Chương 3 NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.2.2.2. Hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực có nhiệm vụ truyền mô men quay từ nguồn động lực (động cơ điện hoặc động cơ xăng) đến các bánh chủ động của xe ô tô. Hệ thống truyền lực bao gồm các bộ phận: ly hợp, hộp số, truyền lực các đăng, truyền lực chính và hộp vi sai, bộ chuyển đổi nguồn động lực kết hợp số lùi.
- Ly hợp dùng để truyền mô men quay từ trục khuỷu động cơ đến các bộ phận truyền lực phía sau, đảm bảo việc đóng êm dịu và ly khai nhanh chóng trục khuỷu của động cơ với trục sơ cấp hộp số. Để đồng bộ, chúng tôi chọn ly hợp ma sát nhiều đĩa loại ướt điều khiển tự động của xe máy Honda Wave Alpha.
Cấu tạo của loại ly hợp này gồm có: các đĩa ép chủ động, các đĩa ma sát bị động, các lò xo ép... Hình 3.4 giới thiệu một số chi tiết của loại ly hợp này.
Hình 3.4. Một số chi tiết của ly hợp ma sát nhiều đĩa
- Hộp số dùng để thay đổi tốc độ của xe ô tô, đồng thời cho phép xe ô tô dừng lâu khi động cơ vẫn làm việc. Hộp số có hai loại: vô cấp và phân cấp. Ở đây chúng tôi chọn loại hộp số phân cấp điều khiển bằng cơ học của xe Honda Wave Alpha.
Cấu tạo của hộp số phân cấp điều khiển bằng cơ học gồm có các trục (sơ cấp, thứ cấp, trung gian), các bánh răng và bộ phận gài số. Hình 3.5 giới thiệu một số chi tiết trong hộp số.
- Truyền lực các đăng dùng để truyền mô men quay từ hộp chuyển đổi nguồn động lực đến truyền lực chính. Hình 3.6 giới thiệu truyền lực các đăng của ô tô tải Suzuki Carry 500kg chúng tôi lựa chọn dùng cho mẫu xe này.
Hình 3.6. Truyền lực các đăng của ô tô
- Truyền lực chính và hộp vi sai:
+ Truyền lực chính dùng để truyền mô men quay từ trục các đăng đến các bán trục của xe.
Cấu tạo của truyền lực chính gồm có một cặp bánh răng hình côn, trong đó bánh răng chủ động (nối liền với trục các đăng) nhỏ hơn bánh răng phụ động
+ Hộp vi sai cho phép các bánh chủ động quay với các tốc độ góc khác nhau khi xe ô tô quay vòng hoặc khi lực cản tác dụng lên hai bánh chủ động khác nhau. Ở đây chúng tôi chọn truyền lực chính và hộp vi sai của xe ô tô tải Suzuki Carry 500kg đã thanh lý nhưng còn làm việc được.
Cấu tạo của hộp vi sai gồm có một cặp bánh răng hành tinh (C) và một cặp bánh răng mặt trời (A và B). Cặp bánh răng hành tinh quay tự do, còn cặp bánh răng
mặt trời quay cùng với bán trục của xe. Hình 3.7 trình bày sơ đồ truyền lực chính và hộp vi sai.
Hình 3.7. Sơ đồ truyền lực chính và hộp vi sai
- Bộ chuyển đổi nguồn động lực kết hợp số lùi dùng để chuyển đổi truyền động từ động cơ điện sang động cơ xăng hoặc ngược lại đến truyền lực các đăng làm cho xe chuyển động tiến và lùi.
Sơ đồ bộ chuyển đổi nguồn động lực kết hợp số lùi được trình bày trên hình 3.8. Bộ chuyển đổi gồm có 4 trục (1,2,3,4) và 6 bánh răng (R1, R2, R3, R4, R5, R6) cùng 1 cặp bánh răng côn (R7, R8) có số răng bằng nhau.
+ Khi chuyển động tiến:
Chu vi của bánh xe, Pbx = 1,38(m) → tốc độ bánh xe trong 1 phút là: 434 (v/ph) i∑ = 𝑛Đ𝐶 𝑛𝑏𝑥 = 3000 434 = 6,9, mà i∑ = ihộp . iR7R8 . iTLC Ta có: iTLC = 35/7 = 5, iR7R8 = 1 → ihộp = 𝑖∑ 𝑖𝑇𝐿𝐶.𝑖𝑅7𝑅8 = 6,9 5,1 = 1,38 ibộ = 𝑅2 𝑅1 = 1,38; Ta chọn R1 = 20 răng → R2 = R1. 1,38 = 28 răng
+ Khi chuyển động lùi:
Vận tốc tối đa của xe, v = 5km/h = 83 (m/ph)
Chu vi bánh xe, Pbx = 1,38(m) → tốc độ bánh xe trong 1 phút là: 60 (v/ph) i∑ = 𝑛Đ𝐶 𝑛𝑏𝑥 = 3000 60 = 50, mà i∑ = ihộp . iR7R8 . iTLC Ta có: iTLC = 35 7 = 5, iR7R8 = 1 → ihộp = 𝑖∑ 𝑖𝑇𝐿𝐶.𝑖𝑅7𝑅8 = 50 5.1 = 10 ihộp = iR1R3 . iR4R6 . iR7R8 = 10 → iR1R3 . iR4R6 = 𝑖hộp 𝑖𝑅7𝑅8 = 10 Chọn bánh răng R3 = 40 răng → iR1R3 = 𝑅3 𝑅1 = 40 20 = 2 iR4R6 = 10 2 = 5 → chọn R4 = 10 răng → R6 = 5 . 10 = 50 răng
Tóm lại: Bánh răng trong hộp chuyển đổi tốc độ kết hợp số lùi có số răng cụ thể: R1 = 20 răng; R2 = 28 răng;
R3 = 30 răng; R4 = 10 răng;
R5 = 25 răng; R6 = 50 răng.
Với vận tốc: + Khi ô tô chạy tiến vmax = 40 km/h
Hình 3.8. Sơ đồ truyền động bộ chuyển đổi kết hợp số lùi
Liên kết bánh răng và trục bánh răng như sau:
- Bán răng R1 gắn liền với ly hợp vấu hai bên và có thể chuyển động dọc trục;
- Bánh răng R2 lắp trên trục số 2 và luôn ăn khớp với bánh răng R1;
- Bánh răng R3 và R4 lắp cố định trên trục số 4;
- Bánh răng R5 lắp cố định trên trục số 3;
- Bánh răng R6 lắp trên trục số 2;
- Càng gài lắp cố định trên trục số 2, dùng để cố định bánh răng R2 với trục số 2 khi xe chuyển động tiến và cố định bánh răng R6 khi xe chuyển động lùi;
- Bánh răng hình côn R7 lắp cố định trên trục số 2;
- Bánh răng hình côn R8 ăn khớp với R7 và nối với truyền lực các đăng. Bộ chuyển đổi nguồn động lực kết hợp số lùi hoạt động như sau:
- Khi xe sử dụng nguồn động lực từ động cơ điện, ta điều khiển cần gạt dịch chuyển bánh răng R1 sang trái để mô men quay từ động cơ điện truyền sang bánh răng R1. Ta điều khiển càng gạt sang phải để cố định bánh răng R2 với trục số 2 và khi trục số 2 quay thì bánh răng R7 quay, qua bánh răng R8 momen quay được truyền đến truyền lực các đăng và xe ô tô chuyển động tiến.
Khi muốn xe chuyển động lùi ta điều khiển càng gạt sang trái để cố định bánh răng R6 với trục số 2 và momen quay được truyền động qua các cặp bánh răng R2 – R3, R4 – R5, R5 – R6, đến R7 – R8 và xe chuyển động lùi.
- Khi xe sử dụng nguồn động lực động cơ xăng ta điều khiển cần gạt bánh răng R1 sang phải để mô men quay từ trục động cơ xăng truyền sang bánh răng R1 và quá trình xe chuyển động tiến hoặc lùi thao tác giống như khi sử dụng nguồn động lực từ động cơ điện.
Trong các cặp bánh răng ăn khớp, vì bánh răng phụ động có số răng lớn hơn bánh răng chủ động nên tốc độ xe chạy lùi rất chậm.