Số truyền tăng

ML H= MMS Do vậy, lực nén tổng hợp P s ẽ l à:

f.Số truyền tăng

Cĩ những loại HS 5 cấp với số V là số truyền tăng. Sử dụng số truyền tăng sẽ làm

tăng tính kinh tế và tính chất động lực học của ơtơ. Tỉ số truyền của số truyền tăng nằm

trong khoảng(0.75 ÷ 0.85).

Khi sử dụng số truyền tăng sẽ cĩ các ưu điểm sau:

- Sử dụng tốt cơng suất động cơ.

- Cĩ khả năng tăng tốc cực đại mà khơng cần tăng cơng suất động cơ nghĩalà dùng số truyền tăng thì tínhđộng lực học ơtơ tốt hơn.

-Tăng tính kinh tế, mức độ sử dụng cơng suất động cơ tăng lên.

- Cĩ khả năng giảm số vịng quayđộng cơ tránh việc tăng cơng suất động cơ ở tốc độ cực đại, do vậy các chi tiết ít hao mịn.

III.2.2. Cơ cấu điều khiển của hộp số điều khiển bằng tay

III.2.2.1.Địnđiều khiển

Nhiệm vụcủa địnđiều khiển là dịch chuyển các bánh răng tương ứng hoặc các ống

gài số (hoặc bộ đồng tốc) trong hộp số khi gài hoặc nhả số. Địn điều khiển phải bố trí

cho thuậnlợi đối với người điều khiển.

Tùy theo cách bố trí, địn điều khiển cĩ hai loại:

- Loại đặt trực tiếp trên nắp hộp số(hình III.11.a); - Loại đặt xa hộp số (hình III.11.b).

Hình III.10. Các kiểu bố trí địnđiều khiển

a. Loại đặt trực tiếp trên nắp hộp số; b. Loại đặt xa hộp số.

Nếu hộp số cĩ từ 3 đến 6 số, sự điều khiển được tiến hành dễ dàng bằng một địn, nếu số lượng số truyền nhiều hơn nữa sự điều khiển bằng một địn sẽ khĩ khăn. Trong trường hợp này thường làm hộp số phụ việc điều khiển số sẽ bằng hai địn.

Hình III.11. Các kiểu bố trí địnđiều khiển

Ở ơtơ địn điều khiển lắp vào nắp hộp số từ trên xuống. Địn được ép vào mặt tựa

hình cầu bằng lị xo 1 trực tiếp tác động lên địn từ trên xuống dưới (hình III.11.a), hoặc

bằng lị xo 2đặt phía dưới và ép vào địn quađĩa 5 (hình III.11.b). Cĩ khi địnđiều khiển

lắp vào nắp hộp số từ dưới lên (hình III.11.c). Để giữ cho địn điều khiển đúng vị trí, ở

mặt tựa cầu cĩ lắp chốt định vị 3 (hình III.11.b,c). Bề mặt tựa cầu của địn điều khiển được chebụi bẩn và nước bằng bao 4.

Đa số địn điều khiển đặt ngay trên nắp hộp số. Trong buồng lái, địn điều khiển

nằm ở vị trí gần vành tay lái và về phía phải người điều khiển. Nếu nắp hộp số nằm xa vị trí người điều khiển như ở ơtơ cĩ động cơ đặt trước và trong buồng lái thìđịnđiều khiển

vẫn phải đặt gần vành tay lái nhưng phải cĩ một hệ thống dẫn động đến địn điều khiển

hộp số (gọi là địn điều khiển xa). Ở ơtơ du lịch với hộp số cĩ cấp, địn điều khiển thường bố trí trên vành tay lái. Bố trí như vậy điều khiển sẽ thuận tiện, buồng lái cĩ thể

vậy phải dùng ống nối gài số, các cặp bánh răng làm theo kiểu ăn khớp cố định và mỗi

cặp sẽ cĩ một bánh răng quay trơn trên trục.

Hình III.12. Hệ thống điều khiển xa hộp số cĩ ba khớp trượt

III.2.2.2.Định vị và khĩa hãm

Định vị dùng để gài các số cho đúng vị trí sao cho các bánh răng ăn khớp hết chiều dài răng, tránh hiện tượng nhả số ngẫu nhiên.

Khĩa hãm cĩ nhiệm vụ tránh cùng một lúc gài hai số liền để khỏi gây ra gãy vỡ bánh răng.

Theo kết cấu, định vị cĩ các loại: bi, cốc, thanh và loại khĩa, cịn khĩa hãm cĩ loại

bi, thanh, tấm khía rãnh.

Ở ơtơ định vị và khĩa hãm cĩ thể kết cấu thành hai bộ phận riêng rẽ hay phối hợp

trong một kết cấu chung. Ở ơtơ định vị dùng loại bi với lị xo hoặc với cốc lị xo.

III.2.2.3.Ống gài số

Ống gài số dùng để nối các bánh răng quay trơn với trục khi cần gài số, cĩ thể là răng trong hay răng ngồi. Để quá trình gài số được dễ dàng hơn, các răng của ống gài số cứ cách một răng lại khuyết một răng và đồng thời răng ở dải răng gài số của bánh răng cứ cách một răng lại ngắn đi, cĩ kết cấu như vậy gọi làống dể gài số (ODGS).

Hình III.13. Ba vị trí làm việc của ống dễ gài số.

Trên hình III.13, trình bày ba vị trí làm việc của ống dể gài số tương đương với giai đoạn làm việc khác nhau khi gài số. vị trí trên cùng của hìnhứng với lúc bắt đầugạt ống

dể gài số sang bên trái nhưng chưa tiếp xúc với bánh răng xoay ống dể gài sốchạy theo,

trong lúcđĩ bánh răng ứng với lúc ống dể gài sốdừng hẳn về bên trái để răng của ống dể

gài số vào ăn khớp hoàn tồn với răng của bánh răng. Lúc này quá trình gài số mới kết

thúc.

III.2.2.4. Bộ đồng tốc

Hiện nay, để dễ gài số, hộp số ơtơ đều sử dụng bộ đồng tốc (BDT). Bộ đồng tốc

quán tính nối tiếp ghép trục với bánh răng quay trơn(gài số) mà khơng sinh ra va đập.bộ đồng tốc cĩ nhiệm vụ khơng cho gài số khi chưa đồng tốc độ gĩc của bánh răng và trục được nối ghép nhau.

Hình III.14. Sơ đồkết cấu và tính tốn bộ đồng tốc.

Trên hình III.14 trình bày sơ đồ bộ đồng tốc và lực tác dụng vào nĩ khi gài số. Bộ đồng tốcgồm 3 phần nối trượt chiều trục trên then hoa của trục thư cấp, vịng 6 nối ghép

cứng với bộ phận nối 3 các chốt nối 2. ống 7 cĩ rãnh dài A và bề mặt hãm B lõm vào ở

giữa rãnh. Hai ống 7 cĩ nĩn ma sát C. bộ phận định vị 5 để nối ghép đàn hồi ống 7 với

bộ phận nối 3. Khi gạt đi về một phia nào đấy , nạng sẽ đẩy vịng 6, qua chốt 2 đến bộ

phận nối 3 qua bộ phận dịnh vị 5 đến ống 7 tất cả đều dịch chuyển thành một khối liền

ép sát vào bề mặt nĩn của bánh răng 4, khi ép như thế nhờ ma sat ở bề mặt hingf nĩn ma bánh răng 4 sẽ bắt ống 7 quay theo với vận tốc gĩc của nĩ, do đĩ sẽ tiến hành sự đồng đều tốc độ gĩc giữa bánh răng và trục ( vì ống 7 quay với vận tốc nào đấy thì thì trục

cũng quay với tốc đọ gĩc như thế). Khi chưa đồng đều tốc độ gĩc thì mặt nghiêng của bề

mặt hãm lõm vào với ống 7 sẽáp sát vào mặt nghiêng cửa chốt 2. Lực tổng hợp tác dụng

từ ống 7 đến chốt 2 là N (xem hình minh họa III.14). Lực N chia ra 2 thành phần lực

vịng P và lực chiều trục Q. Khi chưa đồng đều tốc độ , lực N rất lớn vì thế lực Q cũng

rất lớn cho nên lựcQldo tay tác dụng nên nạng gài số qua vịng 6đén chố 2 khơng thắng được lực Q, nghĩalà chốt 2 khơng thể đi ra khỏi bề mặt hãm lõm vào ống 7. Do đĩ, bánh

răng 8 của bộ phận nối khơng thể ăn khớp với răng 9 của bánh răng và ta khơng thể tiến

hành gài số được.

Khi đãđồng đều tốc độ gốc rồi, lúc này lực N khơng cịn nữa(nghĩa là lực Q bịtriệt

tiêu) thì lực Ql tay tác dụng chỉ cần thắng lực nén của lị xoở bộ phận dịnh vị 5 là cĩ thể đưa bánh răng 8 của bộ phận nối vào ăn khớp với răng 9 của bánh răng. Như thế, khi đã

đồng đều tốc độ gĩc thì mới cĩ thể gài số, do vậy mà tránh được va đậpgiữa các bánh răng khi gài số.

Mr= T f r - Ql fr . sin (III.1) Trong đĩ: T – lực thẳng gĩc tác dụng vào bể mặt nĩn; f – hệ số ma sat giữa các bề mặt nĩn;

r – bán kính trung bình của bề mạt ma sat hình nĩn; Q1 – lực do tay người lái sinh ra trên bề măt nĩn;

 – gĩc nĩn.

Khi mơmen ma sát Mr,ống 7 quay nhanh hơn và chốt 2 sẽ tiếp xúc với bề mặt hãm lõm của ống 7, lúc đĩtrên bề măt nghiêng của chốt 2 cĩ lực N tác dụng :

 sin P N = =  sin l r r M =  sin sin r fQ x l r r (III-2) Trong đĩ: β – gĩc hãm; R1 – bán kính trung bình bề mặt hãm.

Muốn thực hiện được điều kiện đồng tốc rổi mới được gài số thì phải đảm bảo điều

kiện:

Ql ≤ Q hay Ql ≤ Ncos (III-3) Thay trị số N từ phương trình (III-2) vào bất phương trinh (III-3) ta cĩ:

Ql =  tg fQr sin x l r r

Đơn giản đi ta cĩ:

 tg ≤  sin f x l r r (III-4)

Cơng thức trên cho ta cơ sở chọn thơng số  ,,r và rlkhi thiết kế bộ đồng tốc.

Nếu chọn r = rl cơng thức (III-4) sẽ đơn giản theo dạng sau:  tg ≤  sin f (III-5)

Khi thiết kếbộ đồng tốc phải làm thế nào để tăng được hệ số ma sát (f) muốn thế bề

mặt nĩn 7 cĩ khía các rãnh dọc hoặc rãnh xoắn ốc với mục đích cắt màng dầu tạo giữa

hai bề mặt nĩn, trong trường hợp này hệ số ma sát cĩ thể lên đến f = 0.012 (khi mặt nĩn

chế tạo bằng đồng thau).

Để chốt 2 cĩ thể ra khỏi bề mặtlõm vào của ống 7 dễ dàng sau khi đãđồng đều tốc độ gĩc thì gĩcβcủa bề mặt hãm phải lớn hơn gĩc ma sát. Thường gĩc α của nĩn ma sát

khoảng(7 ÷ 12)0. Do đĩ, gĩcβ xác định theo cơng thức (III-5) sẽ khoảng(30 ÷ 40)0. Nguyên lý làm việc của bộ đồng tốctrình bày ở hình III.14 được sử dụng ở hộp số

MA3–200 (hình III.15), bộ đồng tốc này được dùng cho tất cả các số trừ số 1 và sốlùi.Ở

ống 1 sẽ dịch chuyển trên rãnh của moayơ 2, nhờbộ phận định vị 5 màống 1 kéo được các con chạy 4 cho đến lúc chúng tỳ vào các rãnh A của vịng hãm 3. Vịng hãm 3 cĩ mặt hình nĩn ở phía trong và đai răng cùng bước với bước răng của ống nối 1. Bề mặt

hình nĩn của vịng 3 cũng cĩ khía các đường rãnh để cắt màng dầu. Khi con chạy 4 tỳ

vào rãnh A của vịng hãm 3, con chạy sẽ áp chặt bề mặt hình nĩn của vịng hãm 3 vào với bề mặt hình nĩn của bánh răng 6 .

Hình III.15. Kết cấu bộ đồng tốc loại quán tính

a. Ơtơ tải MA3-200; b. Ơtơ du lịch ΒΟΠΓΑ-Μ21

Dưới tác dụng của mơmen ma sát vịng hãm 3 sẽ xoay trong giới hạn cho phép của

chiều rộngrãnh A (vì chiều rộng rãng A lớn hơn chiều rộng con chạy 4. Lúc ấy, bề măt

nghiêng của các răng vịng hãm sẽáp chặt vào bề mặt nghiêng của các răng ống nối. Bề

mặt nghiêng của các răng sẽ là bề mặt hãm của bộ đồng tốc này. Khi chưa đồng tốc, lực

N tác dụng thẳng gĩc lên bề mặt nghiêng của ống nối 1 khá lớn. Do đĩ, lực Q cũng khá lớn. Lực Ql do tay người điều khiển tác dụng vào ống nối khơng thắng nổi lực Q nên khơng thể đưa ống nối đi tiếp được. Chỉ khi nào đãđồng tốc rồi thì lực N sẽ bằng khơng và lực Q cũng thế. Lúc ấy lực Qldo tay người điều khiểntác dụng vào chỉ cần thắng lực

lị xođể đẩy viên bi của bộ định vị 5xuốnglà cĩ thể đưa ốngnối 1 vào ăn khớp vớibánh

răng 7 của vịng hãm 3 và với răng 8 của dải răng gài số của bánh răng 6. Quá trình gài số đã tiến hành xong.

Sơ đồhình III.16.a:ứng với lúc các chi tiết củabộ đồng tốcnằm ở vị trí trung gian, sơ đồ b ứng với lúc đang đồng tốc, sơ đồ c ứng với lúc đã gài số nào đấy.

Hình III.16. Sơ đồ giải thích sự làm việc

của bộ đồng tốc loại quán tính trên ơtơ du lịchΒΟΠΓΑ-Μ21.

III.2.3. Chọn tỷ số truyền cho hộp số

Tỷsố truyền hộp số được xác định bằng cách tínhtốn lực kéo

Các tác giả Liên Xơ đề xuất các cơng thức sau đây:

Tỷsố truyền số I xác dịnh theo cơng thức :

ihI= tl c e bx mã i M Gr   . . . max (III-5) Trong đĩ: ψmax – hệ số cản chuyển động lớn nhất; G – trọng lượng toàn bộ ơtơ; [N]

rbx – bánkính lăn của bánh xe biên dạng;[m]

Mmax – mơmen quay cực đại của động cơ; [Nm]

ic – tỉ số truyền của TLC; ηmax – hiệu suất truyền lực.

ic = 65 , 2 bx r 

Trong đĩ:

θ – hệ số vịng quayđộng cơ.

Ơtơ du lịch:  = (30–40) Ơtơ tải:  = (40 - 50) Với hộp số 3 cấp, số truyền IV là số truyền thẳng

ihIII = 1 ; ihII = ihI

Với hộp số 4 cấp, số truyền III là số truyền thẳng: ihIV = 1; 3 hI hIII i i = ; ihII= 3 2 hI i

Với hộp số 5 cấp, số truyền V là số truyền thẳng: ihIV = 1; 4 hI hIV i i = ; ihIII = 4 2 hI i ; ihIII= 4 3 hI i

Với hộp số 5 cấp, sốtruyền IV là số truyền thẳng,số V là số truyền tăng:

ihIV = 1; ihV = 3 1 hI i ; 3 hI hIII i i = ; ihII= 3 2 hI i

Để đảm bảo tính chất động lực học, ở ơtơ vận tải với tải trọng đến (30÷35)KN

thường dùng hộp số 4 cấp với khoảng cách tỷ số truyền vào khoảng 6,5; ơtơ vận tải từ

(35÷70)KN dùng hộp sốcấp với khoảng cách tỷ số truyền (7.5 ÷ 8.5) cĩ số truyền tăng

với tỷ sốtruyền nhỏ hơn 1(0.75 ÷ 0.85).

Số truyền cao nhất của hộp số nên làm số truyền thẳng haysố truyền tăng là cịn tùy thuộc ở thời gian sử dụng chúng. Nếu cho số truyền làm việc nhiều nhất là số truyền

thẳng để giảm bớt hao phí khi truyền lực, tăng thời gian phục vụ.

Ơtơ tảitảitrọng lớn chủ yếu làm việc cĩ kéo moĩc, được trang bịhộp số 6,8 đến10

cĩ khi đến 12 cấp vớikhoảngcách tỷsố truyền(10 ÷ 12).

Khi chọn tỷ số truyền cho hộp số ơtơ tải thì hệ số động lực học ở số truyền thẳng

(khi đủ tải) khơng nhỏ hơn 0,05, với ơtơ tự đổ hàng khơng nhỏ hơn 0,06; kéo moĩc

khơng được nhỏ hơn 0,03 vớisố truyền thẳng. Hệ số động lực học lớn nhất ở số truyền

thấp với ơtơ tải khoảng(0.35 ÷ 0.45), với ơtơ làm việc nặng nhọc là (0.50 ÷ 0.60).

Số truyền thấp ở hộp số dùng để chạy trên đường xấu, để khởi động và chuyển động với vận tốc thấp(0.415 ÷ 0.554)m/s tương ứng với vịng quayđộng cơ 500v/ph.

Trong các trường hợp khác, ơtơ tải cĩ thể khởi động ở cấp số II với hệ số động lực

học 0.2.

Tỷsố truyền của số lùi, ngồi việc đảm bảo tốc độchuyển động thấp nhất cịn phải đảm bảo lực kéo để thắng sức cản chuyển động, hệ số cản động lực học ở số lùi khoảng

(0.32 ÷ 0.43).

III.2.4.1. Bánh răngtrong hộp số