Bài giảng Cấu tạo ô tô

1 Bé gi¸o dôc vμ ®μo t¹o Tr−êng ®¹i häc giao th«ng vËn t¶i Bé M¤N C¥ kHÝ « t« ----*****---- Bμi gi¶ng CÊu t¹o « t« M«n häc : cÊu t¹o « t« Sè tiÕt : 60 Gi¶ng viªn : Tr−¬ng M¹nh Hïng Bé m«n : C¬ khÝ ¤t« Hµ Néi -2006 2 ®¹i c−¬ng vÒ « t« Suèt thÕ kû XIX, ngμnh vËn t¶i ®· tiÕn hμnh c¸c cuéc c¸ch m¹ng. §Çu tiªn lμ ngμnh ®−êng s¾t, ®ã lμ c¸c ®Çu m¸y cã kh¶ n¨ng vËn chuyÓn nh÷ng khèi hμng khæng lå. Cuèi thÕ kû XIX, sù vËn chuyÓn b»ng ®−êng bé còng b¾t ®Çu tiÕn bé víi sù ph¸t triÓn cña xe h¬i. VËn chuyÓn hμng kh«ng, b»ng h×nh thøc khÝ cÇu còng ®· b¾t ®Çu. Nh−ng b−íc ®ét ph¸ ®ã lμ chiÕc phi c¬ vËn hμnh ®éng lùc ®Çu tiªn do hai anh em nhμ Wright ë Hoa Kú s¸ng chÕ. Sù vËn chuyÓn ®−êng thuû cã khuynh h−íng chËm h¬n, bëi sù ma s¸t víi n−íc. Tèc ®é cña tμu thuyÒn kh«ng c¶i thiÖn ®−îc nhiÒu so víi tr−íc ®©y, nh÷ng lo¹i tμu hiÖn ®¹i chØ ®¸p øng vËn t¶i trªn c¸c ®o¹n ®−êng ng¾n ( tμu c¸nh ngÇm, tμu ®Öm kh«ng khÝ ). C¸c lo¹i ph−¬ng tiÖn vËn t¶i. Cã thÓ ph©n lo¹i ph−¬ng tiÖn vËn t¶i theo nh÷ng lo¹i chÝnh sau: + Ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ®−êng bé. + Ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ®−êng s¾t. + Ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ®−êng thuû. + Ph−¬ng tiÖn vËn t¶i hμng kh«ng. ¤ t« lμ ph−¬ng tiÖn c¬ giíi ®−êng bé dïng ®Ó chë ng−êi, hμng ho¸ hoÆc phôc vô thùc hiÖn mét nhiÖm vô ®Æc biÖt. LÞch sö ph¸t triÓn ph−¬ng tiÖn vËn t¶i « t«. N¨m 1650 chiÕc xe cã bèn b¸nh vËn chuyÓn b»ng c¸c lß xo tÝch n¨ng ®−îc thiÕt kÕ bëi nghÖ sü, nhμ ph¸t minh ng−êi ý Leonardo da Vinci. Sau ®ã lμ sù ph¸t triÓn cña nguån ®éng lùc cho «t« : ®éng c¬ giã, ®éng cã kh«ng khÝ nÐn. N¨m 1769 ®¸nh dÊu sù ra ®êi cña ®éng c¬ m¸y h¬i n−íc ( khãi ®en, ån , khã vËn hμnh.. ) vμ vμo thêi kú nμy chiÕc « t« t¶i ®Çu tiªn ra ®êi. N¨m 1860 ®éng c¬ bèn kú ch¹y ga ra ®êi ®¸nh dÊu cho sù ra ®êi cña « t« con ( lo¹i xe nμy dïng cho giíi th−îng l−u ng−êi Ph¸p). N¨m 1864 ®éng c¬ bèn kú ch¹y x¨ng ra ®êi vμ sau 10 n¨m lo¹i xe víi ®éng c¬ nμy ®¹t ®−îc c«ng suÊt 20 kw vμ cã thÓ ®¹t vËn tèc 40 km/h. N¨m 1885, Karl Benz chÕ t¹o mét chiÕc xe cã mét m¸y x¨ng nhá ®ã lμ chiÕc « t« ®Çu tiªn. N¨m 1891 « t« ®iÖn ra ®êi ë Mü do h·ng Morris et Salon ë Philadel s¶n xuÊt. Sau khi lèp khÝ nÐn ra ®êi, 1892 Rudolf Diesel ®· cho ra ®êi ®éng c¬ Diesel vμ ®· cho chÕ t¹o hμng lo¹t. Vμo thêi gian nμy, ®· h×nh thμnh tæng thÓ «t« con, «t« t¶i, «t« chë ng−êi víi lèp khÝ nÐn. Cuéc c¸ch m¹ng xe h¬i chØ b¾t ®Çu vμo 1896 do Henry Ford hoμn thiÖn vμ b¾t ®Çu l¾p r¸p hμng lo¹t lín. Vμo nh−ng n¨m tiÕp theo lμ sù ra ®êi c¸c lo¹i xe h¬i cña c¸c h·ng Renault vμ Mercedes (1901). Peugeot (1911). Ngμy nay chiÕc « t« kh«ng ngõng ph¸t triÓn vμ hiÖn ®¹i, c«ng nghiÖp xe h¬i ®· trë thμnh ngμnh c«ng nghiÖp ®a ngμnh. Xe h¬i cã hép sè tù ®éng ra ®êi vμo n¨m 1934 N¨m 1967 xe h¬i cã hÖ thèng phun x¨ng c¬ khÝ. ¤ t« ph¸t triÓn ®i cïng víi tÝnh n¨ng an toμn: 1971 ABS: Anti-lock Brake System (hÖ thèng trèng bã cøng b¸nh xe khi phanh),1979 (§k kü thuËt sè ), EBD: Electronic Brake Distrition (ph©n phèi lùc phanh ®iÖn tö), TRC: Traction Control (®iÒu khiÓn lùc kÐo), ®iÒu khiÓn th©n xe:Active Body Control (ABC).... Tèc ®é cña xe còng ®−îc c¶i thiÖn kh«ng ngõng: N¨m 1993 vËn tèc cña xe ®¹t 320 km/h vμ ®Õn n¨m 1998, VMax= 378 km/h. Cho ®Õn nay « t« cã thÓ ®¹t tèc ®é lín h¬n 400km/h. 3 I. Kh¸i niÖm, ph©n lo¹i 1.1. Kh¸i niÖm ¤ t« lμ ph−¬ng tiÖn c¬ giíi ®−êng bé dïng ®Ó chë ng−êi, hμng ho¸ hoÆc phôc vô thùc hiÖn mét nhiÖm vô ®Æc biÖt. 1.2. Ph©n lo¹i a. Ph©n lo¹i theo môc ®Ých sö dông. b. Ph©n lo¹i theo lo¹i nhiªn liÖu dïng 4 Logo mét sè « t« 5 II. CÊu t¹o chung « t« ¤ t« cÊu t¹o gåm c¸c phÇn sau: + §éng c¬. + PhÇn gÇm + PhÇn th©n vá + PhÇn hÖ thèng ®iÖn (kh«ng häc trong häc phÇn nμy cã m«n häc riªng) 2.1. §éng c¬ §éng c¬ lμ nguån ®éng lùc ph¸t ra n¨ng l−îng ®Ó « t« ho¹t ®éng. §éng c¬ th−êng dïng trªn « t« lμ ®éng c¬ ®èt trong kiÓu piston. Nhiªn liÖu dïng cho ®éng c¬: X¨ng, Diesel, khÝ ga... C¸c bé phËn chÝnh cña ®éng c¬: - Th©n vá ®éng c¬. - C¬ cÊu trôc khuûu - thanh truyÒn - C¬ cÊu phèi khÝ - HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu - HÖ thèng lμm m¸t - HÖ thèng b«i tr¬n - HÖ thèng ®iÖn. 2.2. GÇm « t« - HÖ thèng truyÒn lùc - C¸c bé phËn chuyÓn ®éng - C¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn 2.3. Th©n vá Dïng ®Ó chøa ng−êi l¸i hμnh kh¸ch, hμng ho¸ - ¤ t« t¶i: Cabin + thïng chøa hμng - ¤ t« chë ng−êi: Khoang ng−êi l¸i + khoang hμnh kh¸ch 2.4. HÖ thèng ®iÖn. - HÖ thèng ®iÖn ®éng c¬: HÖ thèng khëi ®éng, hÖ thèng n¹p, hÖ thèng ®¸nh löa ®éng c¬ x¨ng. - HÖ thèng ®iÖn th©n xe: HÖ thèng chiÕu s¸ng, hÖ thèng g¹t n−íc m−a, hÖ thèng ®iÒu khiÓn kh¸c... III. Bè trÝ chung cña « t« 3.1. Bè trÝ ®éng c¬. + VÞ trÝ ®Æt ®éng c¬: §Æt tr−íc, ®Æt gi÷a ®Æt sau « t« + Bè trÝ: Ngang, däc « t« a. ¤ t« con: 6 1. §éng c¬ ®Æt tr−íc cÇu tr−íc chñ ®éng- ®éng c¬ ®Æt ngang 2. §éng c¬ ®Æt tr−íc- cÇu sau chñ ®éng, ®éng c¬ ®Æt däc 3. §éng c¬ ®Æt sau cÇu sau chñ ®éng 4. §éng c¬ ®Æt tr−íc hai cÇu chñ ®éng. b. ¤ t« kh¸ch c. ¤ t« t¶i e) f) a) b) c) 7 Ch−¬ng I: §éng c¬ « t« HiÖn nay ®éng c¬ th−êng ®−îc sö trªn c¸c « t« lμ ®éng c¬ ®èt trong kiÓu piston, nhiªn liÖu dïng cho lo¹i ®éng c¬ nμy lμ x¨ng, Diesel, khÝ ga, khÝ H2... Ngoμi ®éng c¬ ®èt trong, trªn mét sè « t« cßn sö dông ®éng c¬ lai (Hybrid), ®éng c¬ ®iÖn. Trong bμi gi¶ng nμy chØ giíi thiÖu vÒ ®éng c¬ ®èt trong kiÓu piston. 1.1. Nh÷ng vÊn ®Ò chung vÒ ®éng c¬ ®èt trong §éng c¬ ®èt trong nãi chung, ®éng c¬ x¨ng vμ ®éng c¬ Diesel nãi riªng kiÓu piston thuéc lo¹i ®éng c¬ nhiÖt, ho¹t ®éng nhê qu¸ tr×nh biÕn ®æi ho¸ n¨ng thμnh nhiÖt n¨ng do nhiªn liÖu trong buång kÝn bÞ ®èt ch¸y råi chuyÓn sang d¹ng c¬ n¨ng. Toμn bé qu¸ tr×nh nμy ®−îc thùc hiÖn trong buång kÝn cña xy lanh ®éng c¬ Trªn « t« ®éng c¬ lμ bé phËn quan träng quyÕt ®Þnh ®Õn c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña « t« nh−: c«ng suÊt, tèc ®é, träng l−îng hμng ho¸ hay hμnh kh¸ch chuyªn chë cña « t« vμ c¸c tÝnh n¨ng kh¸c. Cã t¸c ®éng trùc tiÕp ®Õn m«i tr−êng: g©y ån, g©y « nhiÓm mèi tr−êng... do khÝ th¶i g©y ra. V× vËy, ®éng c¬ chiÕm sè % lín vÒ gi¸ thμnh cña c¶ « t« (20÷30%). a. Ph©n lo¹i ®éng c¬: + Ph©n lo¹i theo nhiªn liÖu : - §éng c¬ x¨ng Động cơ INNOVA 8 - §éng c¬ Diesel KAMAZ V8 - §éng c¬ dïng nhiªn liÖu khÝ (ga, H2..) - §éng c¬ Hybrid: + Ph©n lo¹i theo chu ch×nh ho¹t ®éng: - §éng c¬ hai kú: HiÖn nay kh«ng cßn sö dông trªn « t« - §éng c¬ bèn kú: §ang ®−îc sö dông phæ biÕn trªn c¸c «t«. + Ph©n lo¹i theo c¸ch bè trÝ xy lanh: §éng c¬ « t« th−êng cã nhiÒu h¬n mét xy lanh, cã thÓ lμ: 3, 4, 6, 8,10, 12,...Do vËy, cÇn x¾p xÕp vÞ trÝ cña c¸c xy lanh hîp lý ®Ó ®¶m b¶o ®éng c¬ lμm viÖc hiÖu qu¶. HiÖn nay xy lanh ®−îc bè trÝ theo hai c¸ch : - §éng c¬ cã xy lanh bè trÝ th¼ng hμng: Víi ®éng cã cã sè xy lanh ≤ 6 9 - §éng c¬ xy lanh bè trÝ ch÷ V :Víi ®éng cã cã sè xy lanh ≥ 6 (®éng c¬ ch÷ V th−êng cã ký hiÖu ë bªn ngoμi th©n vá « t«. VÝ dô:V6 24V). b. CÊu t¹o chung ®éng c¬ C¸c bé phËn chÝnh cña ®éng c¬: - Th©n vá ®éng c¬. - C¬ cÊu trôc khuûu - thanh truyÒn - C¬ cÊu phèi khÝ - HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu - HÖ thèng lμm m¸t - HÖ thèng b«i tr¬n - HÖ thèng ®iÖn.(kh«ng giíi thiÖu ë bμi gi¶ng nμy) - HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®éng c¬. c. Mét sè kh¸i niÖm vµ chØ tiªu kü thuËt cña ®éng c¬ ®èt trong kiÓu piston: - §iÓm chÕt : Lμ vÞ trÝ mμ t¹i ®ã piston ®æi chiÒu chuyÓn ®éng( kh«ng chuyÓn ®éng tiÕp ®−îc n÷a). Cã ®iÓm chÕt d−íi ( §CD) vμ ®iÓm chÕt trªn ( §CT), khi piston ë vÞ trÝ nμy th× thÓ tÝch cña buång c«ng t¸c ®¹t gi¸ trÞ Vmax vμ Vmin. Kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm chÕt gäi lμ hμnh tr×nh piston ( S). - Kú : lμ mét phÇn cña chu tr×nh c«ng t¸c x¶y ra trong thêi gian piston dÞch chuyÓn mét hμnh tr×nh. - Chu tr×nh c«ng t¸c: - ThÓ tÝch c«ng t¸c xy lanh: Lμ thÓ tÝch cña buång xy lanh vμ piston gi÷a hai ®iÓm chÕt SDVh 4 2π= ( D: ®−êng kÝnh xy lanh, S lμ hμnh tr×nh piston) - Tû sè nÐn : lμ tû sè gi÷a Vmax vμ Vmin: min max V V=ε - C«ng suÊt, M«men xo¾n cùc ®¹i, sè vßng quay cùc ®¹i: (Kw; N.m; v/p) - L−îng tiªu hao nhiªn liÖu: (g/Kwh, lit/100km) 10 Th«ng sè ®éng c¬: Động cơ 1TR-FE (INNOVA) 7KE (Zace) Số xy lanh và cách bố trí 4-xi lanh thẳng hàng 4-xi lanh thẳng hàng Cơ cấu phối khí 16-xu páp, cam kép DOHC có VVT-i, dẫn động xích 8-valve, OHV, dẫn động xích Dung tích xi lanh [cm3 ] 1,998 1,781 Đường kính x hành trình [mm] 86.0 x 86.0 80.5 X 87.5 Tỷ số nén 9.8 9.1 Hệ thống nhiên liệu L-EFI (Lucft) D-EFI (Druck) Hệ thống đánh lửa DIS Dùng bộ chia điện Công suất phát tối đa SAE-NET [HP / rpm] 134 / 5,600 82.0 / 4,800 Mô men xoắn tối đa SAE-NET [Kg·m / rpm] 18.2 / 4,000 14.0 / 2,800 Mở 52°~0o BTDC 15o BTDC Nạp Đóng 12° ~ 64° ABDC 51o ABDC Mở 44° BBDC 49o BBTC Thời điểm phối khí Xả Đóng 8° ATDC 17o ATDC Độ nhớt/cấp độ của dầu bôi trơn 5W-30 / API SL, SJ, EC or ILSAC 5W-30 / API SL, SJ, EC or ILSAC Mét sè tõ viÕt t¾t th−êng dïng: BDC : Bottom Dead Center TDC : Top Dead Center DOHC: Dual Overhead Camshaft EFI : Electronic Fuel Injection ESA : Electronic Spark System: §¸nh löa ®iÖn tö ECT : Electronic Controlled Transmisson TRC : Traction Control (®iÒu khiÓn lùc kÐo) EBD : Electronic Brake Distrition(ph©n phèi lùc phanh ®iÖn tö), ABC : Active Body Control (®iÒu khiÓn th©n xe) MT : Manual Transmisson AT : Automatic Transmisson SRS : Supplemental Sestraint System: HÖ thèng an toμn bÞ ®éng tói khÝ VVT-I: Variable Valve Timinh- Intelligent A/C...Điều hòa không khí EDU...Bộ dẫn động bằng điện tử E/G...Động cơ EGR...Hệ thống tuần hoàn khí xả ISC...Điều khiển tốc độ không tải SCV...Van điều khiển hút SPV...Van điều khiển lượng phun TCV...Van điều khiển thời điểm phun VRV...Van điều chỉnh chân không VSV...Van chuyển mạch chân không 11 12 CAMRY 2004 CAMRY 2004 §éng c¬ cã Piston quay 13 1.2. C¬ cÊu trôc khuûu – thanh truyÒn 1.2.1. Th©n vμ n¾p ®éng c¬. a. Th©n ®éng c¬ + NhiÖm vô: - Th©n ®éng c¬ lμ gi¸ ®ì ®Ó b¾t c¸c chi tiÕt, bé phËn cña ®éng c¬. - ChÞu bé phËn lùc cña ®éng c¬. - Bè trÝ t−¬ng quan c¸c bé phËn, chi tiÕt cña ®éng c¬: Trôc khuûu, trôc cam, xi lanh... - Chøa c¸c ®−êng èng n−íc, ¸o n−íc lμm m¸t cho ®éng c¬ + CÊu t¹o: - Th©n ®éng c¬ ®−îc ®óc thμnh mét khèi liÒn, trong cã c¸c lç xi lanh(lç l¾p èng lãt xi lanh), cã c¸c ®−êng n−íc lμm m¸t ®i qua, ®−êng èng dÉn dÇu b«i tr¬n, vμ c¸c vÞ trÝ ®Ó l¾p ®Æt c¸c bé phËn kh¸c. VËt liÖu chÕ t¹o th©n ®éng c¬ th−êng lμ gang hîp kim hoÆc hîp kim nh«m. - §éng c¬ dïng trªn « t« th−êng cã sè xi lanh nhiÒu h¬n hai, c¸c xi lanh ®−îc xÕp thμnh d·y th¼ng hμnh hoÆc ®−îc xÕp theo h×nh ch÷ V, W. Th©n ®éng c¬ ch÷ W 12 xi l h Th©n ®éng c¬ ch÷ V 14 ThÐp ®óc §éng c¬ lμm m¸t b»ng giã 15 PhÇn ®Ëy kÝn phÝa d−íi th©n m¸y ®−îc gäi lμ c¸c te. C¸c te dïng ®Ó chøa dÇu b«i tr¬n ®éng c¬ b. N¾p m¸y (n¾p xi lanh) + NhiÖm vô: - Cïng víi xilanh t¹o thμnh buång ®èt ®éng c¬ - Lμm gi¸ ®ì ®Ó b¾t c¸c bé phËn kh¸c. - ChÞu lùc - Bè trÝ t−¬ng quan: trôc cam, xópp¸p, buång ch¸y... - Chøa c¸c ®−êng n−íc lμm m¸t, dÇu b«i tr¬n ®éng c¬. + CÊu t¹o: N¾p m¸y ®−îc ®óc liÒn khèi víi ®éng c¬ xilanh th¼ng hμng hoÆc ®óc riªng mçi n¾p cho mét xilanh. §éng c¬ MITSUBISI 16 Gi÷a n¾p m¸y vμ th©n m¸y cã l¾p ®Öm lμm kÝn (gio¨ng quyl¸t) 17 1.2.2. Nhãm Piston Nhãm Piston gåm: Piston, vßng g¨ng(xÐc m¨ng), vμ chèt Piston a. Piston: + NhiÖm vô: - NÐn hçn hîp (kh«ng khÝ - nhiªn liÖu) trong kú nÐn - TiÕp nhËn ¸p suÊt khÝ ch¸y chuyÓn ®éng sinh c«ng c¬ häc truyÒn qua chèt Piston, thanh tíi trôc khuûu ®éng c¬ + CÊu t¹o: 18 Corola 19 §Ó gi¶m tiÕng gâ khi Piston lμm viÖc chèt Piston ®−îc chÕ t¹o lÖch t©m. 20 b. XÐc m¨ng + NhiÖm vô: cã hai lo¹i xÐc m¨ng xÐc m¨ng khÝ(h¬i), xÐc m¨ng dÇu - XÐc m¨ng khÝ: lμm kÝn buång ch¸y, ng¨n kh«ng cho khÝ ch¸y lät xuèng c¸cte dÇu - XÐc m¨ng dÇu: g¹t dÇu b«i tr¬n xilanh vμ piston ®ång thêi ng¨n kh«ng cho dÇu b«i tr¬n lät lªn buång ch¸y. + CÊu t¹o: [Xéc mãng ứng suất thấp] Xéc măng dầu Xéc măng hơi số 2 được mạ Chrome Xéc măng hơi số 1 được xử lý PVD* *PVD: Physical Vapor Deposition 21 1.2.3. Thanh truyÒn – Trôc khuûu a. Thanh truyÒn + NhiÖm vô: TruyÒn lùc tõ Piston ®Õn trôc khuûu trong kú sinh c«ng vμ theo chiÒu ng−îc l¹i trong c¸c kú kh¸c. + CÊu t¹o: b. Trôc khuûu + NhiÖm vô: TiÕp nhËn lùc tõ Piston do thanh truyÒn chuyÓ tíi vμ biÕn lùc thμnh m« men xo¾n. + CÊu t¹o: Trôc khuûu th−êng chÕ t¹o b»ng ph−¬ng ph¸p dËp hoÆc ®óc Khèi l−îng c©n b»ng Cæ trôc Cæ biªn 22 Khèi l−îng c©n b»ng Lç dÇu Cæ trôc 23 + Trôc c©n b»ng 1.3. C¬ cÊu phèi khÝ a. C«ng dông, ph©n lo¹i. C¬ cÊu phèi khÝ hay cßn goi lμ hÖ thèng ph©n phèi khÝ cã c«ng dông ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh trao ®æi khÝ trong xy lanh. Thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc ®ãng më c¸c cöa n¹p vμ cöa x¶ víi môc ®Ých n¹p ®Çy kh«ng khÝ, hçn hîp ch¸y (hçn hîp ch¸y gåm x¨ng - kh«ng khÝ ®èi víi ®éng c¬ x¨ng) vμ th¶i s¹ch khÝ ch¸y ra khái xy lanh. Cã thÓ ph©n lo¹i hÖ thèng ph©n phèi khÝ thμnh c¸c lo¹i sau: + Lo¹i dïng trôc cam - xup¸p : lo¹i nμy cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n ®−îc dïng phæ biÕn trªn c¸c lo¹i ®«ng c¬ hiÖn nay. + Lo¹i dïng van tr−ît: lo¹i nμy cã kÕt cÊu phøc t¹p khã chÕ t¹o, ®a sè dïng trong c¸c xe ®Æc chñng nh− xe ®ua. + Lo¹i dïng piston ®ãng më cöa n¹p vμ cöa th¶i ( cña ®éng c¬ hai kú) cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, kh«ng ph¶i ®iÒu chØnh nh−ng chÊt l−îng trao ®æi khÝ kh«ng cao. b) CÊu t¹o vμ nguyªn lý lμm viÖc cña hÖ thèng phèi khÝ dïng xup¸p: - C¬ cÊu ph©n phèi khÝ dïng xup¸p ®Æt 1: Trôc cam; 2: Con ®éi; 3: Lß xo xup¸p; 4: Xup¸p; 5: N¾p m¸y; 6: Th©n m¸y 24 + Nguyªn lý lμm viÖc: Trôc cam chuyÓn ®éng quay nhê dÉn ®éng tõ trôc khuûu cña ®éng c¬. VÊu cam trªn trôc cam quay ®Èy con ®éi ®i lªn. Con ®éi ®i lªn nÐn lß xo l¹i vμ tú vμo ®u«i xup¸p ®Èy xup¸p ®i lªn lμm më cöa n¹p ( x¶). VÊu cam sau khi qua ®iÓm cao nhÊt ( cöa më lín nhÊt) chuyÓn ®éng ®i xuèng, lß xo bÞ gi·n ra kÐo xup¸p chuyÓn ®éng xuèng ®ãng kÝn cöa n¹p ( x¶). ë lo¹i nμy, toμn bé c¬ cÊu phèi khÝ bè trÝ ë th©n ®éng c¬ nªn chiÒu cao th©n m¸y gi¶m, dÔ bè trÝ trªn c¸c lo¹i ph−¬ng tiÖn vËn t¶i tuy nhiªn khã bè trÝ buång ch¸y gän nªn lo¹i nμy chØ ®−îc dïng trong mét sè ®éng c¬ x¨ng. - C¬ cÊu ph©n phèi khÝ dïng xup¸p treo: Cã hai lo¹i lμ dÉn ®éng trùc tiÕp vμ gi¸n tiÕp Lo¹i dÉn ®éng gi¸n tiÕp: + Nguyªn lý lμm viÖc: ChuyÓn ®éng quay cña trôc khuûu dÉn ®éng trôc cam 1 quay. VÊu cam quay tú lªn con ®éi 2, ®Èy con ®éi chuyÓn ®éng ®i lªn, th«ng qua ®òa ®Èy7 lμm cho ®ßn g¸nh 8, giμn cß 9 tú vμo ®u«i xup¸p 4 ®Èy xup¸p chuyÓn ®éng xuèng phÝa d−íi më van n¹p( x¶), lß xo 3 bÞ Ðp l¹i. Khi vÊu cam ®i qua ®iÓm cao nhÊt chuyÓn ®éng quay xuèng th«ng qua c¸c chi tiÕt, lß xo bÞ gi·n ra kÐo xup¸p trë l¹i vÞ trÝ ®ãng nh− ban ®Çu. Lo¹i dÉn ®éng trùc tiÕp: + Nguyªn lý lμm viÖc: ë lo¹i nμy, vÊu cam sÏ trùc tiÕp tú lªn ®u«i xup¸p hoÆc th«ng qua ®ßn g¸nh. Lo¹i nμy cã −u ®iÓm Ýt chi tiÕt xong viÖc dÉn ®éng tõ trôc khuûu lªn trôc cam rÊt xa( th«ng th−êng dïng dÉn ®éng xÝch). Lo¹i xup¸p treo cho phÐp cã ®−îc buång ch¸y gän nªn cã thÓ cho tû sè nÐn cao vμ t¨ng hiÖu qu¶ cña buång ch¸y. Lo¹i nμy ®−îc sö dông réng r·i cho c¶ ®éng c¬ x¨ng vμ ®éng c¬ ®iesel. 1: Trôc cam; 2: Con ®éi; 3: Lß xo xup¸p; 4: Xup¸p; 5: N¾p m¸y; 6: Th©n m¸y;7: §òa ®Èy; 8: §ßn g¸nh; 9: Cß mæ Trục khuỷu Xích cam Đĩa xích cam Xúp páp Trục cam 25 26 DÉn ®éng trùc tiÕp DÉn ®éng gi¸n tiÕp 27 28 29 + Pha phèi khÝ 30 + §iÒu chØnh khe hë nhiÖt 31 + Cơ cấu bánh răng phụ (bánh răng cắt kéo) Trong bánh răng dẫn động của trục cam có một bánh răng phụ dùng để giảm tiếng ồn liên quan đến sự thay đổi mômen. Bánh răng phụ này luôn luôn được lò xo đẩy theo hướng quay, giảm khe hở của bánh răng bằng cách giữ ăn khớp với bánh răng dẫn động, để giảm tiếng ồn. Con ®éi thuû lùc: Tù ®éng ®iÒu chØnh khe hë nhiÖt 32 Piston đẩy Ðường dầu Lò xo van bi Van bi 1 chiều Lò xo piston đẩy Buồng áp suất thấp Buồng áp suất cao Buồng áp suất Piston đẩy 33 Tiªu chuÈn khÝ x¶ cacbon oxít (CO), nitơ oxít (NOx), hydrocacbon nói chung (HC) và thành phần bụi bay theo (Particulate Matter-PM). Điển hình nhất trong số các khí trên là cacbon oxít (CO), sinh ra do quá trình cháy không hoàn toàn các hợp chất chứa cacbon. Loại khí này có khả năng làm mất vai trò vận chuyển oxy của hemoglobin một cách nhanh chóng nhờ tạo liên kết bền với nguyên tố sắt (Fe) - thành phần quan trọng của hemoglobin- và là tác nhân chính gây ra hiện tượng ngất do hít phải quá nhiều 34 1.4. HÖ thèng lµm m¸t a. C«ng dông cña hÖ thèng lμm m¸t: Khi ®éng c¬ lμm viÖc, c¸c chi tiÕt cña ®éng c¬ ®Æc biÖt c¸c chi tiÕt tiÕp xóc víi khÝ ch¸y cã nhiÖt ®é rÊt cao do vËy cã thÓ dÉn ®Õn t¸c h¹i ®èi víi ®éng c¬. HÖ thèng lμm m¸t cã t¸c dông t¶n nhiÖt khái c¸c chi tiÕt, gi÷ cho nhiÖt ®é cña c¸c chi tiÕt kh«ng v−ît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp, ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn lμm viÖc b×nh th−êng cña ®éng c¬. Tuy nhiªn nÕu c−êng ®é lμm m¸t lín qu¸, nhiÖt ®é c¸c chi tiÕt thÊp qu¸ g©y ¶nh h−ëng ®Õn chÊt l−îng nhiªn liÖu vμ dÇu b«i tr¬n lμm t¨ng tæn thÊt cho ®éng c¬. NhiÖt ®é tèt nhÊt cho ®éng c¬ lμ 85-1000C. b. Ph©n lo¹i hÖ thèng lμm m¸t: - HÖ thèng lμm m¸t b»ng n−íc: N−íc lμm m«i chÊt trung gian ®Ó t¶n nhiÖt cho c¸c chi tiÕt. Dùa vμo tÝnh chÊt l−u ®éng cña n−íc mμ chia thμnh c¸c lo¹i: + Bèc h¬i: Dïng phæ biÕn cho ®éng c¬ m¸y n«ng nghiÖp. + §èi l−u tù nhiªn: Dïng cho c¸c ®éng c¬ tÜnh t¹i. + TuÇn hoμn c−ìng bøc: Lo¹i tuÇn hoμn mét vßng dïng phæ biÕn trªn «t«, m¸y kÐo vμ ®éng c¬ tÜnh t¹i; Lo¹i tuÇn hoμn hai vßng dïng cho ®éng c¬ tμu thuû. - HÖ thèng lμm m¸t b»ng kh«ng khÝ ( giã) cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n, ®©y lμ ph−¬ng ph¸p c−ìng bøc nhê qu¹t giã. So s¸nh hai lo¹i : Lo¹i lμm m¸t b»ng n−íc cã hiÖu qu¶ cao h¬n do lμm m¸t ®ång ®Òu h¬n ( nhiÖt dung riªng vμ ®é nhít lín h¬n), tæn thÊt c«ng suÊt do lμm m¸t Ýt h¬n. HÖ thèng lμm m¸t b»ng n−íc phøc t¹p h¬n( cã nhiÒu chi tiÕt h¬n, chèng rß rØ,...) Qu¹t giã cã c«ng suÊt nhá nªn Ýt ån h¬n. Lμm m¸t b»ng giã ®¬n gi¶n, dÔ sö dông, tiÖn lîi nhÊt lμ khi ®éng c¬ lμm viÖc ë c¸c ®iÒu kiÖn kh¾c nghiÖt : xa m¹c, rõng s©u,.. c. Nguyªn lý lμm viÖc hÖ thèng lμm m¸t b»ng n−íc lo¹i c−ìng bøc tuÇn hoμn kÝn mét vßng: N−íc lμm m¸t cã nhiÖt ®é thÊp ®−îc b¬m 12 hót tõ b×nh chøa phÝa d−íi cña kÐt n−íc 7 qua ®−êng èng 10 qua kÐt 13 ®Ó lμm m¸t dÇu sau ®ã vμo ®éng c¬. §Ó ph©n phèi n−íc lμm m¸t ®ång ®Òu cho c¸c xylanh, n−íc sau khi b¬m vμo th©n m¸y 1 ch¶y qua èng ph©n phèi 14 ®óc s½n trong th©n m¸y. Sau khi lμm m¸t xilanh, n−íc lªn lμm m¸t n¾p m¸y råi theo ®−êng èng 3 ra khái ®éng c¬ nhiÖt ®é cao ®Õn van 35 h»ng nhiÖt 5. Van h»ng nhiÖt më, n−íc qua van vμo b×nh chøa phÝa trªn kÐt n−íc. TiÕp theo n−íc tõ b×nh phÝa trªn ®i qua c¸c èng máng cã g¾n c¸nh t¶n nhiÖt. N−íc sÏ ®−îc lμm m¸t nhê dßng kh«ng khÝ do qu¹t 8 ®−îc dÉn ®éng tõ trôc khuûu t¹o ra. T¹i phÝa d−íi cña kÐt lμm m¸t, n−íc cã nhiÖt ®é thÊp h¬n l¹i ®−îc b¬m hót vμo ®éng c¬ thùc hiÖn 1 chu tr×nh lμm m¸t tuÇn hoμn. 36 Van h»ng nhiÖt B¬m n−íc: Đối với quạt làm mát được dẫn động bằng đai chữ V thì tốc độ của nó tăng lên tỷ lệ với sự tăng tốc độ của động cơ. Đối với quạt có khớp chất lỏng điều khiển bằng nhiệt độ, thì tốc độ quạt được điều khiển bởi cảm biến nhiệt độ của luồng không khí đi qua két nước. Khớp chất lỏng này bao gồm một bộ li hợp thuỷ lực chứa dầu silicôn. 37 Sự truyền chuyển động quay cho quạt thông qua đai chữ V được điều khiển bằng cách điều chỉnh lượng dầu trong buồng làm việc. Khi nhiệt độ thấp, tốc độ quay của quạt được giảm xuống để giúp động cơ nóng lên và giảm tiếng ồn. Khi nhiệt độ động cơ tăng lên, tốc độ quạt tăng lên để cung cấp đủ lượng không khí cho két nước, tăng hiệu quả làm mát. Hệ thống quạt làm mát thuỷ lực điều khiển bằng điện tử dùng động cơ thuỷ lực để chạy quạt. Máy tính sẽ điều chỉnh lượng dầu đi vào động cơ thuỷ lực, và bằng cách đó mà tốc độ quạt được điều chỉnh vô cấp, luôn luôn đảm bảo lượng không khí phù hợp nhất. So với quạt điện thì quạt này có động cơ nhỏ hơn, nhẹ hơn, và có khả năng cung cấp lượng không khí lớn hơn.Tuy nhiên, bơm dầu và hệ thống điều khiển lại phức tạp hơn. 38 1.5. HÖ thèng b«i tr¬n ®éng c¬ Cã nhiÖm vô ®−a dÇu b«i tr¬n ®Õn c¸c bÒ mÆt lμm viÖc cña c¸c chi tiÕt ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn lμm viÖc b×nh th−êng cña ®éng c¬ còng nh− t¨ng tuæi bÒn cho c¸c chi tiÕt. a. C«ng dông cña dÇu b«i tr¬n: Mét sè c«ng dông chÝnh cña dÇu b«i tr¬n. - B«i tr¬n c¸c bÒ mÆt tiÕp xóc cã chuyÓn ®éng t−¬ng ®èi víi nhau nh»m lμm gi¶m ma s¸t do ®ã gi¶m mμi mßn, t¨ng tuæi thä chi tiÕt. Gi¶m ma s¸t ®ång nghÜa víi viÖc gi¶m tæn thÊt c¬ häc trong ®éng c¬, lμm t¨ng hiÖu suÊt , t¨ng tÝnh kinh tÕ cña ®éng c¬. - Röa s¹ch bÒ mÆt ma s¸t c¸c chi tiÕt. Trªn bÒ mÆt ma s¸t, trong qu¸ tr×nh lμm viÖc cã thÓ xuÊt hiÖn c¸c líp bong, trãc khái bÒ mÆt lμm viÖc. DÇu b«i tr¬n sÏ cuèn tr«i c¸c v¶y trãc vμ ®−îc gi÷ l¹i ë bé phËn läc tr¸nh viÖc cμo x−íc c¸c chi tiÕt. T¸c dông nμy cã nghÜa næi bËt khi ch¹y rμ ®éng c¬ ( míi hoÆc söa ch÷a). - Lμm m¸t mét sè chi tiÕt. Do ma s¸t gi÷a c¸c cÆp chi tiÕt chuyÓn ®éng vμ mét sè chi tiÕt nhËn nhiÖt tõ trong ®éng c¬. §Ó tr¸nh hiÖn t−îng qu¸ nhiÖt cña c¸c chi tiÕt trong ®éng c¬, dÇu tõ hÖ thèng b«i tr¬n( cã nhiÖt ®é thÊp h¬n nhiÖt ®é chi tiÕt) ®−îc dÉn ®Õn ®Ó t¶n nhiÖt trªn c¸c bÒ mÆt cã nhiÖt ®é cao. - Bao kÝn khe hë gi÷a c¸c cÆp chi tiÕt nh−: piston-xylanh-xecm¨ng tr¸nh lät khÝ. - Chèng Oxy ho¸( t¹o gØ) trªn c¸c bÒ mÆt nhê c¸c chÊt phô gia cã trong dÇu. b. C¸c ph−¬ng ph¸p b«i tr¬n: Tuú thuéc vμo ®éng c¬, ®iÒu kiÖn lμm viÖc mμ trang bÞ hÖ thèng b«i tr¬n cho ®éng c¬ phï hîp. Mét sè lo¹i th−êng gÆp: - B«i tr¬n b»ng vung tÐ: Lμ ph−¬ng ph¸p b«i tr¬n nhê t¸c dông chuyÓn ®éng cña c¸c chi tiÕt sÏ vung tÐ dÇu lªn bÒ mÆt c¸c chi tiÕt cÇn b«i tr¬n. Lo¹i nμy ®¬n gi¶n tuy nhiªn cã thÓ kh«ng ®¸p øng ®−îc mäi yªu cÇu b«i tr¬n nªn chØ ®−îc sö dông ë ®éng c¬ cã c«ng suÊt nhá. - B«i tr¬n b»ng dÇu pha trong nhiªn liÖu: Lo¹i nμy ®−îc sö dông ë ®éng c¬ x¨ng hai kú b»ng c¸ch hoμ trén x¨ng vμ dÇu. Lo¹i nμy ®¬n gi¶n tuy nhiªn kh«ng ®¸p øng ®−îc yªu cÇu lμm viÖc cña ®éng c¬. - B«i tr¬n c−ìng bøc: Lμ ph−¬ng ph¸p b«i tr¬n phæ biÕn hiÖn nay. DÇu trong hÖ thèng b«i tr¬n ®−îc b¬m ®Èy ®Õn c¸c bÒ mÆt ma s¸t víi ¸p suÊt nhÊt ®Þnh nªn ®¶m b¶o mäi yªu cÇu b«i tr¬n c¸c chi tiÕt cña ®éng c¬. - B«i tr¬n b»ng høng dÇu: DÇu ®−îc b¬m c−ìng bøc lªn cao, khi ch¶y xuèng ®−îc høng vμo c¸c bÒ mÆt ma s¸t. - B«i tr¬n b»ng ph−¬ng ph¸p hçn hîp: kÕt hîp c¸c ph−¬ng ph¸p trªn. 39 c) CÊu t¹o vμ nguyªn lý lμm viÖc hÖ thèng b«i tr¬n c−ìng bøc: Toμn bé dÇu b«i tr¬n ®−îc chøa trong c¸c te cña ®éng c¬. B¬m dÇu 3 ®−îc dÉn ®éng tõ trôc khuûu hoÆc trôc cam. DÇu ®−îc hót tõ c¸c te qua phao hót dÇu 2(cã läc th«). DÇu sau b¬m cã ¸p suÊt cao ®i theo hai nh¸nh. Mét nh¸nh ®Õn kÐt lμm m¸t 12, t¹i ®©y dÇu ®−îc lμm m¸t råi trë l¹i c¸c te. Nh¸nh kia qua bÇu läc th« 5 ®Õn ®−êng dÇu chÝnh 8 qua ®−êng nh¸nh 9 ®i b«i tr¬n trôc khuûu, ®Çu to thanh truyÒn, chèt piston vμ lªn nh¸nh 10 ®Õn b«i tr¬n trôc cam....Mét phÇn nhá dÇu dÉn ®Õn bÇu läc tinh 11 råi vÒ c¸c te 1. Van an toμn 4 cho phÐp gi÷ ¸p suÊt dÇu kh«ng ®æi trong khi ®éng c¬ lμm viÖc. Khi bÇu läc 5 bi t¾c, van 6 sÏ më cho dÇu lªn th¼ng ®−êng dÇu chÝnh. Van 13 sÏ ®ãng khi nhiÖt ®é dÇu t¨ng cao, cho dÇu ®i qua kÐt lμm m¸t vμ vÒ c¸c te L−îng dÇu trong c¸c te ®−îc kiÓm tra th«ng qua que th¨m dÇu 16. 40 41 - B¬m dÇu Bơm dầu hút dầu từ các- te và cung cấp dầu đến từng bộ phận của động cơ. Rôto bị động quay cùng với rôto chủ động, nhưng vì rôto bị động là lệch tâm nên khoảng không gian giữa hai rôto bị thay đổi. Chính sự thay đổi không gian này được sử dụng để hút và bơm dầu. Có một van an toàn được lắp trong bơm dầu, nó sẽ xả dầu khi áp suất đạt đến giá trị đã định, để kiểm soát áp suất dầu cực đại. - Läc dÇu Toàn bộ lượng dầu được bơm lên đều đi qua bộ lọc dầu, ở đây, các mạt kim loại và muội than được lọc ra.Dầu đi qua van một chiều, vào phần chung quanh của các phần tử lọc, ở đây dầu được lọc, sau đó dầu vào phần trung tâm của phần tử lọc và chảy ra ngoài. Van một chiều lắp ở cửa của bầu lọc để ngăn không cho các chất bẩn tích tụ ở phần ngoại vi của phần tử lọc quay trở về động cơ, khi động cơ dừng lại. Nếu phần tử lọc bị cáu két, chênh lệch áp suất giữa phần bên ngoài và phần bên trong sẽ tăng lên. Khi mức chênh lệch đạt đến mức định trước, van an toàn sẽ mở, và như thế dầu sẽ không đi qua phần tử lọc mà đi tới các bộ phận bôi trơn. Điều này cho phép tránh được hiện tượng thiếu bôi trơn khi phần tử lọc bị bẩn. Tuy nhiên, các phần tử lọc cần được thay thế theo định kỳ để tránh bôi trơn bằng dầu bẩn. 42 Khi áp suất dầu thấp [19,6 ± 4,9 kPa (0,2 ± 0.05 kG/cm2) hoặc thấp hơn] Khi động cơ tắt máy hoặc khi áp suất thấp hơn một mức xác định, tiếp điểm bên trong công tắc dầu đóng lại và đèn cảnh báo áp suất dầu sáng lên. Khi áp suất dầu cao [19,6 ± 4,9 kPa (0,2 ± 0.05 kG/cm2) hoặc cao hơn] Khi động cơ nổ máy và áp suất dầu vượt qua một mức xác định, dầu sẽ ép lên màng bên trong công tắc dầu. Nhờ thế, công tắc được ngắt ra và đèn cảnh báo áp suất dầu tắt. 43 Tốt nhất là nhiệt độ dầu động cơ không lên cao quá 100oC. Nếu nhiệt độ dầu lên trên 125 o C thì các đặc tính bôi trơn của dầu sẽ bị huỷ hoại ngay. Vì vậy, một số động cơ có trang bị bộ làm mát dầu để duy trì đặc tính bôi trơn. Thông thường, toàn bộ dầu đều chảy qua bộ làm mát rồi sau đó đi đến các bộ phận của động cơ. Ở nhiệt độ thấp, dầu có độ nhớt cao hơn và có khuynh hướng tạo ra áp suất cao hơn. Khi chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra của bộ làm mát vượt quá một trị số xác định, van an toàn sẽ mở, và dầu từ máy bơm sẽ bỏ qua bộ làm mát và đi tới các bộ phận khác của động cơ, nhờ thế mà tránh được sự cố. KhÝ lät 44 1.6. HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu 1.6.1. C«ng dông HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu nãi chung cã nhiÖm vô cung cÊp nhiªn liÖu ®· t¹o thμnh hçn hîp cho ®éng c¬ phï hîp víi mäi chÕ ®é lμm viÖc cña ®éng c¬. Do nh÷ng ®Æc ®iÓm cã tÝnh chÊt ®Æc thï kh¸c nhau nªn hÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu cho ®éng c¬ x¨ng vμ ®éng c¬ Diesel cã kh¸c nhau. 1.6.2. Ph©n lo¹i a. HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu ®éng c¬ x¨ng: - C«ng dông : Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng có nhiệm vụ hoà trộn xăng và không khí theo một tỷ lệ nhất định theo các chế độ làm việc, đưa vào buồng đốt và đưa khí cháy ra khỏi buồng đốt của động cơ - Ph©n lo¹i: + HÖ thèng nhiªn liÖu ®éng c¬ x¨ng dïng chÕ hoμ khÝ: + HÖ thèng nhiªn liÖu ®éng c¬ phun x¨ng ( c¬ khÝ, ®iÖn tö). ♦HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu cho ®éng c¬ x¨ng dïng chÕ hoµ khÝ: NhiÖm vô: ChuÈn bÞ vμ cung cÊp hçn hîp x¨ng vμ kh«ng khÝ, ®¶m b¶o sè l−îng vμ thμnh phÇn hçn hîp lu«n phï hîp víi mäi chÕ ®é lμm viÖc cña ®éng c¬. Dù tr÷, cung cÊp, läc s¹ch nhiªn liÖu vμ kh«ng khÝ. HÖ thèng ®−îc chia lμm hai lo¹i : + Lo¹i ch¶y c−ìng bøc: cã b¬m chuyÓn nhiªn liÖu. + Lo¹i tù ch¶y: Kh«ng cã b¬m chuyÓn nhiªn liÖu. * Tỷ lệ không khí-nhiên liệu (hỗn hợp cháy) Trong động cơ đốt trong kiểu piston thì tỷ lệ giữa xăng và không khí gọi là hỗn hợp cháy là lượng không khí cần để đốt cháy hết lượng nhiên liệu. Khi lượng không khí quá nhiều hoặc quá ít thì xăng cháy không tốt, dẫn đến cháy không hết.Tối thiểu phải có 14,7 phần không khí để đốt cháy hoàn toàn một phần xăng. Tỷ lệ này được gọi là tỷ lệ không khí- nhiên liệu lí thuyết. Tuy nhiên, trên thực tế thì dù xăng đã được phun vào động cơ theo tỷ lệ lí thuyết, không phải toàn bộ xăng đều được hoá hơi và trộn với không khí. Vì thế, trong một số điều kiện cần phải sử dụng tỷ lệ hỗn hợp đậm hơn *Các chế độ làm việc của động cơ: - Khi khởi động: Khi khởi động, thành của đường ống nạp, các xy lanh và nắp quy lát còn lạnh, nên nhiên liệu được phun vào bị dính lên các thành. Trong trường hợp này hỗn hợp không khí-nhiên liệu trong buồng đốt bị nhạt đi. Vì thế cần có hỗn hợp không khí-nhiên liệu đậm. - Hâm nóng động cơ: Nhiệt độ của nước làm mát càng thấp, xăng càng khó hoá hơi, làm cho xăng bắt lửa kém. Vì thế cần hỗn hợp không khí-nhiên liệu đậm - Khi tăng tốc: Khi bàn đạp ga được ép xuống, sẽ xuất hiện sự trì hoãn trong cung cấp nhiên liệu do thay đổi tải trọng, dẫn đến hỗn hợp nhiên liệu nghèo đi. Vì vậy, cần bổ sung một lượng nhiên liệu phun vào hỗn hợp. - Khi chạy với tốc độ không đổi: Sau khi động cơ đã được hâm nóng, hỗn hợp nhiên liệu cung cấp cho động cơ gần như tỷ lệ không khí-nhiên liệu lí thuyết - Khi chịu tải nặng: 45 Khi cần sản ra công suất lớn, động cơ được cung cấp hỗn hợp nhiên liệu hơi giàu để giảm nhiệt độ đốt cháy và đảm bảo toàn bộ lượng không khí cung cấp sẽ được sử dụng để đốt cháy. - Khi giảm tốc độ: Khi không cần công suất lớn, nhiên liệu được cắt giảm một phần để làm sạch khí xả. CÊu t¹o vμ nguyªn lý lμm viÖc cña hÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu dïng chÕ hoμ khÝ lo¹i ch¶y c−ìng bøc dïng trªn ®éng c¬ «t«: X¨ng tõ b×nh chøa 1 ®−îc b¬m hót 3 qua läc ®Õn buång nhiªn liÖu (buång phao) cña bé chÕ hoμ khÝ. C¬ cÊu van kim-phao gi÷ cho møc x¨ng trong b×nh lu«n æn ®Þnh trong suèt qu¸ tr×nh lμm viÖc. Trong qu¸ tr×nh n¹p, kh«ng khÝ ®−îc hót vμo ®éng c¬ ph¶i l−u ®éng qua häng khuÕch t¸n 6 cã tiÕt diÖn bÞ thu hÑp. Do t¸c dông cña ®é ch©n kh«ng, x¨ng ®−îc hót ra tõ buång phao qua gÝcl¬ 5. Sau khi ra khái häng khÕch t¸n, nhiªn liÖu ®−îc dßng kh«ng khÝ xÐ t¬i bay h¬i vμ hoμ trén t¹o thμnh hçn hîp n¹p vμo buång ®èt cña ®éng c¬. L−îng nhiªn liÖu vμo hay Ýt nhê b−ím ga 7. ♦HÖ thèng phun x¨ng ®iÖn tö: HÖ thèng phun x¨ng ®iÖn tö ®−îc chia thμnh hai lo¹i + HÖ thèng phung x¨ng trùc tiÕp GDI + HÖ thèng phung x¨ng trªn ®−êng èng n¹p: ®−îc dïng phæ biÕn hiÖn nay - Phung ®¬n ®iÓm: mét vßi phun cho c¸c xi lanh (Ýt dïng) - Phung ®a ®iÓm: mçi xi lanh cã mét vßi phun riªng (dïng phæ biÕn) Bơm xăng Bình xăng 1. b×nh x¨ng, 2. läc x¨ng; 3.b¬m x¨ng; 4. buång phao; 5. gÝcl¬; 6. häng khuyÕch t¸n; 7. b−ím ga 46 Hệ thống EFI sử dụng các cảm biến khác nhau để phát hiện tình trạng của động cơ và điều kiện chạy xe. ECU động cơ tính toán lượng phun nhiên liệu tối ưu và điều khiển cho các vòi phun phun nhiên liệu ECU động cơ: tính thời gian phun nhiên liệu tối ưu dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến. Cảm biến lưu lượng khí nạp hoặc cảm biến áp suất đường ống nạp: Cảm biến này phát hiện khối lượng không khí nạp hoặc áp suất của ống nạp. Cảm biến vị trí trục khuỷu: Cảm biến này phát hiện góc quay trục khuỷu và tốc độ của động cơ. Cảm biến vị trí trục cam: Cảm biến này phát hiện góc quay chuẩn và thời điểm của trục cam. Cảm biến nhiệt độ nước: Cảm biến này phát hiện nhiệt độ của nước làm mát. Cảm biến vị trí bướm ga: Cảm biến này phát hiện góc mở của bướm ga. Cảm biến oxy: Cảm biến này phát hiện nồng độ của oxy trong khí xả. MPI: Multi Point Injection 47 + Các loại EFI: Có hai loại hệ thống EFI được phân loại theo phương pháp phát hiện lượng không khí nạp. - L-EFI (Loại điều khiển lưu lượng không khí) Loại này sử dụng một cảm biến lưu lượng khí nạp để phát hiện lượng không khí chạy vào đường ống nạp. Có hai phương pháp phát hiện: Một loại trực tiếp đo khối không khí nạp, và một loại thực hiện các hiệu chỉnh dựa vào thể tích không khí. - D-EFI (Loại điều khiển áp suất đường ống nạp) Loại này đo áp suất trong đường ống nạp để phát hiện lượng không khí nạp theo tỷ trọng của không khí nạp. + C¸c bé phËn chÝnh cña hÖ thèng phun x¨ng ®iÖn tö: - Bình nhiên liệu - Cụm bơm nhiên liệu Bơm nhiên liệu Lưới lọc của bơm nhiên liệu Bộ lọc nhiên liệu Bộ điều áp(có loại lắp sau ống phân phối) - Ống phân phối - Vòi phun - Bộ giảm rung động 48 - B¬m nhiªn liÖu: Bơm nhiên liệu được lắp trong bình nhiên liệu và được kết hợp với bộ lọc nhiên liệu, bộ điều áp, bộ đo nhiên liệu, v.v.. 49 - Bé ®iÒu ¸p: Bộ điều áp này điều chỉnh áp suất nhiên liệu vào vòi phun ở 324 kPa (3.3 kgf/cm2). (Các giá trị này có thể thay đổi tuỳ theo kiểu của động cơ). Ngoài ra, bộ điều áp còn duy trì áp suất dư trong đường ống nhiên liệu cũng như cách thức duy trì ở van một chiều của bơm nhiên liệu.Có hai loại phương pháp điều chỉnh nhiên liệu. Loại 1: Loại này điều chỉnh áp suất nhiên liệu ở một áp suất không thay đổi. Khi áp suất nhiên liệu vượt quá lực ép của lò xo trong bộ điều áp, van này mở ra để trả nhiên liệu trở về bình nhiên liệu và điều chỉnh áp suất. Loại 2: Loại này có ống phân phối liên tục điều chỉnh áp suất nhiên liệu để giữ cho áp suất nhiên liệu cao hơn áp suất được xác định từ áp suất đường ống nạp. Hoạt động cơ bản cũng giống như loại 1, nhưng độ chân không của đường ống nạp được đặt vào buồng trên của màng chắn, áp suất nhiên liệu được điều chỉnh bằng cách thay đổi áp suất nhiên liệu khi van mở ra theo độ chân không của đường ống nạp. Nhiên liệu được trả về bình nhiên liệu qua ống hồi nhiên liệu. 50 - Bộ giảm rung động: Bộ giảm rung này dùng một màng ngăn để hấp thụ một lượng nhỏ xung của áp suất nhiên liệu sinh ra bởi việc phun nhiên liệu và độ nén của bơm nhiên liệu. - Vßi phun: Vòi phun phun nhiên liệu vào các cửa nạp của các xi lanh theo tín hiệu từ ECU động cơ. Các tín hiệu từ ECU động cơ làm cho dòng điện chạy vào cuộn dây điện từ, làm cho píttông bơm bị kéo, mở van để phun nhiên liệu. Vì hành trình của pít tông bơm không thay đổi, lượng phun nhiên liệu được điều chỉnh tại thời điểm dòng điện chạy vào cuộn điện từ này. Vßi phun x¨ng ®éng C¬ MITSUBISI 51 §iÒu khiÓn phun: Thêi gian phun: 52 C¸c hiÖu chÝnh vμ tÝn hiÖu ®iÒu chØnh - Hệ thống ISC (Điều khiển tốc độ không tải) có một mạch đi tắt qua bướm ga, và lượng không khí hút từ mạch đi tắt này được điều khiển bởi ISCV (Van điều chỉnh tốc độ không tải). Van ISC dùng tín hiệu từ ECU động cơ để điều khiển động cơ ở tốc độ không tải tối ưu tại mọi thời điểm. Hệ thống ISC gồm có van ISCV, ECU động cơ, các cảm biến và công tắc khác nhau. 53 - Hệ thống ESA (Đánh lửa sớm điện tử): là một hệ thống dùng ECU động cơ để xác định thời điểm đánh lửa dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau. ECU động cơ tính toán thời điểm đánh lửa từ thời điểm đánh lửa tối ưu được lưu trong bộ nhớ để phù hợp với tình trạng của động cơ, và sau đó chuyển các tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa. Thời điểm đánh lửa tối ưu cơ bản được xác định bằng tốc độ của động cơ và lượng không khí nạp (áp suất đường ống nạp). * §éng c¬ phun x¨ng trùc tiÕp GDI: - Ñieàu khieån ñöôïc löôïng xaêng cung caáp raát chính xaùc, heä soá naïp cao nhö ñoäng cô diesel vaø thaäm chí hôn haún ñoäng cô diesel - Ñoäng cô coù kha ûnaêng laøm vieäc ñöôïc vôùi hçn hôïp cöïc loaõng( Air/Fuel) = (35¸-55) (khi xe ñaït ñöôïc vaän toác treân 120 Km/h). 54 - Heä soá naïp raát cao, tæ soá neùn e cao (e =12). Ñoäng cô GDI vöøa coù khaû naêng taûi raát cao, söï vaän haønh hoaøn haûo, vöøa coù caùc chæ tieâu khaùc hôn haún ñoäng cô MPI - Söï tieâu thuï nhieân lieäu raát thaáp. Tieâu thuï nhieân lieäu coøn ít hôn ñoäng cô diesel. - Coâng suaát ñoäng cô sieâu cao, cao hôn nhieàu so vôùi caùc loaïi ñoäng cô MPI ñang söû duïng hieän nay. 55 HÖ thèng phun x¨ng trùc tiÕp GDI (Gassoline Direct Injection) 56 Thoâng soá 4G 93 GDI 4G 93 MPI Ñöôøng kính (D) x(S) mm 81,0 x 89,0 81,0 x 89,0 Dung tích coâng taùc (cc) 1834 1834 Soá xi lanh( i) I L - 4 I L - 4 Kieåu soupappe DOHC DOHC Soá supap treân 1 xi lanh Supap naïp : 2 Supap thaûi : 2 Supap naïp : 2 Supap thaûi : 2 Tæ soá neùn ( e ) 12,0 10,5 Ñöôøng oáng naïp Thaúng goùc ñænh piston Bình thöôøng nhö caùc ñoäng cô hieän nay Buoàng chaùy Ñænh piston loài loõm (Maët cong ñænh piston) Ñænh piston baèng Heä thoáng phun xaêng Phun nhieân lieäu tröïc tieáp vaøo trong xi lanh ñoäng cô Phun nhieân lieäu taïi ñöôøng oáng naïp Aùp suaát phun( KG/ cm2 ) 50 3,3 b. HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu ®éng c¬ Diesel: - C«ng dông: t¹o hçn hîp bªn trong xylanh ®éng c¬. Cuèi hμnh tr×nh nÐn phun nhiªn liÖu cã ¸p suÊt cao, nhiªn liÖu bay h¬i hoμ trén vμ t¹o thμnh hçn hîp víi kh«ng khÝ. - NhiÖm vô: + Dù tr÷ nhiªn liÖu, läc s¹ch n−íc vμ t¹p chÊt trong nhiªn liÖu, chuyÓn nhiªn liÖu trong hÖ thèng. + Cung cÊp nhiªn liÖu cho ®éng c¬ ®¶m b¶o: . L−îng nhiªn liÖu cÇn thiÕt cho mäi chÕ ®é lμm viÖc cña ®éng c¬. . §óng thêi ®iÓm vμ theo mét quy luËt nhÊt ®Þnh. . §ång ®Òu gi÷a c¸c xylanh. . ¸p suÊt cao. + Phun nhiªn liÖu phï hîp víi kÕt cÊu buång ch¸y ®Ó t¹o hçn hîp tèt nhÊt. - CÊu t¹o chung vμ nguyªn lý lμm viÖc: DÇu §iesel tõ thïng chøa 1 ®−îc b¬m chuyÓn 3 qua bÇu läc 2 dÉn ®Õn b¬m cao ¸p 4. T¹i ®©y nhiªn liÖu bÞ nÐn víi ¸p suÊt cao sau ®ã theo ®−êng dÉn cao ¸p 5 tíi vßi phun 6 57 phun nhiªn liÖu d¹ng s−¬ng mï hoμ trén víi kh«ng khÝ t¹o thμnh hçn hîp trong buång ®èt ®Õn cuèi hμnh tr×nh nÐn, nhiªn liÖu tù ®èt ch¸y gi·n në vμ sinh c«ng. DÇu thõa ë vßi phun ®−îc ®−a vÒ thïng dÇu qua ®−êng dÇu håi 7. Van 8 cho phÐp dÇu cã thÓ håi vÒ tõ b¬m cao ¸p. 1. Bình nhiên liệu 2. Lọc nhiên liệu có bộ lắng nước 3. Bơm cao áp 4. Vòi phun 58 HÖ thèng phun nhiªn liÖu ®iÒu khiÓn ®iÖn tö. Buång ®èt ®éng c¬ Diesel B¬m cao ¸p A- B¬m cao ¸p c¬ khÝ; B -B¬m cao ¸p ®iÖn tö 59 60 61 62 Vßi phun c¬ khÝ 63 64 - Bugi sÊy 65 C. §éng c¬ Diesel t¨ng ¸p Tuabin tăng áp và máy nén khí tăng áp là những thiết bị để nén không khí vào xy-lanh, với áp suất cao hơn áp suất khí quyển, để tăng công suất của động cơ. Nhìn chung, công suất của động cơ được xác định bởi lượng hỗn hợp không khí- nhiên liệu đốt cháy trong một quãng thời gian nhất định và lượng hỗn hợp không khí-nhiên liệu càng tăng thì công suất động cơ càng lớn.Điều đó có nghĩa là, để tăng công suất động cơ thì phải tăng dung tích động cơ hoặc tăng tốc độ của động cơ.Vấn đề là ở chỗ, khi tăng dung tích động cơ thì trọng lượng của động cơ cũng tăng lên, và các yếu tố như là tổn thất do ma sát, rung động, và tiếng ồn lại hạn chế khả năng tăng tốc độ của động cơ. Tuabin tăng áp đáp ứng được cả hai yêu cầu mâu thuẫn nhau này: tăng công suất động cơ mà vẫn giữ cho động cơ gọn nhẹ, bằng cách cung cấp khối lượng hỗn hợp không khí-nhiên liệu lớn hơn mà không thay đổi kích thước động cơ. Thiết bị tăng áp được dẫn động bằng hai phương pháp: Tuabin tăng áp được dẫn động bằng khí xả, còn máy nén tăng áp thì được dẫn động từ động cơ. Toyota đã sử dụng Tuabin nạp khí tăng áp từ năm 1980 và Máy nén tăng áp từ năm 1985 ở Nhật Bản. -HiÖu suÊt n¹p khÝ: Khả năng nạp khí của động cơ được gọi là hiệu suất nạp khí. Các động cơ thông thường có hiệu suất nạp khí khoảng 65-85%, do sức cản trong hệ 66 thống nạp và do khí xả chỉ qua hệ thống xả. Nhưng đối với động cơ có trang bị Tuabin nạp khí hoặc máy nén tăng áp thì hiệu suất nạp có thể đạt trên 100%. - Tuabin tăng áp: Là thiết bị sử dụng năng lượng của khí xả để làm quay bánh tuabin với tốc độ cao. Bánh nén khí (rôto) được lắp trên cùng một trục với bánh Tuabin, nó có tác dụng nén không khí vào xy-lanh. Nhờ thế, công suất của động cơ tăng lên. Van cửa xả và bộ điều khiển có tác dụng ngăn ngừa áp suất nạp tăng lên quá cao. Một số kiểu động cơ có trang bị bộ làm mát trung gian để làm giảm nhiệt độ của không khí nạp và tăng hiệu quả nạp. 67 - Bánh tuabin và bánh nén khí được lắp trên cùng một trục. Khi bánh tuabin quay với tốc độ cao nhờ có áp suất của luồng khí xả thì bánh nén khí cũng quay theo và nén không khí vào xy-lanh. Bánh tuabin phải chịu được nhiệt và có độ bền cao vì nó tiếp xúc trực tiếp với khí xả, quay với tốc độ cao và trở nên rất nóng. Bởi vậy, nó được làm bằng hợp kim siêu chịu nhiệt hoặc bằng gốm. - Khoang trung tâm đỡ bánh tuabin và bánh nén khí thông qua trục của chúng. Trong khoang trung tâm có đường dẫn dầu để bôi trơn và làm mát cho trục và các ổ trục. Nước làm mát động cơ cũng được tuần hoàn qua kênh làm mát trong khoang trung tâm để nhiệt độ dầu động cơ không bị tăng lên và tránh huỷ hoại dầu. 68 - C¸c cæ trôc tù lùa hoμn toμn: Các bánh tuabin và nén khí chạy với tốc độ đến 100,000 v/ph, vì thế phải sử dụng các ổ trục tự lựa hoàn toàn để đảm bảo hấp thụ các rung động của trục và bôi trơn trục. Những ổ trục này được bôi trơn bằng dầu động cơ, và quay tự do giữa trục và vỏ hộp, nhằm giảm ma sát, cho phép trục quay với tốc độ cao. - Van cửa xả được lắp trong khoang tuabin. Khi van này mở thì một phần khí xả sẽ đi tắt qua ống xả, nhờ thế mà giữ ổn định cho áp suất nạp, khi áp suất nạp đạt đến trị số đã định (khoảng 0,7 kg/cm2). Việc đóng mở van được kiểm soát bởi bộ chấp hành. 69 - Tuabin kÐp hai chÕ ®é: Tuabin kép hai chế độ bao gồm hai Tuabin tăng áp lắp trên cùng một động cơ. Khi hai tuabin cùng làm việc ở điều kiện tải nhẹ hoặc tốc độ thấp, tính thích ứng của động cơ được cải thiện, ví dụ thích ứng với tăng tốc. Khi hai tuabin cùng làm việc ở điều kiện tải nặng hoặc tốc độ cao, động cơ có thể sản ra công suất cao. Khi chỉ có một tuabin thì động cơ khó đạt được hiệu quả cao ở cả hai chế độ làm việc với tải trọng nặng và tải trọng nhẹ. Trong trường hợp này chỉ có thể đạt được hiệu quả cao ở một trong hai chế độ. Tuabin kép sử dụng van điều khiển khí xả và van phân dòng. Nó điều khiển cho một tuabin làm việc ở chế độ tải nhẹ và hai tuabin làm việc ở chế độ tải nặng hoặc tốc độ cao, để tăng tính thích ứng của động cơ ở mọi tốc độ và đạt được công suất cao. * §iÒu khiÓn phun nhiªn liÖu: Động cơ được trang bị Tuabin tăng áp hoặc máy nén tăng áp để đưa vào xy-lanh một lượng không khí lớn hơn. Công suất của động cơ sẽ không tăng lên được khi lượng khí nạp này không được đốt cháy hoàn toàn. Vì thế, phải tăng lượng nhiên liệu để đốt cháy hoàn toàn khí nạp. Như vậy, tiêu hao nhiên liệu sẽ tăng lên khi tăng công suất động cơ. - §iÒu khiÓn c¬ häc Đối với động cơ Diesel, bộ bù nạp sẽ tăng lượng bơm nhiên liệu cực đại phù hợp với áp suất nạp. 70 - §iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh Trong động cơ điều khiển bằng máy tính, lượng không khí nạp được theo dõi bằng cảm biến lưu lượng khí nạp, còn áp suất nạp được theo dõi bằng bộ cảm biến áp suất của tuabin nạp, và sự tăng lượng phun nhiên liệu cực đại được điều khiển bằ ng ECU của động cơ. -B«i tr¬n vµ lµm m¸t tuabin: - Dầu động cơ được cung cấp từ ống dẫn dầu, đưa vào để bôi trơn và làm mát các ổ trục tự lựa lắp bên trong khoang trung tâm. Sau đó dầu chảy ra theo ống thoát và trở về các te dầu. - Tuabin nạp khí được làm mát bằng nước làm mát động cơ. Nước làm mát động cơ được đưa vào kênh làm mát bên trong khoang trung tâm, thông qua ống dẫn nước làm mát. Sau khi làm mát 71 hệ thống tuabin nạp khí, nước làm mát đi qua ống thoát và trở về máy bơm nước. * §iÒu khiÓn ¸p suÊt n¹p: Tuabin nạp khí giúp cho động cơ đạt được công suất cao bằng cách nén không khí vào các xy-lanh. Tuy nhiên, các bộ phận của động cơ sẽ không chịu đựng được áp lực nổ nếu áp suất nạp tăng quá cao. Trong trường hợp đó, van cửa xả sẽ được kích hoạt bởi bộ chấp hành và điều chỉnh áp suất nạp sao cho nó không tăng cao quá trị số đã định. 72 - Khi ¸p suÊt n¹p cßn thÊp: Khi áp suất nạp còn ở mức thấp hơn trị số đã định thì bộ chấp hành không hoạt động. Vì thế, van cửa xả vẫn đóng, và toàn bộ khí xả được dẫn đến bánh tuabin. - Khi ¸p suÊt n¹p cao: Khi động cơ tăng tốc độ và áp suất nạp do tuabin nạp khí cung cấp vượt quá trị số đã định (điểm chặn) thì màng của bộ điều khiển bị ép xuống, làm cho van cửa xả mở ra, và một phần khí xả sẽ không đi qua bánh tuabin. Bằng cách để cho một phần khí xả bỏ qua tuabin, tốc độ quay của bánh tuabin được điều chỉnh, để cho áp suất nạp trở về trong giới hạn đã định. Các đèn báo tuabin tăng áp được lắp cùng trong đồng hồ táp lô, chúng báo cho người lái xe biết về điều kiện làm việc của tuabin tăng áp, bằng các điôt phát sáng (LED) màu xanh lá cây và màu vàng. Khi tuabin tăng áp làm việc với áp suất trong giới hạn đã định, đèn xanh sẽ sáng lên. Khi tuabin tăng áp làm việc với áp suất vượt quá giới hạn đã định, đèn vàng sẽ sáng lên. 73 Tèc ®é thÊp 74 * C¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn kh¸c: Ngoài những hệ thống EFI, ESA, và ISC, phần lớn các hệ thống điều khiển động cơ được trang bị các hệ thống sau, mặc dù chúng khác nhau giữa các động cơ. Tất cả những hệ thống này đều được điều khiển bởi ECU động cơ. Tèc ®é cao 75 - ETCS-i (Electronic Throttle Control System-intelligent – Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử - thông minh) . Như trên hình, cổ họng gió bao gồm bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga dùng để phát hiện góc mở của bướm ga, môtơ bướm ga để mở và đóng bướm ga, và một lò xo hồi để trả bướm ga về một vị trí cố định. Môtơ bướm ga ứng dụng một môtơ điện một chiều (DC) có độ nhạy tốt và tiêu thụ ít năng lượng. ECU động cơ điều khiển độ lớn và hướng của dòng điện chạy đến môtơ điều khiển bướm ga, làm quay hay giữ môtơ, và mở và đóng bướm ga qua một cụm bánh răng giảm tốc. Góc mở bướm ga thực tế được phát hiện bằng một cảm biến vị trí bướm ga, và thông số đó được phản hồi về cho ECU động cơ. Khi dòng điện không chạy qua môtơ, lò xo hồi sẽ mở bướm ga đến một vị trí cố định (khoảng 7O). Tuy nhiên, trong chế độ không tải bướm ga được đóng lại nhỏ hơn so với vị trí cố định. Pisto Cuộn Áp suất Van ðiều khiển dầu X Tới bộ ðiều khiển VVT-i (Phía mở sõm) (Phía mở muộn) ECU 76 - VVT-i (Variable Valve Timing-intelligent – Thời điểm phối khí thay đổi – Thông minh) Thông thường, thời điểm phối khí được cố định, những hệ thống VVT-i sử dụng áp suất thủy lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thời điểm phối khí. Điều này có thể làm tăng công suất, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và giảm khí xả ô nhiễm. Như trong hình, hệ thống này được thiết kế để điều khiển thời điểm phối khí bằng cách xoay trục cam trong một phạm vi 400 so với góc quay của trục khuỷu để đạt được thời điểm phối khí tối ưu cho các điều kiện hoạt động của động cơ dựa trên tín hiệu từ các cảm biến. 77 - VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift-intelligent - Thời điểm phối khí và hành trình xupáp thay đổi – Thông minh) . Hệ thống VVTL-i dựa trên hệ thống VVT-i và áp dụng một cơ cấu đổi vấu cam để thay đổi hành trình của xupáp nạp và xả. Điều này cho phép được được công suất cao mà không ảnh hưởng đến tính kinh tế nhiên liệu hay ô nhiễm khí xả. Cấu tạo và hoạt động cơ bản của hệ thống VVTL-i giống như hệ thống VVT-i. Việc chuyển giữa hai vấu cam có hành trình khác nhau được sử dụng để thay đổi hành trình của xupáp. Cơ cấu chuyển vấu cam, ECU động cơ chuyển giữa 2 vấu cam bằng van điều khiển dầu VVTL dựa trên các tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát và cảm biến vị trí trục khuỷu. 78 - Hệ thống điều khiển sấy nóng cảm biến ôxy/ cảm biến tỷ lệ không khí nhiên liệu - Hệ thống điều khiển điều hòa không khí - Điều khiển quạt làm mát - ACIS (Acoustic Control Induction System – Hệ thống nạp khí có chiều dài hiệu dụng thay đổi) 79 - Hệ thống AI (Air Injection – Phun khí) / Hệ thống AS (Air Suction – Hút khí) Hệ thống điều khiển AI/AS là một hệ thống mà cung cấp không khí vào đường ống xả để đốt cháy lại khí chưa cháy hết trong khí xả nhằm giảm khí ô nhiễm HC và CO. Sự chênh lệch giữa hai hệ thống này là hệ thống điều khiển AI sử dụng bơm để cung cấp cưỡng bức không khí còn hệ thống điều khiển AS sử dụng độ chân không trong đường ống xả để hút không khí vào. Hệ thống điều khiển AI sẽ được mô tả ở đây. - Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu ngãn không cho nhiên liệu bay hơi từ bình nhiên liệu xả vào trong khí quyển bằng cách làm cho hơi nhiên liệu tạm thời hấp thụ bằng bộ lọc than hoạt tính. Hơi này sau đó được đưa vào đốt cháy sau khi động cơ đã nóng lên. 80 - Hệ thống điều khiển khí nạp Hệ thống điều khiển khí nạp được chia thành 2 đường vào lọc khí, một trong hai đường vào này có lắp một van, nó mở và đóng để đạt được hiệu quả nạp không khí phù hợp với tốc độ động cơ. Điều này làm giảm tiếng ồn nạp ở dải tốc độ thấp. - T-VIS (Toyota-Variable Induction System – Hệ thống nạp biến đổi Toyota) Hệ thống điều khiển áp suất tuabin tăng áp 81 Ch−¬ng II HÖ thèng truyÒn lùc HÖ thèng truyÒn lùc trªn «t« bao gåm tËp hîp c¸c c¬ cÊu, c¸c côm nèi tõ ®éng c¬ ®Õn b¸nh xe chñ ®éng cã nhiÖm vô: + TruyÒn, biÕn ®æi m«men quay vμ sè vßng quay tõ ®éng c¬ ®Õn b¸nh xe chñ ®éng ®¶m b¶o phï hîp gi÷a chÕ ®é lμm viÖc cña ®éng c¬ víi m«men c¶n sinh ra trong qu¸ tr×nh « t« chuyÓn ®éng. + C¾t ®−êng truyÒn m«men trong thêi gian dμi khi ®éng c¬ vÉn ho¹t ®éng. + §æi chiÒu chuyÓn ®éng « t«. HÖ thèng truyÒn lùc th«ng th−êng ®−îc chia theo h×nh thøc truyÒn n¨ng l−îng (m«men xo¾n): lo¹i c¬ khÝ, lo¹i thuû lùc, lo¹i ®iÖn tõ, lo¹i hçn hîp: c¬ khÝ- thuû lùc, c¬ khÝ-thuû lùc- ®iÖn tõ. HiÖn nay, cã kai lo¹i hÖ thèng truyÒn lùc ®−îc sö dông phæ biÕn trªn c¸c « t« lμ: TruyÒn lùc c¬ khÝ, truyÒn lùc thuû - c¬. Trong bμi gi¶ng nμy chñ yÕu tr×nh bμy cÊu t¹o cña hai lo¹i truyÒn lùc nμy. 2.1. HÖ truyÒn lùc c¬ khÝ CÊu t¹o c¬ b¶n cña hÖ thèng truyÒn lùc c¬ khÝ: + Ly hîp, hép sè chÝnh, hép ph©n phèi (nÕu cã), trôc c¸c ®¨ng, cÇu chñ ®éng, b¸n trôc, khíp nèi (nÕu cã), b¸nh xe chñ ®éng. 2.1.1. Li hîp ma s¸t a. C«ng dông: Ly hîp lμ mét côm cña hÖ thèng truyÒn lùc n»m gi÷a ®éng c¬ vμ hép sè chÝnh cã chøc n¨ng: + T¸ch ®éng c¬ ra khái hÖ thèng truyÒn lùc mét c¸ch døt kho¸t. + Nèi ®éng c¬ víi hÖ thèng truyÒn lùc mét c¸ch ªm dÞu vμ ph¶i truyÒn hÕt ®−îc toμn bé m« men xo¾n tõ ®éng c¬ sang hÖ thèng truyÒn lùc. + B¶o vÖ an toμn cho c¸c côm kh¸c cña HTTL vμ ®éng c¬ khi bÞ qu¸ t¶i. + DËp t¾t c¸c dao ®éng céng h−ëng n©ng cao chÊt l−îng truyÒn lùc cña HTTL. b. Ph©n lo¹i li hîp Li hîp ®−îc ph©n lo¹i theo c¸c ph−¬ng ph¸p sau: +Theo c¸ch truyÒn m«men xo¾n. - Li hîp ma s¸t - Li hîp thuû lùc. - Li hîp ®iÖn tõ - Li hîp liªn hîp +Theo c¸ch t¹o lùc Ðp. - T¹o lùc Ðp b»ng lß xo: Lμ lo¹i li hîp dïng lß xo t¹o lùc Ðp lªn ®Üa Ðp. Lß xo cã thÓ lμ lß xo trô bè trÝ xung quanh ( mét hoÆc hai d·y ) hoÆc ë gi÷a, lß xo ®Üa, lß xo c«n. - Li hîp ®iÖn tõ : Lùc Ðp lμ lùc ®iÖn tõ. - Li hîp b¸n li t©m: Lùc Ðp sinh ra bëi c¸c lß xo vμ lùc li t©m cña c¸c träng khèi phô. Lo¹i nμy ®−îc sö dông trªn «t« du lÞch vμ «t« vËn t¶i nhá v× ë ®Êy momen cùc ®¹i cña ®éng c¬ t−¬ng øng víi sè vßng quay t−¬ng ®èi cao. - Lo¹i li t©m: Th−êng dïng ®Ó lμm dÔ dμng ®iÒu khiÓn «t«. Trong c¸c li hîp lo¹i li t©m dïng ®Ó ®ãng vμ më li hîp, cßn lùc Ðp ®Ó Ðp lªn ®Üa lμ do lß xo. +Theo tr¹ng th¸i lµm viÖc. - Li hîp th−êng ®ãng: Lo¹i nμy ®−îc sö dông hÇu hÕt trªn c¸c «t« hiÖn nay. - Li hîp th−êng më: Lo¹i nμy th−êng ®−îc sö dông trªn m¸y kÐo. 82 +Theo ph−¬ng ph¸p dÉn ®éng ®iÒu khiÓn li hîp. - Li hîp ®iÒu khiÓn tù ®éng. - Li hîp ®iÒu kiÓn c−ìng bøc : Lo¹i li hîp nμy, ®Ó ®iÒu khiÓn, ng−êi l¸i t¸c ®éng mét lùc cÇn thiÕt lªn hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÒu khiÓn li hîp. Lo¹i nμy sö dông hÇu hÕt trªn c¸c «t« dïng li hîp ma s¸t ®Üa ë tr¹ng th¸i th−êng ®ãng. Theo ®Æc ®iÓm kÕt cÊu vμ nguyªn lÝ lμm viÖc cña hÖ thèng dÉn ®éng ®iÒu khiÓn cã c¸c lo¹i dÉn ®éng : • DÉn ®éng ®iÒu khiÓn b»ng c¬ khÝ. • DÉn ®éng ®iÒu khiÓn b»ng thuû lùc. • DÉn ®éng ®iÒu khiÓn cã trî lùc. c. CÊu t¹o vμ nguyªn lý lμm viÖc cña li hîp ma s¸t th−êng ®ãng. 1.Bàn đạp ly hợp 2.Cần đẩy 3.Xylanh chính 4.Ống dầu thủy lực 5.Xi lanh cắt ly hợp 6.Càng cắt ly hợp 7.Vỏ ly hợp 83 *Tr¹ng th¸i ®ãng khi ch−a cã lùc t¸c dông vμo bμn ®¹p li hîp * Tr¹ng th¸i më khi ng−êi l¸i t¸c dông lùc vμo bμn ®¹p ly hîp CÊu t¹o: - PhÇn chñ ®éng: Gåm c¸c chi tiÕt b¾t trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp víi b¸nh ®μ cña ®éng c¬: B¸nh ®μ, ®Üa Ðp, vá ly hîp, lß xo Ðp. - PhÇn bÞ ®éng: Gåm c¸c chi tiÕt l¾p trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp víi trôc bÞ ®éng( trôc s¬ cÊp cña hép sè): Trôc bÞ ®éng, ®Üa bÞ ®éng( ®Üa ma s¸t). - PhÇn dÉn ®éng ®iÒu khiÓn: Gåm c¸c chi tiÕt ®iÒu khiÓn ly hîp: B¹c më, ®ßn më, c¸c chi tiÕt dÉn ®éng( thuû lùc, c¬ khÝ). - Bé phËn t¹o lùc Ðp: Vá ly hîp, lß xo Ðp, ®Üa Ðp. Nguyªn lý lμm viÖc: - Tr¹ng th¸i ®ãng ( tr¹ng th¸i th−êng xuyªn lμm viÖc): D−íi t¸c dông cña lß xo Ðp: ®Üa Ðp, ®Üa bÞ ®éng vμ b¸nh ®μ bÞ Ðp s¸t víi nhau t¹o nªn c¸c bÒ mÆt lμm viÖc. C¸c chi tiÕt nμy t¹o thμnh mét khèi. M«men xo¾n tõ trôc khuûu ®éng c¬ truyÒn tõ b¸nh ®μ 1.Bàn đạp ly hợp 2.Cần đẩy 3.Xylanh chính 4.Ống dầu thủy lực 5.Xylanh cắt ly hợp 6.Càng cắt ly hợp 7.Vòng bi cắt ly hợp 8.Lò xo ép 9.Đĩa ép 10.Đĩa ma sát 84 qua c¸c bÒ mÆt ma s¸t truyÒn ®Õn moay¬ ®Üa bÞ ®éng tíi trôc bÞ ®éng ( trôc s¬ cÊp cña hép sè). - Tr¹ng th¸i më ( tr¹ng th¸i kh«ng th−êng xuyªn): Ng−êi l¸i t¸c dông lªn bμn ®¹p ly hîp, th«ng qua c¬ cÊu ®iÒu khiÓn kÐo ®Üa Ðp di chuyÓn ng−îc chiÒu Ðp cña lß xo, bÒ mÆt ma s¸t gi÷a b¸nh ®μ, ®Üa bÞ ®éng vμ ®Üa Ðp ®−îc gi¶i phãng. PhÇn chñ ®éng quay theo ®éng c¬, lùc Ðp kh«ng cßn n÷a( kh«ng cßn sù nèi gi÷a phÇn chñ ®éng vμ bÞ ®éng) ®Üa ma s¸t kh«ng ®−îc truyÒn m« men sÏ quay theo b¸nh xe chñ ®éng. Khi nh¶ hoμn toμn bμn ®¹p ly hîp, li hîp sÏ trë l¹i tr¹ng th¸i ®ãng. Gi÷a hai qu¸ tr×nh trªn cã sù tr−ît t−¬ng ®èi trong thêi gian ng¾n tuy nhiªn ph¸t sinh nhiÖt rÊt lín g©y mμi mßn vμ gi¶m tuæi thä c¸c chi tiÕt. - Li hîp mét ®Üa ma s¸t lo xo Ðp ngo¹i biªn 1 - b¸nh ®μ ; 2 - ®Üa ma s¸t; 3 - ®Üa Ðp 4 - lß xo Ðp ; 5 - vá li hîp ; 6 - b¹c më 7 - bμn ®¹p ; 8 - lß xo håi vÞ bμn ®¹p 9 - ®ßn kÐo ; 10 - cμng më; 11 - bi "T" 12 - ®ßn më ; 13 - lß xo gi¶m chÊn. 85 - Li hîp mét ®Üa ma s¸t lo xo Ðp trung t©m 1. B¸nh ®μ ; 2. Vá ngoμi li hîp ; 3. §Üa ma s¸t ; 4. §Üa Ðp ; 5. §ßn më li hîp ; 6. èng b¬m mì ; 7. §ai èc ®iÒu chØnh ; 8. Cμng nèi ; 9. B¹c tr−ît ; 10. Trôc li hîp ; 11. Cμng më li hîp ; 12. §inh t¸n nèi c¸c tÊm ®Üa ; 13. Vá trong li hîp ; 14. Lß xo Ðp ; 15. §ai èc ®iÒu chØnh ; 16. Thanh kÐo ; 17. Lß xo håi vÞ cμng më li hîp ; 18. Lß xo gi¶m chÊn ; 19. X−¬ng ®Üa ; 20. §Õ c¸ch nhiÖt lß xo Ðp. 86 - Li hîp hai ®Üa ma s¸t lo xo Ðp ngo¹i biªn §Üa ma s¸t §Üa Ðp Lß xo ®Üa Vá li hîp 87 Lihîp l¾p trªn xe MA3-5335 1. Lß xo ®Èy ®Üa Ðp trung gian ; 2. Bul«ng h¹n chÕ ; 3. Vá trong li hîp ; 4. §ai èc ®iÒu chØnh ; 5. §ßn më li hîp ; 6. Cμng nèi ®ßn më li hîp ; 7. §ai èc ®iÒu chØnh ®ßn më ; 8. TÊm h·m ; 9. Quang treo ; 10. Lß xo ®ì tÊm chÆn ; 11. Bi “T” ; 12. èng b¬m mì ; 13. Cμng më li hîp ; 14. TÊm chÆn ®Çu ®ßn më ; 15. Trôc cña cμng më li hîp ; 16. Tay ®ßn ; 18. N¾p cña c¸cte li hîp ; 19. Vá trong li hîp ; 20. Lß xo Ðp ; 21. §Öm c¸ch nhiÖt ; 22. §Üa Ðp ngoμi ; 23. Nót x¶ m¹t ; 24. B¸nh ®μ ; 25. §Üa ma s¸t ; 26. §Üa Ðp trung gian ; 27. Thanh tùa ; 28. Moay¬ ; 29. Bul«ng b¾t chÆt c¸c tÊm ®Üa ; 30. Lß xo gi¶m chÊn. 88 Li hîp l¾p trªn xe KAMAZ-5511 1. X−¬ng ®Üa ; 2. §Üa Ðp trung gian ; 3. Bul«ng h¹n chÕ ; 4. §Üa Ðp ngoμi ; 5. Cμng nèi ; 6. §ßn më li hîp ; 7. Lß xo ®ì tÊm chÆn ; 8. èng b¬m mì ; 9. Vßng b¾t lß xo víi tÊm chÆn ; 10. Bi “T” ; 11. Lß xo håi vÞ khíp nèi ; 12. Khíp nèi ; 13. Cμng më li hîp ; 14. TÊm chÆn ®Çu ®ßn më ; 15. Trôc cña cμng më li hîp ; 16. Lß xo Ðp ; 17. Vá trong li hîp ; 18. §Öm c¸ch nhiÖt ; 19. Bul«ng b¾t chÆt vá li hîp víi b¸nh ®μ ; 20. N¾p cña c¸cte li hîp ; 21. B¸nh ®μ ; 22. §Üa ma s¸t ; 23. Trôc li hîp ; 24. Moay¬ ; 25. Lß xo gi¶m chÊn ; 26. TÊm ®Üa ; 27. Bul«ng b¾t ®ßn t¸ch ®Üa Ðp trung gian. 89 - DÉn ®éng li hîp b»ng c¬ khÝ - DÉn ®éng b»ng thuû lùc: - DÉn ®éng c¬ khÝ trî lùc khÝ nÐn: 90 - DÉn ®éng thuû lùc trî lùc khÝ nÐn: 91 92 93 94 2.1.2. Hép sè c¬ khÝ Hép sè lμ bé phËn ®−îc bè trÝ sau li hîp vμ tr−íc c¸c ®¨ng trong hÖ thèng truyÒn lùc. 1. C«ng dông hép sè. - TruyÒn c«ng suÊt tõ ®éng c¬ ®Õn b¸nh xe chñ ®éng - Thay ®æi tØ sè truyÒn vμ m« men - Cho phÐp « t« chuyÓn ®éng lïi, « t« dõng t¹i chç mμ kh«ng cÇn t¾t m¸y hoÆc c¾t li hîp. - TrÝch c«ng suÊt cho c¸c bé phËn c«ng t¸c kh¸c:xe cã têi kÐo, xe cã thïng tù chót hμng... 2. Ph©n lo¹i hép sè c¬ khÝ + Hép sè 2 trôc Hép sè hai trôc bèn cÊp sè. Trôc s¬ cÊp nhËn m«men xo¾n trùc tiÕp tõ ®éng c¬, th«ng qua c¸c cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp trªn hai trôc vμ tØ sè truyÒn cña c¸c cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp truyÒn m« men xo¾n ®Õn b¸nh xe chñ ®éng. Cã hai bé ®ång tèc ®Ó gμi c¸c sè 1-2 vμ 3-4. Riªng gμi sè lïi th× dÞch chuyÓn b¸nh r¨ng th¼ng 2 t¹o thμnh sù ¨n khíp 1-2 vμ 2- 3. B¸nh r¨ng 3 ®−îc chÕ t¹o riªng biÖt vμ l¾p cè ®Þnh trªn trôc di ®éng. So 3 - So 4So 1 - So 2 95 Hép sè hai trôc th−êng sö dông víi kiÓu ®éng c¬ ®Æt ngang (F-F) 96 97 + Hép sè 3 trôc Sè1 Sè 5 Sè 3 Sè2 Sè lïi Sè 4 Sè lïi Sè 3 Sè Sè 1 Sè 5 Sè Sè 5 Sè 4 Sè 1 Sè lïiSè 3 Sè 2 §−êng truyÒn c«ng suÊt S¬ ®å cÊu t¹o 98 99 + DÉn ®éng ®iÒu khiÓn hép sè - §iÒu khiÓn trùc tiÕp: Loại này lắp cần chuyển số trực tiếp trên hộp số. Người ta dùng loại này ở các xe FR vì các thao tác chuyển số nhanh và dễ xử lý. - §iÒu khiÓn gi¸n tiÕp: Loại này liên kết cần chuyển số với hộp số bằng cáp hoặc các thanh nối, v.v.. Người ta dùng loại này ở các xe FF, và có đặc điểm là gây ra ít rung động và tiếng ồn, và có thể dễ dàng thiết kế vị trí của cần chuyển số. + C¬ cÊu ®ång tèc: - Bé ®ång tèc dïng ®Ó lμm ®ång ®iÒu tèc ®é cña c¸c b¸nh r¨ng khi gμi sè, tr¸nh ®−îc va ch¹m c¸c b¸nh r¨ng khi gμi sè kh«ng x¶y ra tiÕng kªu vμ ®¶m b¶o cho sang sè nhÑ nhμng. - Bé ®ång tèc th−êng ®Æt ë nh÷ng tay sè cao: sè 2, 3, 4, 5 (cã tû sè truyÒn nhá) v× nh÷ng tay sè nμy cã tèc ®é gãc cña c¸c cÆp b¸nh r¨ng chªnh lÖch nhau lín. 100 -VÞ trÝ trung gian: Mỗi bánh răng số được vào khớp với bánh răng bị động tương ứng và chạy lồng không trên trục. -B¾t ®Çu ®ång tèc: Khi dịch chuyển cần chuyển số, cần chuyển số nằm trong rãnh trong ống trượt, dịch chuyển theo chiều mũi tên. Vì phần nhô ra ở tâm của khoá chuyển số được gài vào rãnh của ống trượt, khoá chuyển số cũng dịch chuyển theo chiều mũi tên cùng một lúc, và đẩy vòng đồng tốc vào mặt côn của bánh răng số, bắt đầu quá trình đồng tốc. - Gi÷a qu¸ tr×nh ®ång tèc: Khi dịch chuyển tiếp cần chuyển số, lực đặt lên ống trượt sẽ thắng lực lò xo của khoá chuyển số và ống trượt trùm lên phần nhô ra của khoá này. - KÕt thóc ®ång tèc: Lực đang tác dụng lên vòng đồng tốc trở nên mạnh hơn và đẩy phần côn của bánh răng số. Điều này làm đồng bộ tốc độ của bánh răng số với tốc độ của ống trượt gài số. Khi tốc độ của ống trượt gài số và bánh răng số trở nên bằng nhau, vòng đồng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều quay này. Do đó, các then của ống trượt gài số ăn khớp với các rãnh then của vòng đồng tốc. 101 - KÕt thóc chuyÓn sè: Sau khi then của ống trượt gài số ăn khớp với rãnh then của vòng đồng tốc, ống trượt tiếp tục dịch chuyển và ăn khớp với rãnh then của bánh răng số. Khi đó, việc chuyển số sẽ kết thúc. *Cơ cấu đồng tốc kiểu có ba/hai mặt côn: Để tăng khả năng ăn khớp đồng tốc, các kiểu xe gần đây đã ứng dụng cơ cấu ăn khớp đồng tốc kiểu có ba/hai mặt côn, đặc biệt cho các bánh răng số 2 và số 3. * Cơ cấu đồng tốc kiểu không có khoá: Một cơ cấu đồng tốc không có khoá có lò xo khoá đóng vai trò của khoá chuyển số và dùng cho bánh răng số 5 hộp số ngang ở một số kiểu xe. 102 Mét sè lo¹i ®ång tèc 103 + C¬ cÊu ®Þnh vÞ vµ kho¸ chèng nh¶y sè §¶m b¶o t¹i mét thêi ®iÓm chØ cã mét tay sè ho¹t ®éng, tr¸nh viÖc vμo nhÇm sè lïi khi « t« ®ang ch¹y tiÕn. 104 + Hép sè cã nhiÒu tay sè - Hép chia + Hép sè chÝnh: dïng ®Ó t¨ng vËn tèc chuyÓn ®éng trung b×nh cña « t« Hép sè cã 2 chÕ ®é lμm viÖc: Hép chia ë tay sè cao(H) vμ hép chia ë tay sè thÊp(L) 105 - Hép sè chÝnh + hép sè phô: Hép sè phô dïng ®Ó t¨ng thªm tû sè truyÒn cña hÖ thèng truyÒn lùc, t¨ng thªm lùc kÐo ë b¸nh xe chñ ®éng nh»m kh¾c phôc lùc c¶n lín cña mÆt ®−êng. 106 Hép sè phô ®−îc ®Æt t¸ch rêi víi hép sè chÝnh (®«i khi nèi víi nhau b¨ng trôc cardan trung gian). Tû sè truyÒn gi¶m cña hép sè phô th−êng tõ 7,24,1 ÷ , ®èi víi tû sè truyÒn t¨ng cña hép sè phô th−êng tõ 9,07,0 ÷ . 107 + Hép ph©n phèi: - Hép sè ph©n phèi dïng dïng ®Ó ph©n phèi moment quay truyÒn tõ hép sè chÝnh ®Õn c¸c cÇu chñ ®éng. Ngoμi ra cßn lμm thªm nhiÖm vô t¨ng thªm lùc kÐo cho b¸nh xe chñ ®éng (tøc lμ lμm nhiÖm vô cña hép sè phô). - Hép sè ph©n phèi ®−îc dïng trªn «t« cã nhiÒu cÇu chñ ®éng vμ ®−îc ®Æt t¸ch víi hép sè chÝnh (®«i khi nèi víi nhau b»ng trôc trung gian) 108 109 2.1.3. TruyÒn ®éng c¸c ®¨ng a. C«ng dông: lμ c¬ cÊu nèi vμ truyÒn dÉn m«men xo¾n gi÷a hai tæng thμnh cã ®−êng t©m trôc kh«ng trïng nhau vμ cã dÞch chuyÓn t−¬ng ®èi víi nhau. b. Ph©n lo¹i: - Theo c«ng dông: c¸c ®¨ng nèi c¸c côm trong hÖ thèng truyÒn lùc, nèi gi÷a c¸c thiÕt bÞ phô - Theo ®Æc ®iÓm ®éng häc: c¸c ®¨ng kh¸c tèc, c¸c ®¨ng ®ång tèc, khíp nèi - Theo kÕt cÊu: cã trôc ch÷ thËp, bi, ... A.Loại 3 khớp nối B.Loại 2 khớp nối 1.Các khớp các đăng 2.Vòng bi đỡ giữa 3.Ống chữ thập 4.Khớp nối mềm 110 - Khíp c¸c ®¨ng kh¸c tèc: 111 - Khíp c¸c ®¨ng ®ång tèc: Các khớp nối này chủ yếu được sử dụng ở các bán trục của xe với các hệ thống treo độc lập và xe có cầu trước chủ động. 112 113 2.1.4. TruyÒn lùc chÝnh a. C«ng dông: - T¨ng m« men quay vμ thay ®æi ph−¬ng truyÒn m« men tõ ®éng c¬ ®Õn b¸nh xe chñ ®éng. b. Ph©n lo¹i - Theo lo¹i bé truyÒn: Bé truyÒn b¸nh r¨ng c«n, b¸nh r¨ng trô, b¸nh vÝt - trôc vÝt - Theo sè cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp: TruyÒn lùc chÝnh ®¬n, truyÒn lùc chÝnh kÐp - Theo sè cÊp truyÒn: TruyÒn lùc mét cÊp, truyÒn lùc hai cÊp c. CÊu t¹o truyÒn lùc chÝnh ®¬n: Cã mét bé truyÒn b¸nh r¨ng 114 Mét sè truyÒn lùc chÝnh th−êng gÆp: b¸nh r¨ng c«n r¨ng th¼ng, c«n xo¾n, c«n hyp«Ýt 115 d. TruyÒn lùc chÝnh kÐp: T¨ng tû sè truyÒn vμ t¨ng kho¶ng s¸ng gÇm xe - KÐp tËp trung: hai bé truyÒn b¸nh r¨ng bè trÝ gÇn nhau - KÐp ph©n t¸n: Hai bé truyÒn b¸nh r¨ng bè trÝ c¸ch nhau (mét ë cum truyÒn lùc chÝnh, mét ë b¸nh xe) 116 TruyÒn lùc chÝnh thay ®æi tû sè truyÒn. 117 2.1.5. Vi sai a. C«ng dông vi sai: Bé vi sai ®¶m b¶o cho c¸c b¸nh xe quay víi tèc ®é kh¸c nhau lóc xe quay vßng hay chuyÓn ®éng trªn ®−êng kh«ng b»ng ph¼ng, hoÆc cã sù sai lÖch vÒ kÝch th−íc cña lèp, ®ång thêi ph©n phèi l¹i moment xo¾n cho hai n÷a trôc. b. Ph©n lo¹i - Theo c«ng dông: vi sai gi÷a c¸c b¸nh xe, vi sai gi÷a c¸c cÇu, vi sai gi÷a c¸c truyÒn lùc c¹nh. - Theo kÕt cÊu: vi sai b¸nh r¨ng nãn, vi sai b¸nh r¨ng trô, vi sai cam, vi sai trôc vÝt, vi sai ma s¸t thuû lùc, vi sai cã tû sè truyÒn thay ®æi. - Theo ®Æc tÝnh ph©n phèi moment xo¾n: vi sai ®èi xøng (moment xo¾n ph©n phèi ®iÒu trªn c¸c trôc), vi sai kh«ng ®èi xøng (moment xo¾n ph©n phèi kh«ng ®iÒu trªn c¸c trôc). c. CÊu t¹o vi sai 118 + Cμi vi sai c−ìng bøc: - Vi sai h¹n chÕ tr−ît b»ng khíp nèi thuû lùc: Khớp nối thuỷ lực là một loại khớp (ly hợp) thuỷ lực truyền mômen quay bằng sức cản nhớt của dầu. Nó sử dụng sức cản nhớt này để hạn chế sự trượt vi sai. 119 Vi sai h¹n chÕ tr−ît kiÓu b¸nh r¨ng xo¾n: Độ hạn chế trượt được thực hiện chủ yếu nhờ lực ma sát được tạo ra giữa các đỉnh răng của bánh răng hành tinh và vách trong của hộp vi sai, và ma sát được tạo ra giữa mặt đầu của bánh răng bán trục và vòng đệm chặn. 120 121 2.1.6. B¸n trôc a. C«ng dông: Dïng ®Ó truyÒn m«men tõ truyÒn lùc chÝnh ®Òn c¸c b¸nh xe chñ ®éng. b. Ph©n lo¹i: Theo kÕt cÊu cña c¸c æ tùa : - B¸n trôc kh«ng gi¶m t¶i - B¸n trôc gi¶m t¶i 1/2. - B¸n trôc gi¶m t¶i 3/4. - B¸n trôc gi¶m t¶i hoμn toμn. + B¸n trôc kh«ng gi¶m t¶i: æ tùa bªn trong vμ bªn ngoμi ®Æt trùc tiÕp lªn b¸n trôc. Lo¹i nμy hiÖn nay kh«ng sö dông v× tuæi bÒn kh«ng cao + B¸n trôc gi¶m t¶i 1/2 : æ tùa bªn trong ®Æt trªn vá vi sai vμ æ tùa bªn ngoμi ®Æt trùc tiÕp lªn b¸n trôc. + B¸n trôc gi¶m t¶i 3/4: æ tùa bªn trong ®Æt trªn vá vi sai vμ æ tùa bªn ngoμi ®Æt lªn dÇm cÇu vμ may ¬ b¸nh xe mμ kh«ng ®Æt trùc tiÕp lªn b¸n trôc. + B¸n trôc gi¶m t¶i hoµn toµn: æ tùa bªn trong ®Æt trªn vá vi sai vμ 2 æ tùa bªn ngoμi ®Æt lªn dÇm cÇu vμ may ¬ b¸nh xe mμ kh«ng ®Æt trùc tiÕp lªn b¸n trôc. 122 2.2. HÖ thèng truyÒn lùc thuû c¬ + Hép sè thuû c¬, hép ph©n phèi ( nÕu cã), trôc c¸c ®¨ng, cÇu chñ ®éng, b¸n trôc, b¸nh xe chñ ®éng. 2.2.1. BiÕn m« thuû lùc 123 Bé biÕn m« bao gåm: phÇn chñ ®éng ®−îc gäi lμ b¸nh b¬m (B) dÉn ®éng b»ng trôc khuûu, phÇn bÞ ®éng gäi lμ b¸nh tuabin (T) nèi víi trôc s¬ cÊp cña hép sè, phÇn ph¶n øng gäi lμ b¸nh dÉn h−íng (D). Bộ biến mô vừa truyền vừa khuyếch đại mô men từ động cơ vào hộp số (Bộ truyền bánh răng hành tinh) thông qua môi chất là dầu hộp số tự động (ATF) . + Nguyªn lý khuyÕch ®¹i m«men: ViÖc khuyÕch ®¹i m«men b»ng biÕn m« ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸ch sö dông bé phËn ®¶o chiÒu (b¸nh dÉn h−íng). NÕu kh«ng cã b¸nh dÉn h−íng th× dßng dÇu khi quay trë l¹i b¸nh b¬m tõ b¸nh tuabin nã sÏ ®èi diÖn víi chiÒu cña dßng dÇu ®i ra tõ b¸nh b¬m. B¸nh b¬m ph¶i sö dông mét phÇn m«men tõ ®éng c¬ ®Ó lμm thay ®æi chiÒu chuyÓn ®éng cña dßng dÇu ®Õn tõ b¸nh tuabin. Khi sö dông b¸nh dÉn h−íng, nã ®iÒu chØnh chiÒu chuyÓn ®éng cña dßng dÇu sau khi ra khái b¸nh tuabin ®Õn b¸nh b¬m cã chiÒu chuyÓn ®éng cïng víi chiÒu cña dßng dÇu ®i ra khái b¸nh b¬m, do vËy kh«ng cã sù hao tæn m«men. Dßng dÇu ®−îc ®iÒu chØnh l¹i dßng chuyÓn ®éng nμy cßn cã t¸c dông lμm cho b¸nh b¬m biÕn ®æi m«men t¨ng thªm. V× dßng dÇu nμy ®i vμo b¸nh b¬m víi mét ®éng n¨ng s½n cã, do vËy ®éng n¨ng cña dßng dÇu trong b¸nh b¬m t¨ng lªn rÊt nhanh, sù t¨ng ®éng n¨ng nμy sÏ lμm cho dßng dÇu v¨ng ra khái b¸nh b¬m vμ ®i ®Õn c¸nh tuabin víi mét ®éng n¨ng rÊt lín. H×nh. H−íng cña dßng dÇu khi cã b¸nh dÉn h−íng Tuy nhiªn kh«ng ph¶i lóc nμo viÖc khuyÕch ®¹i m«men còng x¶y ra. ViÖc khuyÕch ®¹i m«men chØ x¶y ra khi sù chªnh lÖch vÒ tèc ®é quay cña b¸nh b¬m vμ b¸nh tuabin lμ lín. Khi sù chªnh lÖch nμy lín, tèc ®é cña dÇu (dßng ch¶y xo¸y) tuÇn hoμn qua b¸nh b¬m vμ b¸nh tuabin lμ lín, do vËy dÇu ch¶y tõ b¸nh tuabin ®Õn b¸nh dÉn h−íng theo h−íng sao cho nã ng¨n c¶n chuyÓn ®éng quay cña b¸nh b¬m, nh− h×nh vÏ (®iÓm A h×nh 2-8). T¹i ®©y dÇu sÏ ®Ëp vμo mÆt tr−íc cña c¸nh qu¹t trªn b¸nh dÉn h−íng lμm cho nã quay theo h−ãng ng−îc víi h−íng quay cña b¸nh b¬m. Do b¸nh dÉn h−íng bÞ kho¸ cøng bëi khíp mét chiÒu nªn nã kh«ng quay, nh−ng c¸c c¸nh cña nã lμm cho h−íng cña dßng dÇu thay ®æi sao cho chóng sÏ trî gióp cho chuyÓn ®éng quay cña b¸nh b¬m, do ®ã thùc hiÖn viÖc khuyÕch ®¹i m«men. Khi tèc ®é quay cña b¸nh tuabin ®¹t ®−îc ®Õn tèc ®é cña b¸nh b¬m, tèc ®é cña dÇu (dßng ch¶y xo¸y) tuÇn hoμn qua b¸nh b¬m vμ b¸nh tuabin gi¶m xuèng. Do vËy, h−íng cña dßng ch¶y dÇu mμ ®i tõ b¸nh tuabin ®Õn b¸nh dÉn h−ãng cïng h−íng víi h−íng quay cña b¸nh b¬m, lóc nμy dÇu ®Ëp vμo mÆt sau cña c¸c c¸nh trªn b¸nh dÉn h−íng nªn c¸c c¸nh nμy ng¨n dßng ch¶y cña dÇu l¹i. Trong tr−êng hîp nμy, khíp mét chiÒu cho phÐp b¸nh dÉn 124 h−íng quay cïng víi b¸nh b¬m, nh− vËy cho phÐp dÇu trë vÒ b¸nh b¬m. Khi b¸nh dÉn h−íng b¾t ®Çu quay theo cïng h−íng víi b¸nh b¬m lóc tèc ®é quay cña b¸nh tuabin ®¹t ®Õn mét tû lÖ nhÊt ®Þnh so víi tèc ®é quay cña b¸nh b¬m. HiÖn t−îng ®ã ®−îc gäi lμ ®iÓm ly hîp hay ®iÓm nèi. 2.2.2. Hép sè thuû c¬ ®iÒu khiÓn tù ®éng Trong hÖ thèng truyÒn lùc hép sè hμnh tinh ®−îc ®Æt sau bé biÕn m«, cã nhiÖm vô truyÒn m«men cña ®éng c¬ tõ trôc s¬ cÊp ®Õn trôc thø cÊp cña hép sè, cung cÊp nh÷ng tû sè truyÒn kh¸c nhau ®Ó cho xe vËn hμnh trong nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¸c nhau. CÊu t¹o cña hép sè hμnh tinh dïng trªn «t« ®−îc tæ hîp tõ c¸c c¬ cÊu hμnh tinh (CCHT) c¬ b¶n hoÆc tõ c¸c c¬ cÊu hμnh tinh tæ hîp. Trªn «t« con dïng ë ba d¹ng c¬ b¶n: + CCHT kiÓu wilson ®éc lËp; + CCHT theo s¬ ®å Sympson; + CCHT theo s¬ ®å Ravigneaux. a. CÊu t¹o cña CCHT Wilson ®éc lËp (CCHT c¬ b¶n) .C¸c phÇn tö cña c¬ cÊu hμnh tinh c¬ b¶n CCHT c¬ b¶n lμ c¬ cÊu cã hai bËc tù do, cho nªn ®Ó x¸c lËp mét tèc ®é quay æn ®Þnh ë trôc vμo vμ mét tèc ®é quay æn ®Þnh ë trôc ra, ta ph¶i h¹n chÕ mét bËc tù do cña c¬ cÊu. §Ó h¹n chÕ mét bËc tù do cña c¬ cÊu cã hai c¸ch: + Kho¸ mét phÇn tö víi vá hép sè; + Kho¸ hai phÇn tö víi nhau. Tuú theo viÖc x¸c ®Þnh phÇn tö chñ ®éng, phÇn tö bÞ ®éng, phÇn tö kho¸ cña CCHT kh¸c nhau mμ ta cã tr¹ng th¸i lμm viÖc cña CCHT lμ t¨ng tèc, gi¶m tèc, truyÒn th¼ng hay ®¶o chiÒu. * Gi¶m tèc Ho¹t ®éng cña c¸c b¸nh r¨ng: B¸nh r¨ng bao lμ phÇn tö chñ ®éng, b¸nh r¨ng mÆt trêi cè ®Þnh, cÇn dÉn lμ phÇn tö bÞ ®éng. Khi b¸nh r¨ng bao quay theo chiÒu kim ®ång hå, c¸c b¸nh r¨ng hμnh tinh sÏ quay xung quanh 125 b¸nh r¨ng mÆt trêi trong khi còng quay quanh trôc cña nã theo chiÒu kim ®ång hå. §iÒu ®ã lμm cho tèc ®é quay cña cÇn dÉn gi¶m xuèng tuú theo sè r¨ng cña b¸nh r¨ng bao vμ b¸nh r¨ng mÆt trêi. * T¨ng tèc Ho¹t ®éng c¶u c¸c b¸nh r¨ng: B¸nh r¨ng bao lμ phÇn tö bÞ ®éng, b¸nh r¨ng mÆt trêi cè ®Þnh, cÇn dÉn lμ phÇn tö chñ ®éng. Khi cÇn dÉn quay theo chiÒu kim ®ång hå c¸c b¸nh r¨ng hμnh tinh quay xung quanh b¸nh r¨ng mÆt trêi trong khi chóng còng quay quanh trôc cña nã theo chiÒu kim ®ång hå. §iÒu ®ã lμm cho c¸c b¸nh r¨ng bao t¨ng tèc tuú thuéc vμo sè r¨ng cña b¸nh r¨ng bao vμ mÆt trêi. *§¶o chiÒu Ho¹t ®éng cña c¸c b¸nh r¨ng: B¸nh r¨ng bao lμ phÇn tö bÞ ®éng, b¸nh r¨ng mÆt trêi lμ phÇn tö chñ ®éng, cÇn dÉn cè ®Þnh. Khi b¸nh r¨ng mÆt trêi quay theo chiÒu kim ®ång hå, cÇn dÉn bÞ cè ®Þnh cho nªn c¸c b¸nh r¨ng hμnh tinh lóc nμy chØ quay quanh trôc cña nã vμ ®ãng vai trß nh− nh÷ng b¸nh r¨ng trung gian. B¸nh r¨ng trung gian sÏ ®¶o chiÒu chuyÓn ®éng quay * TruyÒn th¼ng ChÕ ®é truyÒn th¼ng, trôc chñ ®éng vμ trôc bÞ ®éng quay cïng tèc ®é. §Ó thùc hiÖn ®−îc chÕ ®é truyÒn th¼ng th× hai trong ba phÇn tö trong c¬ cÊu hμnh tinh ph¶i kho¸ víi nhau. Trong tr−êng hîp nμy CCHT ®ãng vai trß nh− mét khíp nèi cøng. 126 127 128 129 2.2.3. Hép sè v« cÊp ®iÒu khiÓn tù ®éng 130 131 2.2.4. HÖ thèng ®iÒu khiÓn Trong hép sè tù ®éng viÖc thay ®æi c¸c sè truyÒn ®−îc thùc hiÖn nhê t¸c dông cña chÕ ®é lμm viÖc cña ®éng c¬ vμ m«men c¶n g©y ra ®èi víi hÖ thèng truyÒn lùc. C¸c c¶m biÕn theo dâi liªn tôc qu¸ tr×nh thay ®æi trªn, t¹o lªn c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vμ th«ng qua c¬ cÊu thõa hμnh t¸c dông vμo c¸c phÇn tö ®iÒu khiÓn cña hép sè tù ®éng, c¸c phÇn tö ®iÒu khiÓn nμy sÏ thùc hiÖn viÖc kho¸ thÝch hîp kh©u cña CCHT ®Ó cã tû sè truyÒn phï hîp. C¸c phÇn tö ®iÒu khiÓn trong hép sè hμnh tinh gåm c¸c lo¹i sau: C¸c lo¹i ly hîp kho¸ lμm viÖc trong dÇu, c¸c lo¹i phanh d¶i, c¸c khíp mét chiÒu. a. Ly hîp kho¸ Ly hîp kho¸ th−êng dïng ®Ó kho¸ mét kh©u cña CCHT víi vá t¹o nªn phanh dõng hoÆc kho¸ hai kh©u cña CCHT víi nhau t¹o nªn liªn kÕt cïng quay víi tèc ®é nh− nhau. Ly hîp kho¸ dïng ë d¹ng ly hîp ma s¸t nhiÒu ®Üa lμm viÖc trong dÇu, ho¹t ®éng b»ng ¸p lùc dÇu cña hÖ thèng thuû lùc ®iÒu khiÓn. CÊu t¹o cña ly hîp kho¸ gåm c¸c ®Üa ma s¸t cã r¨ng trong vμ ngoμi. C¸c ®Üa ma s¸t r¨ng trong g¾n víi phÇn th©n trong cña bé phËn nμy, cßn c¸c ®Üa ma s¸t r¨ng ngoμi g¾n víi mét bé phËn kh¸c t¹o nªn vá cña ly hîp. CÊu t¹o cña ly hîp kho¸ 1. Xi lanh (vá ly hîp) 6. Vßng h·m 2. Phít ch¾n dÇu chÞu lùc (xÐc m¨ng) 7. §Üa Ðp 3. Bé lß xo håi vÞ 8. §Üa ma s¸t 4. §Üa thÐp 9. Piston 5. Moay ¬ b.Phanh d¶i Trong hép sè hμnh tinh phanh d¶i ®Ó kho¸ mét chi tiÕt nμo ®ã víi vá hép sè hoÆc dïng ®Ó kho¸ trôc bÞ ®éng cña hép sè khi cÇn chän sè ë vÞ trÝ P. 132 CÊu t¹o cña phanh d¶i bao gåm: BÒ mÆt trô cña chi tiÕt cÇn kho¸ ®−îc gäi lμ trèng phanh, d¶i phanh quÊn quanh vßng ngoμi cña chèng phanh. Mét ®Çu cña d¶i phanh ®−îc b¾t chÆt víi vá cña hép sè b»ng chèt, ®Çu cßn l¹i tiÕp xóc víi piston phanh qua cÇn ®Èy piston.. Khi ¸p suÊt thuû lùc t¸c dông lªn piston lμm cho piston dÞch chuyÓn trong xi lanh nÐn lß xo l¹i, cÇn ®Èy dÞch chuyÓn cïng víi víi piston vμ Ên vμo mét ®Çu cña d¶i phanh. Do ®Çu kia cña d¶i phanh ®−îc b¾t chÆt vμo vá hép sè, ®−êng kÝnh cña d¶i phanh gi¶m xuèng, v× vËy d¶i phanh sÏ kÑp chÆt lÊy trèng phanh vμ gi÷ cho nã ®øng yªn. T¹i thêi ®iÓm nμy, mét lùc ma s¸t cao ®−îc t¹o ra gi÷a d¶i phanh vμ trèng phanh lμm cho trèng cïng víi mét kh©u nμo ®ã cña CCHT ®øng yªn. Khi dÇu cã ¸p suÊt ®−îc x¶ ra khái xi lanh, piston vμ cÇn ®Èy bÞ Ên ng−îc trë l¹i b»ng lùc håi vÞ cña lß xo do vËy trèng phanh ®−îc nh¶ ra bëi d¶i phanh. c.Khíp mét chiÒu Khíp mét chiÒu trong hép sè hμnh tinh ngoμi viÖc bè trÝ ë b¸nh dÉn h−íng cña bé biÕn m«, nã cßn ®−îc bè trÝ trong c¬ cÊu ®iÒu khiÓn cña CCHT. T¸c dông cña khíp mét chiÒu lμ nh»m x¸c ®Þnh mét chiÒu quay gi÷a c¸c phÇn tö cã chuyÓn ®éng t−¬ng ®èi víi nhau. Trong hép sè hμnh tinh khíp mét chiÒu lμm chøc n¨ng cña phÇn tö ®iÒu khiÓn trong qu¸ tr×nh chuyÓn sè, ngoμi ra nã cßn lμm nhiÖm vô cña c¬ cÊu an toμn. Khíp mét chiÒu cã nhiÒu lo¹i cÊu t¹o kh¸c nhau: D¹ng cam, d¹ng bi cÇu, d¹ng trô. Tuy nhiªn chóng ®Òu lμm viÖc theo nguyªn lý cña chªm. CÊu t¹o vμ ho¹t ®éng cña khíp 1 chiÒu d¹ng bi cÇu CÊu t¹o vμ ho¹t ®éng cña khíp mét chiÒu d¹ng cam §èi víi khíp mét chiÒu d¹ng trô th× nguyªn lý còng t−¬ng tù nh− khíp mét chiÒu d¹ng bi cÇu. 133 134 - Bé ®iÒu khiÓn b»ng thuû lùc: Các li hợp và phanh vận hành bộ truyền bánh răng hành tinh làm việc nhờ áp suất thuỷ lực. Bộ điều khiển thuỷ lực sinh ra và điều chỉnh áp suất thuỷ lực này và thay đổi các đường dẫn nó. Bơm dầu có chức năng tạo ra áp suất thuỷ lực. Bơm dầu sản ra áp suất thuỷ lực cần thiết cho hoạt động của hộp số tự động bằng việc dẫn động vỏ bộ biến mô (động cơ). Áp suất thuỷ lực tạo ra từ bơm dầu được điều chỉnh bằng van điều áp sơ cấp. Ngoài ra, van bướm ga cũng tạo ra áp suất thuỷ lực thích hợp với công suất phát ra của động cơ. Khi li hợp và phanh của bộ truyền bánh răng hành tinh được đưa vào vận hành thì việc chuyển các số được thực hiện. Đường dẫn dầu được tạo ra tuỳ thuộc vào vị trí chuyển số 135 do van điều khiển thực hiện. Khi tốc độ xe tăng thì các tín hiệu được chuyển tới các van điện từ từ ECU động cơ & ECT. Các van điện từ sẽ vận hành các van chuyển số để chuyển các số tốc độ. - Bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tö ECT: ECU động cơ & ECT điều khiển thời điểm chuyển số và khoá biến mô bằng cách điều khiển các van điện từ của bộ điều khiển thuỷ lực để duy trì điếu kiện lái tối ưu với việc dùng các tín hiệu từ các cảm biến và các các công tắc lắp trên động cơ và hộp số tự động. Ngoài ra ECU còn có các chức năng chẩn đoán và an toàn khi một cảm biến vv...bị hỏng. B¬m dÇu 136 Các cảm biến/công tắc đóng vai trò thu thập các dạng dữ liệu để quyết định các thông số điều khiển khác nhau và biến đổi chúng thành các tín hiệu điện, và các tín hiệu đó sẽ được truyền tới ECU động cơ & ECT. 137 Ch−¬ng III: Bé phËn chuyÓn ®éng 3.1. Khung « t« a. C«ng dông: - Khung xe lμ x−¬ng cèt cña « t« ®Ó g¸ ®ì vμ l¾p ghÐp víi c¸c bé phËn cña xe: ®éng c¬, c¸c bé phËn cña hÖ thèng truyÒn lùc, c¬ cÊu ®iÒu khiÓn, thiÕt bÞ phô vμ thiÕt bÞ chuyªn dïng,... - Khung xe cã ®é cøng v÷ng vμ kh¶ n¨ng chÞu t¶i tèt. Cã h×nh d¹ng tèi −u ®Ó cho phÐp h¹ thÊp träng t©m cña xe, ®¶m b¶o hμnh tr×nh lμm viÖc cña hÖ thèng treo vμ viÖc ®iÒu khiÓn c¸c b¸nh xe dÉn h−íng. b. Ph©n lo¹i - C¨n cø vμo lo¹i xe cã thÓ chia thμnh: + Khung xe con( Khung vμ vá t¸ch rêi hoÆc khung vμ vá liªn kÕt l¹i víi nhau). + Khung xe t¶i, xe kh¸ch, xe buýt + Khung ®oμn xe, xe chuyªn dïng,... - Theo kÕt cÊu cña khung cã thÓ chia thμnh: + KÕt cÊu d¹ng dÇm: xμ däc, xμ ngang liªn kÕt + KÕt cÊu d¹ng giμn. c. KÕt cÊu mét sè lo¹i khung « t«: + KÕt cÊu khung xe con Khung « t« INNOVA 138 + KÕt cÊu khung xe t¶i, xe kh¸ch, xe buýt Khung « t« KAMAZ 139 DÇm däc th¼ng DÇm däc cã tiÕt diÖn thay ®æi theo chiÒu däc DÇm däc cã chç uèn trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng hoÆc mÆt ph¼ng n»m ngang. Khung h×nh ch÷ X Khung h×nh x−¬ng c¸ 140 + KÕt cÊu khung ®oμn xe. + KÕt cÊu khung xe chuyªn dïng. 141 3.2. DÇm cÇu I. C«ng dông cña dÇm cÇu - DÇm cÇu cã c«ng dông g¸ ®ì toμn bé phÇn khèi l−îng ®−îc treo vμ chøa ®ùng hoÆc g¸ ®ì c¸c bé phËn kh«ng ®−îc treo. - DÇm cÇu th−êng ®−îc bè trÝ trªn hÖ thèng treo phô thuéc. II. Ph©n lo¹i: - Theo ph−¬ng ph¸p chÕ t¹o cã thÓ chia thμnh: + ChÕ t¹o b»ng hμn, dËp + ChÕ t¹o b»ng ®óc. + Liªn hîp - Theo lo¹i cÇu cã thÓ chia ra: + DÇm cÇu bÞ ®éng, dÉn h−íng hoÆc kh«ng dÉn h−íng, + DÇm cÇu chñ ®éng, dÉn h−íng hoÆc kh«ng dÉn h−íng. - Theo kÕt cÊu hÖ thèng treo: + DÇm cÇu liÒn : treo phô thuéc, + DÇm cÇu chia c¾t: treo ®éc lËp. III. KÕt cÊu 1. DÇm cÇu dÉn h−íng: - §Æc ®iÓm: + §ì phÇn träng l−îng phÝa tr−íc cña « t«, + Liªn kÕt c¸c b¸nh xe dÉn h−íng vμ ®¶m b¶o kh¶ n¨ng dÉn h−íng, ®iÒu khiÓn dÔ dμng th«ng qua hÖ thèng l¸i, + Víi lo¹i dÇm cÇu dÉn h−íng vμ chñ ®éng cßn cã nhiÖm vô truyÒn lùc vμ m«men ®Çy ®ñ tõ b¸nh xe lªn khung. - KÕt cÊu: + DÇm cÇu dÉn h−íng bÞ ®éng, + DÇm cÇu dÉn h−íng chñ ®éng, + DÇm cÇu kh«ng dÉn h−íng chñ ®éng, + DÇm cÇu kh«ng dÉn h−íng, kh«ng chñ ®éng. 2. Vá cÇu chñ ®éng: - §Æc ®iÓm: bao bäc côm truyÒn lùc chÝnh, vi sai vμ b¸n trôc. ChÞu träng l−îng toμn bé cña « t« ®Æt lªn c¸c b¸nh xe phÝa sau ®ång thêi nhËn vμ truyÒn lùc kÐo, phanh, m«men. Vá cÇu th−êng ®−îc chÕ t¹o b»ng ph−¬ng ph¸p ®óc tõ gang rÌn hoÆc gang c¶i tiÕn. Cßn cã thÓ chÕ t¹o b»ng ph−¬ng ph¸p dËp hμn tõ ph«i thÐp dËp. 142 - KÕt cÊu: + DÇm cÇu chñ ®éng 143 3.3. B¸nh xe vµ lèp - B¸nh xe lμ côm t¹o chøc n¨ng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cho xe, nhê nã mμ « t« cã thÓ thùc hiÖn di chuyÓn trªn ®−êng. B¸nh xe cÇn ph¶i l¨n ªm dÞu vμ t¹o kh¶ n¨ng b¸m tèt nhÊt trªn nÒn ®−êng. Trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng, b¸nh xe lu«n ph¶i tiÕp nhËn c¸c lùc, m«men vμ c¸c chÊn ®éng tõ mÆt ®−êng t¸c dông lªn khung xe vμ ng−îc l¹i. - KÕt cÊu cña b¸nh xe thay ®æi nhiÒu vμ ®−îc c¶i thiÖn nh»m n©ng cao chÊt l−îng chuyÓn ®éng cña xe. CÊu t¹o chung cña b¸nh xe gåm cã: lèp, vμnh, ®Üa vμnh vμ moay¬. Lèp, vμnh, ®Üa vμnh ®−îc liªn kÕt víi moay¬ qua mèi ghÐp bu l«ng( cã mÆt c«n ®¶m b¶o ®Þnh t©m). M«men xo¾n truyÒn cho c¸c b¸nh xe chñ ®éng th«ng qua b¸n trôc. B¸n trôc n»m trong ngâng trôc vμ cã mÆt bÝch liªn kÕt víi moay ¬ qua mèi ghÐp bul«ng. I. lèp «t« 1. CÊu t¹o lèp « t«: CÊu t¹o chung cña lèp bao gåm: líp cao su lãt trong, líp sîi ( x−¬ng lèp), líp ®Öm, líp hoa lèp, thμnh bªn, vai lèp, tanh lèp b»ng kim lo¹i. Hoa lèp: - §Æc ®iÓm: + Líp cao su dμy bªn ngoμi cïng cña lèp, n»m trªn bÒ mÆt l¨n trªn nÒn ®−êng cã c¸c h×nh d¹ng kh¸c nhau cã nhiÖm vô b¶o vÖ líp sîi bªn trong vμ ®¶m b¶o kh¶ n¨ng b¸m tèt nhÊt víi nÒn ®−êng. + Cã c¸c r·nh bè trÝ tho¸t n−íc tèt nhÊt khi ®i trªn ®−êng −ít. . Lo¹i cã hoa lèp nhá hoÆc rÊt nhá : Dïng cho xe ch¹y trªn nÒn ®−êng tèt ( xa lé, thμnh phè) ®¶m b¶o kh¶ n¨ng b¸m ®−êng tèt. . Lo¹i cã hoa lèp th«ng th−êng: Dïng cho xe ch¹y trªn nÒn ®−êng cøng vμ ®−êng ®Êt, . Lo¹i hoa lèp cã r·nh lín vμ th«: Dïng cho xe ch¹y trªn nÒn ®−êng xÊu( c«ng tr−êng, b·i, ®−êng lÇy..). 144 2. Ph©n lo¹i lèp « t«: a) C¨n cø vµo ph−¬ng ph¸p lµm kÝn mµ cã thÓ ph©n lo¹i: - Lèp kh«ng s¨m: Ký hiÖu: TUBE LESS dïng cho xe cã tèc ®é cao do ®Æc ®iÓm an toμn (khi bÞ sù cè víi lèp, h¬i ra rÊt chËm do líp cao su dμy). + §Æc ®iÓm: Líp trong cïng cã líp cao su dμy ®Ó tr¸nh lät khÝ, vËt liÖu c¸c líp sîi còng tèt h¬n ®Ó tr¸nh lät khÝ . Cã ®é tin cËy lμm viÖc cao, . NhiÖt ®é trong lèp thÊp (do kh«ng cã sù ma s¸t gi÷a lèp vμ s¨m) nªn tuæi thä cao, . §é cøng lín( kh«ng cã chi tiÕt ®μn håi lμ s¨m). . Yªu cÇu ®é kÝn khÝt mèi l¾p ghÐp vμnh vμ lèp cao ®−îc quyÕt ®Þnh bëi h×nh d¸ng h×nh häc cña lßng vμnh. - Lèp cã s¨m: Ký hiÖu trªn bÒ mÆt lèp: TUBE TYPE + §Æc ®iÓm: . Lèp nhÑ, máng, kh¶ n¨ng ®μn håi tèt, . NhiÖt ®é thÊp h¬n. . DÔ l¾p r¸p vμ tuæi thä cao. b) C¨n cø vµo kÕt cÊu líp sîi mµnh: - Lèp cã sîi mµnh ®an h−íng kÝnh : Ký hiÖu trªn lèp cã ch÷ R: ( Radial). + §Æc ®iÓm: Cã hai líp sîi ®an chÐo mét gãc 10-30o vμ líp mμnh h−íng kÝnh Lèp lo¹i nμy cã ®é mμi mßn bÒ mÆt nhá, ®é ®μn håi tèt, lùc c¶n l¨n nhá, nh¹y c¶m víi sù quay vßng cña b¸nh xe dÉn h−íng, ®é gi·n në thÓ tÝch nhá, ®é cøng v÷ng vμ chÞu lùc däc vμ bªn ®ång ®Òu. - Lèp cã sîi mµnh ®an chÐo. Ký hiÖu trªn lèp cã ch÷ D: (Diagonal). + §Æc ®iÓm: C¸c sîi mμnh ®an chÐo so víi mÆt ph¼ng däc tõ gãc 300- 400. Nhê viÖc ®an chÐo, lèp cã kh¶ n¨ng ®μn håi däc lín, sù biÕn d¹ng bªn Ýt h¬n, chÞu lùc bªn tèt, ®é cøng v÷ng cao nªn cã tiÕng ån, thÝch hîp víi « t« cã vËn tèc trung b×nh hay nhá. - Lèp cã líp sîi kim lo¹i: + §Æc ®iÓm: Cã ®é bÒn cao, kh¶ n¨ng qu¸ t¶i cao, kh¶ n¨ng truyÒn nhiÖt tèt. Th−êng cã 1 hoÆc 2 líp sîi mμnh kim lo¹i lμ thÐp hîp kim. TREAD: 4 PLIES ( 2 PLIES RAYON + PLIES STEEL) SIDEWALL: 2 PLIES RAYON - Sè l−îng líp mµnh vµ ¸p suÊt h¬i lèp: KÝ hiÖu: _PR + §Æc ®iÓm: Lèp cã sè sîi mμnh lín cã kh¶ n¨ng chÞu t¶i lín. Tuy nhiªn lμm t¨ng lùc c¶n l¨n cña b¸nh xe. T−¬ng øng víi sè líp lμ ¸p suÊt h¬i lèp cho phÐp. VÝ dô: - 4PR t−¬ng øng ¸p suÊt lèp Pmax=0,22MPa≈2,2 KG/cm2 - 6PR t−¬ng øng ¸p suÊt lèp Pmax=0,25MPa≈2,5 KG/cm2 145 - 8PR t−¬ng øng ¸p suÊt lèp Pmax=0,28MPa≈2,8 KG/cm2 c) C¨n cø vµo ¸p suÊt khÝ nÐn bªn trong lèp: - Lèp ¸p suÊt thÊp: p= 0,8-5(kG/cm2). Ký hiÖu: B-d (Inch hoÆc mm) VÝ dô: 185-14. NghÜa lμ: B=185(mm), d=14(inch) - Lèp ¸p suÊt cao: p= 5-7kG/cm2. Ký hiÖu: D×B hoÆc D×H(inch hoÆc mm) VÝ dô: 880×135. NghÜa lμ D=880(mm); H=135(mm). 3. KÝch th−íc h×nh häc cña lèp ( Pr«fin) - ChiÒu réng : B hoÆc ký hiÖu W ( inch; mm) - ChiÒu cao: H( inch; mm) - §−êng kÝnh ngoµi cña lèp: D( inch; mm) - §−êng kÝnh l¾p víi vµnh cña lèp: d(inch; mm) 4. Ký hiÖu c¸c lo¹i lèp Theo mét sè tiªu chuÈn: II. Vµnh b¸nh xe: - Vμnh cã chøc n¨ng gi÷ cho lèp ë nguyªn profin theo yªu cÇu, ®Üa vμnh cè ®Þnh b¸nh xe víi moay ¬ ®Çu trôc b¸nh xe. - Vμnh cã thÓ chÕ t¹o b»ng ph−¬ng ph¸p dËp, ®óc hoÆc cã thÓ hμn tõ c¸c tÊm ph«i hoÆc b¾t b»ng bu l«ng ®Þnh vÞ. VËt liÖu chÕ t¹o th−êng dïng thÐp C15 hoÆc C20. 1. CÊu t¹o cña vμnh: Gåm lßng vμnh, ®Üa vμnh, n¾p ®Ëy ®Çu trôc b¸nh xe. 146 - Lßng vµnh: + §¶m b¶o lèp kh«ng cã kh¶ n¨ng dÞch chuyÓn theo ph−¬ng däc trôc b¸nh xe. BÒ mÆt tùa th−êng nghiªng 10 ®Õn 50 ®Ó lèp b¸m ch¾c vμo vμnh kh«ng bÞ xoay. + Víi lo¹i lèp kh«ng s¨m, bÒ mÆt tùa cña lßng vμnh cã h×nh d¹ng ®Æc biÖt ®Ó ®¶m b¶o mèi ghÐp gi÷a lèp vμ vμnh tr¸nh hiÖn t−îng rß rØ khÝ nÐn. - §Üa vµnh: ®Üa vμnh cã thÓ g¾n víi lßng vμnh b»ng ph−¬ng ph¸p hμn hoÆc ®inh t¸n. Cã xÎ c¸nh t¶n nhiÖt, cã c¸c lç ®Þnh t©m ®Ó cè ®Þnh b¸nh xe víi moay¬. 2. Ký hiÖu cña vμnh: - ChiÒu réng lßng vµnh: b(inch hoÆc mm) - §−êng kÝnh l¾p lèp xe : d1( inch hoÆc mm) III. Moay¬: B¸nh xe ®−îc liªn kÕt víi moay ¬ b»ng bul«ng th«ng qua ®Üa vμnh ®¶m b¶o ®é ®ång t©m b»ng c¸c mÆt c«n trªn bul«ng vμ ®ai èc. Moay ¬ quay trªn c¸c æ bi. ë cÇu chñ ®éng moay ¬ quay ®−îc b¾t chÆt víi bÝch cña b¸n trôc. Moay ¬ ®−îc chÕ t¹o b»ng ph−¬ng ph¸p ®óc tõ thÐp hoÆc gang rÌn. 147 IV. C¸c gãc ®Æt b¸nh xe dÉn h−íng ViÖc bè trÝ c¸c gãc ®Æt b¸nh xe dÉn h−íng liªn quan ®Õn tÝnh ®iÒu khiÓn vμ æn ®Þnh chuyÓn ®éng. Xe ph¶i cã tÝnh n¨ng æn ®Þnh khi ®i trªn ®−êng th¼ng vμ khi ®i ra khái ®−êng vßng th× ph¶i cã kh¶ n¨ng håi phôc tr¹ng th¸i ®i th¼ng. Do ®ã b¸nh xe ®−îc l¾p ®Æt víi c¸c gãc kh¸c nhau so víi mÆt ®−êng vμ ®èi víi hÖ thèng treo kh¸c nhau. 1. Gãc nghiªng ngang cña b¸nh xe ( gãc Camber):γ Gãc nghiªng ngang cña b¸nh xe lμ gãc ®−îc x¸c ®Þnh trong mÆt ph¼ng ngang cña xe t¹o nªn bëi mÆt ph¼ng däc ®i qua t©m b¸nh xe víi ph−¬ng th¼ng ®øng. Gãc nμy cã gi¸ trÞ tõ 1/2 ®Õn 10 ,®−îc gäi lμ d−¬ng khi nghiªng ra ngoμi vμ ng−îc l¹i gäi lμ ©m. Trªn mét sè lo¹i xe gãc nμy cßn cã gi¸ trÞ b»ng kh«ng. Gãc camber ©m: - Khi quay vßng, gãc camber ©m lμm gi¶m kh¶ n¨ng nghiªng cña b¸nh xe nªn sÏ duy tr× tèt kh¶ n¨ng quay vßng, gi¶m thμnh phÇn lùc bªn. Gãc camber d−¬ng: - Khi gãc quay vßng d−¬ng sÏ lμm gi¶m t¶i träng th¼ng ®øng t¸c dông lªn æ trôc vμ cam l¸i - Gi÷ cho b¸nh xe khái bÞ tuét do cã thμnh phÇn lùc däc trôc khi ®Æt b¸nh xe cã gãc camber d−¬ng. Gãc camber kh«ng: - Khi chuyÓn ®éng trªn nÒn ®−êng b»ng ph¼ng, gãc camber kh«ng ®¶m b¶o b¸nh xe mßn ®Òu. 2. §é chôm cña b¸nh xe §é chôm cña b¸nh xe lμ ®é lÖch cña phÇn tr−íc so víi phÇn sau b¸nh xe khi nh×n tõ trªn xuèng d−íi theo h−íng chuyÓn ®éng cña xe. Gãc lÖch cña b¸nh xe ®−îc gäi lμ gãc chôm. - A<B gäi lμ ®é chôm hoÆc gäi lμ ®é chôm d−¬ng - A>B gäi lμ ®é cho·i hoÆc gäi lμ ®é chôm ©m. 148 - §é chôm ®ãng vai trß æn ®Þnh vµnh l¸i: + Khi b¸nh xe bÞ ®éng dÉn h−íng l¨n xuÊt hiÖn lùc däc Pf ( lùc c¶n l¨n) ng−îc chiÒu chuyÓn ®éng cña xe, lùc nμy g©y ra mét m«men quay ®èi víi t©m trô ®øng víi kho¶ng c¸ch r0. M«men nμy Ðp c¸c b¸nh xe quay vÒ phÝa sau lμm mÊt æn ®Þnh l¸i, ®é chôm d−¬ng sÏ kh¾c phôc hiÖn t−îng nμy t¹o nªn sù æn ®Þnh khi chuyÓn ®éng th¼ng. Gi¸ trÞ ®é chôm nμy tõ 2-3 (mm). + Khi b¸nh xe chñ ®éng dÉn h−íng l¨n, m«men sinh ra t¹i trô ®øng bëi lùc kÐo sÏ Ðp c¸c b¸nh xe quay vμo phÝa trong nªn cÇn ®Æt ®é cho·i cho b¸nh xe. MÆt kh¸c khi chÞu lùc c¶n l¨n vμ lùc phanh nªn ®é cho·i nμy th−êng ®Æt cã gi¸ trÞ nhá hoÆc b»ng kh«ng. Gi¸ trÞ ®é cho·i tõ -3÷ -2 (mm). + Khi xe ®i vμo ®−êng nghiªng, c¸c b¸nh xe cã xu h−íng nghiªng vμo phÝa nghiªng, nÕu b¸nh xe cã ®é chôm sÏ lμm cho c¸c b¸nh xe cã xu h−íng quay theo chiÒu ng−îc l¹i tøc lμ æn ®Þnh khi ®i th¼ng. 3. Gãc nghiªng ngang cña trô ®øng ( kingpin angle). σ Gãc nghiªng ngang cña trô ®øng lμ gãc hîp bëi ®−êng t©m trô ®øng vμ ph−¬ng th¼ng ®øng trong mÆt ph¼ng c¾t ngang. Gãc nghiªng ngang nμy cã gi¸ trÞ tõ 20÷160 Kho¶ng c¸ch tõ t©m ®−êng trô ®øng giao víi mÆt ®−êng ®Õn t©m b¸nh xe giao víi mÆt ®−êng ®−îc gäi lμ ®é lÖch hay cßn gäi lμ b¸n kÝnh quay cña b¸nh xe quanh trô ®øng. + §Æt gãc nghiªng ngang trô ®øng nh»m ®Ó b¸nh xe dÉn h−íng cã kh¶ n¨ng tù quay vÒ vÞ trÝ ®i th¼ng. Sù tù quay trë vÒ ®ã lμ do cã m«men ph¶n lùc( m«men c¶n quay vßng) t¸c dông tõ mÆt ®−êng lªn b¸nh xe. M«men nμy ®−îc h×nh thμnh do cã ®é lÖch. + Gi¶m m«men c¶n l¨n khi kho¶ng lÖch ®−îc rót ng¾n. + Kho¶ng lÖch qu¸ lín, khi lùc phanh hoÆc lùc kÐo truyÒn tíi sÏ g©y ra m«men lμm quay quanh trô ®øng lín. HoÆc c¸c t¸c ®éng tõ mÆt ®−êng cã thÓ lμm ¶nh h−ëng ®Õn ®é æn ®Þnh cña b¸nh xe. 4. Gãc nghiªng däc cña trô ®øng ( caster angle): τ 149 Lμ gãc ®−îc x¸c ®Þnh trong mÆt ph¼ng däc cña xe vμ t¹o nªn bëi t©m ®−êng trô ®øng víi ph−¬ng th¼ng ®øng trong mÆt ph¼ng däc. Khi nh×n theo chiÒu chuyÓn ®éng däc xe gãc τ cã gi¸ trÞ d−¬ng khi ®−êng t©m trô ®øng lÖch vÒ phÝa sau vμ cã gi¸ trÞ ©m khi ®−êng t©m trô ®øng lÖch vÒ phÝa tr−íc. Gãc lÖch nμy kÌm theo ®é lÖch däc( nk) lμ kho¶ng c¸ch gi÷a ®−êng t©m trô ®øng giao víi mÆt ®−êng víi víi ®−êng t©m b¸nh xe giao víi mÆt ®−êng trong mÆt ph¼ng däc. §é lÖch vÒ phÝa tr−íc, khi ®i vμo ®−êng vßng hoÆc chÞu t¸c ®éng cña lùc bªn, ph¶n lùc bªn t¸c ®éng lªn b¸nh xe sÏ sinh ra m«men c¶n quay vßng lμm b¸nh xe cã xu h−íng quay vÒ vÞ trÝ trung gian ®i th¼ng. Gi¸ trÞ gãc nμy vμo kho¶ng 00÷120 khi ®ã ®é lÖch vμo kho¶ng 0÷25(mm) 150 151 3.4. HÖ thèng treo Mét sè kh¸i niÖm : - Khèi l−îng ®−îc treo: Lμ toμn bé khèi l−îng th©n xe ®−îc ®ì bëi hÖ thèng treo. Nã bao gåm: khung, vá, ®éng c¬, hÖ thèng truyÒn lùc,... - Khèi l−îng kh«ng ®−îc treo: lμ phÇn khèi l−îng kh«ng ®−îc ®ì bëi hÖ thèng treo. Bao gåm: côm b¸nh xe, cÇu xe,... - Sù dao ®éng cña phÇn ®−îc treo cña «t«: 1. Sù l¾c däc ( pitching_ sù xãc n¶y theo ph−¬ng th¼ng ®øng). Lμ sù dao ®éng lªn xuèng cña phÇn tr−íc vμ sau cña xe quanh träng t©m cña nã. 2. Sù l¾c ngang ( Rolling). Khi xe quay vßng hay ®i vμo ®−êng mÊp m«, c¸c lß xo ë mét phÝa sÏ gi·n ra cßn phÝa kia bÞ nÐn co l¹i. §iÒu nμy lμm cho xe bÞ l¾c ngang. 3. Sù xãc n¶y( bouncing) lμ sù dÞch chuyÓn lªn xuèng cña th©n xe. Khi xe ®i víi tèc ®é cao trªn nÒn ®−êng gîn sãng, hiÖn t−îng nμy rÊt dÔ x¶y ra. 4. Sù xoay ®øng ( jawing) lμ sù quay th©n xe theo ph−¬ng däc quanh träng t©m cña xe. Trªn ®−êng cã sù l¾c däc th× sù xoay ®øng nμy còng xuÊt hiÖn. - Sù dao ®éng cña phÇn khèi l−îng kh«ng ®−îc treo: 1. Sù dÞch ®øng: lμ sù dÞch chuyÓn lªn xuèng cña c¸c b¸nh xe trªn mçi cÇu xe. §iÒu nμy th−êng x¶y ra khi xe ®i trªn ®−êng gîn sãng víi tèc ®é trung b×nh hay cao. 2. Sù xoay däc theo cÇu xe: lμ sù dao ®éng lªn xuèng ng−îc h−íng nhau cña c¸c b¸nh xe trªn mçi cÇu lμm cho b¸nh xe nÈy lªn khái mÆt ®−êng. Th−êng x¶y ra ®èi víi hÖ treo phô thuéc. 3. Sù uèn: lμ hiÖn t−îng c¸c l¸ nhÝp cã xu h−íng bÞ uèn quanh b¶n th©n cÇu xe do m«men xo¾n chñ ®éng ( kÐo hoÆc phanh) truyÒn tíi. I- C«ng dông, ph©n lo¹i 1.1. C«ng dông: 1. §ì th©n xe lªn trªn cÇu xe; cho phÐp b¸nh xe chuyÓn ®éng t−¬ng ®èi theo ph−¬ng th¼ng ®øng ®èi víi khung xe hoÆc vá xe; h¹n chÕ nh÷ng chuyÓn ®éng kh«ng muèn cã kh¸c cña b¸nh xe. 2. Bé phËn cña hÖ thèng treo thùc hiÖn nhiÖm vô hÊp thô vμ dËp t¾t c¸c dao ®éng, rung ®éng, va ®Ëp mÆt ®−êng truyÒn lªn. 3. §¶m nhËn kh¶ n¨ng truyÒn lùc vμ m«men gi÷a b¸nh xe vμ khung xe : C«ng dông cña hÖ thèng treo ®−îc thÓ hiÖn qua c¸c phÇn tö cña hÖ thèng treo: - PhÇn tö ®μn håi: lμm gi¶m nhÑ t¶i träng ®éng t¸c dông tõ b¸nh xe lªn khung vμ ®¶m b¶o ®é ªm dÞu cÇn thiÕt khi chuyÓn ®éng. - PhÇn tö dÉn h−íng: X¸c ®Þnh tÝnh chÊt dÞch chuyÓn cña c¸c b¸nh xe vμ ®¶m nhËn kh¶ n¨ng truyÒn lùc ®Çy ®ñ tõ mÆt ®−êng t¸c dông lªn th©n xe. - PhÇn tö gi¶m chÊn: DËp t¾t dao ®éng cña « t« khi ph¸t sinh dao ®éng. 152 - PhÇn tö æn ®Þnh ngang: Víi chøc n¨ng lμ phÇn tö ®μn håi phô lμm t¨ng kh¶ n¨ng chèng lËt th©n xe khi cã sù thay ®æi t¶i träng trong mÆt ph¼ng ngang. - C¸c phÇn tö phô kh¸c: vÊu cao su, thanh chÞu lùc phô,...cã t¸c dông t¨ng cøng, h¹n chÕ hμnh tr×nh vμ chÞu thªm t¶i träng. 1.2. Ph©n lo¹i ViÖc ph©n lo¹i hÖ thèng treo dùa theo c¸c c¨n cø sau : - Theo lo¹i bé phËn ®μn håi chia ra : + Lo¹i b»ng kim lo¹i ( gåm cã nhÝp l¸, lß xo, thanh xo¾n ) + Lo¹i khÝ ( lo¹i bäc b»ng cao su - sîi, mμng, lo¹i èng ). + Lo¹i thuû lùc (lo¹i èng ). + Lo¹i cao su. - Theo s¬ ®å bé phËn dÉn h−íng chia ra : + Lo¹i phô thuéc víi cÇu liÒn ( lo¹i riªng vμ lo¹i th¨ng b»ng). + Lo¹i ®éc lËp ( mét ®ßn, hai ®ßn,...). -Theo ph−¬ng ph¸p dËp t¾t dao ®éng chia ra : + Lo¹i gi¶m chÊn thuû lùc ( lo¹i t¸c dông mét chiÒu, lo¹i t¸c dông 2 chiÒu ). +Lo¹i ma s¸t c¬ ( ma s¸t trong bé phËn ®μn håi, trong bé phËn dÉn h−íng). - Theo ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn cã thÓ chia ra: + HÖ thèng treo bÞ ®éng ( kh«ng ®−îc ®iÒu khiÓn) + HÖ thèng treo chñ ®éng ( HÖ thèng treo cã ®iÒu khiÓn) II. cÊu T¹o chung vµ nguyªn lý lµm viÖc cña hÖ thèng treo. 2.1. S¬ ®å vμ nguyªn lý lμm viÖc cña hÖ thèng treo phô thuéc: a) §Æc ®iÓm cña hÖ thèng treo phô thuéc: DÇm cÇu liªn kÕt cøng hai b¸nh xe ë hai bªn. ë cÇu chñ ®éng, dÇm cÇu chñ ®éng liªn kÕt hai b¸nh xe. ë cÇu dÉn h−íng, dÇm cÇu liÒn b»ng thÐp ®Þnh h×nh liªn kÕt hai b¸nh xe. - Nh−îc ®iÓm: + Khèi l−îng kh«ng treo lín: t¨ng t¶i träng ®éng, va ®Ëp, gi¶m ®é ªm dÞu vμ sù b¸m cña b¸nh xe, + ChiÒu cao träng t©m lín do ®¶m b¶o kho¶ng c¸ch lμm viÖc cña cÇu xe: ¶nh h−ëng ®Õn tÝnh æn ®Þnh, chiÕm kh«ng gian lín, + Nèi cøng b¸nh xe dÔ g©y nªn nh÷ng chuyÓn vÞ phô. - −u ®iÓm: + VÕt b¸nh xe cè ®Þnh: gi¶m ®é mßn ngang cña lèp, + Kh¶ n¨ng chÞu lùc bªn tèt do hai b¸nh xe ®−îc liªn kÕt víi nhau: gi¶m sù tr−ît bªn, + C«ng nghÖ chÕ t¹o ®¬n gi¶n, dÔ th¸o l¾p, söa ch÷a thay thÕ. 2.2. S¬ ®å vμ nguyªn lý lμm viÖc cña hÖ thèng treo ®éc lËp: 153 a) §Æc ®iÓm cña hÖ thèng treo ®éc lËp: Hai b¸nh xe ë hai bªn dÞch chuyÓn ®éc lËp víi nhau. Sù dÞch chuyÓn cña b¸nh xe nμy kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn b¸nh xe kh¸c ( nÕu coi th©n xe ®øng yªn). - Nh−îc ®iÓm: + KÕt cÊu phøc t¹p: khã kh¨n khi th¸o l¾p, söa ch÷a vμ b¶o d−ìng, - −u ®iÓm: + §¶m b¶o ®éng häc ®−îc ®óng vμ chÝnh x¸c h¬n, tuú theo kÕt cÊu mμ gi¶m ®−îc ®é tr−ît ngang: gi¶m ®é mμi mßn lèp + Cã kh«ng gian ®Ó bè trÝ c¸c bé phËn kh¸c: h¹ thÊp träng t©m xe, t¨ng ®é æn ®Þnh chuyÓn ®éng, + Khèi l−îng phÇn kh«ng treo nhá: gi¶m sù va ®Ëp vμ ph¸t sinh t¶i träng ®éng. III. CÊu t¹o c¸c bé phËn cña hÖ thèng treo 3.1 Bé phËn ®µn håi: 1. Chøc n¨ng: - Cã nhiÖm vô ®−a vïng tÇn sè dao ®éng ®ã phï hîp vïng tÇn sè thÝch hîp víi ng−êi sö dông( 60-85d®/ph). - Nèi mÒm gi÷a b¸nh xe vμ thïng xe gi¶m nhÑ t¶i träng ®éng t¸c dông tõ b¸nh xe lªn khung trªn c¸c ®Þa h×nh kh¸c nhau. - Cã ®−êng ®Æc tÝnh ®μn håi phï hîp víi c¸c chÕ ®é ho¹t ®éng cña xe. 2. KÕt cÊu: PhÇn tö ®μn håi cña hÖ thèng treo cã thÓ lμ kim lo¹i: nhÝp l¸, lß xo, thanh xo¾n hoÆc phi kim lo¹i : cao su, khÝ nÐn, thuû lùc ngoμi ra cã thÓ dïng kÕt hîp c¸c lo¹i phÇn tö ®μn håi trªn. a) NhÝp l¸: NhÝp ®−îc dïng phæ biÕn nhÊt v× nhÝp võa lμ bé phËn ®μn håi, bé phËn dÉn h−íng vμ mét phÇn lμm nhiÖm vô gi¶m chÊn. S¬ ®å hÖ thèng treo ®éc lËp 1. Th©n xe 2. Bé phËn ®μn håi 3. Bé phËn gi¶n chÊn 4. §ßn ngang trªn 5. §ßn ngang d−íi 154 - §Æc ®iÓm cña phÇn tö ®μn håi nhÝp l¸: + KÕt cÊu: + L¾p r¸p: . C¸c l¸ nhÝp ®−îc l¾p ghÐp thμnh bé, cã bé phËn kÑp ngang ®Ó tr¸nh kh¶ n¨ng x« ngang khi nhÝp lμm viÖc. . Bé nhÝp ®−îc b¾t chÆt víi dÇm cÇu th«ng qua bul«ng quang nhÝp, liªn kÕt víi khung th«ng qua tai nhÝp vμ quang treo (®Ó c¸c l¸ nhÝp biÕn d¹ng tù do). + §Æc tÝnh ®μn håi: §−êng ®Æc tÝnh ®μn håi cña nhÝp l¸ ®−îc coi lμ tuyÕn tÝnh, tøc lμ ®é cøng cña nã Ýt thay ®æi d−íi t¸c dông cña t¶i träng. §Ó t¨ng cøng ng−êi ta ta cã thÓ bè dïng c¸c c¸ch sau: . Dïng nhÝp phô: . Dïng vÊu tú ë gi÷a ®Çu nhÝp víi chç b¾t quang nhÝp. . Bè trÝ nghiªng mãc treo nhÝp. . Bè trÝ mét l¸ nhÝp liªn kÕt ®Ó chÞu lùc däc cßn c¸c l¸ nhÝp kh¸c ®−îc bè trÝ tù do. b) Lß xo: HÖ thèng treo víi phÇn tö ®μn håi lμ lß xo ®−îc sö dông réng r·i trªn « t« con vμ « t« t¶i nhÑ. - §Æc ®iÓm cña phÇn tö ®μn håi lß xo: + KÕt cÊu: chÕ t¹o tõ thanh thÐp cã tiÕt diÖn trßn hay vu«ng + −u ®iÓm: kÕt cÊu ®¬n gi¶n, cã tuæi thä cao h¬n do kh«ng cã ma s¸t khi lμm viÖc, kh«ng ph¶i b¶o d−ìng vμ ch¨m sãc. + Nh−îc ®iÓm: kh«ng cã kh¶ n¨ng dÉn h−íng vμ gi¶m chÊn. Do vËy bè trÝ phøc t¹p h¬n so víi lo¹i dïng nhÝp l¸. + Bè trÝ: Th−êng bè trÝ trªn cÇu tr−íc ®éc lËp hoÆc cÇu sau phô thuéc + §Æc tÝnh ®μn håi: §−êng ®Æc tÝnh ®μn håi tuyÕn tÝnh. c) Thanh xo¾n : Thanh xo¾n lμ mét thanh thÐp ®μn håi, dïng tÝnh ®μn håi xo¾n ®Ó chèng l¹i sù xo¾n. - §Æc ®iÓm cña phÇn tö ®μn håi thanh xo¾n: + KÕt cÊu: + Bè trÝ: + L¾p r¸p: + §Æc tÝnh ®μn håi: TuyÕn tÝnh víi gãc xo¾n. 155 d) Bé phËn ®μn håi phô b»ng cao su: Chøc n¨ng t¨ng cøng vμ h¹n chÕ hμnh tr×nh cña hÖ thèng treo. §Æc ®iÓm: - −u ®iÓm: + Cã ®é bÒn cao, kh«ng ph¶i b¶o d−ìng, söa ch÷a; + Kh¶ n¨ng hÊp thô n¨ng l−îng tèt + Träng l−îng nhá vμ cã ®Æc tÝnh ®μn håi phi tuyÕn. - Nh−îc ®iÓm: + Cã sù biÕn chÊt ¶nh h−ëng ®Õn ®Æc tÝnh ®μn håi khi nhiÖt ®é thay ®æi + Sù biÕn d¹ng d− lín ®) KiÓu khÝ nÐn. KiÓu khÝ nÐn ®−îc sö dông nhiÒu trªn xe t¶i, trªn mét sè xe con h¹ng sang. - §Æc ®iÓm phÇn tö ®μn håi khÝ nÐn: + KÕt cÊu: + Bè trÝ + L¾p r¸p: + §Æc ®iÓm: - −u ®iÓm : + Cã kh¶ n¨ng tù ®éng thay ®æi ®é cøng cña hÖ thèng treo. + HÖ thèng treo khÝ nÐn cßn cã mét −u ®iÓm n÷a ®ã lμ kh«ng cã ma s¸t trong c¸c phÇn tö ®μn håi; träng l−îng cña phÇn tö ®μn håi nhá. - Nh−îc ®iÓm: + Kh«ng cã kh¶ n¨ng dÉn h−íng. + HÖ thèng ®iÒu khiÓn phøc t¹p. e) KiÓu thuû khÝ: Bé phËn ®μn håi dïng kÕt hîp chøc n¨ng gi÷a bé phËn ®μn håi, bé phËn gi¶m chÊn t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó ®iÒu chØnh chiÒu cao vμ träng t©m xe tù ®éng. 3.2. Bé phËn gi¶m chÊn: 1. Chøc n¨ng: - DËp t¾t dao ®éng ph¸t sinh trong qu¸ tr×nh xe chuyÓn ®éng tõ mÆt ®−êng lªn khung xe trong c¸c ®Þa h×nh kh¸c nhau mét c¸ch nhanh chãng. - §¶m b¶o dao ®éng cña phÇn kh«ng treo nhá nhÊt, sù tiÕp xóc cña b¸nh xe trªn nÒn ®−êng, n©ng cao kh¶ n¨ng b¸m ®−êng vμ an toμn trong chuyÓn ®éng. 2. Ph©n lo¹i: Gi¶m chÊn ®−îc ph©n lo¹i theo cÊu t¹o vμ ho¹t ®éng cña chóng: - Ph©n lo¹i theo ho¹t ®éng: + T¸c dông mét chiÒu: chÊn ®éng chØ bÞ dËp t¾t ë hμnh tr×nh tr¶ tøc lμ lóc b¸nh xe ®i xa khung ( Kn xÊp xØ b»ng 0). + T¸c dông hai chiÒu: chÊn ®éng bÞ dËp t¾t ë c¶ hμnh tr×nh nÐn vμ tr¶. - Theo cÊu t¹o: + KiÓu èng ®¬n + KiÓu èng kÐp - Theo m«i chÊt c«ng t¸c: + Lo¹i thuû lùc 156 + Lo¹i khÝ. 3. Nguyªn lý lμm viÖc a) B¶n chÊt vËt lý qu¸ tr×nh x¶y ra trong gi¶m chÊn B¶n chÊt cña qu¸ tr×nh lμm viÖc cña gi¶m chÊn lμ qu¸ tr×nh tiªu hao c¬ n¨ng( biÕn c¬ n¨ng thμnh nhiÖt n¨ng. b) §−êng ®Æc tÝnh cña gi¶m chÊn thuû lùc Lùc c¶n gi¶m chÊn lμ mét hμm phô thuéc vμo vËn tèc t−¬ng ®èi cña c¸c dao ®éng t−¬ng ®èi gi÷a thïng xe víi b¸nh xe. c) Nguyªn lý lμm viÖc cña gi¶m chÊn thuû lùc: Lo¹i 1 líp vá: - Hμnh tr×nh nÐn: - Hμnh tr×nh tr¶: Lo¹i hai líp vá cã t¸c dông hai chiÒu. 1. Hμnh tr×nh nÐn : Khi b¸nh xe ®Õn gÇn khung xe (gÆp ph¶i mÊp m«) t−¬ng øng víi hμnh tr×nh cÇn piston ®i xuèng - NÐn nhÑ: - NÐn m¹nh: 2. Hμnh tr×nh tr¶ : Khi b¸nh xe xa khung xe (khi ®i xuèng æ gμ), t−¬ng øng víi hμnh tr×nh cÇn piston ®i lªn phÝa trªn. 157 - Tr¶ m¹nh: - Tr¶ nhÑ: 3. KÕt cÊu gi¶m chÊn. Trªn « t« hiÖn nay phæ biÕn dïng lo¹i gi¶m chÊn ho¹t ®éng hai chiÒu cã 2 vá 4. Bé phËn dÉn h−íng 4.1. Chøc n¨ng: - X¸c ®Þnh tÝnh chÊt chuyÓn ®éng (®éng häc) cña b¸nh xe ®èi víi khung, vá xe. - TiÕp nhËn vμ truyÒn lùc, m« men gi÷a b¸nh xe víi khung vá xe. C¨n cø theo s¬ ®å bé phËn dÉn h−íng chia ra lo¹i hÖ thèng treo ®éc lËp vμ lo¹i hÖ thèng treo phô thuéc. 4.2. HÖ thèng treo phô thuéc: KÕt cÊu hÖ thèng treo phô thuéc th«ng dông: a) PhÇn tö ®μn håi nhÝp l¸: ®a sè sö dông trªn xe t¶i, xe kh¸ch, xe buýt vμ treo sau cña xe du lÞch. b) PhÇn tö ®μn håi lß xo: c) PhÇn tö ®μn håi khÝ nÐn hoÆc thuû khÝ: 4.3. HÖ thèng treo ®éc lËp: KÕt cÊu hÖ thèng treo ®éc lËp th«ng dông: 1. HÖ thèng treo víi ®ßn ngang: a) §éng häc : - Lo¹i mét ®ßn ngang: - Lo¹i hai ®ßn ngang cã c¬ cÊu h×nh b×nh hμnh: - Lo¹i hai dßn ngang cã c¬ cÊu h×nh thang: b) §Æc ®iÓm lo¹i hai ®ßn ngang. −u ®iÓm: + Sù linh ho¹t cña hÖ thèng treo thiÕt kÕ. + DÔ dμng gi¶m chiÒu cao mòi xe + Träng t©m xe ®−îc h¹ thÊp, t¨ng ®é æn ®Þnh khi chuyÓn ®éng. + §é nghiªng thïng xe khi quay vßng nhá. C¸c gãc ®Æt b¸nh xe thay ®æi Ýt vμ chuyÓn vÞ bªn nhá nªn mßn lèp Ýt. + Khèi l−îng kh«ng ®−îc treo nhá ®¶m b¶o ®é ªm dÞu khi ®i trªn ®−êng xÊu. Nh−îc ®iÓm : + KÕt cÊu phøc t¹p, khã kh¨n cho viÖc bè trÝ trong khoang ®éng c¬. + Cã sù thay ®æi lín gãc ®Æt b¸nh xe do dung sai cña c¸c chi tiÕt khi l¾p r¸p 2. HÖ thèng treo Mc.Pherson §Æc ®iÓm kÕt cÊu: −u ®iÓm: + CÊu tróc ®¬n gi¶n, Ýt chi tiÕt, gi¶m nhÑ khèi l−îng kh«ng ®−îc treo + DÔ dμng bè trÝ trong khoang ®éng c¬ + cã thÓ ®iÒu chØnh chiÒu cao träng t©m xe b»ng bu l«ng. Nh−îc ®iÓm: + H¹n chÕ ®éng häc cña hÖ treo: ChiÒu cao t©m quay dao ®éng lín; ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh cña gãc camber thÊp +Khã gi¶m chiÒu cao mòi xe. + Cã kh¶ n¨ng g©y ra sù thay ®æi gãc nghiªng ngang b¸nh xe, vÕt b¸nh xe 3. HÖ treo ®ßn däc 158 - S¬ ®å cÊu t¹o nh− h×nh vÏ. - §Æc ®iÓm cña lo¹i treo ®ßn däc: + Kh«ng x¶y ra sù thay ®æi chiÒu dμi vÕt b¸nh xe, gãc nghiªng b¸nh xe, ®é chôm b¸nh xe khi b¸nh xe dÞch chuyÓn, c¸c gi¸ trÞ nμy ®Òu b»ng kh«ng. + Khíp nèi ®ßn däc víi khung vá th−êng lμm b»ng cao su. §Ó t¨ng ®é cøng v÷ng cho hÖ treo nμy ng−êi ta th−êng bè trÝ: ®Æt lß xo ngay trªn t©m trôc b¸nh xe; t¨ng chiÒu dμi ®ßn däc; 4. HÖ treo ®ßn däc cã ®ßn ngang liªn kÕt Nã thuéc lo¹i nöa phô thuéc, nöa ®éc lËp ®iÒu nμy c¨n cø vμo kh¶ n¨ng lμm viÖc cña hÖ treo vμ tuú thuéc vμo ®é cøng cña ®