a. Bộ biến mô
Hình 2. 2 : Bộ biến mô(của xe hai thân loại xúc lật)
1. Bơm 4.Bơm truyền
2. Stator 5.Đầu vào mặt bích
3. Tua bin
Việc chuyển đổi được làm việc theo hệ thống-Trilok, tức là nó giả định các đặc tính như tốc độ tua bin cao và bộ ly hợp thủy lực làm việc hiệu quả. Biến mô sẽ xác định theo công suất động cơ để có điều kiện hoạt động thuận lợi nhất cho từng trường hợp cụ thể.
Biến mô bao gồm 3 thành phần chính: + Bánh bơm
+ Bánh tua bin + Stator
Hình 2. 3 : Cấu tạo bộ biến mô
+ Động cơ quay và bánh bơm quay, và dầu bị đẩy ra từ bánh bơm thành một dòng mạnh làm quay bánh tua bin.
+ Bánh bơm được bố trí nằm trong vỏ bộ biến mô và nối với trục khuỷu qua đĩa dẫn động. Nhiều cánh hình cong được lắp bên trong bánh bơm. Một vòng dẫn hướng được lắp trên mép trong của các cánh để đường dẫn dòng dầu được êm.
+ Rất nhiều cánh được lắp lên bánh tuabin giống như trường hợp bánh bơm. Hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của cánh của bánh bơm. Bánh tua bin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong nó nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa.
+ Stato nằm giữa bánh bơm và bánh tua bin. Qua khớp một chiều nó được lắp trên trục stato và trục này được cố định trên vỏ hộp số. Dòng dầu trở về từ bánh tua bin vào bánh bơm theo hướng cản sự quay của bánh bơm. Do đó, stato đổi chiều của dòng dầu sao cho nó tác động lên phía sau của các cánh trên bánh bơm và bổ sung thêm lực đẩy cho bánh bơm do đó làm tăng mô men. Khớp một chiều cho phép Stato quay theo
chiều quay của trục khuỷu động cơ. Tuy nhiên nếu Stato định bắt đầu quay theo chiều ngược lại thì khớp một chiều sẽ khoá stato để ngăn không cho nó quay.
+ Khi tốc độ của bánh bơm tăng thì lực li tâm làm cho dầu bắt đầu chảy từ tâm bánh bơm ra phía ngoài. Khi tốc độ bánh bơm tăng lên nữa thì dầu sẽ bị ép văng ra khỏi bánh bơm. Dầu va vào cánh của bánh tua bin làm cho bánh tua bin bắt đầu quay cùng chiều với bánh bơm. Dầu chảy vào trong dọc theo các cánh của bánh tua bin. Khi nó chui được vào bên trong bánh tua bin thì mặt cong trong của cánh sẽ đổi
men được thực hiện nhờ sự tuần hoàn dầu qua bánh bơm và bánh tua bin.
+ Việc khuyếch đại mômen do bộ biến mô thực hiện bằng cách dẫn dầu khi nó vẫn còn năng lượng sau khi đã đi qua bánh tua bin trở về bánh bơm qua cánh của Stato. Nói cách khác, bánh bơm được quay do mô men từ động cơ mà mô men này lại được bổ sung dầu quay về từ bánh tua bin. Có thể nói rằng bánh bơm khuyếch đại mô men ban đầu để dẫn động bánh tua bin.
b. Hộp số • Bố trí Hình 2. 4 : Hộp số của xe 2 thân 1. Bơm biến mô 2. Bánh răng 1 3. Trục sơ cấp 4. Bộ biến mô 5. Côn số tiến 7. Trục số 3 và 4 8. Khớp nối sau 9. Trục đầu ra 10.Bánh răng truyền lực 11. Khớp nối trước 13. Côn số 3 14. Côn số 2, tiến 15. Trục số 2, lùi 16. Trục số 1 17. Côn số 1 18. Côn số lùi
• Khái quát:
-Mô men được truyền từ bộ biến mô qua trục sơ cấp và vào hộp số
- Hộp số sử dụng sự kết hợp của côn tiến hoặc côn lùi và tỷ số truyền của 4 tay số để chuyển sang F1- 4 hoặc R1-4 và truyền lục từ trục sơ cấp hộp số đến trục đầu ra.
• Hoạt động khi chuyển số
+ Số 1
Hình 2. 5 : Sơ đồ xe đi số 1
Trong trường hợp đi số 1, côn số tiến 13 và côn số 24 được đóng nhờ áp suất dầu từ van điều khiển hộp số.
Mô men được truyền từ bộ biến mô đến trục sơ cấp hộp số 11 qua các cặp bánh răng lồng không 26, 27, 28. Đến đây côn số 13 đóng, mô men truyền đến bánh răng
bánh răng 31 ăn khớp với bánh răng 32. Từ đó mô men sẽ được truyền qua bánh răng 33 và 34 rồi đến bộ truyền lực cuối cùng rồi ra bánh xe.
+ Số 2
Hình 2. 6 : Sơ đồ xe đi số 2
Trong trường hợp đi số 2, côn số tiến 13 và côn số 21 được đóng nhờ áp suất dầu từ van điều khiển hộp số.
Mô men được truyền từ bộ biến mô đến trục sơ cấp hộp số 11 qua các cặp bánh răng lồng không 26, 27, 28. Đến đây côn số 13 đóng, mô men truyền đến bánh răng 35.Côn số 21 đóng, bánh răng 35 quay với bánh răng 32 rồi truyền đến bánh răng 33. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
bánh xe. Côn số 21 đóng, bánh răng 35 quay với bánh răng 32 rồi truyền đến bánh răng 33. Từ đó mô men sẽ được truyền đến bánh răng 34 rồi đến bộ truyền lực cuối cùng rồi ra bánh xe.
+ Số 3
Hình 2. 7 : Sơ đồ xe đi số 3
Trong trường hợp đi số 3, côn số tiến 13 và côn số 20 được đóng nhờ áp suất dầu từ van điều khiển hộp số.
Mô men được truyền từ bộ biến mô đến trục sơ cấp hộp số 11 qua các cặp bánh răng lồng không 26, 27, 28. Đến đây côn số 13 đóng, mô men truyền đến bánh răng 36. Côn số 20 đóng , mô men từ bánh răng 36 sẽ được truyền đến bánh răng 33 và sau
+ Số 4.
Hình 2. 8 : Sơ đồ xe đi số 4
Trong trường hợp đi số 4, côn số tiến 13 và côn số 14 được đóng nhờ áp suất dầu từ van điều khiển hộp số.
Mô men được truyền từ bộ biến mô đến trục sơ cấp hộp số 11 qua các cặp bánh răng lồng không 26, 27, 28. Đến đây côn số 13 đóng, mô men truyền đến bánh răng 36. Côn số 14 đóng, mô men từ bánh răng 36 sẽ được truyền đến bánh răng 37, sau đó mô men được truyền đến bánh răng 38, 39,40. Mô men lại từ bánh răng 40 đến
+ Số lùi
Hình 2. 9 : Sơ đồ xe đi số lùi
Trong trường hợp đi số lùi, côn số tiến 25 và côn số 24 được đóng nhờ áp suất dầu từ van điều khiển hộp số.
Mô men được truyền từ bộ biến mô đến trục sơ cấp hộp số 11 qua các cặp bánh răng lồng không 26, 27. Đến đây côn số 25 đóng, mô men truyền đến bánh răng 29. Côn số 24 đóng , mô men từ bánh răng 29 sẽ được truyền đến bánh răng 30 rồi đến bánh răng 31. Bánh răng 31 quay cùng khối với bánh răng 32 do đó mô men từ bánh
răng 31 truyền đến bánh răng 32 rồi truyền đến bánh răng 33 và 34 rồi truyền đến trục cuối cùng 17.
c. Cầu xe
Cầu xe chủ động là tổng thành cuối cùng trong hệ thống truyền lực. Nó có chức
năng là tăng mô men, truyền mô men và phân phối mô men xoắn tới các bánh xe chủ động. Mặt khác nó còn nhận phản lực từ mặt đường tác dụng lên và đỡ toàn bộ phần trọng lượng của xe phân bố lên cầu.
Cầu chủ động của ô tô bao gồm các cụm tổng thành sau: - Truyền lực chính
- Cơ cấu vi sai - Bán trục - Dầm cầu
Để đảm bảo khả năng làm việc cầu xe phải đạt được các yêu cầu sau :
- Bảo đảm truyền lực đều, có tỷ số truyền hợp lý phù hợp với chất lượng kéo và tính kinh tế nhiên liệu.
- Hiệu suất truyên động cao, làm việc không ồn. - Kích thước nhỏ gọn để tăng khoảng sáng gầm xe. - Trọng lượng nhỏ để giảm tải trọng động.
- Đảm bảo động học đúng các bánh xe dẫn hướng và toàn xe khi quay vòng.
d. Truyền lực chính
Truyền lực chính là một bộ phận rất quan trọng trong cầu xe, nó có nhiều loại mỗi loại có những ưu điểm và nhược điểm riêng như :
- Truyền lực chính đơn - Truyền lực chính kép - Truyền lực chính hai cấp
• Công dụng, phân loại, yêu cầu
Truyền lực chính có những công dụng như sau :
- Truyền và thay đổi mô men - Thay đổi phương truyền lực (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Truyền lực chính được phân loại dựa theo nhiều tiêu chỉ như : + Theo đặc điểm cấu tạo bộ truyền :
- Truyền động thông thường (đường tâm trục chủ động và trục bị động cắt nhau)
- Truyền động hypôit(đường tâm trục chủ động và trục bị động không cắt nhau)
- Truyền động trục vít - Truyền động xích + Theo số cặp bộ truyền :
- Truyền lực chính kép + Theo số lượng tỷ số truyền : - Truyền lực chính một cấp - Truyền lực chính nhiều cấp
Để bảo đảm khả năng làm việc truyền lực chính cần đạt các yêu cầu:
- Đảm bảo tỷ số truyền cần thiết nhằm bảo đảm hiệu suất cao ngay cả khi nhiệt độ và số vòng quay thay đổi.
- Đảm bảo đủ bền, độ cứng vững cao, gối đỡ làm việc không ồn, kích thước nhỏ gọn.
• Phân tích kết cấu của các loại truyền lực chính
Sau đây ta đi phân tích kết cấu cụ thế của các loại truyền lực này và chọn phương án thiết kế cho bài toán .
+ Truyền lực chính đơn
- Truyền lực chính bánh răng côn răng thẳng :
Được bố trí dưới một góc 900 nhưng có khi được bố trí dưới một góc khác 900
* Ưu điểm :
Dễ chế tạo, lắp ghép đơn giản, giá thành rẻ * Nhược điểm :
- Số răng ít nhất của bánh răng nhỏ phải lớn hơn 9. Nếu nhỏ hơn 9 sẽ xuất hiện hiện tượng cắt chân răng.
- Nếu xe có tỷ số truyền lớn thì kích thước của bộ truyền lớn. - Làm việc ồn, hiệu suất thấp, số răng ăn khớp đồng thời ít. Do nhiều nhược điểm nên hiện nay loại này ít được sử dụng. - Truyền lực chính bánh răng côn răng xoắn :
Gồm bánh răng chủ động được chế tạo liền trục còn bánh răng bị động được chế tạo rời thành vành răng. Vành răng sau khi chế tạo được lắp ghép cố định với vỏ vi sai thành một khối.
* Ưu điểm :
- Số răng nhỏ nhất của bánh răng chủ động có thể 6-7 mà vẫn đủ bền và bảo đảm ăn khớp tốt.
- Khi bộ truyền có tỷ số truyền lớn thì kích thước và trọng lượng của cầu xe nhỏ gọn và đảm bảo được tính năng thông qua cao.
- Làm việc êm dịu do có nhiều răng đồng thời ăn khớp.
- Có khả năng truyền lực và mô men lớn, khả năng chống mòn tốt. - Gia công được trên các máy cắt có năng suất cao.
- Phát sinh lực chiều trục ở tâm ăn khớp và phương của lực thay đổi theo chiều quay của bánh răng
- Nếu chiều xoắn của răng và chiều quay của bánh răng trùng nhau thì lực chiều trục sẽ hướng từ đáy đến đỉnh của bánh răng nón nên có thể gây hiện tượng kẹt răng. Còn nếu chiều xoắn của răng và chiều quay của bánh răng ngược nhau thì lực chiều trục sẽ đẩy bánh răng chủ động rời khỏi bánh răng bị động.
Loại này được sử dụng trên nhiều loại xe, nhất là các loại xe con. - Truyền lực chính hypôit :
Nó có đặc điểm là đường tâm của bánh răng chủ động và bánh răng bị động được bố trí lệch nhau một khoảng lệch trục e. Trục chủ động có thể được bố trí dưới hay trên tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật của từng xe.
* Ưu điểm :
- Khi cùng kích thước với bộ truyền bánh răng côn răng xoắn thì bộ truyền hypôit có tỷ số truyền lớn hơn
i0 = 1 2 Z Z . 1 2 cos cos β β [1.1] Trong đó: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
i0- Tỷ số truyền của bộ truyền hypôit
Z1,Z2-Số răng của bánh răng chủ động và bị động
β1, β2-Góc nghiêng đường răng của bánh răng chủ động và bị động [độ] - Số răng của bánh răng chủ động nhỏ nhất có thể 5-6 mà vẫn đủ bền và ăn khớp tốt.
- Làm việc êm dịu.
- Hiệu suất cao (0,94- 0,96)
- Khi chế tạo bộ truyền không đòi hỏi vật liệu thật tốt.
- Có thể dịch chuyển được trục của bánh răng chủ động so với bánh răng bị
động một khoảng dịch trục là: e=(0,1- 0,2).d2
- Trục có kết cấu vững, độ bền cao, làm việc êm dịu do đường kính bánh răng chủ động lớn.
- Áp suất tổng hợp lên bề mặt răng giảm (25-30)% so với bánh răng côn xoắn cùng kích thước.
* Nhược điểm :
- Có sự trượt giữa các răng theo cả chiều dọc và chiều ngang do đó mà phải dùng dầu bôi trơn chuyên dùng.
- Khi lắp ráp bộ truyền đòi hỏi phải chính xác, bánh răng chủ động phải có điểm tựa thật chắc chắn.
- Truyền lực chính trục vít – bánh vít :
Được sử dụng trên xe có yêu cầu tỷ số truyền lớn mà kích thước bộ truyền phải nhỏ gọn. Đặc điểm của truyền động trục vít – bánh vít là có thể trục vít đặt trên hoặc đặt dưới.
* Ưu điểm :
- Làm việc êm do số răng ít, kích thước nhỏ, tỷ số truyền lớn.
- Có thể đặt vi sai ngay giữa cầu xe nên cầu xe có kết cấu đối xứng, dễ tháo lắp.
- Đối với xe 3 cầu chủ động thì bộ truyền có khả năng truyền mô men quay lên cả 2 cầu chủ động thông qua 1 trục.
- Khi đặt trục vít xuống dưới thì hạ thấp trọng tâm. - Áp suất riêng chỗ tiếp xúc răng của bộ truyền nhỏ. * Nhược điểm :
- Hiệu suất thấp do ma sát lớn, có hiện tượng tự hãm, lực chiều trục lớn.
- Khi trục vít dưới bánh vít thì khoảng sáng gầm xe giảm nhưng làm tăng góc lệch trục các đăng.Trục vít trên thì tăng khoảng sang gầm xe nhưng khó khăn trong bôi trơn bộ truyền.
- Chế tạo trục vít – bánh vít phức tạp, bánh vít thường chế tạo bằng kim loại màu (thường là đồng).
- Truyền lực chính kép
Truyền lực chính kép là bộ truyền sử dụng 2 cặp bộ truyền ăn khớp, so với truyền lực chính đơn thì truyền lực chính kép có tỷ số truyền lớn hơn mà vẫn đảm bảo khoảng sáng gầm xe tốt .
Truyền lực chính kép được sử dụng nhiều trên xe 2 cầu, 3 cầu và xe có tải trọng lớn.
Cặp bánh răng côn xoắn và cặp bánh răng trụ được bố trí thành một cụm. Khi đó hai cặp bánh răng ăn khớp đặt trong cùng một vỏ cầu và vi sai đặt ngay sau cặp bánh răng thứ hai. Phương án này trục của bánh răng côn và trục của bánh răng trụ nằm trong một mặt phẳng và vuông góc với nhau.
+ Truyền lực chính kép bố trí tách cụm : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thường bánh răng côn cùng bộ vi sai ở trung tâm còn các bánh răng trụ đặt ở sườn xe hình thành hộp giảm tốc bánh xe (truyền lực cạnh).Truyền lực cạnh có thể là cặp bánh răng trụ ăn khớp trong, ăn khớp ngoài hoặc bộ truyền hành tinh.
- Truyền lực chính hai cấp
Sử dụng trên ô tô khi cần thiết phải mở rộng khoảng tỷ số truyền của hệ thống truyền lực mà không cần phải thay đổi kết cấu các cụm của nó. Số truyền thấp của truyền lực chính sử dụng khi xe chuyển động trong điều kiện đường khó khăn (đường xấu, đường đồi núi) để khắc phục những lực cản chuyển động lớn. Sử dụng số truyền cao trong điều kiện đường tốt hoặc khi xe chở non tải cho phép nâng cao tính kinh tế nhiên liệu, vận tốc trung bình của ô tô và giảm mô men xoắn trong dẫn động đến các bánh xe chủ động.
Từ những phân tích kết cấu và xem xét ưu nhược điểm của các loại truyền lực trên, áp dụng cho bài toán thiết kế này tôi chọn truyền lực chính đơn kiểu bánh răng