hộp số tự động

Hệ thống điều khiển hộp số tự động nhằm mục đích chuyển hóa tín hiệu mức tải động tốc độ tơ thành tín hiệu thủy lực, sở hệ thống điều khiển thủy lực thực việc đóng mở ly hợp phanh truyền hành tinh để tự động thay đổi tỷ số truyền hộp số phù hợp với chế độ hoạt động ô tơ

Hình 5.16 Sơ đồ hệ thống điều khiển hộp số tự động

(72)

tinh Hầu hết van hệ thống điều khiển thủy lực đƣợc bố trí chung thân van nằm bên dƣới truyền hành tinh Đây đƣợc coi phận chấp hành hệ thống điều khiển Để điều khiển phận chấp hành hoạt động, hệ điều khiển hộp số tự động cần có hai tín hiệu đƣợc coi tín hiệu gốc:

+ Tín hiệu mức tải động cơ: Theo độ mở bƣớm ga tín hiệu mức tải động tạo áp suất thủy lực đƣa đến điều khiển thủy lực

+ Tín hiệu tốc độ tơ: Tín hiệu đƣợc lấy từ van ly tâm đƣợc dẫn động từ trục thứ cấp hộp số Tùy theo tốc độ ô tô, van ly tâm tạo áp suất thủy lực đƣợc đƣa đến điều khiển thủy lực

Áp suất ly tâm áp suất bƣớm ga làm cho van chuyển số điều khiển thủy lực hoạt động Độ lớn áp suất điều khiển độ dịch chuyển van từ chúng điều khiển đƣợc áp suất thủy lực dẫn đến ly hợp phanh truyền hành tinh để thực chuyển số hộp số

(73)

(74)

CHƢƠNG HỘP PHÂN PHỐI

1 Công dụng, phân loại hộp phân phối 1.1 Công dụng

- Hộp phân phối dùng để phân phối moment quay truyền từ hộp số đến cầu chủ động Ngồi cịn làm nhiệm vụ tăng thêm lực kéo cho bánh xe chủ động

- Hộp số phân phối đƣợc dùng tơ có nhiều cầu chủ động đƣợc đặt tách với hộp số

- Ngồi hộp số phân phối cịn đƣợc dùng để dẫn động trang bị máy móc ô tô chuyên dùng nhƣ: dẫn động cấu nâng hạ thùng xe xe ben chở đất, dẫn động hệ thống cẩu hàng xe cẩu,…

1.2.1 Theo cấp số truyền

- Hộp phân phối cấp số truyền

- Hộp phân phối hai cấp số truyền

1.2.2 Theo tỷ lệ phân chia moment cầu

- Tỷ lệ phân chia 1: Loại thƣờng sử dụng cho ô tô du lịch với cấu bánh có kích thƣớc hình học nhƣ nhau, hay vi sai bánh côn đối xứng

- Tỷ lệ phân chia khác 1: Loại sử dụng cho ô tô với cấu vi sai bánh trụ kiểu cấu hành tinh hay vi sai bánh côn không đối xứng

1.2.3 Theo dạng điều khiển gài cầu

- Dạng điều khiển tay: Thơng qua cấu khí

(75)

- Dạng điều khiển khí nén: Loại thƣờng sử dụng ô tô tải, lực điều khiển gài cầu đƣợc thực hiên cặp piston xi lanh khí nén

- Dạng điều khiển tự động: Loại thƣờng sử dụng ô tô du lịch đại

2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động hộp phân phối 2.1 Cấu tạo chung hộp phân phối

Hình 6.1 Sơ đồ cấu tạo chung hộp phân phối

Đặc điểm hộp số bánh bánh có số nhƣ Khi truyền dẫn moment từ hộp số cầu sau cầu trƣớc, có vị trí nhƣ nhau:

(76)

- Vị trí truyền thẳng: bánh số vị trí ăn khớp với bánh số Muốn phân phối moment quay truyền cầu trƣớc, bánh số đƣợc cài vào ăn khớp với phần bánh số Khi muốn cắt moment quay cầu trƣớc, bánh số đƣợc tách khỏi phần ăn khớp với bánh số

2.2 Cấu tạo số hộp phân phối ô tô du lịch

2.2.1 Hộp phân phối ô tô Toyota Land Cruiser 4WD

Sơ đồ cấu tạo hộp phân phối xe Toyota Land Cruiser 4WD đƣợc thể bên dƣới

Trong hộp phân phối, việc phân chia moment tới cầu cịn bố trí vi sai cầu Trục chủ động hộp phân phối có bố trí thêm bánh thẳng có gắn then hoa với trục để dẫn động trục trích cơng suất cho cụm tời

Trục trung gian mang theo bánh lớn liên kết cố định với trục quay vỏ, cịn bánh nhỏ nằm phía sau để dẫn động trục thứ cấp, đƣợc quay lồng khơng trục Bánh nhỏ đƣợc nối với trục thông qua ống gài Khi ống gài nằm phía trƣớc, bánh nhỏ quay khơng tải Khi ống gài nằm phía sau, bánh nhỏ truyền không tải, ống gài đƣợc dẫn động nhờ nạng gài kép nhằm thực gài số truyền đồng thời trục trung gian trục thứ cấp

Trên trục thứ cấp có vi sai bánh côn đối xứng Bộ vi sai đặt bên cạnh bánh nghiêng lớn Hai bánh lớn nhỏ tạo nên hai số truyền Giữa hai bánh ống gài đồng tốc với ba vị trí L-N-H

(77)

Hinh 6.2 Hộp số phân phối xe Toyota Land Cruiser 4WD

2.2.2 Hộp phân phối ô tô Mitsubishi Pajero 4WD

Ơ tơ Mitsubishi Pajero 4WD có nhiều loại khác nahu, điển hình loại sử dụng phân phối hai cấp có truyền xích nối với cầu trƣớc Hộp phân phối có bố trí vi sai trung tâm

Cấu tạo hộp phân phối bao gồm hai khối:

- Khối tạo hai cấp số truyền

- Khối vi sai trung tâm có truyền xích nối với cầu trƣớc

(78)

thứ cấp Trục trung gian cố định vỏ, bánh đƣợc quay lồng khơng trục (có hai bánh răng) Trục thứ cấp mang ống gài số, bánh lồng trục Ống gài có ba vị trí tính từ đầu xe lại: Vị trí số truyền thẳng, vị trí số trung gian vị trí số truyền thấp (i<1) Trục thứ cấp nối thẳng phía sau ghép then hoa với trục bánh vi sai

Khối vi sai truyền xích dẫn động cầu trƣớc bao gồm vi sai đối xứng bánh côn Vỏ vi sai đƣợc dẫn động thông qua trục bánh vi sai Các bánh mặt trời nối với trục dẫn động hai cầu trƣớc sau

Hình 6.3 Hộp phân phối ô tô Mitsubishi Pajero 4WD

2.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động hộp phân phối xe tải

2.3.1 Hộp phân phối hai cấp không thường xuyên gài cầu trước

Hộp phân phối hai cấp loại bao gồm bốn trục năm bánh Trục chủ động

(79)

2 4 3

5

6

9

8

bánh nhỏ số di trƣợt trục then hoa, bánh đc gối vỏ hai ổ bi Trên có bánh số 9, bánh ăn khớp then với trục cố định không di trƣợt trục

Hình 6.4 Hộp phân phối hai cấp không thƣờng xuyên gài cầu trƣớc

Cấp nhanh: Lúc chạy cầu chủ động phía sau bánh di trƣợt số trục đƣợc gạt sang bên phải để ăn khớp bánh liên trục bị động Lúc moment đƣợc truyền thẳng từ trục sang trục đến cầu chủ động phía sau

(80)

Lúc moment đƣợc truyền đến trục bị động để dẫn động cầu trƣớc

Cấp chậm: Trong trƣờng hợp cần tăng lực kéo cầu chủ động, ngƣời ta sử dụng cấp số truyền thấp

Ở cấp số truyền này, bánh di trƣợt số trục chủ động đƣợc gạt sang bên trái ăn khớp với bánh số 7, bánh di trƣợt số trục trung gian đƣợc gạt sang bên phải ăn khớp với bánh số số Lúc đƣờng truyền moment từ trục chủ động đến bánh 7, đến trục 5, đến bánh đến bánh cuối đến trục bị động để dẫn động cầu sau cầu trƣớc Nhƣ số truyền thấp, hộp phân phối dẫn động hai cầu

2.3.2 Hộp phân phối hai cấp gài hai cầu thường xuyên có vi sai cầu

(81)

Hộp phân phối có bốn trục: Trục chủ động 1, trục trung gian 5, trục bị động dẫn động cầu sau trục bị động cầu trƣớc 9, năm bánh trụ, vi sai côn đối xứng, hai ống gài

Trục chủ động đƣợc gối vỏ hai ổ bi hai phía trục có lắp hai bánh răng: bánh nhỏ bánh lớn Hai bánh quay trơn trục Giữa hai bánh có bố trí ống gài với mục đích để truyền moment từ trục tới hai bánh quay trơn nói

Trục trung gian đƣợc chế tạo liền với hai bánh (một nhỏ, lớn) đƣợc gối lên vỏ ổ bi

Bộ vi sai hai nửa trục bị động đƣợc bố trí thành khối đồng trục đƣợc gối lên vỏ ổ bi Vỏ vi sai đƣợc lắp với bánh trụ bu long, bánh ăn khớp thƣờng xuyên với bánh nhỏ trục trung gian Vì hai cầu chủ động thƣờng xuyên đƣợc dẫn động nên hộp phân phối phải bố trí vi sai Trong vi sai cịn có cấu khóa vi sai nhờ ống gài 10

Cấp nhanh: Khi hộp phân phối sử dụng cấp nhanh, lúc ống gài đƣợc gạt sang trái để truyền moment từ trục chủ động sang bánh lớn số Từ bánh lớn số 2, moment đƣợc truyền sang bánh vỏ vi sai thông qua bánh nhỏ trục trung gian Moment đƣợc truyền đến vỏ vi sai, đến bánh hành tinh, đến bánh mặt trời 7, đến hai nửa trục bị động để dẫn động cầu

Cấp chậm: Khi hộp phân phối sử dụng cấp chậm, lúc ống gài đƣợc gạt sang phải để truyền moment từ trục chủ động sang bánh nhỏ Từ bánh nhỏ moment đƣợc truyền sang bánh vỏ vi sai thông qua bánh lớn nhỏ trục trung gian Moment đƣợc truyền đến vỏ vi sai, đến bánh hành tinh, đến bánh mặt trời 7, đến hai nửa trục bị động để dẫn động cầu

(82)

CHƢƠNG CÁC ĐĂNG

Các đăng khớp nối cấu nối truyền moment Nó dƣợc sử dụng để truyền

moment cụm không cố định đƣờng trục cụm bị thay đổi vị trí tƣơng đối q trình làm việc Ví dụ hệ thống truyền lực ô tô, đăng đƣợc dùng để nối hộp số với cầu chủ động để nối cầu chủ động bánh xe hệ thống treo độc lập

Hình 7.1 Sơ đồ truyền động đăng

Vì đặc điểm nên để truyền động đăng phải đảm bảo động học đầu vào đầu mà cịn phải có khả dịch chuyển dọc trục để thay đổi độ dài trục đăng

Ngoài ra, để truyền moment với khoảng cách lớn, thân trục đăng đƣợc chế tạo thành hai phần Một phần gắn với thân xe, phần lại gắn với cầu xe Giữa đoạn thân khớp nối

1.2.1 Theo công dụng

- Các đăng nối hộp số với cầu chủ động

(83)

- Các đăng nối hộp số với thiết bị phụ: bơm thủy lực, tời kéo…

1.2.2 Theo đặc điểm động học

- Các đăng khác tốc: Tốc độ quay trục chủ động bị động qua khớp đăng khác nhau;

- Các đăng đồng tốc: Tốc độ quay trục chủ động bị động qua khớp đăng nhau;

- Khớp nối: Khớp nối khác đăng khả truyền moment trục chủ động bị động qua khớp nối giới hạn khoảng 30 -60

1.2.3 Yêu cầu

- Ở số vịng quay nào, trục đăng khơng bị võng va đập, cần phải giảm tải trọng động moment quán tính sinh đến trị số đảm bảo an toàn

- Các trục đăng phải đảm bảo quay không sinh tải trọng động

- Đối với đăng khác tốc phải đảm bảo xác động học trình làm việc trục chủ động bị động lệch góc để đảm bảo hai trục quay tốc độ

- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có độ cứng vững tốt, hiệu suất truyền động cao

2 Các đăng khác tốc

2.1 Sơ đồ cấu tạo động học

2.1.1 Sơ đồ cấu tạo

Cấu tạo đăng khác tốc bao gồm nạng 5, nạng bị động nạng chữ thập

(84)

Hình 7.2 Cấu tạo khớp đăng khác tốc

2.1.2 Động học

(85)

Hình 7.3 Động học đăng khác tốc

Lợi dụng tính chất động học truyền đăng đƣợc sử dụng hai khớp đăng đƣợc bố trí theo sơ đồ nhƣ hình dƣới

(86)

Theo sơ đồ trục bị động khớp đăng phía trƣớc lại trục chủ động khớp đăng phía sau, cịn trục bị động khớp đăng phía sau trục bị động truyền đăng Hƣớng hai nạng trục trung gian phải góc hợp trục trung gian với trục bị động (α1 =α2)

Với cấu tạo nhƣ trên, trục chủ động khớp đăng trƣớc quay với vận tốc góc trục bị động trục trung gian truyền quay không Nhƣng trục trung gian lại trục chủ động khớp đăng phía sau quay Có nghĩa trục chủ động bị động truyền đăng có vận tốc góc ω1 và ω2 ω1 =ω2

Để đảm bảo tốc độ góc trục chủ động trục bị động truyền đăng hai khớp chữ thập ngồi điều kiện α1 =α2 nạng trục trung gian phải có hƣớng trùng mặt phẳng Vì lắp ráp hai nửa trục trung gian có then hoa di trƣợt cần ý đặc điểm

2.2 Cấu tạo

(87)

Hình 7.5 Cấu tạo chung trục đăng

Trong trƣờng hợp khoảng cách tƣơng đối xa, tốc độ quay trục đăng lớn, trục có xu hƣớng bị rung rung động nhiều ngƣời ta sử dụng trục đăng hai thân ba khớp có ổ đỡ trung gian Với cấu tạo nhƣ vậy, chiều dài đoạn đăng ngắn lại làm độ cứng vững tăng lên nên bị võng rung động làm việc tốc độ cao

Bộ phận truyền đăng khớp đăng, đƣợc mơ tả hình dƣới

(88)

Khớp đăng bao gồm trục chữ thập hai nạng gắn liền với trục chủ động trục bị động khớp đăng Trục chữ thập đƣợc liên kết với lỗ hai nạng thông qua ổ bi kim Vòng bi kim đƣợc lắp vào nắp nắp đƣợc ép vào lỗ nạng Để ngăn khơng cho vịng bi dịch chuyển trục đăng làm việc tốc độ cao ngƣời ta sử dụng vịng hãm hãm để cố định nắp vòng bi lỗ nạng Các chi tiết đƣợc hình dƣới

Thân trục đăng dùng để nối hai khớp đăng với Thân trục thƣờng đƣợc chế tạo ống thép hình trụ rỗng nhằm giảm khối lƣợng, tăng độ cứng vững tăng khả truyền moment xoắn

Hình 7.7 Cấu tạo thân trục đăng

Ngồi trình làm việc khoảng cách hai khớp đăng thay đổi nên thân trục đăng thƣờng đƣợc chế tạo hai nửa liên kết với then hoa Do lắp ráp làm hai nạng thân trục không trùng mặt phẳng nên hai nửa thân trục thƣờng có đánh dấu lắp ráp

3 Các đăng đồng tốc

3.1 Nguyên lý hình thành đăng đồng tốc kiểu bi

Nguyên lý hình thành đăng bi xem xét sở truyền bánh côn ăn

(89)

Hình 7.8 Nguyên lý hình thành đăng đồng tốc kiểu bi

Khi góc hai đƣờng tâm trục thay đổi, tức thay đổi góc nghiêng truyền moment hai trục chủ động bị động, điều kiện đồng tốc đƣợc thực nếu:

- Giữ nguyên khoảng cách từ điểm truyền lực đến điểm giao hai đƣờng tâm trục;

- Điểm truyền lực luôn nằm mặt phẳng phân giác góc tạo nên hai đƣờng tâm trục

Trong trƣờng hợp truyền ăn khớp bi viên bi phải nằm mặt phẳng phân giác góc tạo hai đƣờng tâm trục

Để giữ cho viên bi truyền lực nằm mặt phẳng phân giác kết cấu cụ thể thực theo kiểu khác nhau:

- Tự định vị rãnh cong (Hình 7.8c)

- Dùng vòng định vị (Hình 7.8d)

Thơng thƣờng, đăng đồng tốc đƣợc sử dụng để truyền lực cho bánh xe chủ động cầu dẫn hƣớng chủ động, góc quay bánh dẫn hƣớng hai phía lên đến 300-400

Các dạng đăng đồng tốc tiêu biểu dùng ô tô du lịch:

- Các đăng đồng tốc kiểu bi Veise

(90)

- Các đăng đồng tốc kiểu Tripod

- Các đăng đồng tốc kiểu chữ thập kép

3.2 Các đăng đồng tốc kiểu Veise

Hình 7.9 Các đăng đồng tốc kiểu bi Veise

Trên cầu trƣớc dẫn hƣớng, chủ động có dầm cầu cứng, hệ thống treo phụ thuộc thƣờng bố trí loại đăng đồng tốc kiểu

Trục chủ động có nạng chữ C Hai bên dầu nạng có rãnh trịn để chứa viên bi truyền lực Các rãnh đƣợc tạo với rãnh cong tròn có tâm tâm khớp với cung cong cho phép bi di chuyển xấp xỉ 300 Trong khớp có bốn viên bi nằm ngồi có nhiệm vụ truyền lực

Trục bị động có cấu tạo tƣơng tự nhƣng lắp đối diện với viên bi tạo nên rãnh ôm hai mặt với viên bi

Một viên bi thứ năm nằm tâm khớp, hai phía đƣợc tì vào hai nửa trục truyền nhờ rãnh lõm hình chõm cầu

3.3 Các đăng đồng tốc kiểu bi Rzeppa

Loại đăng đồng tốc kiểu đƣợc sử dụng phổ biến ô tô du lịch với

(91)

Trục chủ động đăng đầu nối với bánh bán trục vi sai đầu lại lắp then hoa với phần cầu, bề mặt ngồi có sáu nửa rãnh trịn

Hình 7.10 Cấu tạo đăng đồng tốc kiểu bi Rzeppa

Trục bị động hốc cầu có sáu nửa rãnh trịn trong, chứa viên bi Các viên bi nằm rãnh tròn nửa rãnh ngài đƣợc định vị vòng định vị dạng cầu Vòng định vị nằm sát với vách cầu trục chủ động, đóng vai trị tạo mặt phẳng phân giác chứa viên bi Góc lệch tối đa cho phép hai đƣờng tâm trục khoảng 400

Để thay đổi chiều dài đăng trình làm việc trục chủ động đƣợc ghép then hoa với cầu đăng Khớp đăng bôi trơn mở đƣợc bao bọc vỏ cao su dạng xếp

3.4 Các đăng đồng tốc dạng Tripod

Cấu tạo đăng đồng tốc dạng Tripod đƣợc thể hình dƣới, gồm thân

(92)

bằng hai vành hãm Trên đầu trục chạc ba có bố trí lăn với hình bao ngồi dạng mặt cầu Con lăn vừa quay trục vừa di chuyển dọc trục Các lăn bị hạn chế khơng chạy ngồi gờ cao rãnh thân bao hình trụ Tồn khớp đăng đƣợc bọc vỏ bọc cao su đàn hồi

Hình 7.11 Cấu tạo đăng đồng tốc kiểu Tripod

Khớp đăng kiểu có khả truyền lực với góc lệch hai đƣờng tâm trục đến 250

(93)

GV ThS Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 93 3.5 Các đăng đồng tốc kiểu chữ thập kép

Hình 7.12 Cấu tạo đăng dạng chữ thập kép

Các đăng đồng tốc kiểu chữ thập kép thực chất biến hình đăng đồng tốc kép, chiều dài đoạn thân trục nối hai khớp đăng giảm không Cấu tạo khớp đăng đồng tốc kép đƣợc mơ tả hình dƣới

Loại đăng thƣờng thấy cầu dẫn hƣớng chủ động có dầm cầu liền tơ du lịch tốc độ thấp, loại ô tô cao tốc không dùng

(94)

CHƢƠNG CẦU DẪN HƢỚNG

- Cầu dẫn hƣớng dùng để đỡ toàn trọng lƣợng phần đƣợc treo ô tô: động cơ, ly hợp, hộp số, khung xe, vỏ xe, buồng lái, thùng hàng

- Chịu lực tác dụng mặt đƣờng khung vỏ ô tô (lực thẳng, ngang lực dọc) nhƣ moment phản lực

- Cầu dẫn hƣớng thƣờng đặt đầu trƣớc xe nên đƣợc gọi cầu trƣớc dẫn hƣớng đƣợc chia ra:

+ Loại cầu trƣớc dẫn hƣớng trục liền: Thƣờng dùng ô tô với hệ thống treo phụ thuộc

+ Loại cầu trƣớc dẫn hƣớng cắt (không phải liền trục): Thƣờng dùng ô tô với hệ thống treo độc lập

+ Loại cầu trƣớc dẫn hƣớng chủ động: Ngồi nhiệm vụ dẫn hƣớng cịn làm nhiệm vụ truyền moment quay từ truyền lực đến bánh xe truyền lực kéo lên khung

1.3 Yêu cầu

- Truyền lực tốt khung vỏ ô tô với bánh xe dẫn hƣớng (cùng với phận treo)

- Các bánh xe dẫn hƣớng có động học dịch chuyển theo mặt phẳng đứng

- Góc đặt trục đứng bánh xe phải

(95)

GV ThS Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 95 2 Phân tích kết cấu cầu dẫn hƣớng

2.1 Cầu dẫn hƣớng không chủ động

Ở ô tô, dầm cầu dẫn hƣớng không chủ động nối với khung hệ thống treo phụ thuộc

gồm: nhíp (1), dầm (2) đƣợc nối với khung qua nhíp (1)

Ở hai đầu dầm có hai lỗ trụ hai trục đứng (4), cam quay (3) nối với cần (2) trục đứng (4), nên cam quay (5) có bánh xe (6) quay tự Ở cam quay (5) có địn quay (3) với đầu hình cầu để nối với hệ thống lái Việc quay cam đƣợc điều khiển ngƣời lái qua hệ thống lái

Hình 8.1 Kết cấu cầu dẫn hƣớng khơng chủ động

Đối với tơ có hệ thống treo trƣớc độc lập khơng làm dầm cầu liền mà làm dầm cầu cắt Dùng dầm cầu cắt với hệ thống treo khác đƣợc nghiên cứu chƣơng hệ thống treo

(96)

Hình 8.2 Kết cấu cầu dẫn hƣớng chủ động

Truyền động từ hộp số đến bánh côn chủ động truyền lực (1) đến bánh

răng côn bị động (2) qua vi sai (3) đến bán trục (4) qua khớp cardan đồng tốc đến trục (7) để dẫn động bánh xe

Khi điều khiển bánh xe quay qua phải sang trái ngƣời lái tác dụng vào hệ thống lái qua đòn (5) cam quay (6) làm cam quay quay quanh dầm cầu (9) Khi cam quay (6) quay quanh dầm cầu (9) trục (7) phải quay theo, bánh xe đƣợc lái góc Cardan đồng tốc (8) có tác dụng đảm bảo cho trục quay với tốc độ góc bánh xe quay góc độ phạm vi kết cấu cho phép

2.3 Vị trí lắp đặt bánh xe dẫn hƣớng

(97)

2.3.1 Góc nghiêng ngồi (Camber)

Hinh 8.3 Sơ đồ bố trí góc nghiêng ngồi (Camber)

- Góc nghiêng ngồi đƣợc tạo nên mặt phẳng bánh xe mặt phẳng thẳng đứng Góc có đƣợc cách đặt cam quay nghiêng xuống dƣới góc định so với mặt phẳng ngang

- Khi có góc khoảng cách hai bánh xe dẫn hƣớng phía dƣới nhỏ phía chiều dài cánh tay địn a giảm đi, ngƣời điều khiển tơ quay vịng nhẹ nhàng

(98)

2.3.2 Độ chụm bánh xe  (Toe in, Toe out)

Hình 8.4 Sơ đồ bố trí độ chụm bánh xe (Toe in, Toe out)

Do ảnh hƣởng góc nghiêng ngồi nên hai bánh xe có xu hƣớng quay theo tâm chuyển động, nghĩa bánh xe bên phải lăn phía bên phải bánh xe bên trái lăn phía bên trái Do làm cho bánh xe chuyển động phƣơng chuyển động ô tô

Hiện tƣợng gây hao mòn lốp hƣ hỏng chi tiết cụm bánh xe dẫn hƣớng

Để khắc phục tƣợng này, bánh xe dẫn hƣớng đƣợc đặt độ chụm định Khi đặt độ chụm, bánh xe lăn theo vòng cum tâm 01 Tâm dịch chuyển

phía trƣớc so với cầu dẫn hƣớng

Thông thƣờng độ chụm bánh xe  = 1.5-12mm

Độ chụm bánh xe phụ thuộc vào góc nghiêng ngồi

(99)

2.3.3 Góc nghiêng trục đứng  (Kingpin)

Hình 8.5 Sơ đồ bố trí góc nghiêng trục đứng (Kingpin)

Góc nghiêng trục đứng  tạo thành trục đứng mặt phẳng thẳng đứng Mục đích nhằm giảm khoảng cách cánh tay địn a, moment cần thiết để quay vòng xe nhỏ ngƣời lái điều khiển đƣợc nhẹ nhàng

Thơng thƣờng góc nghiêng trục đứng  =00-120

Ngồi cách đặt góc nghiêng mà cịn có tác dụng làm ổn định chuyển động thẳng tơ

2.3.4 Góc nghiêng sau trục đứng  (Caster)

Hình 8.6 Sơ đồ bố trí góc nghiêng sau trụ quay đứng (Caster)

(100)

CHƢƠNG CẦU CHỦ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ

Cầu chủ động tơ gồm có phần sau:

- Bộ truyền lực

- Bộ vi sai

- Các bán trục

- Dầm cầu

Hình 9.1 Kết cấu cầu chủ động ô tô

A Truyền lực

Dùng để tăng moment quay truyền moment quay từ trục cardan đến bánh xe chủ

động ô tô

(101)

- Theo truyền lực chính: Loại đơn kép: Loại đơn có cặp bánh ăn khớp, loại kép có hai cặp bánh ăn khớp

- Theo loại bánh có: bánh nón, bánh nón cong, bánh nón thẳng, bánh hypoit bánh trục vít Hiện tơ ngƣời ta thƣờng dùng bánh nón cong bánh hypoit

1.3 Yêu cầu

- Phải đảm bảo tỷ số truyền cần thiết để phù hợp với chất lƣợng kéo tính kinh tế nhiên liệu

- Có kích thƣớc chiều cao cầu xe không lớn để tăng khoảng sáng gầm xe

- Hiệu suất làm việc cao thay đổi nhiệt độ vận tốc quay

- Đảm bảo có chế độ cứng vững tốt, làm việc khơng ồn để tăng thời gian làm việc

- Trọng lƣợng phần không đƣợc treo phải nhỏ

2 Phân tích kết cấu truyền lực 2.1 Bánh nón thẳng

Hình 9.2 Kết cấu truyền lực bánh nón thẳng

(102)

Nhƣợc điểm: Ăn khớp không êm chạy tốc độ cao ồn, khả chịu tải Hiện loại dùng

2.2 Bánh nón cong

Hình 9.3 Kết cấu truyền lực bánh nón cong

Ƣu điểm: Tăng đƣợc tỷ số truyền mà khơng cần tăng kích thƣớc bánh bị động Vì tăng lƣợng bánh nón thẳng Z1 >=9 khơng khơng đảm bảo ăn

khớp đặn, cịn bánh nón cong Z1 nhỏ Vì i0 =Z2 /Z1 mà Z1 nhỏ i0 tăng lên mà khơng cần tăng Z2 Do giảm đƣợc kích thƣớc chung cầu xe

đồng thời tăng đƣợc khoảng sáng gầm xe, giảm đƣợc trọng lƣợng phần không đƣợc treo

Răng cong làm việc êm dịu thẳng làm việc ăn khớp từ từ, chiều dài ăn khớp lớn, số ăn khớp nhiều, tuổi thọ bánh tăng Điều quan trọng ô tô du lịch chở khách

Độ êm dịu tăng góc xoắn tăng Do tơ du lich góc xoắn thƣờng lớn tơ chở khách ô tô chở hàng

(103)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 103 2.3 Bánh hypoit

Hình 9.4 Kết cấu truyền lực bánh hypoit

Hai đƣờng trục hai bánh ăn khớp không gặp điểm mà có độ dịch trục e

Loại truyền động có kích thƣớc nhỏ gọn, truyền động êm cong, chạy tốc độ cao khơng ồn, đặt thấp thùng xe Vì tốc độ chuyển động trung bình xe đƣợc tăng lên, điều có ý nghĩa quan trọng tơ du lịch tơ khách

2.4 Trục vít-bánh vít

(104)

Ƣu điểm:

- Có tỷ số truyền io lớn mà kích thƣớc lại nhỏ, trọng lƣợng bé

- Làm việc êm dịu

- Cho phép vi sai đặt cầu sau, làm cho cầu sau đối xứng tháo lắp dễ dàng

- Khi đặt trục vít phía dƣới hạ thấp đƣợc sàn xe giảm đƣợc trọng tâm hg

, xe chuyển động ổn định tăng đƣợc tốc độ vận chuyển trung bình

- Nếu đặt trục vít lên bánh vít bơi trơn góc nghiêng trục cardan có giảm

Khuyết điểm:

- Hiệu suất thấp (nếu lắp khơng xác trục vít chóng mịn)

- Chế tạo bánh vít phức tạp phải dùng kim loại màu nên giá thành cao điều chỉnh khó khăn bị mịn

2.5 Truyền lực kép

Hình 9.6 Sơ đồ nguyên lý truyền lực kép

Truyền lực kép thƣờng dùng tơ vận tải trung bình tải nặng Ngồi truyền lực kép thƣờng đƣợc chế tạo gồm cặp bánh ăn khớp với

(105)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 105 3 Độ cứng vững truyền lực

Độ cứng vững truyền lực phụ thuộc vào kết cấu điểm tựa phụ thuộc vào độ cứng vững xe

3.1 Độ cững vững bánh chủ động truyền lực

Qua thực tế ngƣời ta thấy góc biến dạng bánh truyền lực lúc làm việc có tác dụng lực phụ thuộc vào ổ bi nằm sát bánh nón chủ động; phụ thuộc vào đƣờng kính cổ trục gối tựa khoảng cách gối tựa; phụ thuộc vào độ căng lắp ghép ổ tựa kết cấu ổ bi

Vì truyền lực thƣờng làm bánh nón xoắn nên ln xuất lực chiều trục Vì chọn ổ bi phải khử đƣợc lực chiều trục này, độ cứng vững lớn theo chiều trục phụ thuộc vào độ nghiêng ổ lăn (ổ bi nón) ổ bi cầu hai ổ đỡ chặn ( ổ bi cầu hai dãy đỡ chặn độ cứng vững theo hƣớng kính lớn nhiều)

Hình 9.7 Bố trí ổ bia cầu hai ổ đỡ chặn thông thƣờng

Để giảm góc uốn đƣờng kính ổ trục khoảng cách điểm tựa phải lớn

(106)

Hình 8.8 Bố trí ổ bi cầu hai ổ đỡ chặn hình nón hƣớng vào

Để tăng độ cứng vững bánh chủ động, ngƣời ta đặt ổ bi hai phía bánh Tuy nhiên số loại truyền lực kéo khó bố trí theo phƣơng pháp vƣớng gặp bánh ăn khớp thứ hai, cịn đặt ổ bi hai phía bánh kết cấu vỏ phức tạp

Hình 9.9 Bố trí ổ bi hai bên bánh

3.2 Độ cứng vững bánh nón bị động

Độ cứng vững bánh nón bị động phụ thuộc vào loại ổ bi Khoảng cách

điểm tựa, phân bố tải trọng lên ổ bi tỷ lệ cánh tay đòn c, d

Để tăng độ cứng vững khoảng cách c,d ổ bi cần phải nhỏ, đặt ổ bi côn vỏ vi sai đỉnh hình phải đƣợc quay ngồi

Khi bố trí ổ bi theo kết cấu chung cầu cần ý đến cá cánh tay đòn c,d để tải trọng tác dụng lên ổ gần nhƣ

(107)

Hình 9.10 Phƣơng án bố trí chốt tì để tăng độ cứng vững cho bánh nón bị động

B Bộ truyền vi sai

Bộ vi sai đảm bảo cho bánh xe quay với tốc độ khác lúc xe quay vịng hay

chuyển động đƣờng khơng phẳng, có chênh lệch kích thƣớc lốp, đồng thời phân phối lại moment xoắn cho hai trục

Theo công dụng: Vi sai cầu ,vi sai bánh xe, vi sai truyền lực cạnh

Theo kết cấu chia thành: Vi sai bánh nón, vi sai bánh trụ, vi sai cam, vi sai trục vít, vi sai ma sát thủy lực, vi sai có tỷ số truyền thay đổi

Theo đặc tính phân phối moment xoắn: vi sai đối xứng vi sai không đối xứng

1.3 Yêu cầu

- Phân phối moment xoắn từ động cho bánh xe hay cầu theo tỷ lệ cho trƣớc, phù hợp với trọng lƣợng bám bánh xe với mặt đƣờng

(108)

- Kích thƣớc truyền động phải nhỏ

- Hiệu suất cao

2 Phân tích kết cấu vi sai 2.1 Vi sai đối xứng

Khi xe chạy thẳng đƣờng phẳng, lực cản lăn hai bánh xe chủ động

nhau, truyền lực kéo vỏ vi sai quay, trục chữ thập bánh hành tinh quay theo Các bánh bán trục ăn khớp với bánh hành tinh quay theo với tốc độ giống nhau, lúc bánh hành tinh khơng quay trục nó, hai bánh xe quay tốc độ nhƣ

Khi xe quay vịng, trục phía chịu lực cản lớn nên quay chậm lại, lúc bánh hành tinh bắt đầu quay trục nó, chịu tác dụng lực cản bánh xe phía truyền đến cho bánh hành tinh Do làm tăng thêm tốc độ bánh xe phía

(109)

GV ThS Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 109 2.2 Vi sai không đối xứng

Hình 9.12 Sơ đồ kết cấu vi sai không đối xứng

Đặc điểm loại kích thƣớc bánh bán trục bên trái bên phải khác

Nhiệm vụ vi sai dùng để phân phối moment không đồng cầu

3 Cơ cấu gài vi sai cƣỡng

(110)

Hình 9.14 Sơ đồ ngun lý cấu khóa vi sai

Có cơng dụng để tăng tính thơng qua xe dùng cấu vi sai cƣỡng Nghĩa nối cứng hai bán trục thành trục liền, lúc moment vỏ vi sai truyền hết bán trục khả bám bánh xe với mặt đƣờng bán trục cho phép, nhƣ tạo điều kiện vƣợt lầy tốt

Khi xe bị trƣợt, tài xe gài vi sai kịp thời để lợi dụng động xe mà vƣợt lầy Khi qua chỗ trƣợt phải mở vi sai để tránh mòn lốp gây cƣỡng chi tiết

Nhƣợc điểm cấu phải có tác động tài xế có kinh nghiệm sử dụng Để khắc phục đƣợc nhƣợc điểm ngƣời ta nghiên cứu kết cấu để tăng hệ số ma sát lên để xe bị trƣợt tự động gài vi sai qua chỗ trƣợt xe làm việc bình thƣờng nhƣ: vi sai cam, vi sai bánh có thêm đĩa ma sát

C Bán trục

Dùng để truyền moment từ truyền lực đến bánh xe chủ động

Theo kết cấu ổ tựa chia ra:

(111)

- Bán trục giảm tải ½

- Bán trục giảm tải ¾

- Bán trục giảm tải hoàn toàn

1.3 Yêu cầu

- Truyền đƣợc moment quay đến bánh xe chủ động

- Khi truyền moment đến bánh xe dẫn hƣớng chủ động phải đảm bảo tốc độ góc bánh xe đặn

2 Phân tích kết cấu loại bán trục ô tô

Tùy theo mức độ chịu lực hƣớng kính lực chiều trục phân thành bán trục không giảm tải, giảm tải ½, giảm tải ¾ giảm tải hồn tồn

2.1 Bán trục không giảm tải

Ổ tựa bên bên đặt trực tiếp lên bán trục Loại không sử dụng làm việc căng thẳng

2.2 Bán trục giảm tải ½

Ổ tựa bên đặt vỏ vi sai ổ tựa bên đặt trực tiếp lên bán trục

2.3 Bán trục giảm tải ¾

Ổ tựa bên đặt vỏ vi sai ổ tựa bên đặt lên dầm cầu moay bánh

xe mà không đặt trực tiếp lên bán trục

2.4 Bán trục giảm tải hoàn toàn

Ổ tựa bên đặt vỏ vi sai ổ tựa bên đặt lên dầm cầu moay bánh

(112)

Hình 9.15 Đặc điểm kết cấu loại bán trục

D Dầm cầu chủ động

Dầm cầu chủ động vỏ bọc bảo vệ chi tiết cụm truyền lực chính, vi sai truyền động đến bánh xe Dầm cầu đƣợc chế tạo cách uốn thép để có trọng lƣợng nhỏ, độ cứng vững tốt giá thành hạ Dầm cầu loại đúc có độ cứng vững tốt nhƣng trọng lƣợng lớn nên làm tăng trọng lƣợng phần không đƣợc treo Dầm cầu chủ động loại liên hợp loại mà carter truyền lực vi sai đúc gang rèn vỏ bọc bán trục ống théo nối với carter đinh tán có độ cứng đảm bảo, đồng thời có trọng lƣợng bé, thƣờng đƣợc dùng tơ có trọng tải nhỏ trung bình

Những năm gần chế tạo dầm cầu chất dẻo, loại có khả giảm trọng lƣợng nhiều chịu tải trọng động tốt, nhƣng khó nhiệt làm nung nóng chi tiết cầu

Khi tính tốn dầm cầu chủ động cần lƣu ý trƣờng hợp sau:

(113)

+ Khi phanh ô tô

+ Khi quay vịng có độ trƣợt ngang

+ Khi qua mặt đƣờng gồ ghề

(114)

CHƢƠNG 10 HỆ THỐNG PHANH

Giảm tốc độ ô tô dừng hẳn đến tốc độ cần thiết đồng thời giữ cho ô tô đứng yên dốc (phanh tay)

-Theo cách bố trí cấu phanh

+ Phanh bánh xe

+ Phanh trục hệ thống truyền lực

- Theo cấu phanh

+ Phanh guốc

+ Phanh đai

+ Phanh đĩa

- Theo dẫn động phanh

+ Phanh khí

+ Phanh thủy lực

+ Phanh khí nén

- Theo kết cấu cƣờng hóa phanh

+ Phanh trợ lực khí nén

(115)

1.3 Yêu cầu

- Hiệu phanh cao tất bánh xe, nghĩa đảm bảo quãng đƣờng phanh ngắn phanh đột ngột

- Phanh êm dịu trƣờng hợp để đảm bảo ổn định ô tô phanh

- Điều khiển nhẹ nhàng, lực tác động lên pedel không lớn

- Dẫn động phanh có độ nhạy cao

- Đảm bảo việc phân phối moment phanh bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hồn tồn trọng lƣợng bám

- Khơng có tƣợng tự siết phanh

- Có hệ số ma sát má phanh trống phanh cao, ổn định sử dụng

- Giữ đƣợc tỷ lệ thuận lực tác dụng lên pedal lực phanh bánh xe

- Thốt nhiệt tốt, có khả phanh ô tô thời gian dài

2 Phân tích kết cấu hệ thống phanh 2.1 Cơ cấu phanh

Là phận trực tiếp tạo lực cản làm việc theo nguyên lý ma sát, kết cấu cấu phanh gồm có hai phần là: Phần tử ma sát cấu ép Ngồi ra, cịn số phận phụ khác nhƣ: Bộ phận điều chỉnh khe hở, phận để xả khí

2.1.1 Cơ cấu phanh trống-guốc

Đây cấu phanh đƣợc sử dụng phổ biến nhất, đặc biệt xe tải, xe khách số xe du lịch Về thành phần cấu tạo gồm: trống phanh, guốc phanh, mâm phanh, cấu ép, phận điều chỉnh khe hở phận để xả khí

(116)

Hình 10.1 Kết cấu cấu phanh trống-guốc

Có nhiều sơ đồ để kết nối phần tử cấu phanh Các sơ đồ khác nhay ở: Dạng số lƣợng cấu ép, số bậc tự guốc phanh, đặc điểm tác dụng tƣơng hỗ guốc trống, guốc cấu ép Từ mà tùy theo loại mà chúng khác về: Hiệu làm việc, đặc điểm mài mòn bề mặt guốc, giá trị lực tác dụng lên cụm ổ trục bánh xe, mức độ phức tạp kết cấu

Hình 10.2 Cơ cấu phanh trống-guốc thơng dụng

Cơ cấu phanh guốc có hai guốc phanh quay quanh chốt lệch tâm đặt đối xứng với xi lanh làm việc

Phanh guốc có kết cấu đơn giản, điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh cam quay cam lệch tâm

(117)

Ngồi cịn có cấu phanh với xi lanh làm việc có đƣờng kính piston khác Lực tác dụng lên hai guốc phanh trƣờng hợp khác nhau, má phanh bên phải làm việc thuận lợi có tƣợng tự siết, má phanh bên phải cần lực ép nên đƣờng kính piston nhỏ

Ƣu điểm loại má phanh mòn đều, cấu làm việc tốt quay theo chiều nhƣ hình vẽ làm việc khơng tốt theo chiều ngƣợc lại

Hình 10.3 Kết cấu cấu phanh khác

Trên hình trình bày cấu phanh có hai xi lanh làm việc hai guốc phanh Mỗi guốc phanh quay quanh chốt lệch tâm, bố trí đối xứng với đƣờng trục cấu phanh nhằm tăng hiệu ô tô chạy tiến, nhƣng lại giảm thấp hiệu ô tô chạy lùi Vì loại thƣờng dùng cho tơ nhỏ thƣờng dùng cầu trƣớc

Các guốc phanh cấu phanh có điểm tựa cố định (chốt lệch tâm)

nghĩa guốc phanh có bậc tự

Sau cấu phanh loại bơi, guốc phanh cấu có hai bậc tự khơng có điểm tựa cố định Ở cấu phanh loại bơi, hai xi lanh làm việc tác dụng lên đầu đầu dƣới guốc phanh Khi phanh guốc phanh dịch chuyển dọc theo chiều ngang ép má phanh sát vào trống phanh Nhờ ma sát má phanh theo ống xi lanh làm việc tỳ sát vào điểm tựa cố định, lúc hiệu phanh tốt

(118)

Hình 10.4 Cơ cấu phanh loại bơi

Đối với cấu phanh tự cƣờng hóa dùng lực ma sát má phanh trƣớc trống phanh để cƣờng hóa hiệu phanh cho má sau (vì guốc phanh trƣớc đƣợc nối với guốc phanh sau nhờ trung gian)

Hình 10.5 Cơ cấu phanh tự cƣờng hóa

(119)

Khi ô tô tiến, hai guốc phanh muốn quay chiều với trống phanh để tựa vào điểm tựa (3) (4) Khi ô tô lùi, guốc phanh trái bị trống phanh theo rời điểm tựa (3) (4) Khi ô tô lùi, guốc phanh trái bị trống phanh theo rời điểm tựa (3) (4), tỳ vào điểm tựa (5) Cho nên cấu phanh hiệu theo chiều tiến lớn theo chiều lùi

Ở trƣờng hợp piston cấu phanh đối xứng lực ma sát guốc phanh trƣớc truyền sang guốc phanh sau nhờ (4) guốc phanh sau tỳ vào điểm tựa (3) phanh

b Cấu tạo chi tiết

- Trống phanh

Hình 10.6 Kết cấu trống phanh

Là trống hình trụ gắn với moay bánh xe, chi tiết cần có độ cứng vững cao, chịu mài mịn nhiệt dung lơn, nên ô tô khách tải trọng trung bình lớn, trống phanh thƣờng đúc gang hay gang hợp kim với nguyên tố nhƣ: NI,Mo, Cu, Ti,…ngoài trống đúc thƣờng đƣợc làm gân dày để tăng độ cứng vững tăng diện tích tản nhiệt

(120)

Các trống phanh đƣợc định tâm với moay lắp ghép theo bề mặt hình trụ, bề mặt làm việc trống phanh, sau gia công đƣợc lắp với moay cân động

- Guốc phanh

Trên bề mặt gắn ma sát (còn gọi má phanh) Guốc phanh ô tô tải trọng lớn thƣờng đƣợc đúc gang xám hay hợp kim nhôm Guốc phanh ô tô du lịch thƣờng đƣợc dập phần thép hàn nối lại

Hình 10.7 Kết cấu guốc phanh-má phanh

Mặt ngồi guốc có gắn vành ma sát- gọi má phanh Má phanh thƣờng đƣợc gắn lên guốc phanh phƣơng pháp đinh tán Một số trƣờng hợp má phanh đƣợc gắn lên guốc phanh phƣơng pháp dán Guốc phanh thƣờng có hai gân tăng cứng, dầu đƣợc nối lề với mâm phanh nhờ chốt quay, đầu tỳ vào cấu ép qua chốt tỳ hay thép chịu mài mịn

(121)

- Mâm phanh

Là đĩa cố định, bắt chặt với dầm cầu Là nơi đặt định vị hầu hết phận khác cấu phanh Là chi tiết có dạng đĩa, đƣợc dập từ théo đúc gang bắt chặt với dầm cầu nhờ bu lông Đây chi tiết đơn gian nhƣng quan trọng nơi lắp đặt định chi tiết cấu phanh

- Cơ cấu ép

Khi phanh cấu ép ngƣời lái điều khiển thông qua dẫn động ép bề mặt ma sát guốc phanh tỳ sát vào mặt trống phanh, tạo nên lực ma sát phanh bánh xe lại Tùy thuộc vào kiểu dẫn động mà ta có ba loại xi lanh thủy lực, cam chêm ép

Cơ cấu ép xi lanh thủy lực có cấu tạo đơn giản, dễ bố trí Thân xi lanh đƣợc chế tạo gang xám, bề mặt làm việc đƣợc mài bong Piston chế tạo hợp kim nhơm, phía ngồi có ép chốt thép làm chỗ tỳ cho guốc phanh Xi lanh đƣợc làm kín vịng phớt hay nút cao su

Hinh 10.8 Kết cấu cấu ép

- Bộ phận điều chỉnh khe hở xả khí

(122)

lỏng làm việc cần thiết hay lƣợng tiêu thụ khơng khí nén, tăng thời gian chậm tác dụng, Để tránh hậu xấu đó, phải có cấu để điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh

2.1.2 Phanh đĩa

Cơ cấu phanh đĩa thƣờng đƣợc sử dụng ô tô du lịch máy kéo Phanh đĩa có loại đĩa kín, hở, đĩa, hai đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay vòng ma sát quay Đĩa đĩa đặc, đĩa có rãnh thơng gió, đĩa lớp kim loại hay ghép hai kim loại khác

Hình 10.9 Kết cấu phanh đĩa

Trên ô tô sử dụng chủ yếu loại đĩa quay dạng hở, dụng loại vỏ quay

Trên máy kéo dùng loại vỏ đĩa cố định, vòng ma sát quay

(123)

Hình 10.10 Kết cấu dạng đĩa quay hở

b Các chi tiết cấu phanh đĩa

- Đĩa phanh: Thƣờng đƣợc chế tạo gang Đĩa đặc có chiều dày 8-12mm Đĩa xẻ rãnh thơng gió dày từ 16-25mm Đĩa ghép có lớp lõi nhồm hay đồng, cịn lớp ma sát gang xám

Hình 10.11 Kết cấu đĩa phanh

- Má kẹp: Đƣợc đúc gang xám

- Các xi lanh thủy lực: Đƣợc đúc hợp kim nhôm Để tăng tính chống mịn giảm ma sát, bề mặt làm việc xi lanh đƣợc mạ lớp crom Khi xilanh đƣợc chế tạo hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh Một biện pháp để giảm nhiệt đô dầu phanh giảm diện tích tiếp xúc piston với guốc phanh sử dụng piston vật liệu phi kim

(124)

- Tấm ma sát: Của má phanh loại đĩa quay hở thƣờng có diện tích bề mặt khoảng 12-16% diện tích bề mặt đĩa, nên điều kiện làm mát thuận lợi

2.1.3 So sánh ưu nhược điểm cấu phanh đĩa so với cấu phanh trống guốc

Ƣu điểm:

- Có khả làm việc với khe hở nhỏ từ 0.05-0.15mm nên nhạy, giảm đƣợc thời gian chậm tác dụng cho phép tăng tỷ số truyền dẫn động

- Bảo dƣỡng đơn giản điều chỉnh khe hở Áp suất phân bố bề mặt má phanh, má phanh mịn

- Lực tác dụng theo chiều trục tự cân nên cho phép tăng giá trị chúng để đạt hiệu phanh cần thiết mà không bị giới hạn điều kiện biến dạng kết cấu Vì phanh đĩa có kích thƣớc nhỏ gọn dễ bố trí bánh xe

- Hiệu phanh không phụ thuộc vào chiều quay ổn định Điều kiện làm mát tốt hơn, đĩa quay

Nhƣợc điểm

- Các đĩa phanh loại hở dễ bị oxy hóa, bị bẩn làm má phanh nhanh mòn

- Áp suất làm việc cao nên má phanh dễ bị nứt, xƣớc Nhạy cảm với bụi bẩn khó làm kín

- Thƣờng phải sử dụng trợ lực chân không để tăng lực dẫn động nên động không làm việc, hiệu phanh thấp khó sử dụng chúng để kết hợp làm phanh dừng

2.2 Dẫn động phanh

(125)

Dẫn động khí thƣờng dùng cho phanh tay, vì: hiệu suất thấp khoảng từ 0.4-0.6 khó đảm bảo phanh đồng thời bánh xe

Dẫn động thủy lực hầu nhƣ không dùng cho máy kéo nhƣng lại thƣờng dùng cho dẫn động cho xe tải, xe khách rơ mooc kéo theo sau Trên xe máy kéo cỡ lớn thƣờng sử dụng dẫn động khí nén

Dẫn động điện dùng cho đoàn xe kéo mooc, nhƣng Trên đoàn xe tải trọng lớn lớn sử dụng nhiều loại phanh liên hợp thủy khí

2.2.1 Dẫn động phanh thủy lực

Hình 10.12 Sơ đồ nguyên lý dẫn động phanh thủy lực

Đặc điểm phanh dầu bánh xe bị phanh lức áp suất đƣờng ống bắt đầu tăng lên tất má phanh ép vào trống phanh

Ưu điểm

- Phanh đồng thời bánh xe

- Hiệu suất cao

(126)

- Kết cấu đơn giản

- Có khả dùng nhiều loại ô tô khác mà cần thay đổi cấu phanh

Khuyết điểm

- Không thể làm tỷ số truyền lớn, lực tác dụng lên pedal lớn

- Nếu bị rị rỉ hệ thống khơng làm việc

- Hiệu suất dẫn dộng giảm nhiệt độ thấp

Hình 10.13 Sơ đồ bố trí dẫn động phanh thủy lực tơ

2.2.2 Dẫn động phanh khí nén

(127)

Hình 10.14 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén

- Máy nén khí: Do động dẫn động, cung cấp khí nén để tác động phanh hãm xe

- Bình chứa khí nén: Gồm bình chứa khí nén bơm nạp vào Chúng có khả cấp khí nén cho tám đến mƣời lần phanh trƣờng hợp bơm khí nén bị hỏng

- Van điều áp: Giới hạn áp suất khí nén mức quy định bơm khí nén khơng khí cấp ( khoảng 7.7 kg/cm2)

- Tổng van điều khiển: Khi tác động vào bàn đạp phanh van phân phối khí nén từ bình chứa đến buồng phanh Lúc thổi phanh, van xả khí nén từ buồng phanh khơng khí

- Bầu phanh: Mỗi bánh xe có bầu phanh, cơng dụng bầu phanh biến đổi áp suất khí nén thành lực đẩy khí để bung phanh hãm xe

b Nguyên lý hoạt động

(128)

Tại buồng phanh, áp suất khí nén tác động vào màng cao su làm cho cần chạc 10 dịch qua phải đẩy cần điều khiển xoay trục cam 16 ấn phanh cọ vào tambua hãm xe Lúc bng bàn đạp, lị xo R1 tổng van đẩy P lên, van S đóng bệ ngắt liên hệ bình khí nén ống dẫn Khí nén dùng xong từ buồng phanh tháo trở lại tổng van theo lỗ van S khơng khí Đơi hệ thống phanh khí nén có trang bị van xả nhanh giúp cho nhanh khí nén buồng phanh làm phanh tách rời tức khỏi tambua sau phanh

c Ƣu nhƣợc điểm hệ thống phanh khí nén

- Dùng tơ cỡ lớn, có kéo rơ mooc

- Kết cấu phức tạp

- Lực tác dụng lên pedal nhỏ

- Trang bị ô tô tải lớn có kéo mooc

- Bảo đảm chế độ phanh rơ mooc khác với ô tô kéo, phanh đồn xe đƣợc ổn định, rơ mooc bị tách khỏi tơ rơ mooc bị phanh cách tự động

(129)

Hình 10.15 Sơ đồ bố trí dẫn động phanh khí nén ô tô

2.3 Trợ lực phanh

2.3.1 Trợ lực phanh thủy lực-chân không

(130)

1-Van khơng khí

2- Van chân không

3- Vỏ bầu trợ lực

4- Ống chân không nối với cổ nạp( động xăng) nối với bơm chân không (động diesel)

5- Màng cao su

6- Đĩa kim loại

Đƣờng chân không (4) bầu trợ lực đƣợc nối thơng với cổ góp nạp động xăng bơm chân không động diesel ô tô, động nổ máy lực chân không đƣợc tạo hút màng (5.6) ln có xu hƣớng phía trƣớc (vì nên nổ máy ta đạp chân phanh thấy nhẹ khơng nổ máy) Ở trạng thái bình thƣờng khơng phanh van (1) đóng van (2) mở, áp suất buồng (a) (b) cân áp lực chân không tạo cổ góp nạp Khi ngƣời lái tác dụng lên bàn đạp phanh lúc van (1) đƣợc mở buồng (a) có áp suất áp suất khí bên ngồi cịn van (2) đóng lại làm cho áp suất buồng (a) (b) có chênh lệch (áp suất buồng (b) lực chân khơng cịn buồng (a) áp suất khí quyển), lực chân khơng có xu hƣớng kéo màng (5) (6) phía trƣớc (phía có ống chân khơng) phanh có cảm giác nhẹ Khi nhả chân phanh, dƣới tác dụng lò xo hồi vị làm cho màng (5) (6) trở vị trí cũ nhƣ ban đầu, van (1) đóng, van (2) mở

2.3.2 Trợ lực phanh khí nén-thủy lực

a Đặc tính tổng quát

(131)

- Mạch dầu thứ từ xi lanh làm mở tổng van cho khí nén chui vào xi lanh trợ lực đẩy piston khơng khí di chuyển

- Mạch dầu thứ hai, piston khơng khí đẩy piston thủy lực bơm dầu xuống xi lanh

b Thành phần cấu tạo

Máy nén bơm khơng khí nạp vào thùng chƣa Xi lanh đƣợc kết cấu giống nhƣ xi lanh hệ thống phanh thủy lực, có cơng dụng mở van khí nén tổng van điều khiển xi lanh khí nén thủy lực Xi lanh có ba phận:

+ Một piston lực đƣờng kính lớn tiếp nhận lực đẩy khí nén

+ Một piston thủy lực nhỏ có đẩy với piston khơng khí

+ Một tổng van điều khiển hoạt động nhờ áp suất thủy lực

(132)

c Nguyên lý hoạt động

+ Trƣờng hợp bình chứa khí nén đầy đủ áp suất

Ấn bàn đạp phanh, xi lanh đẩy dầu xuống tổng van điều khiển Tại đây, áp suất thủy lực đẩy piston-cuppen P1 màng dịch chuyển sang phải Màng áp kín lên van S1 làm mở van khí nén S2 Khí nén từ bình chứa chui qua van theo ống dẫn tác động vào mặt sau piston lực P2 Vì P2 có diện tích lớn nên nhận lực đẩy mạnh đẩy piston-cuppen P3 bơm dầu qua van áp xuống xi lanh Khi phanh, bàn đạp xi lanh đƣợc bng ra, áp suất thủy lực mất, P1 trở lui, lò xo R1 đẩy màng tách khỏi van S1 Lò xo R4 ấn van S2 đóng chặn luồng khí nén từ bình chứa

Lúc lò xo R3 đẩy piston lực P2 lui, số khí nén phía sau P2 theo ống ngồi theo cửa Đồng thời R2 ấn P3 lui, dầu phanh từ xi lanh chui qua lỗ cuppen piston P hồi xi lanh

+ Trƣờng hợp bình chứa hết khí nén

(133)

Hình 10.18 Sơ đồ nguyên lý làm việc trợ lực phanh khí nén-thủy lực

2.4 Cấu tạo vài chi tiết điển hình

2.4.1 Xilanh

(134)

Hình 10.19 Cấu tạo xi lanh

Phía trƣớc piston có lắp cao su lị xi ép chặt, lò xi ép vào van chiều phía dầu Sau đạp bàn đạp phanh xuống, dƣới tác động cần bẩy đẩy piston, bát cao su di chuyển phía làm dầu xi lanh sinh áp suất, đẩy van dầu ra, dầu theo ống dẫn đến xi lanh Khi nhả bàn đạp ra, áp suất dầu hệ thống phanh hạ theo dầu trở lại xi lanh Khi bàn đạp nhả hồn tồn khoang trống xi lanh phía trƣớc piston ăn thơng với buồng chứa với lỗ điều hòa nên xi lanh ln ln có dầu nhờ lị xo ép vào van dầu đóng lại nên hệ thống phanh giữ đƣợc áp suất dƣ không lớn khơng khí khơng lọt đƣợc vào Khi đạp bàn đạp phanh cách đột ngột, xi lanh sinh chân không, dƣới tác động độ chân không, dầu khoang trống sau piston qua lỗ nhỏ vào khoang trống trƣớc piston nên tƣợng lọt khí khơng xảy hệ thống phanh

2.4.2 Xi lanh

(135)

Hình 10.20 Cấu tạo xi lanh

2.4.3 Xi lanh loại dịng

(136)

Hình 10.21 Cấu tạo xi lanh kép

Để cải tiến ngƣời ta thiết kế kiểu xi lanh loại kép Hiện kiểu đƣợc trang bị rộng rãi cho hệ thống phanh ô tô đời Trong xi lanh có hai piston cuppen 4,5 đặt nối tiếp Mỗi piston có bình dầu phanh riêng lẽ Lị xo xoắn ln ln ấn piston vị trí bng bàn đạp phanh hồn toàn Bộ piston cuppen thứ bơm dầu phanh cho xi lanh hai bánh xe trƣớc Bộ piston cuppen thứ hai bơm dầu cho hai bánh xe sau Bên hai lỗ thoát đƣa dầu phanh đến bánh xe có bố trí van liên hợp

Khi bng bàn đạp hồn tồn, hai piston trở vị trí nghỉ, phía trƣớc piston đầy ắp dầu phanh, lỗ bù đƣợc mở Lúc ta ấn bàn đạp phanh, piston thứ tiến tới đóng kín lỗ bù nó, tạo áp suất bơm dầu phanh xuống hai bánh xe trƣớc Đồng thời tạo áp suất phía sau piston tới bít lỗ bù bơm dầu xuống hai bánh xe sau

2.4.4 Các loại van điều chỉnh hệ thống phanh

a Van phân lƣợng

(137)

guốc tác động Việc giúp cho xe không bị chúi đầu rê đuôi tác động nhẹ vào bàn đạp phanh

Ơ tơ trang bị phận phanh trống-guốc hay phanh đĩa cho hai bánh xe trƣớc sau không cần van phân lƣợng loại thời gian tác động phanh giống

b Van cân

Van đƣợc trang bị hệ thống phanh ô tô đời áp dụng phanh đĩa cho hai bánh xe phía trƣớc, phanh trống-guốc cho hai bánh xe phía sau Khi phanh xe đột ngột, phần lớn trọng lƣợng ô tô dồn hai bánh trƣớc nên hai bánh sau không cần áp suất tác động mạnh nhƣ hai bánh xe trƣớc Nếu tác động lực phanh hai bánh xe sau bị khóa cứng mài lê mặt đƣờng

Hình 10.22 Sơ đồ bố trí van cân van phân lƣợng ô tô

(138)

sau Nếu ô tô trang bị hệ thống âm phân chia áp suất thủy lực chéo góc phải có hai van phân lƣợng cho bánh xe phía sau Tùy theo cách chế tạo, van cân đƣợc bố trí lỗ xi lanh hay phối hợp thành van cân kép đặt xi lanh

Một số tô tải nhẹ đƣợc trang bị van cảm biến tải hay cảm biến chiều cao phía sau xe Nếu xe chở nặng, phía sau xe bị sệ thấp xuống, van phân phối áp suất thủy lực đến bánh xe phía sau nhiều

c Van tổng hợp

Nhiều ô tô dùng phanh đĩa phía trƣớc, phanh trống-guốc phía sau, có trang bị van tổng hợp van bao gồm van bố trí chung vỏ: van công tắc báo động giảm áp, van phân lƣợng van cân

(139)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 139 3 Hệ thống phanh ABS

3.1 Giới thiệu chung hệ thống ABS

Chức hệ thống phanh thông thƣờng để giảm tốc độ hay dừng xe cách sử dụng hai loại lực cản Loại thứ lực cản má phanh đĩa phanh (hay má phanh trống phanh) loại thứ hai lốp mặt đƣờng Phanh điều khiển ổn định mối liên hệ lực cản hệ thống phanh lực cản lốp mặt đƣờng xảy

Kết bánh xe trƣớc bị bó cứng, làm cho xe không lái đƣợc Nếu bánh xe sau bị bó cứng, khác hệ số ma sát bánh xe bên phải bánh xe bên trái với mặt đƣờng nên làm cho đuôi xe bị lạng

3.2 Sơ đồ chung hệ thống phanh ABS

Hình 10.24 Sơ đồ bố trí chung ABS

3.3 Các phận hệ thống phanh ABS

- Cảm biến tốc độ bánh xe: Phát tốc độ góc bánh xe gửi tín hiệu

(140)

- ABS ECU theo dõi tình trạng bánh xe cách tính tốc độ bánh xe từ tốc độ góc bánh xe

- Khi phanh gấp, ABS ECU điều khiển chấp hành để cung cấp áp suất tối ƣu cho xi lanh bánh xe

(141)

Hình 10.25 Bố trí phận ABS xe cầu cầu chủ động

3.3.1 Cảm biến tốc độ bánh xe

Tốc độ ô tô hệ thống ABS sử dụng bánh đƣợc xác định cảm biến đƣợc giữ cố định vòng cảm biến quay bánh xe, số lƣợng vòng cảm biến thay đổi theo kiểu xe Mỗi cảm biến đƣợc nối với modun điện tử bó dây điện

(142)

cảm biến giữ cố định tạo tần số điện áp xoay chiều cƣờng độ dòng điện tỷ lệ cách trực tiếp với tốc độ bánh xe Tín hiệu đƣợc gửi đến khối điện tử, modun điện tử xử lý để xác định tốc độ quay bánh xe Các cảm biến thay đổi theo kiểu xe điều chỉnh đƣợc không điều chỉnh đƣợc khe hở đầu cảm biến vòng cảm biến

(143)

3.3.2 Cảm biến giảm tốc

Việc sử dụng cảm biến giảm tốc cho phép ABS ECU đo trực tiếp giảm tốc q trình phanh Vì vậy, cho phép biết rõ trạng thái mặt đƣờng Kết mức độ xác phanh đƣợc cải thiện để tránh cho bánh xe khơng bị bó cứng Cảm biến giảm tốc độ gọi cảm biến G

Cấu tạo: Gồm hai cặp đèn LED (điot phat quang) phototransistor ( transistor quang), đĩa xẻ rãnh mạch biến đổi tín hiệu Cảm biến giảm tốc độ nhận biết mức độ giảm tốc độ bánh xe gửi tín hiệu ABS ECU dùng tín hiệu để xác định tình trạng mặt đƣờng thực biện pháp điều chỉnh thích hợp

Hoạt động: Khi mức độ giảm tốc độ bánh xe thay đổi, đĩa xẻ rãnh lắc theo chiều dọc tƣơng ứng với mức độ giảm tốc độ Các rãnh đĩa cắt ánh sáng từ đèn LED đến phototransistor, làm cho phototransistor đóng, mở Ngƣời ta sử dụng hai cặp đèn LED phototransistor Tổ hợp tạo phototransistor tắt bật, chia mức độ giảm tốc thành bốn mức gửi ABS ECU dƣới dạng tín hiệu

3.3.3 Bộ chấp hành ABS

Bộ chấp hành ABS cấp hay ngắt áp suất dầu từ xy lanh đến xi lanh theo tín hiệu từ ECU để điều khiển tốc độ bánh xe Có nhiều kiểu chấp hành ABS

Hình 10.27 Cấu tạo chấp hành ABS

(144)

Cụm 1: - Van điện vị trí (cụm điều khiển)

- Chức năng: Trong trình hoạt động hệ thống ABS, ABS ECU lựa chọn chế độ (tăng áp, giảm áp giữ áp) tùy theo tín hiệu từ ABS ECU

Cụm 2:

- Bình chứa bơm (cụm giảm áp)

- Chức năng: Khi áp suất giảm, dầu phanh hồi từ xi lanh bánh xe đƣợc đƣa đến xi lanh nhờ bơm vào bình dầu chấp hành Đây kiểu bơm piston đƣợc dẫn động motor

- Hoạt động phận chấp hành:

+ Chế độ phanh bình thƣờng (ABS khơng hoạt động)

ABS khơng hoạt động q trình phanh bình thƣờng ABS ECU khơng gửi dịng đến cuộn dây van điện Do đó, van ba vị trí ấn xuống lị xo hồi vị cửa A mở cửa B đóng, motor bơm không hoạt động

(145)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 145 Khi đạp phanh, áp suất dầu xi lanh phanh tăng lên, dầu phanh chảy

từ A đến cửa C van điện từ ba vị trí đến xi lanh bánh xe Dầu phanh không vào bơm van chiều số gần mạch bơm Khi nhả phanh, dầu phanh hồi từ xi lanh bánh xe xi lanh qua cửa C đến cửa A van chiều số van vị trí

+ Chế độ phanh khẩn cấp (ABS hoạt động)

Nếu có bánh xe gần bị bó cứng phanh gấp, chấp hành ABS điều khiển áp suất dầu phanh tác động lên xi lanh bánh xe khơng bị bó cứng

+ Chế độ giảm áp suất phanh

Khi bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dịng điện 5A đến cuộn dây van điện, làm sinh lực từ mạnh Van ba vị trí chuyển động lên phía trên, cửa A đóng cửa B mở

(146)

Hình 10.29 Chế độ giảm áp

+ Chế độ cố định áp suất phanh

Khi áp suất bên xi lanh bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ gửi tín hiệu báo tốc độ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn, ECU cấp dòng điện 2A đến cuộn dây van điện giữ áp suất xi lanh bánh xe không đổi

(147)

(148)

+ Chế độ tăng áp suất phanh

Khi cần tăng áp suất phanh xi lanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt dòng điện cấp cho cuộn dây van điện Vì cửa A van điện ba vị trí mở, cửa B đóng Nó cho phép dầu xi lanh phanh chảy qua cửa C van điện ba vị trí đến xi lanh bánh xe Mức độ tăng áp dầu đƣợc điều khiển nhờ lặp lại chế độ tăng áp suất, cố định áp suất motor bơm hoạt động

(149)

CHƢƠNG 11 HỆ THỐNG LÁI

Hệ thống lái ô tô dùng để thay đổi hƣớng chuyển động giữ cho ô tô chuyển động theo hƣớng định

1.2.1 Theo bố trí bánh lái

- Bánh lái bố trí bên phải

- Bánh lái bố trí bên trái

1.2.2 Theo số lượng bánh dẫn hướng

- Hệ thống lái với bánh dẫn hƣớng cầu trƣớc

- Hệ thống lái với bánh dẫn hƣớng hai cầu

- Hệ thống lái với bánh dẫn hƣớng tất cầu

1.2.3 Theo kết cấu nguyên lý cấu lái

- Loại trục vít-cung

- Loại trục vít-con lăn

- Loại trục vít chốt quay

- Loại liên hợp

1.2.4 Theo kết cấu trợ lực

- Loại trợ lực khí nén

- Loại trợ lực thủy lực

(150)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Cơng nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 150 1.3 Yêu cầu

- Quay vịng tơ thật ngoặc thời gian ngắn diện tích bé

- Lái nhẹ tiện lợi

- Động học quay vòng để bánh xe khơng bị trƣợt lê quay vịng

- Tránh đƣợc va đập từ bánh dẫn hƣớng truyền đến vô lăng

- Giữ đƣợc chuyển động thẳng ổn định ô tơ

2 Động lực học quay vịng ô tô

Hinh 11.1 Động lực học quay vòng hệ thống lái

Lt: Là khoảng cách hai trục đứng

L: chiều dài sở ô tô

Xét hai tam giác vuông OAB ODC, ta có:

(151)

Cotgβt = OD/CD (2)

(1)-(2) :Cotgβn -Cotgβt = OA/OB-OD/CD

Cotgβn -Cotgβt = Lt /L =const

Điều chứng tỏ, để đảm bảo động học quay vịng hiệu số Cotgβn -Cotgβt số

Khi quay vịng, tơ đƣợc xem nhƣ thể thống mà tất điểm đƣợc quay quanh tâm tức thời thời điểm Để đạt đƣợc điều kiện trên, bánh xe quay vịng khơng bị trƣợt đồng thời để tạo điều khiển dễ dàng đƣờng tâm quay bánh xe phải gặp điểm O

3 Phân tích kết cấu hệ thống lái

Hình 11.2 Kết cấu hệ thống lái

(152)

đến thoải mái tài xế điều khiển Ở xe đời thay đổi đƣợc truyền lực khớp nối cardan

3.1 Cơ cấu lái

Cơ cấu lái hộp giảm tốc đảm bảo tăng moment quay tài xế đến bánh xe Kết

cấu cấu lái thƣờng dùng là:

3.1.1 Trục vít-cung

Hình 11.3 Kết cấu cấu lái loại trục vít-cung

Ƣu điểm loại giảm đƣợc trọng lƣợng kích thƣớc so với loại trục vít-bánh

Cung cung thƣờng cung bên Cung bên có ƣu điểm tiếp xúc theo toàn chiều dài răng, giảm đƣợc ứng suất tiếp xúc hao mịn thích hợp cho tơ tải lớn

3.1.2 Trục vít-con lăn

Loại có ƣu điểm trục vít có dạng glopoit chiều dài trục vít khơng lớn nhƣng tiếp xúc ăn khớp đƣợc lâu hơn, nghĩa giảm đƣợc áp suất riêng tăng độ chống mòn

Tải trọng tác dụng lên chi tiết đƣợc phân tán, tùy theo cỡ ô tơ mà có đến vịng ren

Giảm đƣợc ma sát, ma sát trƣợt thay ma sát lăn

(153)

Hình 11.4 Kết cấu cấu lái loại trục vít-con lăn

3.1.3.Trục vít-chốt quay

Hình 11.5 Kết cấu cấu lái loại trục vít-chốt quay

Loại có ƣu điểm có tỷ số truyền thay đổi

Cơ cấu lái loại đƣợc dùng hệ thống lái cƣờng hóa, chủ yếu tơ tải khách

3.1.4 Loại liên hợp

Thƣờng dùng loại trục vít-ecu-thanh răng-cung

Sự nối tiếp trục error đên dãy bi nằm theo rãnh trục vít

(154)

Hình 11.6 Kết cấu cấu lái loại liên hợp

3.2 Dẫn động lái

Dẫn đông lái bao gồm hệ thống đòn để truyền lực từ cấu lái đến quay bánh xe CFD Đồng thời đảm bảo cho bánh xe quay vòng với động lực học hoi

Bộ phận quan trọng dẫn động lái hình thang lái Hình thang lái có nhiệm vụ đảm bảo động học bánh dẫn hƣớng làm cho bánh xe khỏi trƣợt lê lái, bớt hao mịn

3.3 Trợ lực lái

3.3.1 Khái quát chung

(155)

tính tơ, hệ thống lái khí thơng thƣờng tay gặp phải nhiều bất lợi Để cải tiến, ngƣời ta thiết kế trợ lực lái nhƣ hình dƣới Bộ trợ lực lái cung cấp lực đẩy phụ để xoay vành lái điều khiển hai bánh xe dẫn hƣớng

Thông thƣờng ô tô hệ thống lái tiếp sức hồn tồn nhƣng có trợ lực lái Ơ tơ trang bị trợ lực, gặp phải tình hệ thống lái trợ lực bị hỏng, động chết máy, điều khiển lái xe bình thƣờng Bộ trợ lực lái đƣợc tác động khí nén, điện hay thủy lực Ngày trợ lực lái đƣợc trang bị cho nhiều ô tô du lịch tất ô tô tải

Về mặt kết cấu hệ thống lái khí bình thƣờng, nghĩa có cấu lái, cấu dẫn động lái, vành lái cột lái, điều khác biệt có thêm bơm thủy lực xi lanh lực Khi tác động lực xoay vành tay lái khoảng 0.68-3.17 kg, van dầu mở, bơm thủy lực đẩy dầu vào xi lanh lực tạo công suất bẻ lái bánh xe trƣớc Khi động hoạt động, bơm thủy lực bơm liên tục để tạo sức đẩy Có hai kiểu hệ thống trợ lực thủy lực phổ biến đƣợc trang bị cho ô tô

+ Loại khối: loại này, piston xi lanh lực đƣợc đặt trực tiếp khối với cấu lái cột lái

+ Loại cần đẩy: Trong loai xi lanh piston lực đƣợc lắp ráp bên sƣờn xe

(156)

Hình 11.7 Sơ đồ nguyên lý trợ lực lái loại khối

3.3.2 Bơm thủy lực

Trong lúc xe lăn bánh, bơm thủy lực hoạt động liên tục để cung cấp áp suất cao cho

(157)

Hình 11.8 Sơ đồ nguyên lý bơm thủy lực

3.3.3 Bộ trợ lực thủy lực khối

(158)

Hình 11.9 Đặc điểm kết cấu cụm trợ lực thủy lực khối

Do đặc tính liên kết trục vít đai ốc bị hồi chuyển 5, nên ta xoay vành tay lái, lực cản nhẹ ban đầu tạo lực đẩy dọc tác động lên trụ lái Chính lực đẩy dọc làm cho van dịch chuyển theo chiều dọc khoảng nhỏ Hƣớng dịch chuyển van tùy thuộc vào chiều xoay vành tay lái đóng mở mạch dầu, nhờ vậy, mặt trƣớc hay mặt sau piston lực liên lạc đƣợc với bơm thủy lực bình chứa dầu

Khi xoay vành tay lái sang trái, van trƣợt dịch qua phải đóng mạch dầu 5’ mạch dầu 2’ cách ly khỏi bơm thủy lực Lúc mặt trƣớc piston lực liên lạc với bơm thủy lực qua mạch dầu 4’ mặt sau liên lạc với bình chứa dầu qua mạch 2’ 1’ Vì piston lực đƣợc áp suất đẩy qua phải điều khiển cho xe rẽ trái

(159)

Lúc xoay vành tay lái sang phải, van dịch qua trái đóng mở mạch dầu điều khiển cho bơm thủy lực tác động vào mặt sau piston lực qua mạch 3’ mạch 2’ Số dầu phía trƣớc piston lực theo mạch 4’, 5’ trở lại thùng chứa

Sau xe qua khúc cua, ngƣời lái buông hẳn mạch 5’ trở lại buồng chứa Đồng thời hai bánh xe trƣớc tự trả vị trí thẳng hƣớng ban đầu, van mở thông tất mạch, dầu hồi thùng chứa

Khi xe chạy thẳng, hai mặt piston có tác động lực áp suất dầu thủy lực, lúc bơm thủy lực hoạt động không tải nên bớt tiêu tốn công suất động

Hình 11.10 Lƣu thơng mach dầu xe rẽ trái

3.3.4 Bộ trợ lực lái loại cần đẩy

(160)

phối xi lanh lực liên lạc với nhờ ống dẫn dầu cao áp Đầu cuối đòn quay đứng có dạng hình cầu ráp khớp vào lỗ hình cầu van phân phối điều khiển van

Hình 11.11 Kết cấu trợ lực lái loại cần đẩy

(161)

Hình 11.12 Bộ trợ lực lái loại cần đẩy xe rẽ phải

(162)

3.3.5 Bộ trợ lực lái khí nén

Hình 11.14 Sơ đồ hệ thống trợ lực lái khí nén

4 Hệ thống lái điện tử

4.1 Giới thiệu hệ thống lái điện tử

(163)

Hình 11.15 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống lái điện tử

4.2 Các phận hệ thống lái điện tử

Hệ thống lái điện tử phận giống nhƣ hệ thống lái thƣờng cịn có thêm

bộ phận sau:

4.2.1 Cảm biến tốc độ

Đƣợc gắn bên đồng hồ đo tốc độ, bao gồm cơng tắc đƣợc đóng ngắt liên

tục chuyển động quay dây đồng hô đo tốc độ Các loại cảm biến tốc độ đƣợc sử dụng:

a Kiểu lƣỡi gà: Nam châm cáp đồng hồ tốc độ quay từ trƣờng nam châm làm công tắc lƣỡi gà đóng mở Một đầu cơng tắc lƣỡi gà đƣợc nối mass, đầu đƣợc nối với ECU Công tắc lƣỡi gà bật tắt điện áp cung cấp tạo xung tƣơng ứng với hoạt động bật-tắt công tắc

Bốn xung đƣợc sinh vòng vòng quay dâu, tốc độ xe cao

sinh nhiều xung đơn vị thời gian

b Kiểu tế bào quang điện: Một đĩa xẻ rãnh dây đồng hồ tốc độ quay tế bào

(164)

bào quang điện 20 xung đƣợc sinh vòng quay đồng hồ tốc độ Tốc độ xe cao sinh nhiều xung

4.2.2 ECU trợ lực lái

ECU đƣợc dùng để điều khiển van điện Nó gửi tín hiệu điều khiển tới van điện phù hợp với tín hiệu tốc độ xe từ cảm biến tốc độ

Các tín hiệu từ ECU thay đổi hệ số tác dụng tín hiệu xung 250Hz theo tốc độ xe, sinh tín hiệu điện áp cƣờng độ trung bình thay đổi

4.2.3 Van điện

Van điện đƣợc gắn cấu lái, có tác dụng làm thay đổi kích thƣớc mạch dầu nối hai phía xi lanh lực,

Ống van bị kéo van bị kích thích tín hiệu từ ECU trợ lực lái

(165)

CHƢƠNG 12 HỆ THỐNG TREO

Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung với hệ thống chuyển động Nhiệm vụ chủ

yếu hệ thống treo giảm va đập sinh ô tô chuyển động thẳng, làm êm dịu qua mặt đƣờng gồ ghề không phẳng

1.2.1 Theo phận hướng

- Hệ thống treo độc lập

- Hệ thống treo phụ thuộc

1.2.2 Theo phần tử đàn hồi

- Nhíp

- Lị xo

- Thanh xoắn

- Cao su

- Khí nén

- Thủy khí

1.3 Yêu cầu

- Có tần số dao động riêng vỏ thích hợp, tần số dao động đƣợc xác định độ võng tĩnh ft

- Có độ võng động fđ đủ không sinh va đập trụ đỡ cao su

(166)

- Khi quay vòng phanh vỏ tơ khơng bị nghiêng

- Đảm bảo cho chiều rộng sở góc đặt trục đứng bánh dẫn hƣớng khơng đổi

- Đảm bảo tƣơng ứng động học bánh xe động học truyền động lái

2 Phân tích kết cấu hệ thống treo

Ở ô tô sử dụng hệ thống treo độc lập hệ thống treo phụ thuộc Hệ thống treo phụ

thuộc đƣợc sử dụng nhiều ô tô tải, hành khách số tơ du lich Cịn hệ thống treo độc lập đƣợc sử dụng nhiều ô tô du lịch số ô tô tải

Ƣu điểm hệ thống treo phụ thuộc đơn giản mặt kết cấu, đảm bảo đƣợc yêu cầu cần thiết ô tô nhƣng ô tô tốc độ lớn Khuyết điểm tốn nhiều thép thời gian phục vụ

Hình 12.1 Hệ thống treo độc lập

(167)

Hình 12.2 Hệ thống treo phụ thuộc

2.1 Bộ phận hƣớng

Dùng để xác định động học tính chất dịch chuyển bánh xe tƣơng

khung hay vỏ ô tô dùng để truyền lực dọc (lực kéo lực phanh), lực ngang nhƣ moment phản lực

Ở hệ thống treo phụ thuộc, nhíp vừa làm nhiệm vụ phận đàn hồi vừa làm nhiệm vụ phận hƣớng

Ở hệ thống treo độc lập, phận hƣớng đƣợc làm riêng lẻ Yêu cầu phải đảm bảo vị trí bánh xe tơ chuyển động dịch chuyển bánh xe không làm thay đổi chiều rộng chiều dài sở ô tô

2.1.2 Đặc điểm kết cấu

(168)

Hình 12.3 Bố trí hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi nhíp

Hệ thống treo phụ thuộc phần tử đàn hồi nhíp đƣợc bố trí trục chủ động trục bị động nhƣ hình

Trong hai trƣờng hợp trên, nhíp vừa phần tử đàn hồi đồng thời làm phận hƣớng Với chức phận hƣớng, nhíp truyền đƣợc lực dọc lực ngang từ bánh xe qua cầu xe lên khung Ngồi nhíp cịn có khả truyền moment từ bánh xe lên khung, moment kéo moment phanh

(169)

Trong trình biến dạng, chiều dài nhíp thay đổi nên hai tai nhíp bắt lên khung dầm xe có đầu cố định cịn đầu di động Đối với nhíp sau thƣờng đầu cố định phía trƣớc cịn đầu di động nằm phía sau để phù hợp với khả chịu đƣợc lực đẩy lực kéo tác dụng lên bánh xe qua cầu xe lên nửa nhíp phía trƣớc có đầu cố định Đối với nhíp trƣớc đầu cố định phía trƣớc hay sau tùy theo vị trí đặt cấu lái để phối hợp động học hệ thống treo hệ thống lái

b Hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi lò xo trụ

Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi lò xo trụ đƣợc bố trí trục bị động cầu chủ động Vì lị xo trụ có khả chịu lực theo phƣơng thẳng đứng nên ngồi lị xo trụ phải bố trí phần tử phận dẫn hƣớng

(170)

Hình 12.4 Bố trí hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi lò xo trụ

Đối với kết cấu hình thứ nhất, hai đòn treo dọc với giằng ngang phần tử phận dẫn hƣớng Nó có nhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang moment từ bánh xe qua dầm cầu, qua phần tử phận hƣớng lên khung ô tô

Đối với kết cấu hình thứ hai loại bốn giằng dọc giằng ngang làm phần tử phận dẫn hƣớng Các giằng có đầu bắt với cầu xe khớp lề có cao su đầu lại bắt với khung khớp lề có cao su

(171)

c Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn treo dọc

Hệ thống treo đòn dọc nghĩa liên kết phần tử dẫn hƣớng bánh xe với khung tơ địn dọc Các địn dọc thƣờng đƣợc bố trí song song hai bên bánh xe Số lƣợng địn dọc hai, ba bốn bố trí hệ thống treo phụ thuộc hệ thống treo độc lập

Hình 12.5 Bố trí hệ thống treo độc lập, lị xo trụ, địn treo dọc

Trên hình sơ đồ cấu tạo hệ thống treo độc lập phần tử đàn hồi lò xo với đòn treo dọc Loại lực bố trí hai địn treo dọc phía dƣới Để địn treo chịu đƣợc lực dọc, lực ngang moment địn treo phải có cấu tạo cho độ cứng vững lớn Thƣờng địn treo loại có kết cấu dạng hộp với tiết diện ngang tƣơng đối lớn Một đầu đòn treo đƣợc cố định với moay bánh xe, đầu lại đƣợc liên kết lề với khung dầm ô tô Khớp lề có chiều dài tƣơng đối lớn nhằm mục đích để địn dọc chịu đƣợc lực ngang moment theo hƣớng khác

(172)

d Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, hai đòn ngang

Hình 12.6 Bố trí hệ thống treo độc lập, lò xo trụ, hai đòn ngang

Cấu tạo dạng khung hình tam giác hình thang Cấu tạo nhƣ cho phép đòn ngang làm đƣợc chức phận hƣớng Đầu đòn ngang đƣợc liên kết lề với khung dầm tơ Đầu cịn lại đƣợc liên kết với đòn đứng khớp cầu Bánh xe đƣợc cố định với đòn đứng Nếu bánh xe dẫn hƣớng bánh xe địn đứng quay xung quanh trụ để quay bánh xe ô tô quay vịng

(173)

mịn Vì để khắc phụ nhƣợc điểm ngƣời ta thƣờng bố trí địn ngang có kích thƣớc ngắn địn ngang dƣới hai địn ngang nhƣ hai cạnh hình thang vng Nhờ bố trí nhƣ mà bánh xe dao động lên xuống khoảng cách hai bánh xe thay đổi không đáng kể, hạn chế mài mòn lốp bánh xe

Địn treo có dạng hình tam giác hai đầu phía đƣợc liên kết lề khớp cầu với khung dầm tơ Đầu ngồi đƣợc liên kết khớp cầu với đòn quay đứng lắp bánh dẫn hƣớng Địn dƣới dạng đơn có đầu liên kết lề khớp cầu với khung dầm tơ, đầu cịn lại liên kết với trụ xoay đứng Để tăng cƣờng khả truyền lực dọc, lực ngang moment phận hƣớng cịn bố trí thêm giằng Thực chất giằng với đòn treo dƣới hợp thành hình tam giác

Phần tử đàn hồi lị xo trụ bố trí kết hợp với giảm chấn ống thủy lự có đầu liên kết với gối tựa khung vỏ ô tô, đầu dƣới liên kết lề khớp cầu với đòn treo dƣới Một ổn định ngang hai đầu liên kết với hai giá bánh xe đƣợc giữ khung dầm ô tô hai khớp lề Thanh ổn định có tác dụng hạn chế biến dạng mức bên bánh xe nhằm giữ cho thân ô tô đƣợc ổn định

e Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lị xo loại Macpherson

Nếu kích thƣớc đòn hệ thống treo độc lập hai đòn ngang giảm ta có hệ thống treo độc lập loại Macpherson

(174)

Hình 12.7 Hệ thống treo độc lập loại Macpherson

Cấu tạo hệ thống treo loại Macpherson bao gồm đòn treo dƣới Đầu đòn treo dƣới đƣợc liên kết lề với khung dầm ô tô, đầu liên kết với xoay đứng đồng thời vỏ giảm chấn ống thủy lực Đầu giảm chấn ống thủy lực đƣợc liên kết với gối tựa khung vỏ ô tô Phần tử đàn hồi lò xo đƣợc đặt đầu tì vào chặn vỏ giảm chấn cịn đầu tì vào gối tựa khung vỏ ô tô Trục bánh xe đƣợc lắp cố định với trụ xoay đứng (vỏ giảm chấn)

(175)

quay quanh trụ bánh xe quay vịng Để tăng tính ổn định phần thân vỏ tơ hệ thống treo bố trí ổn định

f Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo trụ, đòn chéo

Hình 12.8 Hệ thống treo độc lập loại hai đòn chéo

Đây hệ thống treo độc lập đƣợc thiết kế với mục đích tăng độ cứng vững để tăng khả nang chịu lực ngang đồng thời giảm thiểu thay đổi góc đặt bánh xe xảy bánh xe dao động phƣơng thẳng đứng Do kết cấu đơn giản chiếm không gian nên thƣờng đƣợc sử dụng hệ thống treo sau ô tô du lịch

(176)

Đòn treo dƣới hệ thống treo loại có vai trị nhƣ địn treo ngang dƣới hệ thống treo Macpherson Tuy nhiên kết cấu địn treo có dạng với kích thƣớc lớn; mặc khác đầu đòn treo đƣợc liên kết với khung dầm ô tô hai khớp lề khoảng cách xa nhằm tăng khả chịu lực Địn treo dƣới khơng song song với trục dọc tơ nhƣ loại địn treo dọc khơng vng góc với trục dọc tơ nhƣ địn treo ngang mà bố trí vị trí trung gian hai phƣơng án tạo với trục dọc tơ góc đó, gọi đòn chéo

g Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi xoắn

Trong hệ thống treo với phần tử đàn hồi xoắn có ƣu điểm kết cấu, kích thƣớc trọng lƣợng phần tử đàn hồi nhỏ, khơng gian chiếm chỗ ít, bố trí thuận tiện Vì loại hệ thống treo phần tử đàn hồi xoắn đƣợc sử dụng tơ du lịch mà cịn tơ tải

Đối với hệ thống treo độc lập hai địn ngang xoắn thƣờng đƣợc bố trí dọc theo thân tơ Một đầu xoắn đƣợc ngàm cố định khung dầm, đầu lại đƣợc liên kết cố định then hoa với đầu đòn treo đòn treo dƣới

(177)

Hình 12.9 Bố trí hệ thống treo độc lập, xoắn

2.2 Bộ phận đàn hồi

Bộ phận đàn hồi dùng để truyền chủ yếu lực theo phƣơng thẳng đứng giảm tải trọng ô tô chuyển động thẳng đƣờng không phẳng đảm bảo độ êm dịu cần thiết Bộ phận đàn hồi là: nhíp, lị xo, xoắn, cao su, thủy khí, liên hợp…

2.2.2 Kết cấu

a Nhíp

(178)

Hình 12.10 Kết cấu nhíp

Kết cấu nhíp bao gồm nhiều nhíp ghép lại Các nhíp đƣợc ghép lại với bu lơng trung tâm Các nhíp dịch chuyển tƣơng theo chiều dọc Do nhíp biến dạng sinh ma sát làm giảm dao động ô tô chuyển động

Trong trƣờng hợp tải trọng tác dụng lên cầu thay đổi đột ngột nhƣ cầu sau ô tô tải ngƣời bố trí nhíp đơi, gồm nhíp nhíp phụ Khi khơng chở hàng nhíp làm việc, cịn tải trọng thêm nhíp phụ làm việc Sử dụng nhíp đơi làm cho hệ thống treo có độ êm dịu tốt

Nhíp phụ đặt dƣới nhíp tùy theo vị trí cầu khung, kích thƣớc nhíp biến dạng yêu cầu nhíp

(179)

Hình 12.11 Bố trí nhíp tơ

b Lò xo

Lò xo đƣợc dùng nhiều ô tô du lich với hệ thống treo độc lập Lị xo trụ có ƣu điểm kết cấu đơn giản, kích thƣớc gọn gàng bố trí giảm chấn nằm lồng lị xo

(180)

c Thanh xoắn

Thanh xoắn đƣợc dùng số ô tô du lịch kết cấu đơn giản nhƣng bố trí khó khắn chiều dài lớn

Hình 12.13 Kết cấu xoắn

d Loại khí

Loại khí đƣợc sử dụng tốt loại tơ có trọng lƣợng đƣợc treo thay đổi lớn nhƣ ô tô tải, ô tơ khách, đồn xe

Bộ phận đàn hồi loại khí có cấu tạo theo kiểu hình cao su, có chứa khí nén

(181)

e Loại thủy khí

Bộ phận đàn hồi thủy khí có kết hợp chất lỏng chất khí, áp suất khí đƣợc truyền qua chất lỏng tiến hành dập tắt dao động Vì phận đàn hồi thủy khí làm ln nhiệm vụ phận giảm chấn

Hình 12.15 Kết cấu phần tử đàn hồi loại thủy khí

2.3 Bộ phận giảm chấn

Cùng với ma sát hệ thống treo (gồm ma sát nhíp khớp nối)

sẽ sinh lực cản ô tô chuyển dao động thành nhiệt

(182)

2.3.2 Bộ giảm chấn địn

Hình 12.16 Kết cấu giảm chấn địn

Các đƣờng dầu nhỏ gây ma sát, tạo nên tƣợng giảm chấn

2.3.3 Giảm chấn ống

(183)

Hình 12.18 Nguyên lý làm việc giảm chấn ống

Nguyên lý làm việc phận giảm chấn dựa nguyên tắc chuyển dịch chất lỏng từ buồng sang buồng khác qua van tiết lƣu nhỏ Khi chất lỏng qua van tiết lƣu sinh lực cản lớn chất lỏng Do dập tắt dao động tơ chuyển động

3 Hệ thống treo điện tử

3.1 Giới thiệu chung hệ thống treo điện tử (TEMS)

TEMS viết tắt Toyota Electronically Modulated Suspension tức hệ thống treo điều khiển điện tử Toyota

(184)

ECU (bộ điều chỉnh điện tử) dựa chế độ lựa chọn điều kiện lái xe Nó làm tăng tính êm dịu chuyển động cải thiện tính ổn định lái

3.2 Đặc điểm hệ thống treo điện tử

3.2.1 Thay đổi chế độ giảm chấn

Hình 12.19 Các chế độ hoạt động hệ thống treo điện tử

Ngƣời lái lựa chọn chế độ bình thƣờng hay thể thao cơng tắc lựa chọn chế

(185)

3.2.2 Điều khiển chống chúi xe

Hình 12.20 Điều khiển chống chúi xe

Nó hạn chế chúi xe có hộp số tự động khởi hành tăng tốc đột ngột Lúc ECU đặt lực giảm chấn giảm chấn chế độ cứng làm ổn định chuyển động xe

3.2.3 Điều khiển chống nghiêng ngang

(186)

Nó giới hạn độ nghiêng ngang thân xe quay vòng hau lên đƣờng ngoằn ngoèo Lúc lực giảm chấn đƣợc đặt chế độ cứng Vì cải thiện đƣợc tính ổn định điều khiển

3.2.4 Chống chúi mũi

Hình 12.22 Điều khiển chống chúi mũi

(187)

3.2.5 Điều khiển tốc độ cao

Hình 12.23 Điều khiển xe chạy tốc độ cao

Khi xe chuyển động tốc độ cao, lực giảm chấn đƣợc đặt chế độ trung bình, cải thiện khả điều khiển

3.2.6 Chống chúi chuyển số

Hình 12.24 Điều khiển xe sang số

(188)

GV ThS Nguyễn Hồi- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 188 3.3 Sơ đồ hệ thống treo điện tử