Nối tiếp phần 1, phần 2 của Giáo trình Kết cấu ôtô tiếp tục trình bày các nội dung về Hộp số; Cụm cầu ô tô; Các đăng và khớp nối; Bánh xe; Hệ thống treo; Hệ thống lái; Hệ thống phanh; Khung, vỏ, các thiết bị phụ. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.
Trang 1Chương 10 HOP SO
Hộp số là một cụm quan trọng của HTTL, cho phép thay đổi và phân chia tốc độ và mô men
xoắn từ động cơ đến tới các cầu chủ động của ô tô
Các dạng kết cấu của hộp số được bồ trí phụ thuộc vào tính năng kỹ thuật yêu cầu như sau:
+ Ô tô một cầu chủ động, chỉ có hộp
số Trên hình 10.1a mô tả kết cấu của HTTL ô tô con với hộp số và một cầu chủ động,
+ Với ô tô nhiều cầu chủ động, ngoài
hộp số còn có hộp phân phối Trên hình
10.1b là cấu trúc HTTL của ô tô tải 3 cầu chủ
động có hộp số và hộp phân phối a) Trên ô t con 1 cầu chủ động Ngoài ra trên ô tô chuyên dụng còn sử
dụng thêm hộp trích công suất nhằm phục vụ
các tính năng chuyên dụng yêu cầu
Cấu trúc bố trí các dạng hộp số, hộp phân phối trong HTTL được trình bày ở chương 8, hộp trích công suất — trình bày ở chương 17 Hộp phân phối
b) Trên 6 tô tải 3 cầu chủ động
10.1 HOP SO TREN Ô TÔ Hình 10.1: Bồ trí hộp số và hộp phân phối
, trên 6 tô
40.1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu a) Công dụng
Hộp số dùng đề:
- Thay đổi thay đổi tốc độ và mô men truyền (hay lực kéo) trên các bánh xe,
— Thay đổi chiều chuyển động (tiễn hoặc lùi), — Ngắt động cơ lâu đài khỏi hệ truyền lực
Trên một số ô tô, chức năng thay đổi mô men truyền có thé duoc dam nhận nhờ một số cụm
khác (hộp phân phối, cụm cầu xe) nhằm tăng khả năng biến đổi mô men đáp ứng mở rộng điều
kiện làm việc của ô tô
b) Yêu cầu
Hộp số cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:
~ Có dãy tỉ số truyền hợp lý, phân bố các khoảng thay đổi tỉ số truyền tối ưu, phù hợp với
tính năng động lực học yêu cầu và tính kinh tế vận tải
— Phải có hiệu suất truyền lực cao,
Trang 2
~ Khi làm việc không gây tiếng ồn, chuyên số nhẹ nhàng, không phát sinh các tải trọng động
khi làm việc,
Đi với các hộp số sử dụng các bộ truyền có cấp (các tỉ số truyền cô định), khi chuyền số,
thường xảy ra thay đổi giá trị tốc độ và mô men và gây nên tải trọng động Hạn chế các xung lực và
mô men biến động cần có các bộ phận ma sát (đồng tốc, khớp ma sát, bộ truyền thủy lực ) cho phép
làm đều tốc độ của các phần tử truyền và nâng cao độ bên, độ tin cậy trong làm việc của hộp số,
— Đảm bảo tại một thời điểm làm việc chỉ gài vào một số truyền nhất định một cách chắc chắn (cơ cầu định vị, khóa hãm, bảo vệ ),
— Kết cấu phải nhỏ, gọn, dễ điều khiển, bảo dưỡng và sửa chữa,
— Có khả năng bồ trí cụm trích công suất để dẫn động các thiết bị phụ khác
c) Phân loại
Hộp số trên ô tô được phân loại theo các đặc điểm kết cấu sau:
* Theo đặc điểm thay đổi tỉ số truyền: hộp số vô cắp và hộp số có cắp
- Hộp số vô cấp được đùng đẻ tạo thành HTTL vô cấp, trong đó hộp số có tỉ số truyền biến
đổi liên tục, trong khoảng tỉ số truyền (R) định sẵn, từ thấp đến cao và ngược lại Trên ô tô bộ
truyền vô cấp thường gặp: biến mô men thủy lực, bộ truyền đai đặc biệt Nếu mô men động cơ làm việc ở giá trị nhất định, sự biến đổi mô men sau hộp số vô cấp là đường liên tục, do vậy các bộ truyền này còn được gọi là bộ fruyên liên tực trong khoảng tỉ số truyền R cho trước Ví dụ: trên biến mô men thủy lực, khoảng R có thé đạt tới 2,7, trên bộ truyền đai đặc biệt có thể R = 4,5
¬ Hộp số có cấp, tạo thành HTTL Mẹ P,
có cập, được dùng phô biến trên ô tô Tỉ Memax số truyền trong hộp số thay đổi với các r7”
giá trị cố định khác nhau, do vậy còn '
được gọi là bộ ruyên gián đoạn Mức độ Số1 Bộ truyền vô cập : : Số 5
gián đoạn phụ thuộc vào số lượng tỉ sô
truyền bên trong hộp số 0¬ >0
y hệ ì 4 P , Ne v (km/h)
uan hé luc kéo với vận toc 6
ˆ Q to ˆ ( ) toy, a) Quan hệ Me và nạ của b) Quan hệ P, và v
tô (v) khi sử dụng hộp số 5 cấp và bộ động cơ của ô tô truyền vô cấp được trình bày trên hình
10.2b, tương ứng với đường đặc tính
ngoài của động cơ (hình 10.2a)
Hình 10.2: So sánh đặc tính P, và v của bộ truyền vô cắp
với hộp sô có cắp
Ở bộ truyền cơ khí có cấp, các số truyền thực hiện không liên tục, còn ở bộ truyền vô cấp dạng đặc tính biến đổi liên tục, do vậy cho phép quá trình thay đổi mô men và tốc độ đều đặn, cho phép tận dụng tốt công suất của động cơ
HTTL của ô tô có thể được tập hợp bởi các bộ truyền vô cấp với hộp số có cấp,
* Theo cầu trúc truyền lực giữa các bánh răng: các bánh răng ăn khớp ngoài với các trục cỗ
định (hộp số thông thường), kết hợp các bánh răng ăn khớp trong và ăn khớp ngoài có trục đi động
(hộp số hành tỉnh) Trong hộp số thường gặp các bộ truyền ăn khớp ngoài và bộ truyền hành tỉnh * Theo phương pháp điều khiển chuyển số của hộp số: điều khiển bằng tay, điều khiển tự động và điều khiển bán tự động Trong thời gian gần đây đã xuất hiện các hộp số cho phép làm việc theo phương pháp điều khiển bằng tay và điều khiển tự động tùy chọn bằng các nút chọn trên
bảng điều khiển (hộp số hai li hợp trên một số ô tô con)
Trang 3Với tinh chat đa dang của hộp số, trong tài liệu sẽ trình bày hai dạng hộp số thường gặp trên ô tô: hộp số đơn giản có cấp và hộp số tự động chuyến số
10.1.2 Hộp số có cấp thông thường
Cầu tạo của hộp số cơ khí có
cấp điển hình được trình bày trên hình 10.3a và bao gồm các các bộ phận cơ bản: l) Bộ phận đảm nhận chức năng truyền và biến đổi mô men bao gồm: các cặp bánh răng ăn khớp, các trục và 6 đỡ trục, vỏ hộp số b} Vị trí gài số của cần số 2) Bộ phận điều khiển chuyển số đảm nhận chức năng chuyển số theo sự điều khiển của người lái và
khả năng giữ nguyên trạng thái làm
việc trong quá trình xe hoạt động Bộ RSS mạ ` ;
et phan nay bao gồm: cần số, các đòn
kéo, thanh trượt, nạng gài, khớp gài,
cơ cấu định vị, khóa hãm, cơ cầu bảo hiểm gài số lùi
Vị trí gài các số truyền của cần a) Mặt cắt của fg ACA Trục số
số (b) là các điểm mút của các nhánh hộp SỐ ƒ lời
(I.2 3 4 5 L) Tại vị trí trung gian
(0.) của cần số, mô men truyền ra phía )
sau bị ngất
Hộp số cơ khí có cấp được phân Hình 10.3: Câu tạo của hộp số ô tô tải 5 số tiền
chia theo:
* Theo số lượng tỉ số truyền có trong hộp số có cấp: 3, 4 , nhiều tỉ số truyền Trong giao tiếp thường chỉ kế đến các số tiến của ô tô và số lượng tỉ số truyền tạo nên giữa trục chủ động và
trục bị động được gọi là số lượng cấp truyền giản đoạn trong hộp số (số câp)
Hộp số có 3 cấp, 4 cấp, 5 cấp là các loại hộp số có 3, 4, 5 cấp số truyền tiến, được sử dụng trên ô tô con, ô tô tải đa dụng, ô tô buýt Trên ô tô tải nặng và ô tô chuyên dụng có thê sử dụng nhiều cấp truyền hơn (số lượng cấp truyền tiễn có thể tới 14, 1ó số truyền), nhằm phù hợp với điều kiện thay đổi tải trọng trong khoảng rat rộng của ô tô
Tên thường gọi của các số truyền phù hợp với khoảng tốc độ chuyển động của ô tô Các số truyền tạo nên lực kéo ở bánh xe chủ động lớn và tốc độ ô tô thấp được gọi là các fay số thấp, và ngược lại là các £ay số cao Như vậy trong hộp số: các tay số thấp có giá trị tỉ số truyền lớn, các tay
số cao — giá trị tỉ số truyền nhô
Nhóm tay số cao được sử dụng nhiều khi ô tô chuyển động trong điều kiện đường tốt Trong đó, số truyền cao nhất có thể có giá trị tỉ số truyền l= 1 (số truyền thăng), hoặc có tỉ số truyền in <1 (sé truyén ting tốc)
Trang 4Nhóm tay số thấp được sử dụng khi ô tô chuyên động trong điều kiện cần khắc phục lực cản chuyển động lớn (đường xấu, đường dốc, chở nặng ) Tay số thấp nhất (giá trị tỉ số truyền lớn nhất) được dùng để khởi hành xe
Đề đảm bảo khả năng thực hiện chuyển động lùi, trong hộp số có bố trí số truyền lùi với giá trị tỉ số truyền xấp xỉ bằng giá trị tỉ số truyền ở tay số tiễn thấp nhất
* Phân chia theo sơ đỗ bồ trí các bánh răng và trục trong hộp số bao gồm: hộp số 3 trục và hộp số 2 trục
Hộp số 3 trục là các hộp số có đa số các số truyén i, truyén qua 2 cặp bánh răng ăn khớp Với cầu trúc tỉ số truyền truyền qua 2 cặp bánh răng ăn khớp nên chiều quay của trục chủ động và
trục bị động không thay đổi, cho phép thực hiện một số giá trị tỉ số truyền lớn, tuy nhiên hiệu suất truyền lực sẽ thấp do phải truyền qua nhiều cap banh răng ăn khớp Trên hình 19.3 là cau tạo của
hộp số 3 trục dùng cho ô tô tải vừa với 5 số tiến và 1 số lùi Các số tiễn 1, 2, 3, 4 đều thực hiện
truyền qua 2 cặp bánh răng ăn khớp, số 5 là số truyền thăng, số lùi thực hiện truyền qua 3 cặp bánh răng nhằm đảo chiều quay của trục bị động
Hộp số 2 trục là các hộp số có đa số các số truyén i, truyén qua | cap banh rang an khớp Các hộp số loại này rất phù hợp với HTTL của ô tô con đòi hỏi tốc độ cao (giá trị i, không cần lớn)
a) Cấu trúc truyền và biến đổi mô men * ;iộp số 3 trục + Hộp số 5 số tiến Trên hình 10.4 mô tả sơ đồ kết cấu của hộp số 3 trục bố trí đọc theo xe (trình bày trên hình 10.3) Hộp số
có 5 số tiến, một số lùi với 3
trục cơ bản [, II, II Trục chủ động ï (trục sơ cấp) đồng thời là trục bị
động của li hop dat trén hai 6 |”
lăn; một gối vào trong bánh đà, + ® |
một đặt trên vỏ hộp số Trụcbố a)Sơđồkếtcu Z4: IV 22 b) So dé bé tri truc trí bánh răng Z„ thường xuyên c) Các số truyền
ăn khớp với bánh rang Z’, Số Vị trí gài Dòng truyền Giá trị in Trong lòng bánh răng bồ trí gối 1 |G¿, Gz=0; Gị=1, [I ZaxZa, Ih, Z';xZ;, II in lớn nhất
đỡ cho trục III 2 |Gy, G3=0; Go=2 |I, ZaxZ’a, H, Z'xZ¿, III in trung gian 3 |G:, Gzz0; Gạ=3., |Í, ZaxZ›, II, Z2xZa, II Ìn trung gian
Trục trung gian lÏ đặt 4 |G:, Gzz0; G=4 |Ì, ZaXZa, II, ZaxZ¿, IM ín trung gian
trên hai ô lăn của vỏ hộp số 5 |Gi, Gạ=0; Ga=5 I, Il in=1
Trén truc bố trí 5 bánh răng Lui_|G3, Gz=0; Gi=L |I, ZaxZ’s, Í, Z(xZú, Z.2xZ1, lll]Dao chiéu quay
nghiêng Z’,, Z’4, 23, Z’, Z’2 nhờ các then bán nguyệt và
một bánh răng thắng Z' chế tạo liền trục
Hình 10.4: Sơ đỗ cầu trúc bồ trí trục và truyền mô men
Trục bị động LII (trục thứ cấp) bố trí trên hai ỗ lăn: một — gối trên vỏ, mot — gối vào lòng bánh răng Z', Trục mang theo: ba bánh răng nghiêng Z4, Z¿, Z; lắp quay trơn trên trục, một bánh
Trang 5răng thắng Z¡ di trượt bằng then hoa dam bao cho việc dịch chuyền gài số trực tiếp, hai bộ khớp gai
dạng đồng tốc G›, G; di trượt được trên then hoa của trục Các bánh răng Z4, Z4, Z2 chỉ liên kết với trục khi các khớp gài G›, G; được gài vào vị trí tương ứng (xem hình vẽ) Khi một bánh răng được
gài các bánh răng khác sẽ ở vị trí quay tự do (quay lồng không) Vị trí khớp gài Gà có thể bố trí nối
với bánh răng Z¿, tạo nên khả năng truyền thăng mô men từ trục l sang trục II (số truyền thăng) Khớp gài G¡ đặt trên bánh răng Z¡ dùng để di chuyển trực tiếp bánh răng sang vị trí số | hay số lùi
Việc bồ trí thêm trục IV (rực số fừi) cho phép tạo thành số lùi với 3 cặp bánh răng ăn khớp
và đảo chiều quay của trục bị động Các trục trong hộp số được bó trí trong không gian trình bày trên hình 10.4b
Dòng truyền mô men được trình bày trên bảng ở hình 10.4c Qua bảng nhận thấy:
Xác định giá trị tỉ số truyền của hộp sé i, thong qua các số răng trên bánh răng:
ZZ 22., Bh 2 2s; Z, ZL Z¿
7! lạ 7 ra Ina = = Ss > dns = 45 zs
Z, 2 Z, 2, `
i hi > Z, Z, = mm =lsi, MÔ 7 7 2 =
Đa số các tỉ số truyền được thực hiện thông qua hai cặp bánh răng ăn khớp, trong đó có cặp
bánh răng luôn luôn ăn khớp Z4, Z°:
~ Ở số truyền thắng, lúc này đòng lực truyền trực tiếp từ trục sơ cấp qua khớp gài tới trục thứ
cấp Khi đó, các bánh răng làm việc không tải, hiệu suất truyền lực của hộp số là cực đại Thời gian
hộp số làm việc ở số truyền thăng có thể chiếm khoảng 50% + 70% tổng thời gian chuyên động, do
vậy cho phép hạn chế hao mòn bánh răng
— Bánh răng của hộp số được sử dụng với hai loại bánh răng nghiêng và bánh răng thăng Các bánh răng luôn luôn ăn khớp sử dụng bánh răng răng nghiêng, các bánh răng di trượt gải sé sit
dung banh rang rang thang Các bánh răng có răng nghiêng giúp tăng khả năng chịu tải và giảm độ
ôn, tuy nhiên trong thiết kế, các chiều nghiêng được chọn hợp lý để hạn chế tối đa lực đọc trục tác
dụng lên ô đỡ trục Các bánh răng răng thắng sử dụng để gài số trực tiếp không thông qua ống gài,
chỉ sử dụng với các số 1 va lui (khi gài ô tô đứng yên) nhằm tránh xảy ra va đập các đầu răng, tuy
nhién dé dé dang gai số các đầu răng của các bánh răng này được vát và vê tròn + Hộp số 4 số tiền
Trên hình 10.5a mô tả mặt cắt của hộp số 3 trục có 4 số tiến và một số lùi Nhìn chung kết cầu hộp số không khác nhiều so với hộp số đã trình bày ở trên, các sự khác biệt ở đây là ở việc bố
trí số 1 và số lùi và các vách ngăn của vỏ hộp sé
Các bánh răng trên trục trung gian I] chế tạo liễn trục và trục bị động đặt trên 3 gối tựa, giúp cho hộp số tuy có kích thước chiều dài lớn Song vẫn đảm bảo độ cứng vững cao Trục bị động dài
có ô bi đỡ ở giữa tạo điều kiện bố trí cần chuyển số phù hợp với vị trí điều khiển của người lái và rút ngắn chiều đài các đăng nối ra cầu sau chủ động
Hộp số sử dụng hai ống gài dạng đồng tốc Gạ, Gạ ở các số truyền tiến Bánh răng Z¡ được bố
trí chạy trơn trên trục thứ cấp Bánh răng được ‘gai với trục khi ống gài G¿ liên kết với bánh răng Z¡
Kết cầu như vậy cho phép chuyển từ số 2 về số 1 ké cả khi tốc độ ô tô còn cao, mà không xây ra tải trọng va đập lớn
Bánh răng số lùi Z¡¡ được đặt cố định ở khoang sau của hộp số Bánh răng Z°¡ đặt cô định trên trục trung gian và không ăn khớp trực tiếp với bánh răng Z¡¡ Bánh răng Z¡¿ đặt trên trục lùi IV, có thể đi chuyên được nhờ khớp gài G¡ Khớp gài G¡ có hai vị trí: tương ứng với hai trí gài số
Trang 6lùi (L) hay không gài (0.) Khi cần số ở vị trí L, bánh răng Z¡ được gạt dọc trục IV tạo khả năng ăn
khớp giữa Z¿„¡ và Z°u, thực hiện đảo chiêu quay của trục bị động I 1 3 ; [et = 2 4L ~_~Ss_& b) Vị trí gài số của cần số a) Cấu tạo e) Các số truyền
Số Vị trí gài Dòng truyền Gia tri in,
1 | Gs, Giz; Go=1._{I, ZaxZ'a, ll, Z:XZ¿, il in lớn nhất
2 |G¡, G¿z0; Gạ=2 ||, ZaXZ,, HH, Z’2xZo, Ill in trung gian
3 |G¡, G;=0; G:=3 ||, ZaXZ;, II, Z2xZ, II h trung gian
4 1G¿G;=0;G¿=4 ft, IM in=t
Lùi |Gạ, G¿=0; G:zL ||, ZzaxZ;, H,Z\xZ(2xZu, II |Đảo chiều
+ d) Sơ đồ kết cầu
Hình 10.5: Mặt cat (a), so đỗ cầu trúc (c), bồ trí trục và các số truyền (d) của hộp số 3 trục dọc, 4 số truyền trên ô tô con
* Hộp số 2 trục
Hộp số 2 trục được sử dụng rộng rãi trên ô tô con có động cơ đặt nằm ngang, cầu trước chủ động nhờ các ưu điểm kết cầu gọn, ít chỉ tiết, độ cứng vững của các trục cao Hộp số có thể được
bố trí với 4, 5 hay nhiều cấp số truyền
+ Hộp số 5 số tiến
Cấu tạo và các trạng thái làm việc của hộp số 2 trục có 5 số truyền tiến trên ô tô con được
trình bày trên hình 10.6
Truc chủ động ï (trục sơ cấp) đồng thời là trục bị động của l¡ hợp đặt trên hai 6 lan Trén truc bồ trí hai bộ khớp gài dạng đồng tốc, gắn then hoa trên trục: G; thực hiện gài số 3, số 4, G, gai số 5 Các bánh răng bên cạnh tương ứng lắp quay trơn trên trục Các bánh răng chủ động số 1, số 2, số lùi bố trí chế tạo liền trục
Trục bị động II (trục thứ cấp) bố trí trên hai ô lăn Trục mang theo: 3 bánh răng bị động lắp
then hoa trên trục, thực hiện nhận mô men truyền sang trục bị động Các bánh răng bị động tương ứng với số I, số 2 lắp quay trơn trên trục thông qua các ô con lăn (được chế tạo từ hai nửa) Các bánh răng số 1 và số 2 chỉ liên kết với trục nhờ khớp gai đồng tốc G3 Khớp gài G¿ bố trí trên trục
bị động có kết cấu rãnh chứa nạng gài và một bánh răng số lùi Lạ Bánh răng L; trên khớp gài G3
không liên kết với bánh răng sô lùi L trên trục chủ động, do vậy không ảnh hưởng tới việc chuyển
số ] và số 2 Trên trục bị động của hộp số bố trí một cặp bánh răng, trụ răng nghiêng C¡, C2 cé ti so
Trang 7bánh răng bị động C; bố trí các cụm ví sai và bán trục truyền mô men ra các bánh xe Số lùi được
thực hiện nhờ việc dịch chuyển bánh răng L¡ tới vị trí đồng thời ăn khớp với bánh răng L và bánh
răng L; (xem hình vẽ) Nhờ vậy, trục bị động thực hiện đảo chiều quay khi gài số lùi Khi dịch
chuyên bánh răng L¡, khớp gài G ở vị trí trung gian, đóng vai trò truyền mô men thông qua then hoa cua khép gai sang trục bị động của hộp số I: Trục chủ động 7T: Trục bị động 5 4 G;¿ 3 ; Ci, C2; Banh rang cht déng, bi déng = G —> i truyền lực chính 0 G¡, Gạ, Gạ: Các khớp gài số 0.: Vị trí trung gian của các số truyền 4., 2., 3 4 5.,L: Vị trí của các số truyền và các bánh răng tương ứng b) Sơ đồ kết cầu c) Các số truyền
Số Vị trí gài Dòng truyền Gia tri in 1 |G, Gạ=0; Gạ=1 I, Z:xZ:, Il, CzxC¿ [in ton nhat
2 |G1, Go=0; G3=2 1, Z2xZ’2, Il, C1xC2 |in trung gian 3 |Gy, G3=0; G2=3 I, ZaxZ2, II, CạxC¿ jin trung gian
4 |G, Gạ=0; G;=4 1, ZaxZ'a, II, CixC;_|hh trung gian
5 |Gạ, Ga=0; G:=5 1, Z5xZ’s, HI, CaxCz |in nhỏ nhất
Lùi |G¡, Gạ, G20; LxL:XLa l, ZLxZLiXZ2, Il Đảo chiêu
Hình 10.6: Mặt cắt cầu trúc và các trạng thái làm việc của hộp số 2 trục 5 số truyền tiền trên ô tô con
Qua các trạng thái truyền mô men (được thể hiện trên hình 10.6b) có thể nhận thấy:
— Các số truyền đều truyền mô men qua một cặp bánh răng ăn khớp, giá trị tỉ sé truyén i, duge xác định trực tiếp qua một cặp bánh răng ăn khớp trên các trục bị động và chủ động (ngoại trừ số lùi) Điều này cho phép nang cao hiệu suất truyền lực, giảm nhỏ kích thước hộp số và rất phù hợp với ô tô con có động cơ và cầu trước chủ động,
~ Với việc bố trí hộp số và cầu chủ động cùng một không gian bao kín, cho phép sử dụng chung một loại dầu, nhưng có khối lượng dầu đủ lớn và tạo các khoang chứa dầu hợp lý, giúp thuận
lợi trong bôi trơn bằng phương pháp vung té,
Trang 8— Trong hộp số sử dụng phổ biến ô con lăn (hình 10.7) Cac 6 được chế tạo ở dạng liền và ghép Các 6 liền bó trí trên các bánh răng
ngoài, các ỗ ghép bố trí cho các bánh răng trong Các trục được khoan
lỗ dẫn dầu, đề thực hiện bôi trơn các ô thanh lăn kim Hình 10.7: Các 6 dạng
+ Hộp số 6 số tiễn trên ô tô con liên và ghép Trên hình 10.8 trình bày cấu tạo của hộp số 2 trục 6 số tiền Trên trục chủ động I bố trí các khớp gài 1, 3 5 3, 6 thực hiện gài số 3, số 4 và số 5, số 6 Trục tH chủ động có thêm bánh răng 7 (dùng đê truyền
mô men ở số truyền 6), do đó trục cần có độ cứng vững cao Trục được đặt trên 3 gối đỡ: hai
gối đỡ hai đầu và một gối đỡ trung gian
Trên trục bị động II bố trí một khớp gai 10 (gài số 1 và số 2) và bánh răng C¡ của truyền
lực chính Trục cũng được đặt trên 3 gồi đỡ: hai
gôi đỡ hai đầu và một gối đỡ trung gian
Các gối đỡ trung gian của trục chủ động, trục bị động đặt trên vách ngăn giữa của thân hộp số Nhờ vậy, trục có độ cững vững cần thiết 2 BR số a " cope eg ae SỐ và giữ cho các bánh răng ăn khớp đúng 3 Khớp gài số 3, 4 * Hộp số nhiêu số truyền 4 BR số 4 1 Karyna k “hog x 5 BRsỗ5
Bồ trí hộp số nhiêu sô truyền 6 Khớp gài số 5, 6
Trên các loại ô tô cần có số lượng số 7 BRsóô ,
ền ló hue hép bởi hai phần: x 8 BRsỗ2 I Truc chủ động (sơ cấp)
truyền lơn, thường ghép bởi hai phân: phân sgk BR só lùi 1T: Trục bị động (thứ cấp)
chính của hộp số và phan phụ của hộp số Phần 10 Khớp gài số 1,2 Ci: Banh răng chủ động chính có thể sử dụng hộp số 3 truc hay hộp số 2 ' 2 TH ví sai Có, Bảnh răng bi động
trục Phân phụ được hình thành trên cơ sở một 14.CụmBRvisai truyền lực chính
hộp sô 2 trục Tô hợp các phần có thể tạo nên số lượng tỉ số truyền gap đôi, song thực tế hộp
số chỉ được tổ hợp một phân các tỉ số truyền có
thể tạo nên
Hình 10.8: Hộp số 2 trục có 6 số tiễn
Số lượng cấp số truyền càng lớn, càng sử dụng tốt hơn công suất động cơ, tính kinh tế nhiên liệu cao hơn Tuy nhiên với hộp số điều khiển chuyên số bằng tay, kết cấu hộp số, bộ phận điều khiển chuyển số phức tạp hơn
Việc nâng cao cấp số truyền thường được thực hiện kết hợp: hộp số 3 trục (đóng vai trò phần
chính của hộp số) ni tiếp với hộp số hai cấp truyền
(phần phụ của hộp số) Biểu diễn tổ hợp các số
truyền trong hộp số theo mạch nối tiếp như sơ đồ - Phản chính
trên hình 10.9, Hình 10.9: Sơ đồ tô hợp các só truyền
Trang 9Tại nút A, hộp số tiếp nhận công suất truyền từ động cơ và li hợp tới phần chính của hộp số
M Trong phần chính M bế trí 5 cấp sô truyền tiên (m¡, mạ, mạ, M4, Ms) và một số Ibi (m,), tương ứng với 6 bậc tự do Trong phần phụN bố trí 2 cấp số truyền (n¡, n;), tương ứng với 2 bậc tự do Ở
một trạng thái làm việc của hộp số, thực hiện gài một số truyền ở phần chính và một số truyền ở phần phụ
Tô hợp hai phần của hộp số có thể thực hiện 12 cấp số truyền (10 số tiễn, 2 số lùi)
Câu trúc trong hộp số ô tô có thê: đặt phần phụ N trước (hay sau) phần chính M, hoặc sử dụng cơ câu hành tình — Cau tao hộp số trên ô tô tải Kamaz Khoang li hợp Phần phụ HS Phần chính HS Fs Y vO t— f cea ewe — foo Sp SSS - - eg ‘0 aS PO = |— — —— ee a = + + 7 N Sas 77 4 J BW Is ⁄Z 2 = AD Ỉ — a) Mặt cắt toàn bộ HSC nm £ Go b)SodbcdutzoHS gS 3? Ni Hình 10.10: Hộp số với 10 số truyền tiến Kamaz Phân chính hộp số (HSC)
I: Truc néi hop sé
IT: Truc trung gian TIT Trục bị động 1V: Trục số lùi G1, Go, Gạ: Các khớp gài số 1.,2.,3.,4., 5 L: Các vị trí gài số Phân phụ của HSC 1: Trục chủ động l Trục phụ số thấp Phần phụ HSC? “phan chin HSC Ga: Khớp gai sé thấp và số cao Se T trong phần phụ 1H Z., Z¿: Cặp BR số tháp 2H ———t_': |” H: Vị trí gài thẳng (số cao} 3H CC Lo: Vị trí gài số thấp T
Trên hình 10.10a là cấu tạo của 1Lo Ƒ r
hộp số xe Kamaz sử dụng làm đầu kéo 2Lo TT ' '
doan xe tai nang 36 tan Hộp số 3 trục 3L9 qs |} —
(10 cấp số tiến), bao gồm phân chính và are Fo 'Ƒ — rTTTT~r
phần phụ (2 cấp) đặt trước theo mạch ,
truyén mô men nôi tiếp ta ' '
Trang 10Phần chính là hộp số 3 trục 5 cấp số tiến và một cấp số lùi Việc gài số 2, 3, 4, 5 được thực
hiện bằng các khớp gai dạng đồng tốc Gạ, G¿, gải số 1 và lùi được thực hiện bằng khớp gài dạng
ống dễ gai s6 Gy
Phan phụ có 2 cấp số truyền: số truyền thang (i = 1) và số truyén giam (ito > 1 với số rang
Z1⁄s> Z4)
Sơ đồ liên kết hai phan được trình bảy trên hình 10.10b Sơ đồ đường truyền mô men trên
các trục trình bày trên hình 10.10c (trên sơ đỗ đường - là mạch truyền mô men ở tay số 2L,)
Ở phần phụ khi gài số truyền thăng (H,), tỉ số truyền của hộp số thực hiện theo các số truyền
của phần chính Trục bị động (HI) truyền mô men tới cầu sau của hệ thông truyền lực với 6 số
truyền (5 số tiến, I số lùi) Khi gai số truyền giảm của phan phu (L¿.), khớp gài G¿ nối trục I„ với banh rang Z, và truyền mô men xoắn tới trục Hạ Trục H, nối với trục trung gian II của phần chính
thực hiện truyền mô men xoắn theo các vị trí gài số của phần chính, trục I được quay trơn (không
chịu tải) Điều đó có thể hiểu là cặp bánh răng Z„, Z°„ thay thế sự hoạt động của Z„, Z'„ Do tỉ số truyền của cặp bánh răng thay thế (Z°„/ Z„) lớn hơn tỉ số truyền của cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp của phân chính (Z”„/ Z4) nên tốc độ của trục bị động IHII nhỏ hơn ở số truyền thăng
Một dạng kết cấu khác của hộp số Kamaz bề trí phần phụ phía sau HS với cơ cấu hành tinh
hai bậc tự do Phần phụ liên kết dạng nói tiếp thực hiện hai số truyền: số truyền thẳng (i = 1) va sé
truyền tăng (iu = 0, 815) Sơ đỗ cấu tạo phần phụ HS được trình bày trên hình 10.11 G Gs 3 2 4+, — CCHT Phân chính HS 5M “C2 tế? Tu if Ga I: Truc chi déng i 1ï: Trục trung gian HI: Truc bi déng 1: Trục số lùi Gi, Ge, G3: Cac khop gai sé 1., 2., 3., 4., 5., L: Các vị trí gài Phan phụ của HS CCHT: Cơ cầu hành tinh 1I,: Trục ra (bị động)
Ga: Khép gai số trong phần phụ
Zo, Z'o: Cap BR số thấp
T: Vị trí gài thẳng
“H1 A J H: Vị trí gài số cao (truyền tăng) Phan chinh HSC Phan phu HSC
Hình 10.11: Sơ đô câu tạo HS 10 số truyền tiền có phần phụ là CCHT
Cơ cấu hành tỉnh hai bậc tự do có trục vào liên kết với bánh răng trung tâm, giá hành tinh là
trục ra, bánh răng bao ngoài liên kết then hoa với khớp gài G¿ và có thể khóa với vỏ hộp số
Khi khớp gai G, nam 6 vi tri T, banh rang bao ngoai khéa véi giá hành tinh, hạn chế một bậc
tự do của cơ câu, trục vào và trục ra quay cùng tốc độ, thực hiện truyền thắng với tỉ số truyền của
CCHT bang | (i = 1) Khi khop gai Gạ nằm ở vị trí H, bánh răng bao ngoài bị khóa với vỏ hộp số và đứng yên, trục vào và trục ra thực hiện truyền tăng với tỉ số truyền nhỏ hơn | (iy, =0, 815)
; Hộp số nhiều cấp số truyền của Kamaz cho phép sứ dụng tối đa các chỉ tiết của hộp số 3 trục 5 cập số trên ô tô tải đa dụng Khi sử dụng với các đầu xe kéo hay xe vận tải đa dụng có tải trọng lớn có thê bồ trí thêm phần phụ khác nhau tùy theo yêu cầu động lực học của xe
Việc bố trí thêm cấp sỐ truyền yêu cầu có thêm cơ cầu điều khiển để thực hiện dịch chuyển
Trang 11trên ô tô Kamaz có nhiều số truyền sử dụng thêm một cơ cầu điều khiển bằng thủy lực — khí nén Cơ cấu điều khiển được tác động nhờ lẫy điều khiển bó trí trên đầu cần số chính và hệ thống thủy
lực liên hợp với bàn đạp li hợp
Khi sử dụng, lẫy điều khiển được chọn vị trí trước, còn gài số trong phần phụ xảy ra chỉ khi
dap ban dap li hợp Sự gài số như vậy giúp cho việc điều khiến được dễ dàng b) Bộ phận điêu khiển chuyên số
Bộ phận điều khiển chuyên số trong hộp số có cấp yêu cầu:
— Điều khiển chuyển số nhanh chóng,
~ Thiết lập một vị trí gài và giữ ồn định các vị trí gài,
~ Đảm bảo: gai hét chiều dài cần thiết trong các khớp gài, có vị trí trung gian đê động cơ làm việc không tải lâu dài (ngất dòng truyền mô men),
- Han chế (hoặc loại trừ) khả năng xảy ra va dap, gay én trong các chí tiết truyền mô men
của hộp số,
— Có khả năng tạo cảm giác khi thực hiện gài số lùi
Đáp ứng các yêu cầu trên, kết cấu của bộ phận điều khiến chuyển số rất đa dạng, nhưng có
thể chia ra các phần cơ bản sau: điều khiển chuyển số, định vị, khóa hãm, bảo hiểm Bài số
Mỗi tương thích giữa vị trí của cần gài số với vị trí gài của các bánh răng trong hộp số được
thực hiện thông qua cơ cầu điều khiển chuyển số Cơ cầu được phân loại thành:
+ Điều khiễn trực tiếp ngay trên nắp của hộp số,
+ Điều khiển từ xa thông qua: các kết cấu đòn hoặc cáp, thông qua các truyền động khí nén,
thủy lực hay tổ hợp khí nén thủy lực, điện
* Cơ cấu điều khiến chuyển số trực tiếp trên nắp của hộp số
Các chỉ tiết của cơ cầu điều khiển chuyển số trực tiếp, được trình bày trên hình 10.12 Phần lớn các chỉ tiết của cơ cầu chuyển số nằm trên nắp của hộp số, cần số được bố trí dưới sàn xe ngay cạnh vị trí của ghế ngồi người lái Các chỉ tiết bao gồm: cần số, trục trượt nạng gạt, vành gài và các bánh răng được gài số Mặt trích dọc xe —— B 4 ` WA BS 8 9 x điện fe ¬ Mặt trích ngang me HE ! 2 N1 A- Hành trình chọn trục ị A: B- Hành trình gài số % — 1 Cần số 4 Nạng gạt 7 Co cấu định vị mm:
2 Đầu trong cần số 5 Khớp gài số 8 Vành đồng tốc
3 Trục trượt gài số — 6 Gối cầu cần số 9 Bánh răng được gài
Hình 10.12: Các chỉ tiết trong cơ cầu điều khiển
Trang 12Cân số ¡ được câu tạo như một đòn bây có gối cầu 6 làm nhiệm vụ khớp xoay Đầu trên của cần số, được người lái điều khiển dịch chuyển theo hai hướng: hướng A dùng đề chọn trực trượt gài
số, hướng B dùng dé day trục trượt 3 thực hiện di chuyển nạng gạt gài số 4 Khớp gài số 5 (có thẻ là vành đồng tốc hay vành gài răng) di chuyển cùng với nạng gạt 4 liên kết các khớp răng gai sé
Mỗi /rục irượi có thể đảm nhận gài 2 số gài Tùy theo số lượng số truyền của hộp số hình thành số lượng trục trượt gài số cần thiết Trên hình 10.13 sử dụng 5 số tiến và 1 số lùi và có 3 trục
trượt gài số Các trục trượt được bố trí, sao cho khi tất cả các vị trí nạng gạt năm ở vị trí trung gian,
các rãnh trên trục trượt năm thăng hàng với nhau, đảm bảo đầu trong cần số 2 có thể di chuyển giữa
các rãnh (A — hành trình chọn trục trượt)
Các trục trượt 3, được di chuyển theo hướng dịch
chuyền B (hành trình gài số), trên các lỗ của nắp hộp số và mang theo nạng gạt gài số 4 Trên mỗi trục trượt có 3 rãnh định vị, tương ứng với 3 vị trí gài số của bánh răng: vị trí của rãnh giữa tương ứng với vị trí không gài số (vị
trí trung gian), các vị trí biên tương ứng với vị trí gài số Ở nắp hộp số bó trí cơ cấu bi, lò xo 7 và kết hợp với rãnh
định vị của trục trượt hình thành cø cấu định vị cho trục 1 Ba rãnh thẳng hang 4 Lay s6 lùi
trượt Nhờ cơ cầu định vị này, các trục trượt không tự do 2 Ranh dat dau cân sô _ 5 Ranh định
: | soo nee 3 Cac nang gai sé vị trục trượt
di chuyên (không tự thay đối vi tri gai so) Hinh 10.13: BO tri cae truc trượt
trong hộp số
* Cơ cầu điều khiển chuyển số từ xa
Trong nhiều hệ thống truyền lực khoảng cách từ vị trí người lái tới nơi đặt hộp số xa cần thiết bố trí điều khiển từ xa
Trên hình 10.14 trình bày cơ cấu điều khiển chuyền số dùng trục nỗi dai Can sé 1 thuc hién
hai dịch chuyên: A — dịch chuyển lắc ngang, B ~ dịch chuyên đấy dọc xe Hai dịch chuyến trên được dân qua trục nôi 2, trục trung gian 4 và thực hiện di chuyển các trục trượt 4 và nạng gạt 5 để
gài số Các chuyên vị được thay đổi theo không gian bồ trí các trục nhằm thực hiện chức năng chọn trục trượt trên nắp hộp sô và gài các nạng gạt vào số như sau:
Cần số 1 Trục nối 2 | Trục trung gian 3 | Trục trượt 4 Chức năng
A~ Dịch chuyển lắc ngang Quay Day ngang - Chọn trục trượt
B~ Dịch chuyển đẩy dọc Day doc Quay Day doc Gai sé mB ø A- Hành trình chọn trục trượt gài số , cA B~ Hành trình gài số 1 Cần số
1.Cần số 4.Trục trượt 2 Bệ điều khiền
2.Trục nói 5.Nang gat 3 Cáp nối dai
3.Truc trung gian Gz, Gs 4,
1
Hình 10.14: Cơ cầu điều khiển dùng ® ~~ Hình 10.15: Cơ cầu điều khiển dùng
trục nối dài 3 Go cáp nồi dài
Trang 13Một số ô tô con sử dụng hai dây cáp truyền hai chuyển vị điều khiển chuyên số từ chỗ ngồi của người lái tới hộp số như trên hình 10.16 Mỗi sợi cáp có chức năng truyền một chuyển vị của cần số tới hộp số: A — chọn trục trượt, B — gài số
Một số ô tô còn sử dụng các cơ cấu điều khiển chuyển số bằng cơ khí ~ khí nén, thủy luc, hay
tô hợp cơ khí ~ khí nén thủy lực điện từ, dựa trên cơ sở của các kết cấu cơ khí đã trình bày ở trên
* Các bộ phận đảm bảo an toàn chuyển số + Cơ cấu định vị, khéa ham trục trượt
Trên hình 10.16 giới thiệu cơ cấu định vị và khoá hăm, bảo hiểm gài số lùi
Cơ cầu định vị trục trượt dùng để gài số đúng vị trí và tránh nhảy số sau khi đã được gài Cơ
cầu này sử dụng cho từng trục trượt và được bố trí ở thân hoặc nắp hộp số trong mặt phăng vuông góc với thanh trượt Hiện nay trên ô tô thường dùng cơ cấu định vị loại bi lò xo Bộ phận định vị đặt trên nắp hộp số liên hệ với các rãnh lõm trên các trục trượt 3, 14 Mỗi trục trượt có ba rãnh lõm
Khoảng cách giữa các rãnh lõm tương ứng với hành trình dịch chuyển của bánh răng khi gài hoặc ngắt số Rãnh löm giữa dùng đề định vị bánh răng ở vị trí trung gian, còn hai lễ lõm bên dùng để định vị các số tương ứng Các viên bi 12 được nén bởi các lò xo l1 và năm trong nắp hộp số 2
Khi gai số dưới tác động lực từ người lái trục trượt dịch chuyển đọc trục, viên bị bị đây lên và lò xo định vị bị nén lại Khi đã gài được ở số nào đó thì rãnh lõm trên trục trượt sẽ trùng với vị
tri đặt viên bi Nhờ có lực căng của lò xo, viên bi giữ trục trượt ở nguyên vị trí này cho đến khi chuyển sang số khác bzz2Ÿ2zzz1 1 Nắp che 6 Oc 11 Lò xo định vị 2 Nắp hộp số 7 Lò xo tỳ 12 Bi tỳ 3 Trục trượt 8 Chốt tỳ 13 Chốt khóa trục 4 Nạng gạt 9 Chốt khóa — 14 Trục số lùi 5 Sợi thép khóa 10 Khóa bỉ Về 12 Hình 10.16: Cơ câu định vị, khoá hãm, bảo hiểm gài số lùi
Bộ phận khóa hấm dùng để ngăn ngừa hiện tượng gài
đồng thời hai trục trượt cùng một lúc Như vậy loại trừ khả năng ở một thời điểm có hai số truyền được thực hiện, nhằm tránh gẫy, vỡ bánh răng và trục
Nguyên tắc hoạt động của nó là: khi một trong các thanh
trượt đã ở vị trí gài số, thì các thanh trượt còn lại bị khoá cứng
Trang 14
Bộ phận khoá hãm được mô tả trên mặt cắt B—B của hình 10.16 Khóa hãm cũng được bồ trí ở nắp hộp số, trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng của cơ cấu định vị
Trục trượt giữa có lỗ xuyên thông, trong đó chốt khoá 13 có thé dịch chuyên Giữa các trục
trượt bố trí các viên bi 10 Các trục trượt được xẻ rãnh (vuông góc với rãnh löm của cơ cầu định vị) với chiều sâu đủ để khóa các trục trượt Kích thước của bị và rãnh vát được tính toán sao cho khi một trục trượt di chuyên khỏi vị trí trung gian, các trục trượt còn lại bị khóa cứng (xem
hình 10.16a, b)
+ Bảo hiểm gài số lùi
Cơ cầu bảo hiểm gài số lùi dùng đẻ tránh gai số lùi một cách ngẫu nhiên Khi gài số lùi,
người lái cần phải tác động một lực đủ lớn mới đưa được đầu cần số vào vị trí dịch chuyển trục
trượt số lùi Do vậy, khi gài số lùi, người lái có cảm giác nặng hơn so với các số khác Kết cấu
được thể hiện trên mat cit A-A bang các chỉ tiết lò xo tỳ 7, chốt tỳ 8, chốt khóa 9, Lực tác động của người lái cần thắng lực cản của lò xo 7 để đây trục trượt số lùi 14 vào VỊ trí gài SỐ
Ngoài các cơ cầu an toàn kê trên trên một số ô tô còn bố trí thêm các công tắc báo vị trí gài số bằng điện và hiển thị đèn báo vị trí gài số trên bảng tablô theo dõi
* Khớp gài và bộ đẳng tốc
Khi chuyển số, người lái cần cất li hợp nhằm giảm tải trọng gây nên từ động cơ, song quán tính của ô tô còn khá lớn (đặc biệt khi xe chuyển động ở tốc độ cao) sự sai lệch tốc độ của các phần
được gài có thể gây nên trạng thái va chạm mạnh đầu răng gài số Để tránh các xung lực va đập khi
gài số, trên hộp số, hộp phân phối sử dụng một số dạng kết cấu gài số như sau:
~ Gài trực tiếp bánh rang, gai qua ông đễ gài số được sử dung cho sé | và số lùi, — Gai qua cac bé6 gai déng tốc được dùng cho các số truyền cao
+ Gài trực tiếp và gài qua ống dễ gài số (hình 10.17)
Gài số trực tiếp thông qua việc dịch chuyển các bánh răng được thực hiện tùy thuộc kết cầu bố trí bánh răng trên trục Trên hình 10.17a sử dụng hai bánh răng liên kết then hoa trên các trục,
một bánh răng có thể di chuyển trên then hoa thông qua nạng gạt số Bánh răng thường có cầu tao
răng thăng
3°45 1 2 Truc 1 Obi 4 Ong gai 5 Then của trục 8 Rang trén 7, Rang éng gai weal : 3 Bánh răng 6 Bánh răng bánh răng 7 —7 8 8 ` i mm ⁄ - C—=TP we ee 7 7 d) Thu nhỏ
b) Gài nhờ ống dé gai số c) Răng vát định hình rang gai
a) Gài trực tiếp Hình 10.17: Gài trực tiếp và gài qua óng dễ gài sé
; Ong dễ gài số có thể có răng trong hoặc răng ngoài Trên hình 10.17b trình bày câu trúc của
ông dễ gai sé răng trong dùng đề nối bánh răng 6 với trục 2 qua ống gài 4 Thực hiện gài số với các
bánh răng răng nghiêng 6 cần thông qua vành răng riêng 8 trên bánh răng Bánh răng được đặt trên trục thông qua các ô thanh lăn kim 1, ống gài liên kết then hoa với ống then hoa trén truc 5
Trang 15Dé dé gài số cầu trúc trên ô tô có thé ở các dang:
~ Răng vat định hình hạn chế khả năng tự đây trượt 6ng gai ra ngoai (c),
— Thu nhỏ chiều rộng răng trên ống gai (d),
—_ Khuyết bớt một răng trên ống gài, và làm ngăn chiều dài một răng cạnh nhau
Phần lớn trên ống gài và răng trên phần gài của bánh răng đều thực hiện vê tròn hay vat dau răng, để tạo khả năng dễ dàng có thể gài số Bề mặt răng của ống gài, răng trên bánh răng được chế tạo và nhiệt luyện đủ cứng để chịu tải va đập
Loại ống dễ gài số có ưu điểm là kết cấu đơn giản, kích thước gọn Nhưng khi bố trí cho các số truyền cao sẽ gây nên va đập dau rang khi gai số Do vậy ở các số truyền cao thường sử dụng các bộ gài đồng tốc thay cho dng dé gai sd
+ Bộ đồng tốc
Sự giảm nhỏ hoặc triệt tiêu va đập của các răng gài số được thực hiện chỉ khi hai phần được
gài với nhau có cùng tốc độ quay Dé đáp ứng nhiệm vụ này, trong hộp số của ô tô dùng bộ đồng tốc ở tất cả các số truyền hoặc một phân các số truyền
Bộ dong tốc thường được phân theo các đặc điểm sau: + Theo mức độ san đều tốc độ:
- Bộ đồng tốc hoàn toàn: chỉ cho phép gài số khi tốc độ góc của hai phần được gài với nhau hoàn toàn bằng nhau
- Bộ đồng tốc khơng hồn tồn: cho phép gài số, khi tốc độ góc của hai phần được gai với nhau vẫn chưa hoàn toàn bằng nhau, nhưng cần lực đủ lớn của người lái tác dụng lên cần số Dạng
này chỉ sử dụng trên một số xe và bồ trí gài ở các số truyền thấp
+ Theo đặc điểm kết câu của phần tử khoá chia thành: đồng tốc có chốt hướng kính, đồng tốc có chốt hướng trục
Bộ đồng tốc quán tính hoàn toàn hiện nay được sử dụng rộng rãi Bộ đồng tốc dạng này sử dụng năng lượng quán tính của ô tô khi chuyển động đề san đều tốc độ của hai phan được gài với nhau thông qua các bẻ mặt ma sát
Bộ đồng tốc quán tính hoàn toàn có chốt hướng tâm
Trên hình 10.18 trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ đồng tốc quán tính hoàn
toàn có chết hướng tâm dùng trên ô tô tải
Cấu tạo bộ đồng tốc quán tính hoàn toàn được tạo thành bởi các phần chính:
~ Các bánh răng 2 lắp trên trục ! thông qua các ổ thanh lăn kim, không dịch chuyển dọc trục Banh rang rang nghiéng luôn luôn ăn khớp được quay trơn trên trục Một vành răng thắng 3 gắn liền với bánh răng bố trí bên cạnh ở phía gài số Vành răng 3 có bể mặt côn tạo nên khớp ma sát với vành ma sát của ong gai 4,
— Moay ơ 5 nằm giữa hai bánh răng gài số, liên kết với trục 1 bằng then hoa, ống gài 9 liên kết với moay ơ 5 bằng then hoa và có thể đi trượt về hai phía bằng nạng gạt của cơ cầu chuyền số, thực hiện gài éng gai với vành ma sát 4 và vành răng nhỏ trên bánh răng gai s6 Ong gai được định vị ở vị trí trung gian nhờ rãnh ở giữa với cơ cấu chốt 7, lò xo 6 của moay ơ 5 Vành răng 3, vành
ma sát 4 và ông gài tạo nên một khớp gài số, thực hiện nối bánh răng 2 với trục l của nó,
~ Các vành ma sát 4 được chế tạo từ vật liệu chịu mài mòn và có hệ số ma sát cao, Bề mặt trong của vành 4 là mặt côn dùng dé ma sat voi be mặt côn trên bánh răng gài số 2, bề mặt ngoài có
vành răng nhỏ dùng để dẫn hướng răng trong của ống gài,
Trang 16— Phần tử khóa: được tạo bởi hình
dạng đầu rang của vành ma sát 4 (vành
răng khóa) Đầu răng có dạng đối xứng
Góc đầu răng (2œ = I 10”) có tác dụng tạo
ra lực cản đọc trục và không cho phép
răng của ống gài.0 dich chuyển gài số,
khi tốc độ góc của trục và bánh răng được gài chưa bằng nhau,
— Phần tử định vị hình thành ở
trạng thái trung gian của ống gài, nhờ cơ cấu chốt lò xo và rãnh của ống gài Ở
trạng thái gài số, răng trong của ống gài 9
và răng của vành răng thăng 3 có dạng
hình chêm ngược nhau, giúp định vị chắc
chắn ống gai
Nguyên lý làm việc:
Khi chưa gài số (a), ống gài 9 nằm ở vị trí trung gian, rãnh lõm của ống gài trùng với chốt định vị 7 Ống gài 9, moay ơ 5 và trục Ì quay cùng tốc độ Tốc độ
của bánh răng 2 (bên trái) và trục | không cùng tốc độ và chênh nhau một lượng Ao
188
Trang 17Khi đây nạng gạt theo chiều lực F (b), quá trình thực hiện có thể chia thành 5 pha làm việc:
Pha I: Lue doc F tác dụng vào chốt định vị 7, ép chốt đi xuống, đây vành ma sắt 4 của ông gài, ép sát vào vành ma sát 3 của bánh răng
Pha II: Dưới tác dụng của lực F, và tốc độ quay của bánh răng và trục khác nhau, nên các
răng của ống gài 9 và răng vành ma sát 4 tỳ chặt vào nhau trên mặt vát đầu răng Ma sát sinh ra trên
bề mặt ma sát rất lớn và phụ thuộc vào sự chênh lệch tốc độ Aw Géc vat a khá lớn, phản lực dọc P của răng lớn không cho phép ống gài dịch chuyến tiếp
Pha III: Quan tính chuyển động của toàn bộ ô tô thông qua bánh xe và hệ thống truyền lực rất lớn truyền tới cặp bề mặt ma sát, giúp cho các phần quay được dần dần san đều tốc độ Khi tốc độ giữa hai phần gần bằng nhau, phản lực dọc P nhỏ dan, luc F tiếp tục đây ống gài 3 dịch chuyên
Pha IV: Nhờ sự giảm nhỏ phản lực dọc P, răng của ống gài tiếp cận tới vành răng 3, thực hiện gài bánh răng với trục
Pha V: Vành răng 9 gài hết chiều dài răng (trên mặt chêm ngược chiều) định vị bộ đồng tốc
ở vị trí gài số Kết thúc quá trình gài số (c)
Khi chuyển số sang số gài tiếp theo, bộ đồng tốc dịch chuyển về vị trí trung gian, sau đó lặp lại quá trình gài số theo các pha đã trình bày, nhưng theo hướng ngược lại
Tương tự như kết cấu của bộ đồng tốc có chốt hướng tâm, trên ô tô tải lớn bế trí bộ đồng tốc
với các bề mặt ma sát là li hợp nhiều đĩa làm việc trong dầu (hình 10.19) và bộ đồng tốc có tắm định vị (hình 10.20)
Bộ đồng tốc có l¡ hợp nhiều đĩa 4 sử dụng các bề mặt phẳng và các tắm ma sát làm việc
trong dầu cho phép tăng khả năng truyền mô men ma sát và nhanh chóng san đêu tốc độ góc Với các ưu điểm trên bộ đồng tốc loại này được dùng cho hộp số ô tô tải lớn 4 2 mì |Ì:
1 Ong gai 4 Cac tam ma sát || : :
2 Chốt hướng lâm 5 Vành ma sát BR 1 Ông gài 4 Vành ma sát ống gài
3 Vành ma sát ông gài _ 6 Trục hộp SỐ 2 Tắm định vị 5 Vành ma sát BR
Hình 10.19: Bộ đồng tốc với các bề mặt ma sát 3 Vòng lò xo 6 Trục hộp số là li hop nhieu dia Hình 10.20: Bộ đồng tốc có tắm định vị
Bộ đồng tốc dùng cho ô tô con thay thể lò xo và chốt định vị bằng tắm định vị 2 và các vòng
lò xo 3 luôn có xu hướng đây tắm định vị ra ngoài tạo khả năng định vị ông gài Bộ đồng tốc này có kết cầu đơn giản, tuy nhiên khả năng định vị gài số được thực hiện nhở các cơ cầu định vị khác
của cơ cầu điều khiển chuyên sô
Trang 18Các bộ đồng tốc này làm việc tương tự như bộ đồng tốc có chốt hướng tâm đã trình bày ở
trên Các đầu răng của vành ma sát đều có dạng định hình đảm bảo chức năng khóa hầm ông gài khi tốc độ các phần gài chưa đồng đều Do vậy các bộ đồng tốc này thuộc loại đồng tốc quán tính
hoàn toàn
Bộ đồng tốc quán tính hoàn toàn có chốt dọc trục
Câu tạo của bộ đồng tốc quán cà
ính hoàn toàn có chết doc true dur Trục hộp sơ
tính hồn toàn có chốt đọc trục được BR được gài trình bày trên hình 10.21 3 Vanh rang thang va vanhmasatcliaBR 4 Vanh ma sát ống gài Moay ơ đồng tốc Chốt mềm Chốt cứng ` Na Bộ đồng tốc sử dụng hai vành ma sát 4 chế tạo từ hợp kim
đồng Hai vành ma sát liêt kết với nhau thông qua ba chốt cứng 7 đóng vai trò khóa hãm và ba chốt
mềm 6 để định vị Các chốt 6, 7
nằm trong các lỗ định hình của
moay ơ Các bánh rãng 2 quay trơn YX \
trên trục Ì và có vành răng gài bên A) om
trong Moay o 5 cé hai vanh rang Hình 10.21: Cau tạo bộ đồng tốc quán tính có chốt dọc trục
ngoài gài số, và có thể địch chuyên
thông qua nang gat
NO
p
Chốt mềm 6 có hai nửa và luôn được tách nhau bằng các lò xo Chốt mềm không liên kết
chặt với vành ma sát Chốt cứng 7 tán chặt với các vành ma sát 4, vì vậy vành ma sát (cùng với các chốt cứng) có thể xê dịch tương đối trên moay o
Khi khéng gai số (a), đường trục tâm của chốt cứng 7 và cúa lỗ moay ơ trùng nhau nhờ có
chốt mềm 6 định vị ở vị trí trung gian
Khi chuyển gai số, moay ơ dịch chuyển nhờ nạng gài của cơ cầu điều khiển chuyển số, ép
chốt mềm và hai bề mặt côn ma sát tiếp xúc với nhau Do có sự chênh lệch về vận tốc góc nên vành
ma sát xoay đi, đưa chốt cứng vào vị trí khóa trên lỗ định hình ngăn cản sự di chuyển đọc trục tiếp theo (b) Chỉ khi tốc độ quay của bánh răng và trục thứ cấp bằng nhau, dưới tác dụng của chốt
mềm, chốt cứng tách khỏi lỗ định hình, cho phép đây tiếp moay ơ vào trạng thái gài sô
Quá trình gài số thông qua bộ đồng tốc giúp cho quá trình chuyển số nhanh chóng, không gầy va đập Tuy nhiên thao tác thực hiện gài số phụ thuộc vào lực tác dụng của người lái trên cần số có thê làm khó khăn trong sử dụng của người lái ít kinh nghiệm Do vậy hộp số tự động điều khiên chuyên số là giải pháp tối ưu =ho ô tô hiện nay
10.1.3 Hộp số tự động điều khiển chuyển số
Trong hộp số đơn giản, việc chuyển số bằng cần gài số được tiến hành khi tạm thời ngắt dòng truyền mê men nhờ mở li hợp ma sát Điều đó dẫn đến việc thay đổi đột ngột mô men chủ
động trên bánh xe và không tận dụng được quán tính chuyến động của xe Khắc phục nhược điểm này, trên ô tô đã sử dụng phương pháp tự động điều khiển chuyến số Quá trình tự động chuyển số được thực hiện thông qua vị trí của cần chọn số, các tín hiệu thể hiện của mô men động cơ và mô
men cản mặt đường
Trang 19a) Các khái niệm cơ sở
* Phân loại hộp số tự động chuyển số
Khái niệm hộp số tự động chuyên số bao hàm các loại hộp số có khả năng tự thay đổi tỉ số truyền trong hộp số của hệ thống truyền lực Phân loại theo kết cấu hình thành bao gồm các dạng
thường dùng trên ô tô như sau:
~ Hộp số cơ khí và bộ truyền thủy động vô cấp: Loại này sử dụng hộp số cơ khí có bánh răng ăn n khớp ngoài hay bánh răng ăn khớp trong, với bộ biến mô men thủy lực (gọi tắt là biển mô) Kết
- Hộp số cơ khí và bộ truyền động đai vô cấp: Loại này bố trí trên ô tô con có thể tích làm việc của động cơ nhỏ hơn 1dmỶ và trên xe chuyên dụng có tốc độ thấp
* Đặc điểm của hộp SỐ tự động
Hộp số tự động là một phần kỹ thuật nằm trong xu hướng chung hoàn thiện kết cầu hệ thống truyền lực của ô tô, vì nó có nhiều ưu điểm so với hộp số thông thường:
— Quá trình chuyển số được thực hiện tự động nên giảm được thao tác điều khiến li hop va
hộp số, giảm cường độ lao động cho người lái tạo điều kiện cho người lái xử lý các tình huống khác trên đường Điều này làm cho tính tiện nghỉ trong sử dụng của ô tô tăng rõ rệt,
— Mô men xoắn được truyền đến các bánh xe chủ động êm dịu và liên tục, tương ứng VỚI tải
của động cơ và tốc độ chuyển động ô tô, giảm được tải trọng động tác dụng lên các chỉ tiết của hệ
thông truyền lực và hoàn thiện được khả năng động lực học,
— Khi sử dụng biến mô thủy lực, hay bộ truyền đai có thể hạn chế được tải trọng động, nâng cao tuôi thọ và độ bền cho động cơ và hệ thống truyền lực
Tuy nhiên hộp số tự động cũng có nhược điểm là:
— Sự thay đổi tốc độ còn kèm theo sự trượt của các phân tử truyền lực, dẫn tới sự ton hao
một phần nhỏ công suất động cơ,
Khả năng chuyển động của ô tô khơng hồn tồn phụ thuộc vào thao tác người lái mà còn
phụ thuộc vào tình trạng mặt đường, đôi khi có thể xảy ra tình huỗng khó làm chủ chuyển động của ô tô trên đường
— Kết câu phức tạp, giá thành cao
Với khả năng công nghệ hiện nay, các nhược điểm này dần dần được khắc phục, do vậy hộp số tự động chuyển số xuất hiện ngày càng nhiều trên ô tô, đặc biệt trên ô tô con
* Cấu trúc chung của hộp số tự động (với bộ truyền cơ khí và thủy động vô cấp)
Hộp số tự động chuyển số đã được đưa vào sử dụng trên ô tô từ năm 1934 với kết cau cơ khí thủy lực đơn thuần (AT: Automatic Transmission) Sau những năm 1975 loại hộp số này chuyển sang dùng với kết cầu cơ khí thủy lực điện tử (EAT: Electronic Automatic Transmission) Hiện nay hộp số EAT khơng ngừng được hồn thiện So với hộp số AT thông thường, hộp số EAT có nhiều
ưu điểm nỗi trội như: đảm bảo điều khiển chuyển số vào thời điểm gần với điểm tối ưu hơn, cho phép tạo nên nhiều chế độ hoạt động khác nhau phù hợp với tính đa dạng làm việc của ô tô thông qua các chế độ lựa chọn như: bình thường, tối ưu công suất hay tiết kiệm nhiên liệu (Normal,
Power, Economy)
Hộp số tự động chuyển số ngày nay là tên gọi chung của các dạng kết cấu sau:
- Hộp số EAT bao gồm: Một bộ truyền thủy lực thay đổi tỉ số truyền vô cấp (trong giới hạn
nhỏ hơn 3, 0) và hộp số cơ khí có cấp
Trang 20
Hộp số cơ khí có thể ở dạng các bánh răng ăn khớp ngoài thông thường (có trục cô định),
hoặc hộp số hành tỉnh (có trục di động) thay đổi tỉ số truyền theo dạng có cập Các phân tử điều
khiển chuyển số (1i hợp, phanh đai) làm việc nhờ các cụm van con trượt thủy lực điện từ
Phân lớn các loại ô tô con, tải, buýt sử dụng phổ biến cầu trúc biến mô men thủy lực kết hợp
với hộp số hành tinh có từ 4 đến 7 số truyền như trên hình 10.22
1 Biến mô men thủy lực 4 Trục ra của hộp số 2 Các phần tử điểu khiển _ 5 Các van thủy lực điện từ
3 Hộp số hành tinh 6 Vi mạch thủy lực, đáy dầu Hình 10.23: Cấu tạo của hộp số li hợp kép Lhi, Lh2: Li hop 1.,2.,3., 4,5 6 L: og ¬ › og A, B: Trục A, B hộp số _ Các số truyền hộp số — Hộp số cơ khí với bộ truyền đai vô cấp — Tịc: Truyền lực chính VS: Vi sai (xem mục 10.1.4),
Hình 10.22: Cầu tạo của hộp sô tự động
— Hộp số với cấu trúc bao gồm li hợp kép và hộp số cơ khí có cấp nhiều trục (trục cỗ định) với các bộ truyền ăn khớp ngồi thơng thường Cấu trúc tổng quát của ô tô con Audi được mô tả trên hình 10.23 Hộp số có 6 số tiến và I số lùi, các li hợp thay phiên hoạt động với các sé truyén
Hộp số tự động chuyển số nhờ thủy lực điện tử (đảm bảo làm việc tự động — liên hợp): đóng mở li hợp kép nhiều đĩa làm việc trong đầu và chuyên số với sự đi chuyển các nạng gài số Loại này được gọi là hộp số li hợp kép (trên ô tô con) Kết cấu còn cho phép sử dụng ở chế độ chuyên số bằng tay thông qua các bộ điều khiển chuyển số thủy lực điện tử
b) Hộp số tự động (EAT)
Hộp số tự động EAT gồm ba phân chính: biến mô, hộp số cơ khí có cấp và hệ thống điều
khiến thủy lực điện tử So với hệ thống truyền lực cơ khí, cụm EAT thay thể chức năng cơ bản của
li hợp và hộp số tạo nên hệ thống truyền lực cơ khí thủy lực điện tử Hộp số EAT có thể bế trí nằm
dọc hay nằm ngang theo xe phụ thuộc vào kết cấu HTTL Cấu tạo của một hộp số EAT nằm dọc trình bày trên hình 10.24a, nằm ngang trên hình 10.24b Trục vào của EAT là trục khuỷu động cơ
nối với bánh đà và biến mô 1, trục ra là trục bị động của hộp số hành tỉnh 5
~ Biến mô 1 được bố trí sát động cơ, nhận mô men động cơ và biến đổi mô men tùy theo tốc độ của trục ra trước khi đưa vào hộp số hành tỉnh phía sau,
— Hộp số hành tỉnh (HSHT) bố trí sau biến mô, có chức năng nhận mô men từ biến mô để
truyền và biến đổi mô men theo các tỉ số truyền khác nhau của hộp số HSHT là hộp số cơ khí có cấp bao gồm các cơ cấu hành tỉnh 3, các phần tử điều khiển 2 đẻ thiết lập chuyển số của cơ cau
hành tính,
- Hệ thống điều khiển có nhiệm vụ điều khiển chuyển số của hộp số cơ khí có cấp và khóa
Trang 21trên buồng lái, chế độ tải của động cơ và điều kiện đường Phần điều khiển là tập hop: bom dau 9,
các cụm van thủy lực điện từ 7, cụm vi mạch thủy lực 8, các cảm biến, bộ xử lí trung tâm (ECU
ECT), các rơ le điện từ nằm trong block 7 Hệ thông điều khiến còn có khả năng kiêm soát trạng thái làm việc và báo lỗi hệ thống
b) Hộp số nằm ngang a) Hộp số nằm dọc
B: Bánh bơm 1 Biến mô men thủy lực _ 5 Trục bị động 9 Bom dau
T: Bánh tua bin 2 Các li hợp khóa 6 Vỏ hộp số - 10 Oc bat banh da
ch, Số 3 Các cơ câu hành tính 7 Cụm van thủy lực 11 Vỏ biên mô
P: Bánh phản ứng 4, Khóa trục bị động 8 Vi mạch thủy lực 12 Cụm truyền lục
Hình 10.24: Cầu tạo của hộp số tự động
Toàn bộ kết cấu năm trong dầu thủy lực (ATF) và được bao kín trong vỏ biến mô 10 và vỏ
hộp số 1]
* Bộ biến đổi mô men bằng thủy lực (biến mô) + Công dụng biến mê:
Biến mô là cụm nối thủy lực giữa động cơ và hộp số trong hệ thông truyền lực của ô tô, biến mô có công dụng:
~ Nổi mềm và truyền êm dòng công suất từ động cơ tới hệ thông truyền lực, góp phần dập tắt
dao động xoắn phát sinh trong hệ thông truyền lực,
- Mô men của động cơ truyền qua biển mô được biến đổi một cách tự động và liên tục
(không bước nhảy) tùy theo sự chênh lệch tốc độ giữa trục vào, trục ra của biến mô, giúp tăng mô men truyền qua biến mô ở chế độ làm việc nặng nê của xe
+ Cấu tạo của biến mô:
Cấu tạo của biến mô trình bảy trên hình 19 25 Biến mô gồm: bánh bơm B, bánh tua bin T
và bánh phản ứng P Bánh B, bánh T và bánh P xếp với nhau tạo thành hình xuyến và được đặt trong vỏ kín chứa đầy dầu Các bánh của biến mô đều có cánh nghiêng hướng kính (để dẫn hướng dòng dầu) và được quay trên trục của nó
Bánh bơm B được nối cứng với bánh đà động cơ thông qua giá bắt 1 1a phần chủ động của biến mô Bánh tua bin T nối với trục ra 5 của biến mô (trục chủ động của hộp số hành tinh) là phần
bị động của biến mô Bánh phản ứng P đặt trên vỏ hộp số thông qua khớp một chiều 4 và có thể
quay được theo chiều quay bánh B và bánh T
Biến mô sử dụng chung bơm dầu với hộp số hành tinh (HSHT) Bơm dau 7 cap cho bién mé
với áp suất cao (tối đa: 20 + 25 bar) nhờ van điều áp 12 Dầu có áp suất được đưa vào trong biến
mô 8 Sau khi làm việc, dầu được đưa trở về thùng dau 11 và trích ra một dòng dầu đưa về két làm mát 10 Dầu tuần hoàn theo mạch dầu trên hình 10.25b
Trang 22
+ Nguyên lý làm việc
Khi động cơ hoạt động, bánh B và bơm dầu quay cùng với động cơ Dầu có áp suat nằm trong không gian bánh B cũng chuyển động theo Dưới tác dụng của lực ly tâm, dâu chuyên động
từ phía tâm ra mép ngoài của bánh bơm, tích lũy động lượng và chảy sang không gian giữa các
cánh của bánh tua bin T 9 có ' - 1 | 7 12 Cấp dau L cho 8 HSHT
a) Mặt cắt biến mô b) Mạch cung cáp dầu
B: Bánh bơm 1 Giá bắt bánh đà 5 Trục bị động biến mô 9 Đường dầu về
T: Bánh tuabin 2 Đĩa ép li hợp khóa 6 Dòng chảy chất lỏng 10 Két mát dầu
P: Banh phan tng 3.Li hợp khóabiếnmô 7 Bơm cấp dầu 11 Thùng chứa dầu 4 Khớp một chiều 8 Biến mô men 12 Van điều áp
Hình 10.25 Sơ đồ nguyên lý của biến mô thủy lực
Trong bánh tua bin T, dầu có động lượng lớn đập vào các cánh của bánh T, truyền năng lượng cho bánh T và có xu hướng đây bánh T chuyển động theo bánh B Khi mô men quay trên
bánh tua bin lớn hơn mô men cản chuyên động trên trục ra biến mô, bánh T bắt đầu quay Sau khi truyền năng lượng, dầu trong bánh tuốc bin chuyển động từ phía ngoài vào trong bánh T với tốc độ
chậm dần và chảy sang không gian giữa các cánh của bánh phản ứng P
Trong bánh P khi chênh lệch tốc độ quay của bánh bơm và bánh tuốc bin còn lớn, dòng dầu ra khỏi bánh T tiếp tục đập vào phần bụng các cánh của bánh P, bánh P có xu hướng quay ngược chiều bánh T Khớp một chiều không cho bánh P quay ngược, nên dầu luồn trong bánh P, đổi phương chuyển động và trở về bánh B, thực hiện chu trình hoạt động tiếp theo (hình 10.26a, b)
Đo tác dụng của phản lực khi bánh dẫn hướng
đứng yên và sự đổi hướng chuyển động, nên dòng chất a)BánhT b)BánhT c) Bánh T lỏng khi mới đi vào bánh bơm đã có động lượng bạn _ dung yén quay chậm
đầu lớn Động lượng được tiếp tục tăng lên khi dầu chuyển động giữa các cánh của bánh bơm Như vậy,
động lượng của dòng chất lỏng ra khỏi bánh bơm cảng gia tăng, tạo điều kiện truyền mô men lớn hơn cho bánh
tua bin, so với mô men của động cơ trên bánh bơm
Nếu bánh tua bin đứng yên, phản lực tạo nên
bởi khớp một chiều đạt được lớn nhất, động năng của
dòng chất lỏng trở về bánh bơm cao nhất Và giá trị tỉ Hình 10.26: Tác dụng của khớp
lệ mô men M+/Mg có thê đạt lớn nhất trong khoảng từ một chiều trên bánh P 2,5 + 3,0
Nếu tốc độ quay của bánh bơm và bánh tua bin xấp xỉ nhau, dong dau ra khỏi bánh tua bin đập vào lưng các cánh trên bánh P tạo nên mô men quay của bánh P cùng chiều với bánh B và bánh
Trang 23T (hình 10 26c) Khi đó, dòng dầu không bị đôi hướng và đi vào bánh B nên mô men trên bánh T
lớn nhất chỉ xấp xi bing mô men động cơ trên bánh B Đây là chế độ làm việc của biến mô giống
như ở l¡ hợp thủy động Vùng làm việc khi
+ Đặc tính làm việc của biên mô Vang làm việc của biến mô khóa giữa T va 8
x r ` on > aa ˆ , M
Đặc tính làm việc của biên mô được đánh MM 500 | giá theo các tỉ lệ số vòng quay mựng khác nhau af 300
với giá trị mô men Mạ không đôi thông qua các 3 oot quan hé trén hinh 10.27 — Giá trị mô men trên bánh tua bin va bánh bơm: Mr, Mạ, 1, — Hiệu suất TỊ truyền năng lượng từ bánh 0 B sang banh T Trên đỗ thị đặc tính: giá trị tỉ lệ Mr/Mn 0 02 04 0,6 0,8 1,0 i=ny/ng Vv lớn nhất gần bằng 2,5 khi (nr/ng) = 0, sau dé ; ¬
tăng dần và đạt lớn nhất ở (ny/ng) = 0,7 + 0,8 Hình 10.27: Đặc tính của biên mô
Hiệu suất n biểu thị phần tổn thất động năng của chất lông cho ma sát: giữa các lớp chất lông, chất lỏng với các cánh, vỏ và tổn thất cơ khí trong biến mô Kèm theo với tôn thất này, sẽ phát sinh nhiệt nung nóng các chỉ tiết và đặc biệt là nung nóng chất lỏng, giảm độ nhớt của dầu, đồng thời giảm hiệu suất truyền năng lượng 1 va tuéi thọ của dầu ATF Khắc phục điều nay, cần đưa một phần lượng dầu sau làm việc về két làm mát dầu và bố trí đèn báo nhiệt độ dầu (đèn báo nhiệt độ AT) trên bảng điều khiển của xe
Nếu tốc độ bánh T tăng đến xấp xỉ vận tốc bánh B, hiệu suất bộ truyền giảm nhanh Ngày
nay trong biến mô có bề trí một bộ li hợp khoá (khóa Lock-up) đề khoá cứng bánh T và bánh B với
nhau khi (nrína) = 0,8 + 0,9 Nhờ li hợp khố biến mơ mà hiệu suất làm việc của biến mô ị tiếp tục tăng lên đến xap xi bằng 100%, giá trị Mr/Ms =]
+ Li hop khố biến mơ
Li hợp khố biến mơ là loại li hợp ma sát một hay nhiều đĩa làm việc trong dầu, được điều khiển bằng áp suất thủy lực Nguyên lý làm việc ở trạng thái khoá trình bày trên hình 10.28 Trạng thái đóng hay mở tùy thuộc và hướng dòng dầu cấp vào biến mô
Ở chế độ khố biến mơ, mơ a gn x ad 1 Khớp một chiều
men của động cơ truyền dén HSHT 2` Xương đĩa li hợp
được thực hiện thông qua li hop 3 Khoang dau vé
khoá Để hạn chế dao động của hệ 4 Tắm ma sát 5 Giá bắt bánh bơm
thống truyền lực, trên li hợp khoá AY 6 Khoang dầu ép
còn bố trí bộ giảm chắn giống như eee - 7 110 7 Pit tong ép
6 li hgp chinh wa | 8 Banh tua bin 9 Banh bom
Biến mô cho phép thay đôi tốc độ mô men truyền liên tục của trục bị động, như vậy biến mô là bộ truyền vô cap
Trang 24~ Theo số lượng bánh phản ứng: một hay hai bánh phản ứng, ~ Theo số cấp truyền: biến mô một cấp, biển mô hai cấp
Biến mô không có khả năng cắt hồn tồn mơ men khi động cơ đã hoạt động, do vậy phía
sau hộp số có bố trí khoá trên trục bị động của HSHT đề đảm bảo ô tô không tự lăn bánh Kết cấu
khoá trục bị động xem trên hình 10.29 (cụm 3)
+ Khớp một chiều
Khớp một chiều của biến mô được bồ trí giữa bảnh phản ứng và vỏ cô định hộp sô
Sơ đồ cấu tạo và các trạng thái làm việc của khớp một chiều dạng cam trình bày trên hình 10.29
Các cam 3 năm giữa vòng ngoài | va vòng trong 2 nhờ vòng cách 4
Khi bánh phản ứng (vòng ngoài) quay ngược chiều kim đồng hồ, lực ma sát đây cam quay xoay, chèn giữa vòng 1 và 3, không cho quay tương đối với nhau, thiết lập trạng thái khoá bánh phản ứng với vỏ (a)
a) Khóa b) Quay
Khi bánh phản ứng quay cùng chiều kim đồng
hồ, các cam được lực ma sát đẩy quay theo, cho phép ` L va 3 Hình 10.29: Khớp một chiêu dạng cam
t đối với nhau bánh phản ú 1 Vòng ngoài 3 Cam
vòng | va 3 quay tương đôi với nhau, bánh phản ứng 2.Vongtrong 4 Vòng cách
(b) được quay trên khớp
Trong hộp số hành tỉnh ở sau biến mô cũng sử dụng khớp một chiều đẻ điều khiển quá trình chuyền số Khớp một chiều dùng trong HSHT có kết cấu dạng cam hoặc con lăn trụ
* Hiệp số hành tỉnh
HSHT được bố trí sau biến mô nhằm đáp ứng day du kha năng thay đổi tỉ số truyền của hệ
thông truyền lực trên ô tô So với hộp số có trục cố định, HSHT phức tạp, đòi hỏi công nghệ cao,
nên giá thành đắt hơn Tuy nhiên HSHT có những ưu điểm nỗi bật như: kích thước nhỏ gon, dé ty
động khố, truyền cơng suất liên tục
HSHT thường được tô hợp từ các cơ cầu hành tỉnh (CCHT) khác nhau tạo nên số lượng tỉ số
truyền từ 4 đến 7 (hoặc nhiều hơn) cùng với hệ thống điều khiển thuỷ lực điện tử, trong đó có một trục đầu vào (chủ động) và một trục đầu ra (bị động)
Phần lớn HSHT được tổ hợp từ các CCHT cơ bản hay các CCHT đã được tổ hợp sẵn như:
CCHT cơ bản Wilson, CCHT Simpson và Ravigneaux + Co cau hanh tinh Wilson
CCHT Wilson (hình 10.30) gồm ba khâu cơ bản: bánh rằng trung tâm S, bánh răng bao H và
giá dẫn PT liên kết với ba trục dẫn riêng biệt
Các bánh răng hành tỉnh P được bế trí quay trơn trên giá dẫn PT (trục di động), làm nhiệm
vụ ăn khớp đồng thời với bánh răng S và H
CCHT Wilson có hai bậc tự do, để cơ cầu làm việc với một tỉ số truyền xác định, kết cấu cần
có một trục chủ động, một trục bị động và hạn chế bớt một bậc tự do bằng phân tử khoá Phân tử khoá là phanh đai hoặc l¡ hợp, dùng để cố định một khâu hay nối hai khâu với nhau
Trang 25trong hộp số tự động, xem xét dưới dạng sơ đô các trạng thái phù hợp với các số truyền sử dụng trên hộp số ô tô, được trình bày trong hình 10 31 và bảng 10.1
Nguyên lý làm việc của CCHT bánh răng trụ dùng c2 nàn tử khóa HN
Tí số truyền được tính theo quan hệ của số vòng quay trên trục chủ động (n;¿s) với trục bị động (nạ) ở
trạng thái xét:
Giới hạn tỉ số truyền cho phép phụ thuộc vào khả
nang chế tạo và kích thước của các chi tiết (đảm bảo các
điêu kiện đông tâm, lân cận, läp ráp) K3 K4 K5 K3 K4 K5 K3 K4 K5 Lop / fat J H i j H K1+ xa ® Tí Fer mẠ ®Ủ * Ki cote PT T| oy 8] _ sĩ STL
Trạng thái 1: số 1 Trạng thái 4: số 2 Trạng thái 5: số D Trạng thái 2: số lùi
Hình 10.31: Các trạng thái ứng dung cua CCHT Wilson
K1, K2, K3, K4, K5: Các phần tử khóa _ K2: Khoá trục vào với S K4: Khoá H với vỏ hộp số
K1: Khoá trục vào với H K3: Khoá S với vỏ hộp số K5: Khoá PT với vỏ hộp số
Bảng 10.1: Sơ đồ các ứng dụng của CCHT Wilson
Trạng thái khâu Giới hạn tỷ số -
STT ang "0 b tý Sử dụng
Vào Ra Khoá | truyền ¡ cho phép
1 S PT H 25<i<5 Số truyền chậm (Số 1)
2 S H PT -4<i<—1,5 Đảo chiều quay (Số lùi L)
3 PT H S 0,68<¡< 0,8 Số truyền nhanh (OD)
4 H PT S 1<i<2 Số truyền chậm (Số 2)
5 Khoá hai khâu với nhau 1 Số truyền thẳng (D)
Trên ô tô còn sử dụng CCHT Wilson kiểu bánh răng côn đối xứng ở bộ vi sai của các cầu chủ động, hộp phân phối với 1 trục vào, 2 trục ra
+ Cơ cấu hành tỉnh Ravigneaux
CCHT Ravigneaux là tổ hợp sẵn hai CCHT Wilson (hình 10.32)
CCHT gồm: hai bánh răng trung tâm SI, S2, hai dây bánh răng hành tinh PK và PL trên
Trang 26PL ăn khớp với bánh răng S2 và bánh răng bao H Trục chủ động nối với giá dẫn PT, còn trục bị động nối với bánh răng H CCHT sử dụng phân tử khoá KI, K2, K3, K4, K5 và khớp một chiêu F Hình 10.32: Cơ cầu hành tỉnh Ravigneaux S1: BR trung tâm nhỏ S2: BR trung tâm lớn PL: BR hành tỉnh dài PK: BR hành tỉnh ngắn PT: Giá hành tinh H: BR bao
K1: Khoá trục vào với S1 K2: Khoá trục vào với S2 K3: Khóa S1 với vỏ K4, K5: Khóa PT với vỏ F: Khóa 1 chiều với vỏ PL s Kt K2 K3 Ká KB F s2 Các trạng thái làm việc, tỉ số truyền và khả năng ứng dụng trình bày ở bảng 10.2 H PK s1 Bang 10.2: Các trang thai làm việc của cơ cầu hành tinh Ravigneaux
Số Phần tử | Phần tử | Phan ki tỳ số truyền Ứng dụng trong truyền | chủ động | bị động | tử khố khơng i hộp số ô tô 1 S1 H PT S2 1<i<œ Số truyền rất chậm (số 1) 2 S1 H $2 - 1<i<œ Số truyền chậm (số 2) 3 S1+S2 H S1, S2 - 1 Số truyền thẳng (D) 4 PT H S2 - ¡<1 Số truyền tăng (OD) R S2 H PT S1, PT —œ<l<~1_ | Số lùi (R) + Co cau hành tỉnh Simpson
CCHT Simpson 1a té hgp hai CCHT Wilson theo so dé như trên hình 10.33
Tê hợp bao gồm: bánh răng bao HI của CCHT thứ nhất nối với giá dẫn PT2 của CCHT thứ hai và chung bánh răng mặt trời S (đãy — S1, đãy 2 — S2) Trục chủ động có thể được nỗi với bánh răng bao H2 của CCHT thứ hai, hay với bánh răng trung tâm S Trục bị động nối bánh rang bao H1 của CCHT thứ nhất (đồng thời liên kết với giá dẫn PT2) CCHT sử dụng phần tử khoá K1, K2, K3, K4, KŠ và hai khớp một chiều F1, F2 Hình 10.33: Cơ câu hành tính Simpson S: BR trung tâm của hai dãy đãy!1 (S1), dãy 2 (S2) PT1: Giá hành tinh dãy 1 PT2: Giá hành tinh dãy 2 H1: BR bao dãy 1 H2: BR bao dãy 2
K1: Khoá trục vào với H2 K2: Khoá trục vào với S
K3: Khóa S với vỏ K4: Khóa PT1 với vỏ K5: Khóa PT1 với vỏ
Trang 27Các trạng thái làm việc, tỉ số truyền và khả năng ứng dụng trình bày ở bảng 10.3 So với CCHT Ravigneaux, CCHT Simpson có: số lượng tỉ số truyện ít hơn, đòi hỏi không gian bồ trí và số lượng phân tử điều khiển lớn, nhưng có độ bền kết cấu cao do vậy cả hai CCHT tổ hợp sẵn được dùng khá phô biên trên ô tô
Tùy thuộc vào số lượng số truyền cần thiết trong hộp số, HSHT có thể được tập hợp (theo mạch nôi tiệp hoặc song song) từ CCHT Wilson với CCHT Ravigneaux hay CCHT Simpson
Bảng 10.3: Các trạng thái làm việc của cơ cầu hành tình Simpson
Số Phần tử Phản tỬ Ì phần từ khố Phần tử | Giới hạn tỷ Ứng dụng trong
truyền | chủ động ¡| bị động chạy không | số truyện ï hộp số ô tô 1 H2 H1 PT1 — 41<i<œ | Số truyền rất chậm (số 1) 2 H2 H1 S1+S2 S1+PT1 41<i<œ | Số truyền chậm (số 2) 3 H2 H1 H1 nổi với H2 | S1, S2, PT1 1 Số truyền thẳng (D) R S1 H1 PT1 S2, H2 —œ<l<-—1 | Số lùi (R)
* Các phần tử điều khiển dùng trong hộp số hành tỉnh
Các phân tử điều khiển dùng trong HSHT dùng để ngắt, nối các dòng truyền mô men và xác
định trạng thái làm việc của các CCHT
Các phần tử điều khiển được chia thành hai loại:
~ Phần tử điều khiến thụ động bao gồm: phanh đai, li hợp nhiều đĩa Các phần tử này được
điều khiển bằng thủy lực điện tử theo chương trình định sẵn, nhằm tạo nên các trạng thái làm việc
với tỉ số truyền xác định,
~ Phần tử điều khiển tự động là các khớp một chiều Khớp một chiều đóng vai trò tự khoá hay mở liên kết phụ thuộc vào chiều quay của các chi tiết Một số kết cầu khớp một chiều còn đảm
nhận vai trò của cơ cầu an toàn trong giai đoạn quá độ chuyển số,
+ Li hop:
Li hợp khoá dùng trong HSHT là loai li hop duge điều khién bằng thuỷ lực
1 23
Cấu tạo của li hợp này (hình 10.34) gồm các đĩa ma sát 8, và đĩa thép 7 hình vành khuyên xếp xen kẽ nhau
Tắm đỡ 4 được chặn bởi vòng chặn 9, pit tông 2 luôn bị lò
xo đĩa 5 đây về phía trái (mở li hợp) Các đĩa thép 7 răng Thoát
ngoai liên kết với rãnh của một khâu trong CCHT, các đĩa ma sát 8 răng trong liên kết với một khâu khác Tất cả các đĩa được bôi trơn và thoát nhiệt bởi dầu ATF
Khi van phân phối đưa mạch dầu điều khiển có áp suất tới li hợp qua lỗ cấp dầu, lỗ thoát dầu đóng kín Pit tông 2 bị ép về phía phải, và ép các đĩa với nhau LÍ hợp ở trạng thái đóng, các khâu liên kết với nhau
Khi ngắt đường cấp dầu, mở đường thoát dầu nhờ tác dụng của lò xo 5, pit tông 2 đây về phía trái, các đĩa ma
sat tự tách ra và được dau béi tron Li hợp ở trạng thái mở, Hình 10.34: Cụm ñ hợp nhiều đĩa
, 1.Vỏ ngồi 6.Tang trơng trong
các khâu không liên kết với nhau 2.Pittông — 7.Đĩa thép răng ngoài
Trang 28Trong HSHT các li hợp có thé bé tri thành từng cặp liên động với nhau Khi làm việc, một li
hợp được mở trước còn l¡ hợp kia sẽ đóng sau Giai đoạn quá độ này xảy ra nhanh, nhưng có thê
gây ra tải trọng động lớn, tác động lên CCHT Các khớp một chiều bố trí với li hợp khoá hạn chế
tải trọng động này =
+ Phanh đai
Trong HSTĐ thường sử dụng phanh đai để khoá các phần tử của CCHT với vỏ
Cau tao và các trạng thái làm việc của một bộ :
phanh đai điển hình trình bày trên hình 10.35 4 3 Í Thốt dầu
Cấp dầu
Đai phanh 5 chế tạo từ thép lá ôm Hình 10.35: Phanh đai ngoài tang trồng 6, bê mặt trong của đai được 1.Cần đẩy 3 Xilanh 5 Đai phanh
dán một lớp vật liệu ma sat mong bang atbet 2.Pittông 4 Điểm tỳ 6 Tang trếng phanh
Ở một đầu dải phanh tạo nên điểm tỳ có định 4, đầu khác tựa vào cần I của pit téng điều khiển 2 Cum pit tông xi lanh 3 điều khiển nằm trên vách ngăn của hộp số, một đầu cần tỳ vào pit
tông, còn đầu kia tựa vào đầu phanh đai Pit tông 2 dùng để điều khiến đóng mở phanh Đóng mở phanh đai được thực hiện nhờ việc cấp và thoát dầu
+ Khớp một chiều
Khớp một chiều sử dụng trong HSHT và biến mô dùng đề hạn
chế chiều chuyển động của một chỉ tiết quay Các khớp một chiều tự hoạt động mà không cần điều khiển Cầu tạo của khớp một chiều được
phân loại theo kết cấu của chỉ tiết khoá Cấu tạo và nguyên lý làm việc của khớp một chiều dạng cam đã được trình bảy trong phần bánh phản
ứng của biến mô
Hình 10.36: Khớp một chiều
dang bi
Kêt câu khớp một chiêu dạng bị (hay trụ) kết hợp với mặt vát 1 Vòng ngoài 3 Bi
trình bày trên hình 13.36 2 Vòng trong 4 Lò
Vòng trong 2 của khớp dạng trụ trơn, vòng ngoài 1 có bề mặt trong tạo nên bởi các mặt vát tựa vào bí, các viên bi 3 được giữ trong rãnh bởi lò xo đây 4 Khi chiều quay của vòng ngoài cùng chiều của lực lò xo, viên bi nằm ở chỗ rộng, khớp không ở trạng thái khóa Khi vòng ngoài quay ngược lại, lực ma sát và lực tỳ của lò xo đây viên bị về phía hẹp của rãnh, khớp khóa vòng ngoài
với vòng trong và tạo nên trạng thái khoá
* Cơ sở kĩ thuật điều khiến chuyển số bang thity lực điện tử trong EAT
Hé théng điều khiển chuyển số trong HSTĐ có nhiệm vụ: xác định trạng thái làm việc của ô
tô và tự động điều khiển các cơ cấu chấp hành (li hợp, phanh đai) đẻ thiết lập trạng thái làm việc của biên mô và HSHT
+ Trạng thái làm việc và đỗ thị ngưỡng chuyển số của HSTĐ
. _ Trạng thái làm việc của HSTĐ được thiết lập trên cơ sở vị trí cần chọn số và các tín hiệu về
chê độ tải của động cơ, tốc độ ô tô Trạng thái làm việc của biến mô và HSHT (chế độ chuyên động của ô tô) được xác lập thông qua việc đóng mở các phanh đai và lí hợp (theo bảng các trạng thái làm việc của HSHT), và nhờ đỏ thị ngưỡng chuyền số
; Đồ thị ngưỡng chuyền số với hộp số có 4 số tiến, khoá kick~down được xây dựng trong mặt phăng (tộc độ ô tô và tải động cơ), có dạng như trên hình 10.37 Đồ thị cho biết quan hệ của tốc độ
ô tô và tải động cơ (độ mở của bướm ga hay thanh răng cung cấp nhiên liệu) và các điểm chuyển số
Trang 29Ở chế độ tài động cơ có định, nếu tốc độ ô tô tăng dẫn đến một giá trị nào đó, hộp số sẽ được
chuyên sang sô cao hơn Ngược lại, nêu tộc độ ô tô giảm dan dén một ngưỡng tốc độ thiết lập, sẽ
chuyên sang sô thâp hơn
Khi tốc độ ô tô tăng, tốc độ bánh tua bin đạt gần tới tốc độ bánh bơm, li hợp khoá biến mơ (khố lock~up) được điêu khiên sang trạng thái đóng
Đối với EAT, ngưỡng chuyển số được thiết lập sẵn trong chương trình điều khiển Bộ vi xử lý thường xuyên tiếp nhận tôc độ ô tô và tải động cơ để xác định trạng thái làm việc của các l¡ hợp
và phanh dai trong HSTD % độ mở bướm ga % độ mở buớm ga 2-1, - 2,-2,- 4-3 - 2-4 2 -2,- 4.-3.- 100 |kick-pown I | | | 1 | 100 |KICK- DOWN t woop 4 ¬ -.~ prod go} | ⁄ 80 \ | ! 60 s 40 | 4 40 | td Ấ „42 | 20 L7 a) Chê độ 20 b) Chế độ | 0 i Economy 0 Power | t | LH \ L @ 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Tốc độ ô tô (km/h) Tốc độ ô tô (km/h) Hình 10.37: Đô thị ngưỡng chuyên só (4 số tiền)
Với cùng một giá trị tải động cơ, ngưỡng tăng và giảm số không trùng nhau Điều này đảm
bảo tránh được hiện tượng liên tục tăng và giảm số tại một vùng làm việc hẹp nào đó, nhằm tránh
gây ảnh hưởng xấu tới tính năng động lực học của ô tô và tuổi thọ các cơ cầu điều khiển HSHT (li hợp và phanh)
Khi HSTĐ có chế độ kick-down (giảm số cưỡng bức), nếu động cơ chuyển nhanh sang làm việc ở chế độ gan toàn tải, hộp số sẽ tự động chuyển xuống số thấp để tận dụng công suất động cơ, phục vụ khả năng gia tốc ô tô
Trên hộp số EAT còn bế trí các chế độ hoạt động lựa chọn định trước: Economy (a), Power (b), ngưỡng chuyển số sẽ thay đổi điểm chuyển số nhờ phím chọn
+ Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiên EAT
Cầu tạo chung của hệ thống điều khiển chuyển số EAT gồm 2 phần: thuý lực và điện tử Sơ
đồ khối thể hiện nguyên lý cơ bản của hệ thống điều khiển HSTĐ trình bày ở hình 10.38
L[ Bơmdâu |„| Bộ điều khiển áp L ¡ | Bộ kiểm soát TH nản bien) | eee suất dâu] | Các cơ ii] va bdo li ||" Ter aso to
1 cau di cul 1 (chan đoán) — Vi tri can chon sé '
khiên tì ~— Công tắc LOCK-UP_ |"
HSHT 7 ~ Cơng tắc OD
' —¬ Tên Lì [— Bộ điều |_|— Áp suất dâu 1 — Nhiệt độ dầu '
Hệ van điệu _ |' DI” | khién trung [ [— Ví trí van thủy lực — |:
khiến thủy lực tì | lâm ~ Khóa điện
Trang 30+ Cấu tạo của mạch thủy lực cơ bản
Mạch thuỷ lực cơ bản bao gồm: bơm dâu và bộ kiểm soát áp suất đầu, van thủy lực điều khiển các chế độ làm việc của biến mô, các van thủy lực điện từ điều khiển cung cấp dầu có áp suất
tới các li hợp khoá và phanh đai, thùng dầu, lưới lọc và các tổ hợp vi mach thay luc
Cấu trúc mạch thủy lực cơ bản của hộp số với CCHT Ravigneaux với 3 số tiễn và một số lùi
trình bày trên hình 10.39 Cụm chỉ tiết quan trọng trong mạch dẫu là: bơm dầu 13 van mở đường
dầu chuyển số 18, van chuyển số 6 1 Biên mơ 1——-Í WW fib ff 2 Vỏ hộp số : j 3 Khoa truc bi déng 4 Bộ điều áp GV ” 5 Đường dầu tin hiệu lì} œv 6 Con truot SV 7 Đường dầu điều - khiển „Š 8 Xi lanh lực K1 = 9 Xi lanh lực K2, K3 Ð 10, Đường cáp dầu 11 Đường cấp dầu
_ — 4 12 Đường dầu tin hiệu
H a6 ie K1, K2, K3: Li hợp khóa 5 - 13 Bom dau 14 Đường cấp dầu
E: Khớp một chiêu 15 Khóa Kick-down
Ð Phanh đại - 16 Bộ tạo tín hiệu TV
$1, $2: Banh rang trung tâm 17.Van mở đường dầu H: Banh rang bao MV
CCHT: Co cau hanh tinh Hình 10.39: Câu trúc cơ bản của hộp só AT
Dau của AT là loại dầu thủy lực có khả năng chịu nén cao, độ nhớt ôn định và cho phép làm việc có tuôi thọ cao ở nhiệt độ tối ưu trong khoảng 80 — 85°C Dau thường dùng có ký hiệu:
DEXRON IT, MERCON
Bom dau 13 trong HSTĐ thường là bơm cánh gạt hoặc bơm bánh răng ăn khớp trong cho phép tạo áp suất tôi đa sau bơm lớn nhất (15 + 20) bar Bơm sử dụng các van điều áp rẽ nhánh cung cấp dâu: một đường cho biến mô, bôi trơn và làm mát, một đường cho điều khiển khố biến mơ và điêu khiên hộp số (xem hình 10.25 và 10.39) Mạch dầu điều khiển khóa biến mô và điều khiển hộp số được tô hợp rất phức tạp gồm:
+ Các nhánh điều tiết áp suất theo tốc độ ô tô 4 (GV),
+ Điều tiết áp suất theo mức tải động cơ 17 (TV),
+ Cung cấp dầu qua van mở đường dầu chuyển số 18 (MV) tới các van chuyển số 6 (dạng
thủy lực hoặc thủy lực điện tir— SV) Dau được điều khiển sau van chuyển số sẽ tới các x¡ lanh lực điều khiến đóng mở li hợp khoá và phanh đai của các CCHT, thiết lập trạng thái làm việc của hộp số
Áp suất của các mạch dầu điều khiển HSHT: (0,5 + 6,0) bar và phụ thuộc vào các chế độ hoạt động
Bộ van mở đường đầu chuyén sé (Manual Valve — MV) (hình 10.40) có nhiệm vụ xác lập các đường dâu cung cấp cho mạch dầu điều khiển sau nó phù hợp với vị trí của cần chọn số (P, R,
N, D, 2, L)
_Can chon số dùng để chọn các phạm vi điều khiển tự động số truyền của HSHT Các vị trí
Trang 31P (Park): dùng để đỗ xe lâu dải, khởi Đền li hợp khoá
động động cơ, Từ van , Đến li hợp khỏa
R (Return) ding dé lui xe, _ điều ve AM „ PMM,R, f ap sua Cần chọn số
N (Neutral) dùng để đỗ xe tạm thời, ' +4 | Dịch chuyện
khởi động động cơ, = |
D (Drive) cho phép HSTĐ chuyển Trục MV
liên tục ở tất cả các số truyền trên đường tốt, - T7UNRP
2 ` 1 hi | hé H a trả về day (x) ‡ (x)
(và 1) chỉ cho phép HSTĐ chuyên dầu (x) Từ bơm đến
liên tục trong giới hạn các số thấp khi xe - - SỐ , og
hoat dong trén đường xấu Hình 10.40: Bộ van mở đường dâu chuyền so (MV)
Trong mạch thuỷ lực đơn thuần của HSTĐ có bố trí bộ biến đổi áp suất đầu theo tải động cơ
và tốc độ chuyển động của ô tô Các bộ điều biến áp suất này làm việc theo nguyên tắc tạo nên áp
suất đầu (áp suất TV) tỷ lệ thuận với độ mở của bướm ga (TV — Throttle valve) tương ứng với tải động cơ và áp suất dầu (áp suất GV) tỷ lệ thuận với tốc độ của ô tô (GV — Governor valve) Cac đường dầu này (hình 10.41) được đưa tới van điều khiển chuyển sé (SV — Shift valve)
Các van điểu khiển chuyển số SV Tới l¡ hợp khóa, phanh có tác đụng định hướng dòng dâu mạch chính tới các cơ cầu chấp hành (phanh, lï cược: Áp suất GV 2 VI, TA re Tà ` Ap suat TV
hợp) đề thiết lập các trạng thái làm việc ele
của hộp số Tại van SV, 4p suất dau TV va ¬ Đóng
GV tác dụng lên con trượt van theo chiêu Đường dẫu chính Mở _ Đường dầu về
ngược nhau Sự cân băng tức thời của các = ==
áp lực gây nên dịch chuyển con trượt van Áp suất GV = E suất TV SV, điều khiển đóng mở các đường dâu ch ~—“==_—
tới các lï hợp khóa và phanh đai + Tới lỉ hợp khóa, phanh
+ Mạch điện điều khiển cơ bản Hình 10.41: Sự phối hợp các đường dầu điều khiển huyển sé (S
(xem hình 10.38) chuyến số (SV)
Hệ thống điện điều khiển cơ bản bao gồm: bình điện, các cảm biến, bộ điều khiển trung tâm,
các rơ le điện từ, bộ kiểm soát và báo lỗi (chân đoán), các đèn báo và dây dẫn
Trên một số ô tô, tín hiệu của cảm biến được dùng chung với các mạch điều khiến tự động
khác: đánh lửa, phun xăng, ABS
Các cảm biến xác định trạng thải làm việc của ô tô gồm: cảm biến tốc độ chuyên động, cảm
biến vị trí bướm ga (tải của động cơ), cảm biến nhiệt độ của động cơ, công tắc chế độ chạy xe do người lái chọn v.v Các cảm biến này liên tục cung cấp tín hiệu cho bộ điều khiển trung, tâm (ECT ECU) Mạch điện của ECT ECU còn tham gia vào việc thiết lập tín hiệu điện thể hiện tốc độ động
cơ và tốc độ ô tô, chế độ chạy xe do người lái lựa chọn và kiểm sốt, thơng báo lỗi
Bộ ECT-ECU làm việc trên cơ sở các chương trình đã lập sẵn (ngưỡng chuyển số) và tín hiệu từ các cảm biến quyết định chế độ làm việc của HSTĐ và phát tín hiệu đến các cụm van điện từ nhằm kiểm soát:
+ Áp suất đầu sau bơm dẫn tới biến mô và mạch dầu điều khiến,
Trang 32Như vậy, vị trí con trượt trong SV được điều khiển thông qua việc đóng mở các đường dẫu bởi các van điện từ và tạo nên các mạch thủy lực với hai giá trị áp suất điều khiển là cao hoặc thấp
Khi van điện từ được cấp điện, van cho phép xả dòng dầu điều khiến, áp suất của dầu điều khiến
có giá trị thấp, trục SV bị đây sang phải, mở đường
cấp dầu cho phần tử điểu khiển CCHT (hình 10.42a) Khi van điện từ không được cấp điện, van
điện từ đóng kín dòng dầu điều khiển, áp suất của dầu điều khiển có giá trị cao, trục SV bị đây sang trái mở đường xả dầu của phần tử điều khiển CCHT (hình 13.42b)
Sử dụng các mạch điều khiển thủy lực điện tử cho phép thiết lập các trạng thái làm việc của HSTĐ mềm mại, kết cấu hệ thống thủy lực đơn giản, tạo điều kiện mở rộng khả năng đáp ứng nhu cầu của người sử dụng Tuy nhiên do hệ thống điều khiển
Cuộn dây tín hiệu Đường cấp dầu Lõi từ oS ai a) Cap dau A Đường [ xả dâu Đường dầu đến Đường xả dầu Trục SV b) Xả dầu Hình 10.42:
Van chuyén số thủy lực điện từ (SV)
phức tạp nên trong cấu trúc đã bố trí các mạch
chân đoán trạng thái làm việc giúp cho việc nhận
đạng và kiểm soát lỗi nhanh chóng và thuận tiện
Xu hướng phát triển chung của HSTĐ được tập trung vào việc hoàn thiện hệ thống điều khiển thủy lực điện tử, mở rộng số lượng số truyền trong HSTĐ và đưa vào các bộ lưu trữ dữ liệu lớn cho phép hộp số làm việc như một dạng kết cầu "thông minh"
10.1.4 Hộp số vô cấp
Phân loại hộp số vô cấp (HSVC) (Continuously Variable Transmission — CVT) dung cho 6
tô được chia theo phương pháp biến đổi năng lượng truyền:
— Dạng thủy tĩnh,
~ Dang thủy động như BMM,
— Dạng cơ khí như các bộ truyền đai cao su, bộ truyền đai kim loại, ~— Dạng truyền động điện,
~ Dạng kết hợp: BMM với bộ truyền đai, truyền động điện kết hợp cơ khí thủy lực
Cấu tạo một HTTL cơ khí vô cấp của hãng Ford bồ trí trên xe Fiesta được mô tả trên hình 10.43 (xem chương 8, hình 8 3) Hệ thống bao gồm: hộp số, truyền lực chính, lắp chung trong một vỏ, bắt liền với động cơ Cụm hộp số được tập hợp bởi: CCHT Ravigneaux va hai li hop khod K1, K2, va mét b6 truyền đai Bộ truyền dai vô cấp cho phép biến đổi tốc độ vô cấp và tự động điều khiển
Vẫn đề thay đổi ti số truyền vô cấp được thực hiện bởi bộ truyền đai thang Cầu trúc các
bánh đai 4 và bánh đai 6 gồm 2 nửa (cỗ định và di động) và có thể thay déi độ rộng chứa đai Với
bánh đai chủ động, nửa bánh đai cố định 6 liên kết cứng, trên trục ra của CCHT, nửa bánh dai di động có thể di trượt đọc trục Với bánh đai bị động, nửa cố định 8 gan liền với trục ra (là bánh răng
côn chủ động của cầu), nửa bánh đai di động luôn luôn chịu lực ép ban đầu bởi lò xo và áp lực thủy lực trong buông thủy lực của xi lanh điều khiển 7
Trang 33— H: Bánh răng bao S: Bánh răng trung tâm " PT: Giá hành tính KẦ K1, K2:li hợp khóa r 1 Vỏ hộp số Trục chủ động Đại thép Bánh đai bị động Trục bị động Đường Bánh đai chủ động cấp Xi lanh ép dau mã , Nửa bánh đai cổ đnh “>” Ẩ§ Nửa bánh đai chủ động dịch chuyển 10 Nửa bánh đai bị động dịch chuyển fW1 (O Œœ Œ Cqn C2 hộ G ¬ CoM sss Hee Hình 10.43: Bộ truyén dai v6 cdp (CVT)
Day dai kim loai tiết diện hình thang (hình 10.44) có răng và các phần tử làm việc ở trạng thái chịu nén ban đầu Hiệu suất truyền lực lớn nhất bằng 95% (tương đương với hộp số có cấp
bánh răng) Cau tao day dai gồm 320 phần tử bằng kim loại, nằm trên 2 vòng thép, mỗi vòng gồm
10 lớp thép lò xo lá có chiều dày 0,1 mm ép chặt với nhau Mô men xoắn được truyền giữa các bánh đai
thông qua lực kéo trên dây đai Việc truyền lực kéo tạo nên bởi áp lực ép từ phân tử kim loại này sang phần tử khác Sự dịch chuyển hướng kính của dây đai
kim loại được thực hiện nhờ sự cân bằng lực ép của
dây đai trên răng bánh đai và lực ép thủy lực Do hệ
số ma sát giữa dây đai kim loại và bánh đai nhỏ, nên Hình 10.44: Cầu trúc của đai kim loại lực ép tối đa giữa chúng bằng 20 kN
Tỉ số truyền bộ truyền đai thay đổi vô cấp từ 0,44 đến 2,5, khoảng động học xấp xỉ bằng 5,85 (tương ứng với hộp số có cấp sáu số truyền) Trục bị động của hộp số gắn với CCHT có tỉ số truyền
1,41, truyền lực chính có ¡ = 3,84, toàn bộ tỉ số truyền của hệ thống truyền lực thay đổi trong khoảng (2,47 + 13,37)
Trong hộp số có bộ điều khiển chuyển số bằng thuỷ lực điện từ nhằm thay đổi tự động ti sỐ
truyền theo mức độ điều khiển tốc độ động cơ và điều kiện chuyển động của ô tô Trên vỏ hộp số
bố trí các van thuỷ lực, được điều khiển bằng cơ khí và áp lực thuỷ lực Trong số các van điều khiển có một van liên hệ cơ khí bằng cáp với chân ga để thay đổi vị trí con trượt theo sự làm việc của động cơ và một van khác liên hệ với cần chọn số, giếng như trên HSTĐ Cần chọn số có các vị
tri P-R-N-D
~ Nếu cần chọn số ở vị trí P bộ truyền đai không thay đổi tỉ số truyền,
~ Nếu cần chọn số ở vị trí N cả hai li hợp khoá đều mở, hệ thống không truyền mô men ra bộ
truyền đai,
— Khi gài vào số D, nếu mức cung cấp nhiên liệu tăng đần từ nhỏ nhất, li hợp K1 mo, li hop
K2 đóng dẫn, mô men truyền qua l¡ hợp cho phép có trượt nhẹ đảm bảo ô tô chuyên động êm dịu
Nếu tăng dẫn mức cung cấp nhiên liệu, áp lực thuỷ lực tăng dan đủ đóng li hợp K2 hoàn toàn,
Trang 34mô men truyền hết cho bộ truyền đai, tỉ số truyền thay đổi từ lớn nhất sang nhỏ nhất tuỳ thuộc vào tương quan giữa mức độ tải của động cơ và điều kiện đường Nếu bướm ga mở hoàn toàn, tốc độ
động cơ tăng lên tới 4200 vòng/phút và không thay đổi, giá trị tỉ số truyền giảm xuống nhỏ nhất và tốc độ ô tô đạt được lớn nhất Điều này cho phép ô tô thường xuyên làm việc ở vùng có tính kinh tế nhiên liệu cao Lí hợp khoá KI có thể khoá CCHT lại, toàn bộ CCHT quay thành một khối cứng và tạo nên chuyển động tiến Mô men truyền trực tiếp tới bánh đai chủ động không gây tốn that công
suất truyền lực,
— Nếu cần chọn số đặt ở L, động cơ làm việc đưới 3800 vòng/phút, đáp ứng điều kiện phanh
ô tô bằng động cơ,
— Néu can chon sé đặt ở R, CCHT đảo chiều quay thực hiện lùi xe
Bộ truyền CVT này làm việc êm, biến đổi tốc độ đều đặn, cho phép người sử dụng thường xuyên duy trì tốc độ động cơ ở vùng tối ưu và giữ ổn định chúng trong quá trình chuyên động
10.2 HOP PHAN PHÓI
10.2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu a) Công dụng
Hộp phân phối được bố trí ở sau hộp số trên ô tô nhiều
câu chủ động (hình 10.45) với chức năng phân chỉa mô
men xoắn từ động cơ tới các cầu chủ động, thực hiện dẫn động các bánh xe
a CA 1.Động cơ 5.Cau sau
b) Yéu cau 2.Li hop 6.Cầu trước
HTTL của ô tô có tất cả các cầu chủ động luôn kèm 3-Hôp số " à Lok t K AC CA TA 4.Trục truyền _ 8.Hộp phân phối 7.Banh chủ động
theo hiện tượng tuân hoan công suât, do vậy yêu câu hộp Hình 1045: Vi tr hộp phân nhói
phân phối phải phân chia hợp lj mô men xoắn truyền tới trong HTTL các câu chủ động, hạn chế tối đa hiện tượng tuần hồn cơng
suất xảy ra trong HTTL
Ô tô nhiều cầu chủ động được sử dụng với chức năng nâng cao khả năng cơ động trên các
loại địa hình phức tạp, do đó trong hộp phân phối cần:
~ Thực hiện ngắt mô men truyền tới một số cầu khi sử dụng xe trên đường tốt,
~ Bồ sung thêm số cấp số truyền để mở rộng khoảng làm việc cần thiết của HTTL khi xe làm
việc trên đường xấu c) Phân loại
Hộp phân phối được phân loại theo:
— Đặc điểm phân chia mô men truyền: cô định hoặc thay đổi nhờ các bộ vi sai trong hộp
phân phôi,
~ Số lượng cấp số truyền: một hoặc hai cấp số truyền,
— Số lượng trục ra (thứ cấp): hai trục ra, ba trục ra,
- Đặc điểm bố trí các trục ra: đồng tâm hoặc không đồng tâm,
7 Dac diém dan động mô men ra các cầu: luôn luôn dẫn động (full time), chỉ dẫn động tất cả các cầu một phân thời gian (part time)
Trang 3510.2.2 Cấu tạo hộp phân phối a) Hộp phân phối đơn giản
Sơ đồ cầu tạo của hộp phân phối đơn giản được trình bảy trên hình 10.46 Hộp phân phối nhận mô men truyền từ hộp số tới qua trục vào và phân phối mô men đến cầu trước,
cầu sau băng hai trục ra Hộp phân phối bố trí một bánh răng trung gian cho phép các trục vào và trục ra có cùng chiều quay với tốc độ bằng nhau Các bánh răng 1, 3 có số răng như nhau, do vậy hộp phân phối chỉ có một cấp số truyền, tỉ số truyền bằng 1 Trên trục ra cầu trước bố trí một khớp gài Khop gai 4
đóng nối trục của bánh răng 3 với trục ra cầu trước, xe hoạt
động bằng hai cầu chủ động Khi không gài khớp 4, cầu trước được tách khỏi HTTL, xe hoạt động bằng cầu sau chủ động Myao 7 Nvao | | ‘\ aN a Ma 4 ` + = 3 Msra tra ” Nsra ^x~ an oe H-3—-> Ra cầu trước | Ra cầu sau 1 Bánh răng chủ động 2 Bánh răng trung gian 3 Bánh răng bị động
4 Khớp gài cầu trước
Hình 10.46: Sơ đồ cấu tạo của hộp phân phối đơn giản
Hộp phân phối này cho phép động cơ dẫn động tất cả các cầu khi xe hoạt động trên đường
xấu Khi chuyên động trên đường tốt cầu trước được tách khỏi HTTL, nhằm tránh xây ra hiện tượng tuần hồn cơng suất Như vậy hộp phân phối thuộc kết cấu dẫn động tất cả các cầu một phân
thời gian
Khi đóng khớp gài 4 bằng các vậu răng thường xảy ra va chạm mạnh, đo vậy việc đóng khớp
cần được tiến hành khi xe đứng yên
Việc sử dụng bánh răng trung gian 2 cho phép tăng khoảng cach g giữa hai trục ra và vào, phù hợp với khả năng bố trí chung trên không gian của ô tô Một số kết cầu khác sử dụng bộ truyền
xích có thể loại bỏ bánh răng trung gian khi cần khoảng cách trục lớn
Ngày nay, hộp phân phối một cấp đơn giản được bế trí trên ô tô con 2 cầu chủ động, nhưng
được kết hợp với khớp ma sát hay bộ vi sai phân phối mô men ra các cầu
b) Hộp phân phỗi hai cấp số truyền
Trên hình 10.47 trình bày kết cấu hộp phân phối hai cấp số Vỏ của hộp phân phối được bắt chặt trên thanh ngang khung xe
Cấu tạo -
Bánh răng gài sô
Bánh răng ra cầu sau Bánh răng số thấp Ƒ j min NÓ Bánh răng ra cầu trước Trục trượt gài cầu trước Trục trượt chuyển số Muao Nvao Banh rang gai cau trước
Sơ đồ cấu tạo
Hình 10.47: Cấu tạo của hộp phân phối hai cắp số truyền
Trang 36Cấp số truyền thăng được gài khi bánh răng | dich chuyên sang bên phải, ăn khớp với vành
răng trong của bánh răng 2 Mô men xoắn từ trục chủ động truyền trực tiếp tới trục ra cầu sau Bánh răng 4 nằm ở vị trí trung gian, mô men xoắn không truyền tới trục ra cầu trước Ô tô chuyển
động bằng cầu sau chủ động
Để gài cầu trước bánh răng 4 di chuyển sang phải, ăn khớp đồng thời với bánh răng 2 và 5
(có đường kính ăn khớp như nhau) Lúc này mô men xoắn từ trục chủ động truyền qua bánh răng 2,
4, và 5 tới trục ra cầu trước Ơ tơ chun động bằng cả hai cầu chủ động ở số truyền thẳng
Cấp số truyền thấp được gài khi bánh răng-1 địch chuyển sang bên trái, ăn khớp với bánh
răng 3; bánh răng 4 ăn khớp đồng thời với bánh răng 2 và 5 Mô men truyền từ trục chủ động qua cặp bánh răng 1, 3 tới trục trung gian và các bánh răng 4, 2 5 đến các trục ra cầu sau, cầu trước Ở số truyền thấp, nhờ cặp bánh răng 1, 3 có tỉ số truyền lớn hơn ở số truyền thắng nên mô men truyền
tới cầu xe tăng lên và tốc độ chuyến động giảm thấp Để tránh quá tải cho cầu sau khi gải số truyền
thấp, trên cơ cấu điều khiển bó trí cơ cấu khóa hãm đề: Gài cầu trước trước khi gài số truyền thấp, Nh số truyền thấp trước khi nhả cầu trước
Dan động điều khiển hộp phân phối nhờ hai cần điều khiến: cần chuyển số điều khiển dịch chuyển bánh rang 1, can gài cầu trước điều khiển dịch chuyển bánh răng 4 nhờ các trục trượt Cơ cau khóa bé tri trên các trục trượt với các chốt tỳ và rãnh lõm có chiều sâu khác nhau thực hiện chức năng khóa hãm kể trên Các trạng thái di chuyển trục trượt và vị trí làm việc của khóa hãm trình bảy trên hình 10.47 ứng với hai trạng thái a, b
~ Trạng thái a: các chỉ tiết của cơ cấu khóa hãm ở chế độ sử dụng số truyền thăng khi đã gài cầu trước, khe hở A trong khóa lớn hơn chiều sâu rãnh và cho phép trục trượt gài cầu trước di chuyên,
— Trạng thái b: các chỉ tiết của cơ cấu khóa hãm ở chế độ sử dụng số truyền thấp khi đã gài cầu trước, khe hở trong khóa B nhỏ hơn chiều sâu rãnh, do vậy trục trượt gài cầu trước khóa không cho trục trượt chuyên số di chuyển
; Kết cầu hộp phân phối như vậy có hai trục ra bố trí lệch nhau cho phép tạo nên số truyền thăng, hiệu suất truyền lực cao khi xe chuyển động ở tốc độ cao trên đường tốt
c) Hộp phân phối có bộ vi sai bánh răng côn
Trên hình 10.48 là cầu trúc hộp phân phối hai số truyền, luôn luôn gài cầu trước, có bệ vỉ sai giữa cầu dạng bánh răng côn đôi xứng
Mô men xoắn từ hộp số truyền tới trục chủ động 7, trên trục bố trí hai bánh răng: bánh răng
chủ động 8 và bánh răng truyền sang hộp giảm tốc tời 9 Trục trung gian đặt trên vỏ nhờ ỗ bị, trên trục bồ trí hai bánh răng quay trơn: bánh răng trung gian 5 và bánh răng số truyền thấp 11 Trục bị động là hai nửa trục, nối giữa hai nửa trục qua bộ vi sai Một nửa trục dẫn động cầu trước, nửa trục
còn lại dẫn động cầu sau Bộ vi sai đặt trong vỏ vi sai 14
Khớp gài 6 trên trục trung gian và khớp gai G1 trên trục bị động được điều khiến chung, thực hiện nhiệm vụ đổi số truyền, theo hai vị trí (H, L) Khi G1 nằm ở bên trái thực hiện số truyền
cao, khi G1 nằm ở bên phải — số truyền thấp
— Banh rang 3 gài với vỏ ví sai qua khớp gài G1, thực hiện theo số truyền có tốc độ cao (số
truyền cao — H),
~ Khớp gài 6 dịch chuyển sang phải, truyền mô men tử bánh ring 5 sang bánh răng ]Ì tới bánh răng 13 (vỏ bộ vi sai), thực hiện theo số truyền có tốc độ thấp (số truyền thấp — L)
Trang 37b) Sơ đồ cấu tạo mm =
Mặt nỗi ra cầu trước i
Khớp gài cầu trước BR số cao 4 Dòng truyền 2 3 4 Khớp gài số cao 5 6 7 số thắp BR trung gian - Khớp gài sô thập Trục chủ động 15 Dòng truyền số cao Ra cau sau e-E yt 2 Ra cau te tước Feo) Lo G2 3 G1 Độ vi sai 17 8 BR chủ động 16 BR ra cầu sau
20 49 18 9 BR gài tời tak 17 BR vi sai
có 10 Ông gài số thấp _ 18 Óng gàisốcao
a) Mặt cắt câu trúc 11 BR số thấp 19 Vành ma sát đông tốc 12 Trục trung gian 20 Vanh rang gai
Hình 10.48: Hộp phân phối hai cắp số truyền 13 BR số thập 14 Vỏ vi sai 21 Trục ra câu trước 22 Ông gài trên cầu trước
có bộ ví sai bánh răng côn 45 Trục ra câu sau à 23 Ông gai trén vo vi sai Am
Bộ vi sai bánh răng côn đối xứng cho phép phân chia mô men xoắn ra các cầu theo tỷ lệ
50/50 Bộ truyền vi sai có hai bậc tự do, khi chuyên động trên đường xấu các cầu xe chuyển động trên nền có hệ số bám khác nhau, hai nửa trục có thê chuyển động với vận tốc khác nhau và không
xuất hiện hiện tượng tuần hồn cơng suất Tuy nhiên khả năng cơ động của xe trong trường hợp này sẽ giảm
Để nâng cao khả năng cơ động, hộp phân phối bố trí khớp khóa vi sai G2 Khớp G2 bố trí khóa vỏ vi sai 14 với trục ra cầu trước 21 (han chế một bậc tự do), hai nửa trục quay cùng tốc độ
Khi khóa G2 trong HTIL xuất hiện hiện tượng tuần hồn cơng suất Do vậy việc thực hiện gài khớp G2 chỉ thực hiện trong một thời gian ngắn, trên đường xấu, với mô men động cơ nhỏ
Trên hộp phân phối này cơ cấu điều khiển bằng đòn bế trí với một cần điều khiển hay điều khiển bằng điện thông qua môtơ bước
d) Hộp phân phối có bộ vi sai bánh răng trụ
Trên hình 10.49 trình bày kết cấu hộp phân phối của xe ba cầu chủ động có bộ vi sai không đối xứng dạng bánh răng trụ
Trên trục chủ động có lắp hai bánh răng quay trơn (1 - ăn khớp với bánh răng 3, 2 — ăn khớp
với bánh răng 4) Trục chủ động được nối với bánh răng 1 hoặc với bánh răng 2 nhờ khớp gài G1 Trục trung gian nối cứng với hai bánh răng 3 và 4 Bánh răng 5 dẫn động bộ vi sai bánh răng trụ (bánh răng bao H, bánh răng trung tam S, bánh răng vi sai P va giá dẫn PT) Bánh răng trung tam S
nối với trục ra cầu trước, bánh răng bao H nối với trục ra hai cầu sau đóng vai trò các trục ra của cơ cấu hành tinh Wilson Giá dẫn PT nối với bánh răng 5 đóng vai trò trục chủ động của bộ vi sai
209
Trang 38b) Sơ đồ cấu trúc 1 BR chủ động sô cao 2 BR chủ động số thấp G1 3 BR trung gian số cao 1 4 BR trung gian số thấp 5 BR dẫn động vi sai 6 Vỏ vì sai 7 BR trung tâm S 8 BR vi sai P 9 BR bao H ` G2» T y_ Ra cầu sau rc ° 9 Q bb
Hinh 10.49: Cau tạo của hộp phân phối có bộ vi sai bánh răng trụ
Khi khớp gài GI ở vị trí bên trái, mô men truyền tới bánh răng 5 qua cặp banh rang | và 3, thực hiện truyền số cao (H) Khi khớp gài GI ở vị trí bên phải, mô men truyền tới bánh răng 5 qua cặp bánh răng 2 và 4, trục trung gian, qua cặp bánh răng 3 và 5, thực hiện số truyền thấp (L)
Tỉ số mô men trên hai trục đó bằng tỉ số răng của bánh răng bao H và bánh răng trung tâm S và được chọn xấp xỉ bằng hai (tương ứng với sự phân bồ tái trọng của cầu trước và hai cầu sau bằng 33/67) Cầu trước luôn luôn được truyền mô men xoắn thông qua bộ vi sai
Để gài cứng bộ vi sai sử dụng khớp G2 nối trục của bánh rang trung tâm với vỏ vi sai 6, thực
hiện khoá một bậc tự do của cơ cầu Wilson Hai trục ra quay cùng tốc độ
Tương tự như bộ vi sai bánh răng côn đôi xứng, bộ vi sai bánh răng trụ cho phép phân chia mô men truyền phủ hợp với xe 3 cầu chủ động có một trục dẫn xuyên thông ra hai cầu sau
e) Hộp phân phối có bộ vi sai và li hợp ma sát Trên ô tô con hai cầu chủ động sử dụng
hộp phân phối có cấu trúc bộ vi sai bánh răng
côn đối xứng và một khớp ma sát làm việc Mục trong dâu silicon Sơ đồ câu tạo được trình Táo bày trên hình 10.50 —>: Hộp phân phối có một số truyền cố định Trục chủ động 1 dẫn động bộ truyén vi sai bánh răng côn thông trục bánh răng vi sai ¬ De x - VÀ ˆ Not A ak
va VO vi sai Banh rang vi sai thyc hién phan Ken 3 ne tA M Tị nh 3 Bộ vi sai côn 6 én xi
phôi mô men truyền với tỷ lệ 50/50 ra cầu sau nà ' 4 Bộ truyền xích
và câu trước Mô men truyền ra cầu trước ‹<¬ = a Hinh 10.50: So dé hép thông qua khớp gài G2 và bộ truyền xích 4 Ra cầu trước ! | 1 phân phối có bộ vi sai,
af , VÀ v I | li hop ma sat
Bộ li hop ma sát nhiều đĩa được đặt eS
trong một hộp kín làm việc trong dầu silicon Li hop b6 tri nỗi giữa vỏ vi sai và bánh răng
nôi ra trục câu sau
Trang 39Nhờ bộ l¡ hợp ma sát cho phép khóa bớt sự sai lệch tốc độ giữa hai cầu khi xe chuyển động trên
đường xấu Sự sai lệch tốc độ càng lớn, li hợp trượt nhiều, nhiệt độ phát sinh tăng cao Dầu silicôn có
khả năng biên đối độ nhớt theo nhiệt độ theo hướng tăng hệ số ma sát, do vậy tăng khả năng khóa cứng
vi sai Đề ô tô hoạt động linh hoạt trên đường tốt, khớp G2 có thẻ tách cầu trước ra khỏi HTTL, li hop
ma sát đóng vai trò khóa một bậc tự do và tạo điều kiện mô men truyền tới cầu sau
Ngày nay dầu silicon có khả năng tăng độ nhạy cảm giữa nhiệt độ và độ nhớt, nên trên một
số ô tô con không bố trí khớp gài G2 và hộp phân phôi làm việc ở chế độ luôn luôn dẫn động tất cả
các câu xe (full time) Khi bố trí kết cầu luôn luôn dẫn động tat cả các câu, hiện tượng tuần hồn cơng suất phát sinh phụ thuộc vào lực ma sát sinh ra trong li hợp và được hạn chế bởi sự trượt trong
các đĩa ma sát của hộp phân phối
Việc sử dụng bộ truyền xích cho phép tăng khoảng cách trục và trọng lượng của hộp phân phối nhỏ Các hộp phân phối như thế thường được bố trí liền sau hộp số mà trọng lượng toàn bộ ô tô không gia tăng đáng kê
Tương tự như hộp phân phối dạng vi sai côn đối xứng còn có hộp phân phối dùng vi sai bánh răng trụ, hoặc hộp phân phối có hai cấp tốc độ bố trí trước bộ vi sai
CÂU HỎI ƠN TẬP
Cơng dụng, phân loại, yêu cầu kết cầu hộp số?
Thế nào là hộp số ba trục, hai trục, lấy ví dụ bằng sơ do?
Phân tích kết cầu và vẽ sơ đồ cấu trúc của hộp số có 5 số tiến, 1 số lùi bố trí dọc xe? Phân tích kết cầu và vẽ sơ đồ cầu trúc của hộp số có 5 số tiến, 1 số lùi bó trí ngang xe? Phân tích kết cầu và vẽ sơ đồ cấu trúc của hộp số có 10 số tiến, bồ trí dọc xe?
Công dụng, cấu tạo và nguyên lý làm việc của định vị, khóa hãm trong cơ cầu điều khiển hộp số?
Công dụng câu tạo và nguyên lý làm việc của bộ đồng tốc quán tính hoàn toàn có chốt hướng tâm?
Phân tích ưu nhược điểm của các loại bánh răng dùng trong hộp số? Ưu nhược điểm của hộp số tự động chuyển số?
Các thành phần cơ bản của hộp số tự động điều khiển chuyển số (AT)?
Công dụng, cấu tạo và nguyên lý làm việc của biến mô men thủy lực trên HTTL ô tô? Cầu tạo và nguyên lý làm việc của CCHT Wilson, khả năng ứng dụng?
Cầu tạo và nguyên lý làm việc của CCHT Simpson? Cầu tạo và nguyên lý làm việc của CCHT Ravigneaux?
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của li hợp khóa, phanh đai và khớp một chiều trong HSHT?
Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiễn EAT trên ô tô?
Trình bày cầu tạo và nguyên lý làm việc của bộ truyền vô cắp CVT? Công dụng, phân loại, yêu cầu kết cấu hộp phân phối?
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp phân phối hai số truyền đơn giản?
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp phân phối có bộ vị sai bánh răng côn đối xứng?
._ Câu tạo và nguyên lý làm việc của hộp phân phối có bộ vi sai bánh răng trụ?
._ Các giải pháp hạn chế hiện tượng tuần hồn cơng suất phát sinh trong HTTL cho xe nhiều cầu chủ động? ONOAORWN > hr NM hw — — ¬ sw ao ow Bw mw ¬ —C@ NA SOW ANDARPWNHE ODO?
Tài liệu tham khảo
[1]_ Nguyễn Hữu Cần, Phan Đình Kiên Thiết kế tính toán ô tô máy kéo Nhà xuất bản Đại học và Trung học
chuyên nghiệp, 1978
[2] Nguyễn Khắc Trai: Cầu tạo gầm ô tô con Nhà xuất bản Giao thông vận tải, 1998
[3] Nguyễn Khắc Trai: Cau tao hệ thống truyền lực ô tô con Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, 1999
{5} William H Crouse, Donald L Anglin: Automotive Mechanics Mc Graw-Hill Book, 1993
[B] VIk Frantisek: Prevodova ustroji motorovych vozidel Nakladatelstvi Vik, Brno, 2000
[6] Heisler H.: Advanced Vehicle Technology Elsevier Butterworth — Heinemann, 2002
Trang 40Chương 11 CUM CAU 0 TO
11.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÀU Ô TÔ
a) Phân loại và cầu tạo chung của câu ô tô
Cầu ô tô được hiểu là cụm chỉ tiết nằm ngang thân xe, cùng với bánh xe đỡ toàn bộ tải trọng của xe Số lượng cầu cần thiết phụ thuộc vào trọng lượng toàn bộ của ô tô Cụm bánh xe được bố
trí trên các đầu ngoài của cầu xe, truyền tải trọng của xe tác dụng lên mặt đường Bên trong bánh xe lắp cơ cầu phanh, đảm nhận phanh trực tiếp bánh xe Hình đáng chung của cầu trên ô tô tải được trình bảy trên hình 11.1: với hai dạng cơ ban: cau bị động (a) và cầu chủ động (b)
Hình 11.1:
Hình dạng chung cầu
của ô tô tải
+ Cầu chủ động là một cụm của HTTL Các bánh xe của cầu chủ động nhận công suất từ
động cơ truyền tới và tạo ra lực đây tại vết tiếp xúc với mặt đường, nhờ đó ô tô có thê chuyển động
Trên ô tô có ít nhất một cầu chủ động,
+ Cầu bị động không thuộc về HTTL Cùng với bánh xe, cầu bị động đảm nhận chức năng
đỡ một phân trọng lượng của ô tô và không có khả năng tạo lực đây
Phụ thuộc vào bố trí hệ thống dẫn hướng cho ô tô, cầu ô tô được phân thành: cầu dẫn hướng
và cầu không dẫn hướng
Trên cầu dẫn hướng, bánh xe chuyên động quay trong mặt phẳng lăn, còn quay quanh trụ đứng đề thay đổi hướng chuyên động của ô tô
Như vậy cầu ô tô có thể là: cầu chủ động dẫn hướng, cầu chủ động không dẫn hướng, cầu bị động dẫn hướng và cầu bị động (không dẫn hướng)
b) Công dụng của câu ô tô
Cầu ô tô có công dụng chung là đỡ phần trọng lượng của ô tô phân bố lên nó và nhận các
phản lực từ mặt đường tác dụng lên ô tô thông qua bánh xe
Ngồi cơng dụng trên, phụ thuộc vào chức năng các cầu ô tô còn có các công dụng:
¬ Câu chủ động: đảm nhận chức năng như hộp giảm tốc (giảm tốc độ quay của từ động cơ truyền đên) và phân phối công suất đến các bánh xe chủ động,
~ Cầu dẫn hướng kết hợp với hệ thống lái để thực hiện việc điều khiển hướng chuyển động
của ô tô