Bài giảng Kỹ thuật ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: KỸ THUẬT Ô TÔ SỐ TÍN CHỈ: 03 LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Hưng Yên - 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: KỸ THUẬT Ô TÔ SỐ TÍN CHỈ: 03 LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Hưng Yên, năm 2015 1 CHƢƠNG 1: CẤU TẠO CHUNG CỦA ÔTÔ 1.1. Tổng quan về ôtô. 1.1.1. Lịch sử phát triển ôtô 1.1.2. Phân loại ôtô. a. Theo năng lƣợng chuyển động: 1. Động cơ xăng 2. Động cơ diesel 3. Động cơ lai (Hybrid) 4. Xe năng lượng điện 5. Động cơ lai loại tế bào nhiên liệu Hình 1.1. Các loại ô tô dùng năng lượng chuyển động  Xe sử dụng động cơ xăng Loại xe ôtô này hoạt động bằng động cơ sử dụng nhiêu liệu xăng. Do động cơ xăng tạo ra công suất lớn đồng thời nó có kích thước nhỏ gọn, nên chúng được sử dụng rộng rãi trên các loại xe du lịch. Ngoài ra người ta còn sử dụng động cơ CNG, động cơ LPG và động cơ chạy bằng cồn, chúng sử dụng các loại nhiên liệu khác nhau. CNG: Khí ga nén tự nhiên, LPG: Khí ga hoá lỏng. 1. Động cơ, 2. Bình nhiên liệu  Xe sử dụng động cơ diesel Hình 1.2. Ô tô dùng động cơ xăng 2 Loại xe ôtô này hoạt động bằng động cơ sử dụng nhiêu liệu diesel. Do động cơ diesel tạo ra mômen xoắn lớn và có tính kinh tế nhiên liệu tốt, nên chúng được sử dụng rộng rãi trên các loại xe tải và xe đa dụng kiểu thể thao (SUV). 1. Động cơ, 2. Bình nhiên liệu.  Xe sử dụng động cơ lai (Hybrid)  Xe ôtô sử dụng năng lượng điện (EV) Loại xe ôtô này sử dụng nguồn điện của ắc quy để vận hành môtơ điện thay vì sử dụng nhiên liệu, ắc quy cần được nạp lại điện. Loại xe này mang lại nhiều lợi ích, như không gây ô nhiễm và phát ra tiếng ồn thấp khi hoạt động. Hệ thống dẫn động bánh xe dùng điện 290V. 1. Bộ điều khiển công suất 2. Môtơ điện, 3. Ắc quy Động cơ Bộ đổi điện Hộp số Bộ chuyển đổi Ắc quy Hình 1.3. Ô tô dùng động cơ diesel Hình 1.4. Ô tô dùng động cơ lai Hình 1.5. Ô tô dùng động cơ điện 3  Xe sử dụng động cơ lai loại tế bào nhiên liệu (FCHV) Loại xe ôtô này sử dụng năng lượng điện tạo ra khi nhiên liệu hyđrô phản ứng với ôxy trong không khí sinh ra nước. Do nó chỉ thải ra nước, nó được coi là tốt nhất trong những loại xe có mức ô nhiễm thấp, và nó được tiên đoán sẽ trở thành nguồn năng lượng chuyển động cho thế hệ ôtô tiếp theo. Sơ đồ mô tả hệ thống Hybrid tế bào nhiên liệu của Toyota. 1. Bộ điều khiển công suất; 2. Mô tơ điện; 3. Bộ tế bào nhiên liệu 4. Hệ thống lưu hyđrô; 5. Ắc qui phụ b. Theo phƣơng pháp dẫn động  Chủ yếu được chia thành các loại sau đây: • FF (Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động) • FR (Động cơ đặt trước – Bánh sau chủ động) • 4WD (4 bánh chủ động) • MR (động cơ đặt giữa - cầu sau chủ động). c. Có nhiều kiểu thân xe khác nhau: 1. Sedan: Đây là kiểu thân xe có ba khoang riêng biệt, 4 cửa, 4-5 chỗ ngồi. 2. Coupe: Đây là dòng xe 2 cửa thể thao, có 4 chỗ ngồi, luôn thể hiện được sức mạnh của động cơ. * (Roadster: là xe 2 cửa, 2 chỗ ngồi) 3. Lift back (Hatch back) Về cơ bản nó giống với coupe, là sự kết hợp khoang hành khách và khoang hành lý. Lắp cốp đồng thời là cửa sau. 4. Hardtop: Cơ bản giống Sedan, nhưng không có khung cửa sổ, và cộ trụ cửa. 5. Convertible: Đây là một kiểu Sedan hoặc Coupe, nhưng nó có khả năng thu gọn mui lại thành một chiếc mui trần. Hình 1.6. Ô tô sử dụng động cơ lai tế bào 4 2. Pickup: Đây là một loại xe tải nhỏ, có khoang máy kéo dài về phía trước ghế người lái. 7. Van and wagon: Kiểu xe này là sự kết hợp khoang hành khách và khoang hành ký, nó chứa được nhiều người và hành lý. Khoang hành khách thông với khoang hành lý. 1.2. Đặc điểm cấu tạo chung của ôtô 1. Động cơ (xăng hoặc Diesel) 2. Hệ thống truyền lực 3. Hệ thống lái 4. Hệ thống treo 5. Hệ thống phanh 6. Hệ thống điện (điện động cơ và điện thân xe) 7. Khung vỏ Hình 1.7. Các dạng kiểu xe theo hình dáng 5 CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 2.1. Tổng quan về hệ thống truyền lực. Hệ thống truyền lực ( HTTL) của ôtô là hệ thống tất cả các cơ cấu nối từ động cơ tới bánh xe chủ động, bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biến đổi các giá trị mô men truyền. Hiện nay, thường gặp các loại ôtô có động cơ đều là động cơ đốt trong sau hơn một thế kỉ từ khi ra đời và nhất là trong giai đoạn sau năm 1975 đến nay. Động cơ đốt trong đã không ngừng được hoàn thiện dẫn tới kết cấu của HTTL có biến động đáng kể. Những chỉ tiêu chính có thể kể đến là: Giảm tiêu hao nhiên liệu, tăng công suất, giảm độ ồn, tăng tốc độ lớn nhất của động cơ. Ảnh hưởng nhiều tới HTTL nhất là việc tăng tốc độ và tăng công suất của động cơ. Do đòi hỏi tăng tốc độ ô tô và những thát triển vượt bậc của kĩ thuật động cơ nên đã làm tăng tính đa dạng trong kết cấu HTTL . 2.1.1. Cấu tạo chung hệ thống truyền lực của ô tô. Hình 2.1. Cấu tạo hệ thống truyền lực ô tô 6 Hình 2.2. Cấu tạo một số hệ thống truyền lực trên ô tô 7  Thƣờng hệ thống truyền lực gồm các bộ phận sau: 1. Ly hợp 2. hộp số 3. Trục các đăng 4. Bộ vi sai 5. bán trục 6. Bánh xe chủ động 2.1.2. Phân loại hệ thống truyền lực Tuỳ theo các cách phân loại mà có các hệ thống truyền lực khác nhau, nhưng chủ yếu có mấy loại cơ bản sau:  Theo vị trí đặt động cơ và cầu chủ động: - Loại FF : động cơ đặt trước, bánh trước chủ động - Loại FR : động cơ đặt trước, bánh sau chủ động - Loại hộp số thường - Loại hộp số tự động - Loại 4WD : hai cầu chủ động - Loại MR : động cơ đặt giưa cầu sau chủ động  Theo loại ô tô: - Hệ thống truyền lực ô tô con - Hệ thống truyền lực ô tô khách - Hệ thống truyền lực ô tô tải a. Các hệ thống truyền lực của xe con: HL§ C C§C§ HL§ C H L § C HL§ C Hình 2.3. Hệ thống truyền lực ô tô con 8 H L DCC H L C CD HL P C C CD CD CD HL CD K C C DC DC DC Hình 2.4. Hệ thống truyền lực ô tô con có bộ chia công suất b. Hệ thống truyền lực ô tô khách Hình 2.4. Hệ thống truyền lực ô tô khách 9 c. Hệ thống truyền lực ô tô tải Hình 2.6. Hệ thống truyền lực ô tô tải 2.1.2.1. Hệ thống truyền lực với hộp số thƣờng.  Cấu tạo chung: Hình 2.7. Cấu tạo chung hệ thống truyền lực thường 10 2.1.2.2. Hệ thống truyền lực tự động.  Cấu tạo chung: Hình 2.8 . Cấu tạo chung hệ thống truyền lực tự động Hình 2.9. Các phương án hệ thống truyền lực tự động 11 2.2. Hệ thống truyền lực với hộp số thƣờng. 2.2.1. Ly hợp ( côn ) 2.2.1.1. Chức năng, yêu cầu và phân loại a. Chức năng - Ly hợp dùng để truyền mô men quay từ động cơ đến HTTL và đảm bảo đóng ngắt êm dịu, nhằm giảm tải trọng động và thực hiện trong thời gian ngắn nhất. - Khi chịu tải quá lớn, ly hợp đóng vai trò như là một cơ cấu an toàn nhằm tránh quá tải cho HTTL và động cơ. - Khi có hiện tượng cộng hưởng, ly hợp có khả năng dập tắt nhằm nâng cao chất lượng truyền lực. b. Phân loại Phân loại ly hợp dựa theo cách truyền mômen từ trục động cơ đến trục sơ cấp hộp số. Ly hợp được chia thành các loại như sau:  Ly hợp ma sát: mômen truyền nhờ các bề mặt ma sát.  Ly hợp thủy lực: mômen truyền nhờ chất lỏng.  Ly hợp điện từ: mômen truyền nhờ tác dụng của từ trường nam châm điện.  Ly hợp liên hợp: mômen truyền nhờ các loại liên kết trên.  Tuỳ theo hình dạng và số lượng của đĩa ma sát mà chia ra các loại sau:  Ly hợp một đĩa hay nhiều đĩa ma sát.  Ly hợp hình nón.  Ly hợp hình trống .  Ly hợp hình côn. * Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa mà chia ra: Ly hợp lò xo gồm các lò xo trụ đặt ở xung quanh, lò xo đặt ở trung tâm, lò xo đĩa.  Ly hợp ly tâm: Lực ép phát sinh ra do lực li tâm của khối trọng phụ ép vào.  Ly hợp nửa li tâm: Lực ép phát sinh do lò xo cộng với lực li tâm của khối trọng quay.  Theo kết cấu cần ly hợp thường đóng và ly hợp thường mở. c. Yêu cầu 12 Ly hợp phải đảm bảo:  Truyền được hết mômen quay lớn nhất của động cơ trong mọi điều kiện sử dụng.  Đóng ly hợp phải êm dịu, mômen quán tính phần bị động phải nhỏ để giảm hết tải trọng va đập lên các bánh răng của hộp số khi sang số.  Mở ly hợp dứt khoát và nhanh để việc gài số êm dịu.  Đảm bảo cho hệ thống truyền lực khi bị quá tải.  Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp mở ly hợp phải nhỏ.  Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt đảm bảo sự làm việc bình thường.  Kết cấu đơn giản dễ điều chỉnh, bảo dưỡng dễ dàng 2.2.1.2. Cấu tạo, hoạt động của ly hợp ma sát khô và dẫn động ly hợp Ly hợp ma sát được hình thành trên cơ sở truyền lực qua các bề mặt ma sát. Muốn tạo nên lực ma sát cấu tạo của ly hợp phải có bộ phận lực ép giữa các bề mặt ma sát . Lực ma sát truyền từ bề mặt chủ động sang bề mặt bị động. Do vậy các bộ phận chính có tên là: Phần chủ động, bị động của, bộ phận tạo lực ép, bộ phận dẫn động điều khiển. a. Cấu tạo của ly hợp ma sát khô thƣờng đóng Hình 2.10. Cấu tạo ly hợp 1.Bánh đà 2.Bi đầu trục 3.Đĩa bị động 4.Cụm đĩa ép 2.Bu lông 7.Bi mở 8. Đòn Bánh đà của động cơ vừa là chi tiết của động cơ vừa là chi tiết của bộ phận chủ động. Bánh đà được bắt chặt trục khuỷu nhờ các bu lông lệch tâm, trên bề mặt có được gia công nhẵn làm bề mặt tựa của ly hợp. Mép ngoài của mặt bánh đà có các lỗ để bắt với vỏ ly hợp đồng thời có các chốt lệch tâm đảm bảo đồng tâm giữa bánh đà và vỏ, đảm bảo 13 khả năng truyền tốt mô men. Bánh đà thường làm bằng gang có khả năng truyền nhiệt tốt. Phần lõm phía trong có lỗ thoát dầu, mỡ, bụi các lỗ được khoan xiên tạo điều kiện cho dầu mỡ thoát ra ngoài theo lực ly tâm. Vỏ ly hợp làm bằng thép dập các lỗ để định tâm với bánh đà. Trên vỏ có các gờ lồi lõm để liên kết với đĩa ép, nhưng vẫn cho đĩa ép di chuyển dọc trục. Lỗ trong của vỏ có gờ nhỏ để giữ vòng lò xo, nhằm cố định lò xo ép dạng đĩa. Đĩa ép làm bằng gang có khả năng dẫn nhiệt tốt, mặt tiếp giáp với đĩa bị động được gia công nhẵn, mặt đối diện có các gờ lồi, một số gờ tạo nên các điểm tựa cho lò xo ép, một số gờ khác tạo nên các điểm truyền mô men xoắn giữa vỏ và đĩa ép. Đĩa bị động gồm moay ơ, các tấm ma xát trong, xương đĩa, giảm chấn, tấm ma sát, đinh tán. Đĩa bị động có kích thước và trọng lượng nhỏ. Hình 2.11. Đĩa ma sát. Moay ơ nằm trong vùng có then hoa di trượt trên trục bị động, phần ngoài của moay ơ có dạng hoa thị. Trên các phần trống có chổ để lắp lò xo trụ giảm chấn. Bên ngoài là hai vành thép lá, hai vành này được tán chặt trên xương đĩa nhờ các đinh tán bằng thép, nhưng cho phép dịch chuyển nhỏ đối với moay ơ. Giữa các vành thép và moay ơ có các tấm ma sát ép chặt nhờ đinh tán. Trên các vành thép có các ô cửa sổ nhỏ lồng vào đó và các lò xo giảm chấn. Một đầu của lõ xo giảm chấn tì vào moay ơ, đầu kia tì vào cửa sổ. Dịch chuyển nhỏ giữa moay ơ và các vành thép chỉ được thực hiện nhờ các lò xo bị biến dạng tiếp và đủ lớn để thắng lực ma sát giữa các tấm ma sát và vành thép. 14 Xương đĩa làm bằng thép đàn hồi, phần trong được tán với vành thép, phần ngoài tán với tấm ma sát của ly hợp. Xương đĩa được chế tạo bằng thép lá, được uốn vênh làn sóng, tạo điều kiện có thể biến dạng dọc trục nhỏ khi làm việc. Nhờ cấu trục như vậy, xương đĩa có khả năng đàn hồi dọc trục và theo chiều xoắn. Tấm ma sát làm bằng vật liệu chịu mài mòn và có hệ số ma sát ổn định, được tán vào xương đĩa nhờ hai hàng đinh tán bằng đồng. Trên bề mặt tấm ma sát có các rãnh hướng tâm và vòng tròn tăng khả năng tiếp xúc, tạo nên các rãch có khả năng tiếp bụi bẩn, thoát nhiệt ra ngoài. Bộ giảm chấn xoắn bao gồm: các lò xo trụ đặt trong các ô cửa sổ với lực ép ban đầu nhất định, các tấm ma sát ở vành trong bị ép giữa hai mặt của moay ơ và các vành thép nhờ đinh tán thép. Như vậy moay ơ và xương đĩa được nối đàn hồi và có thể nối cứng moay ơ và xương đĩa thì độ cứng của HTTL ở đây nhỏ hơn, tần số dao động riêng của hệ thống giảm đi, hạn chế được khả năng xuất hiện cộng hưởng ở tần số cao. Vì giới hạn của kích thước ở ô cửa sổ và đảm bảo truyền mômen xoắn nên không thể giảm thấp độ cứng của các lò xo giảm chấn, hiện tượng cộng hưởng ở tần số thấp được giảm nhiều nhờ các tấm ma sát ở vành trong moay ơ. Các tấm ma sát dịch chuyển tương đối với moay ơ và biến động năng thành nhiệt năng toả ra môi trường. Lò xo ép dạng màng được chế tạo bằng thép đàn hồi phần phía trong có các rãnh dài xẻ hướng tâm và được kết thúc bằng các lỗ tròn tạo điều kiện cho lò xo có khả năng biến dạng tốt, đồng thời tiếp xúc đều với ổ bi tì mở ly hợp. Đầu trong của lò xo được mài lõm tạo lên rãnh tròn nhằm giảm diện tích tiếp xúc với ổ bi mở và tạo điều kiện kiểm tra độ mòn của mép trong lò xo sau một thời gian làm việc nhất định. Vòng ngoài của lò xo được liên kết với đĩa ép nhờ vòng khoá bằng lò xo. Phần giữa lò xo liên kết với vỏ ly hợp cho phép lò xo làm việc như đòn có điểm tựa giữa. Lò xo ép ở trạng thái tự do có dạng hình nón, ở trạng thái lắp đã bị biến dạng để gây lên lực ép. Do trạng thái của vỏ và đĩa ép lên lò xo luôn luôn có xu hướng ép đĩa ép vào bánh đà. Khi mở ly hợp ổ bi tỳ ép đầu trong của lò xo làm tăng biến dạng đối với lò xo, nhưng lại kéo đầu ngoài của ly hợp vào với vỏ, như vậy đĩa ép có thể dịch chuyển ra tách các bề mặt làm việc. Lò xo bố trí như thế được gọi là lò xo màng dạng ép. 15 Lò xo trụ: tương tự như lò xo xupáp. Bề mặt sau của mâm ép là bề mặt có các lò xo trụ và đòn bẩy được gắn với cần ly hợp. Trong suốt quá trình hoạt động của ly hợp mâm ép di chuyển về phía trước và sau bên trong của ly hợp. Còn đòn bẩy thì được lắp bên trong mâm ép, nó được nâng lên và dịch chuyển bề mặt mâm ép ra xa so với bánh đà b. Nguyên lý làm việc của ly hợp một đĩa ma sát a. b. Hình 2.12. Nguyên lý làm việc của ly hợp lò xo màng. a.Trạng thái đóng ly hợp. b. Trạng thái mở ly hợp. 1.Bánh đà 2.Đĩa bị động 3.Đĩa ép 4.Lò xo màng 5.Bạc mở - Trạng thái đóng là trạng thái thường xuyên làm việc của ly hợp. Dưới tác dụng của lò xo ép : Đĩa ép, đĩa bị động và bánh đà động cơ bị ép sát vào nhau. Khi đó bánh đà, đĩa bị động (đĩa ma sát), đĩa ép, lò xo ép, vỏ ly hợp quay thành một khối. Mômen xoắn truyền từ động cơ tới bánh đà, qua các bề mặt ma sát truyền tới moay ơ đĩa bị động tới trục bị động ly hợp thực hiện chức năng truyền mô men xoắn từ động cơ tới hộp số. - Trạng thái mở là trạng thái làm việc không thường xuyên. Khi người lái tác dụng lên cơ cấu điều khiển. Đòn mở dịch chuyển bi mở đến tác dụng vào đĩa ép, bề mặt đĩa ép đẩy ra khỏi đĩa ly hợp, tách rời đĩa ma sát ra khỏi bánh đà. Do đó trục khuỷu động cơ có thể quay mà không làm quay đĩa ly hợp ở đầu vào trục hộp số. - Giữa các quá trình đóng mở, lược ép của lò xo thay đổi, xuất hiện trượt tương đối giữa cácề mặt ma sát. Quá trình này diễn ra tuy thời gian rất ngắn nhưng phát nhiệt rất lớn. Sự trượt quay gây nên mài mòn các bề mặt ma sát, đốt nóng các chi tiết ly hợp và có thể dẫn tới hư hỏng ly hợp. 16 c. Ly hợp dùng 2 đĩa ma sát. Khi cần 1 ly hợp làm việc với công suất lớn hơn nhưng không gian làm việc bị giới hạn không thể chế tạo được 1 ly hợp lớn hơn khi đó người ta dùng ly hợp có 2 đĩa ma sát, chúng thường được dùng trên xe tải nặng và trung bình. Dùng đĩa ma sát thứ 2 nhằm tăng diện tích ma sát tiếp xúc vì vậy khả năng tải mômen lớn hơn, khi ăn khớp mỗi đĩa ma sát truyền một nửa mômen từ bánh đà đến trục ly hợp. Nhược điểm của ly hợp dùng 2 đĩa ma sát là mở kém dứt khoát, và có kết cấu phức tạp.  Cấu tạo. Ly hợp hai đĩa ma sát có cấu tạo tương tự loại một đĩa ma sát, nhưng có thêm một đĩa ép và một đĩa ma sát. Sơ đồ cấu tạo ly hợp dùng 2 đĩa ma sát:  Nguyên lý làm việc. Ở trạng thái đóng: dưới sự tác dụng của các lò xo ép, các đĩa ép ép chặt đĩa ma sát với bánh đà, mômen xoắn sẽ được truyền từ trục khuỷu qua bánh đà tới đĩa ma sát qua trục sơ cấp hộp số đến cầu chủ động. 2 1 3 4 5 2 7 8 9 10 11 12 13 14 Hình 2.13. Cấu tạo ly hợp 2 đĩa ma sát 1. Bánh đà. 2, 4. Đĩa ép. 3. Mặt bích phụ. 5. Vỏ ly hợp. 2. Đòn mở ly hợp. 7, 9. Đĩa ma sát. 8, 11. Lò xo 10. Thanh kéo. 12. Đòn mở. 13. Bi tỳ. 14. Ống dẫn. 17 Ở trạng thái mở: khi người lái tác động vào bàn đạp ly hợp thông qua cơ cấu dẫn động, đòn mở kéo đĩa ép sau dịch chuyển về phía sau, đồng thời các lò xo tách đẩy đĩa ép trước về phía sau. Hai đĩa ma sát được tách khỏi bề mặt của bánh đà và các đĩa ép. Đường truyền công suất từ động cơ đến trục ly hợp bị cắt.  Dẫn động điều chỉnh ly hợp. Hình 2.14. Sơ đồ cấu tạo dẫn động điều khiển ly hợp. a. Kiểu cáp hay đòn kéo; b. Kiểu dẫn động bằng thuỷ lực 1. Vị trí điều chỉnh trong; 2. Vị trí điều chỉnh ngoài. + Dẫn động điều khiển ly hợp cơ khí Sơ đồ hoá ( hình 2.12.a). Gồm bàn đạp, dây cáp truyền, đòn mở ngoài, bi mở, đòn mở trong. Khi ly hợp đóng, đòn mở và bạc mở luôn có khe hở, đảm bảo đĩa ép chặt phần chủ động và phần bị động với nhau, đồng thời là khe hở dự trữ lúc các bề mặt ma sát bị mòn sau thời gian chuyển động nhất định. Khe hở này được điều chỉnh ban đầu nhờ chiều dài của dây cáp và tuỳ thuộc các loại ôtô khác nhau, có trị khác nhau. Bạc mở ly hợp có cấu tạo là ổ bi tỳ hoặc là bạc chịu mòn. Ngày nay, người ta thường dùng ổ bi chặn bôi trơn bằng mỡ định kỳ hoặc vĩnh cửu. Bàn đạp ly hợp trên buồng lái ô tô có cấu tạo dạng treo: Đầu trên treo lên giá đỡ, phần giữa có lỗ móc cáp, phần dưới là mặt bàn đạp vị trí của bàn đạp trong buồng lái được khống chế bằng bulông tỳ có thể điều chỉnh được. Hành trình toàn bộ của ly hợp được xác định bằng hành trình tự do, hành trình làm việc và luôn cách mặt sàn một khoảng cho phép. 18 Đối với cơ cấu dẫn động bằng cơ khí thì có cấu tạo rất đơn giản như đã trình bầy ở trên, nhưng không tiện lợi đối với ô tô vận tải, nhất là trường hợp động cơ bố trí xa người lái. Do vậy để thuận tiện cho việc điều khiển cơ cấu được dễ dàng hơn, động tác nhả ly hợp êm dịu hơn, vị trí bàn đạp không phụ thuộc vào vị trí bộ ly hợp. Nên ngày nay, ô tô du lịch hiện đại đều được áp dụng loại cơ cấu dẫn động bằng thuỷ lực. 2.2.1.3. Cấu tạo và hoạt động của ly hợp dẫn động thủy lực a. Cấu tạo Hình 2.14. Sơ đồ nguyên lý  Cấu tạo xi lanh chính ly hợp: Hình 2.15. Sơ đồ cấu tạo xi lanh chính 19  Cấu tạo xi lanh cắt côn: Gồm hai loại : - Xi lanh cắt ly hợp tự điều chỉnh - Xi lanh cắt ly hợp có thể điều chỉnh Hình 2.16. Cách điều chỉnh ly hợp  Cấu tạo của bitê Hình 2.17. Cấu tạo bitê Là chi tiết ép lò xo màng để mở ly hợp, thường được chế tạo bằng nhôm hoặc các kim loại hợp kim, đôi khi được đúc bằng gang xám a. Sơ đồ và nguyên lý làm việc 20 Hình 2.18: Sơ đồ cấu tạo dẫn động li hợp bằng thuỷ lực b. Nguyên lý làm việc. Khi dậm chân lên bàn đạp, piston và cúpen dịch chuyển sang trái, tạo áp suất đẩy dầu xuống xilanh công tác. Tại đây lực đẩy của dầu xuống piston và cần đẩy piston dịch sang trái điều khiển càng bẩy ấn vòng bi mở tác dụng vào đĩa ép và làm nhả ly hợp. Sau khi vào số xong, buông chân bàn đạp, lò xo của cần điều khiển sẽ hồi vị trở lại kéo các chi tiết điều khiến về vị trí cũ. Dầu từ xilanh công tác được đẩy trở lại xilanh chính. 2.2.2. Hộp số. 2.2.2.1. Hộp số chính. Chức năng, yêu cầu và phõn loại. a. Chức năng Hộp số đặt ở phía sau của ly hợp và có tác dụng:  Thay đổi mômen quay của động cơ để tăng, giảm lực kéo ở bánh xe chủ động khi cần thiết để thắng sức cản của mặt đường.  Thay đổi tốc độ và thực hiện chuyển động lùi của ô tô. 21  Truyền và cắt mô mem từ động cơ tới bánh xe chủ động để khi xe dừng mà máy vẫn hoạt động. b. Phân loại Căn cứ vào tỉ số truyền (Phương pháp thay đổi tỉ số truyền) để phân loại: Hộp số vô cấp: Theo phương pháp tạo thành mômen có thể là loại cơ học hoặc thuỷ lực, ưu điểm của hộp số vô cấp là rút ngắn được thời gian, tăng tốc độ khi khởi hành, sử dụng được tải trọng hoàn toàn của động cơ, thay đổi tỉ số truyền đều đặn mà không theo từng cấp. Nhưng nhược điểm của loại này là cấu tạo phức tạp, khả năng thay đổi lực kéo ở bánh xe chủ động trong phạm vi nhỏ vì vậy ngày nay loại này ít được dùng. Hộp số có cấp: Hộp số có cấp chia ra loại 3 cấp, 4 cấp, 5 cấp. - Hộp số có cấp là loai truyền chuyển động qua các tỷ số truyền của các cặp bánh răng. Hiện nay, loại này được dùng phổ biến trong ôtô. c. Yêu cầu - Phải có tỷ số truyền đảm bảo tính năng động lực và tính kinh tế nhiên liệu. - Không sinh ra các lực va đập lên hệ thống truyền lực. - Phải có tay số trung gian để ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực lâu dài. - Kết cấu phải đơn giản, điều khiển dễ dàng, bảo quản và sửa chữa tiện lợi. - Khi làm việc phải êm dịu và hiệu suất truyền cao. Sơ đồ, kết cấu và hoạt động. a. Sơ đồ nguyên lý  Sơ đồ nguyên lí hoạt động của hộp số 3 cấp. Hình:2.19. Sơ đồ nguyên lí hoạt động của hộp số 3 cấp. 22 1.Trục sơ cấp 3.Trục thứ cấp 2.Trục trung gian 4.Trục số lùi Trục sơ cấp là trục chủ động nối với trục thứ cấp bằng ổ bi và cho phép chuyển động tương đối với nhau. Bánh răng (a) liền với trục sơ cấp, các bánh răng (c), (d) được lắp lồng không trên trục thứ cấp. Các bánh răng a’, b’, c’, R’ được nắp cố địng với trục trung gian, bánh răng R là bánh răng số lùi. Khi (a) quay, các bánh răng a’, b’, c’, R’quay theo và lúc đó các báng răng b, c, R cùng quay theo nhưng quay trơn trên trục. Số1: Ta dịch chuyển ống nối (d) do (d) lắp then hoa di trượt trên trục thứ cấp do đó khi (d) ăn khớp với bánh răng (c) thì làm cho (d) quay và làm cho trục thứ cấp quay theo. Khi trục (1) quay thì số 1 chuyển động như sau: 1-a-a’-2-c’-c-d trục thứ cấp. Số 2 :Do bánh răng b’ ăn khớp với bánh răng b nên khi b’ quay thì b quay theo khi đó ta dịch chuyển bộ đồng tốc ăn khớp với bánh răng lúc đó lực truyền từ 1-a-a’-2-b’-b- bộ đồng tốc-trục thứ cấp, lúc đó ta được tỉ số truyền của số 2. Số 3: Ta dịch chuyển đồng tốc ăn khớp với bánh răng a lúc đó lực truyền từ bánh răng a-bộ đồng tốc-trục thứ cấp (và số này gọi là số truyền thẳng) Số lùi: Dịch chuyển ống trượt d sang ăn khớp với bánh răng R, lúc đó lực truyền tay số lùi được thực hiện như sau: Lực từ 1-a- a’-R’-R-d-trục thứ cấp, do qua hai lần thay đổi chiều nên khi lực truyền tới trục thứ cấp sẽ có chiều chuyển động ngược với chiều chuyển động của trục sơ cấp.  Sơ đồ nguyên lí của hộp số 4 cấp số Hình. 2.20. Sơ đồ nguyên lí của hộp số 4 cấp số. 23 1-Trục sơ cấp 3-Trục số lùi 2-Trục trung gian 4-Trục thứ cấp Số 1: Dịch chuyển bộ đồng tốc 1 sang ăn khớp với bánh răng d, do bánh răng d’ ăn khớp với bánh răng d nên lực được truyền từ: 1-a-a’-2-d’-d-ĐT1-Trục thứ cấp. Số 2: Dịch chuyển ĐT1 sang ăn khớp với bánh răng c do bánh răng c’ ăn khớp với bánh răng c nên lực được truyền từ: 1-a-a’-2-c’-c-ĐT1 - Trục thứ cấp. Số 3: Khi sang số 3 ta phải đưa ĐT1 về vị trí trung gian, tiếp sau ta dịch chuyển ĐT2 sang phải ăn khớp với bánh răng b, do bánh răng b’ ăn khớp với bánh răng b nên lực được truyền từ 1-a-a’- 2-b’-b-ĐT2 –Trục thứ cấp. Số 4: Ta dịch chuyển ĐT2 sang ăn khớp với bánh răng a lúc đó do sự ăn khớp của bánh răng a và ĐT2 nên khi trục 1 quay làm cho bánh răng a quay theo vì vậy làm cho bộ đồng tốc 2 quay theo, lúc này trục thứ cấp và trục sơ cấp có cùng chiều quay và số vòng quay ( Số 4 là số truyền thẳng). Số lùi: Muốn đi số lùi ta dịch chuyển bánh răng di trượt R tren trục số lùi, đồng thời ăn khớp với bánh răng e và e’ lúc đó lực truyền từ: 1-a-a’-2-c’-R-e-Trục thứ cấp.  Sơ đồ nguyên lí hoạt động của hộp số 5 cấp Hình 2.22. Sơ đồ nguyên lí hoạt động của hộp số 5 cấp số. 1. Trục sơ cấp 3. Trục số lùi 2. Trục trung gian 4. Trục thứ cấp 24 2 - Số 1: Ta dịch chuyển L sang ăn khớp với bánh răng e lúc đó lực truyền từ: 1-a-a’-2-e’- e-L-Trục thứ cấp ( do e’ ăn khớp với e ). - Số 2: Ta dịch chuyển ống trượt L về vị trí trung giansau đó dịch chuyển ĐT1 sang ăn khớp với bánh răng d (do d’ ăn khớp với d) lực truyền từ 1-a-a’-2-d’-d-ĐT1-Trục thứ cấp. - Số 3: Ta dịch chuyển ĐT1 sang ăn khớp với bánh răng c ( do c’ ăn khớp với c ) nên lực truyền từ 1-a-a’-2-c’-c-ĐT1-Trục thứ cấp. - Số 4: Trước khi đi số 4 ta dịch chuyển ĐT1 về vị trí trung gian , Sau đó ta dịch chuyển ĐT2 sang ăn khớp với bánh răng b ( do b’ ăn khớp với b) nên lực được truyền từ 1-a-a’-2- b’-b-ĐT2-Trục thứ cấp. Số 5: Dịch chuyển ĐT2 sang ăn khớp với bánh răng a ( do sự ăn khớp của a và ĐT2 ) nên bộ đồng tốc quay cùng chiều, cùng số vòng quay với trục sơ cấp và làm cho trục thứ cấp cũng quay như vậy. Sơ đồ truyền lực là: 1-a-ĐT2-Trục thứ cấp. - Số lùi: Trước khi vào số lùi ta phải dịch chuyển hai bộ đồng tốc ĐT1 và ĐT2 về vị trí trung gian sau đó ta dịch chuyển ống trượt L sang ăn khớp với bánh răng f (do f ăn khớp với R, R ăn khớp với f’) nên lực truyền từ 1-a-a’-2-f’-R-f-L-Trục thứ cấp Cấu tạo của một hộp số cơ khí Hình 2.23: Cấu tạo của một hộp số cơ khí 1.Rãnh răng 7.Bánh răng di động 2.Các te 8.Bánh răng ăn khớp cố định 3.Bánh răng 9.Khối bánh răng số lùi 4.Vành răng 10.Trục số lùi 25 5.Nắp cơ cấu sang số 11.Trục trung gian 2.Trục thứ cấp  Kết cấu - Trục hộp số là trục được dẫn động bởi ly hợp và dùng để quay các bánh răng bên trong hộp số. Các bánh răng hộp số dùng để truyền mô men xoắn và cung cấp các tốc độ ra khác nhau. Vòng đồng tốc dùng để đưa các bánh răng vào khớp hoặc ra khớp êm dịu. Càng cua sang số dùng để dịch chuyển các bánh răng hoặc vòng đồng tốc trượt trên các trục để gài số. Cần sang số là cần mà người lái sẽ dùng để sang số. Trục thứ cấp là trục dùng để truyền công suất từ hộp số đến bán trục. Vỏ hộp số là vỏ bao bọc trục hộp số bánh răng và chứa dầu bôi trơn.  Vỏ, nắp và đuôi hộp số Vỏ hộp số là chi tiết có nhiệm vụ chứa các trục truyền động của hộp số, hệ thống bánh răng và chứa dầu bôi trơn. Vỏ hộp số còn dùng để đỡ ổ bi của trục hộp số, nó có nút xả dầu và nút dầu vào,vỏ hộp số thường làm bằng nhôm hợp kim. Nắp hộp số ngoài nhiệm vụ che kín hộp số nó còn là nơi để lắp bộ phận gài số. Đuôi hộp số được lắp chặt phía sau của hộp số nó dùng để chứa trục ra hộp số và dùng để lắp bộ phận chắn dầu.  Trục của hộp số Các trục của hộp số được làm bằng thép và lắp bên trong vỏ hộp số, một số thường có bốn trục đó là: trục thứ cấp, trục sơ cấp, trục trung gian và trục số lùi. Trục sơ cấp hay còn gọi trục ly hợp dùng truyền chuyển động quay từ đĩa ly hợp đến bánh răng trung gian hộp số. Đầu phía trước lắp vào vòng bi ở đĩa bắt bánh đà đầu trục khuỷu, đầu sau lắp vào lỗ phía trước vỏ hộp số.Việc lắp trục sơ cấp phải đảm bảo sao cho bánh răng chủ động và then hoa thò ra ngoài hộp số để lắp đĩa bị động ma sát. Trục thứ cấp: có rãnh then hoa, đầu trước dùng vòng bi đũa đẻ lắp vào đầu sau của trục sơ cấp. Đầu sau dùng vòng bi tròn lắp vào lỗ ở vỏ hộp số trên rãnh dọc trục của trục thứ cấp thẳng hàng với tâm trục sơ cấp . Trục trung gian hay còn gồm các bánh răng có đường kính khác nhau được chế tạo thành một khối và bắt chặt trên trục khối bánh răng được lắp trên các vòng bi đũa hoặc 26 đúc liền với trục và dùng vòng bi lắp vào các lỗ ở vỏ hộp số, trục trung gian luôn quay cùng với trụ sơ cấp hộp số. Trục số lùi là một trục ngắn dùng để đỡ các bánh răng số lùi trên cả hai trục trung gian và trục thứ cấp.  Bộ đồng tốc Mục đích của bộ đồng tốc là để đồng đều tốc độ của các bánh răng khi gài số, tránh được sự va chạm các bánh răng. Khi gài số không phát ra tiếng kêu và đảm cho người lái khi gài số được dễ dàng. Bộ đồng tốc thường được đặt ở các bánh răng có tỷ số truyền nhỏ hay là các số cao từ 3-5 vì các số này có tốc độ góc của các bánh răng có chênh lệch nhau lớn. Để cho dễ hiểu sự hoạt động cũng như cấu tạo của bộ đồng tốc ta sẽ xét bộ đồng tốc của xe Gát-23. Hình 2.24 : Sơ đồ cấu tạo bộ đồng tốc xe Gát 23. 1.Bánh răng trục sơ cấp 2.Vỏ điều khiển 2.Nêm 7.Moay ơ 3.Cần gạt số 8.Vòng đồng tốc 4.Viên bi 9.Bánh răng trục thứ cấp 5.Lò xo 10.Trục thứ cấp  Cấu tạo. 27 Cấu tạo bộ đồng tốc gồm: Vòng răng 7 của ống trượt được lồng vào trục sơ cấp bằng then hoa, số răng của vòng răng này không liên tiếp nhau mà bị ngắt quãng bởi ba lỗ khuyết để lắp với nêm 2. Hai đầu của ống trượt có lắp vòng đồng tốc 8, trên vòng này có ba rãnh khuyết. Vỏ điều khiển 2 ( ống nối) lắp lồng vào ống trượt, lò xo 5 và bi hãm 4 nằm trong các lỗ khuyết của vỏ điều khiển để giữ cho bộ đồng tốc luôn lằm trong vị trí trung gian.  Nguyên lý hoạt động. Khi ta chưa gài số nhờ lực đẩy của lò xo 5 ấn hòn bi 4 tì vào vỏ điều khiển 2 giữ cho bộ đồng tốc luôn luôn nằm ở vị trí trung gian. Khi gài số, dưới tác dụng của tay người lái cần gạt 3 sẽ đẩy vỏ điều khiển 2 về trái hoặc phải. Lúc này, vỏ điều khiển 2 kéo nêm 2 cùng dịch chuyển, nêm 2 đẩy vòng đồng tốc 8 tì vào mặt côn của bánh răng 1 hoặc 9. Do ma sát sinh ra giữa hai mặt côn làm cho tốc độ của vỏ điều khiển 2 và bánh răng bằng nhau. Lúc đó, người lái tiếp tục đẩy cần gạt 3 để gạt vỏ điều khiển 2 di chuyển tiếp sang phải hoặc sang trái để các bánh răng ăn khớp với nhau. Do sự đồng đều tốc độ góc của các bánh răng nên khi ăn khớp rất êm.  Cơ cấu sang số của hộp số - Khi sang số cần số phải thực hiện hai động tác: Động tác thứ nhất chọn bánh răng di động hay bộ đồng tốc cần thiết. Động tác thứ hai dịch bánh rănh di động hay bộ đồng tốc đã chọn đúng hướng để cài lạng. Bộ phận dùng để sang số gọi là cơ cấu sang số gồm: Cần sang số, ống trượt( ống song hành), càng cua, lò xo, bi định vị, chốt hãm và khoá an toàn số lùi. 1. Cần sang số 2. Thanh trượt 3.Càng cua 4. Ống răng của bộ đồng tốc . Hình 2.25: Cơ cấu sang số. - Muốn sang số ta đẩy đầu trên cần số vào vị trí nhất định, đầu dưới cần số sẽ dẫn động ống trượt ( Thanh trượt) và càng cua cài bánh răng. Các thanh trượt nối với càng cua bằng 28 Hình 2.26: cơ cấu hãm thanh trượt. chốt hãm. Khi muốn sang một số nào đó, ta thông qua cần tác động vào thanh trượt, từ đó tác động vào càng cua để điều khiển bộ đồng tốc khi đi số. - Cần sang số nằm phía bên ngoài, một trục được gắn chặt vào cần bên trong bộ phận sang số và càng cua. * Cơ cấu hãm thanh trượt 1.Thân hộp số 2.Lò xo 3.Viên bi hãm 4.Thanh trượt 5.Càng cua - Cơ cấu hãm thanh trượt có tác dụng giữ cho thanh trượt ở một vị trí nhất định sau khi đã gài một số nào đó. Khi gài số, thí dụ gài số một sang số hai lúc đó thanh tượt 4 dịch chuyển từ A sang B nhờ lực của tay người lái tác dụng vào tay số lúc đó thanh trượ đẩy viên bi hãm lên trên, ép lò xo 2 lại và khi thanh trượt đến vị trí B, lò xo 2 đẩy viên bi hãm 3 vào rãnh lõm của thanh trượt làm cho thanh trượt 4 cố định ở vị trí đó, nếu không có cơ cấu hãm này, hoặc cơ cấu hãm bị hỏng hoặc lò xo 2 yếu, thì rãnh thanh trượt bị mòn và gây nên hiện tượng nhẩy số, thường là nhẩy về số 0. * Cơ cấu khoá thanh trượt - Cơ cấu này có tác dụng giữ các thanh trượt khác khi kéo một thanh trượt để gài một số nào đó. Hình 2.25: Cơ cấu khoá thanh trượt 1.Chốt hãm 3.Thân của nắp hộp số 2.Thanh trượt 4.Thanh trượt 29 - Như trên hình vẽ: ứng với thanh trượt 2 đang đi gài một số nhất định nào đó thanh trượt 4 bị chốt 1 hãm chặt, muốn đổi số khác trước hết, phải đưa thanh trượt 2 về vị trí trung gian ( Vị trí số 0), ở vị trí này, rãnh lõm trên thanh trượt 2 sẽ đối diện với chốt 1 sau đó kéo thanh trượt 4 để gài số khác, lúc này chốt 1 chạy sang khoá thanh trượt hai lại.  Các loại bánh răng hộp số Trong hộp số thường sử dụng hai loại bánh răng :bánh răng trụ thẳng và bánh răng trụ nghiêng. chúng được làm bằng thép, có thể đúc liền với trục hoặc lồng không trên trục. - Bánh răng trụ thẳng, có đường sinh song song với đường tâm của bánh răng. Khi làm việc chúng thường gây ra tiếng ồn và không bền nên ít được sử dụng cho các bánh răng chủ động chính trong hộp số, tuy nhiên chúng được sử dụng cho các răng trượt. - Bánh răng trụ nghiêng có đường sinh nghiêng một góc so với đường tâm trục bánh răng. Trong các hộp số hiện đại thường sử dụng các bánh răng nghiêng cho các bánh răng chủ động chính, các bánh răng này truyền động êm dịu hơn so với răng trụ thẳng. * Trong bánh răng hộp số có thể chia làm bốn nhóm: Bánh răng trục sơ cấp bánh răng trục thứ cấp, bánh răng trục trung gian và bánh răng số lùi. - Bánh răng trục sơ cấp là loại bánh răng được chế tạo liền với trục, khi bánh răng này quay thì bánh răng bị động trên trục trung gian quay theo. - Bộ bánh răng trung gian, dùng để ăn khớp với bánh răng thứ cấp. Nó được chế tạo bằng thép và liền với trục. Khi bánh răng sơ cấp quay thì tất cả các bánh răng này quay theo trục, tuy nhiên do các bánh răng này ăn khớp với các bánh răng thứ cấp, do đó các bánh răng trung gian sẽ có các tỷ số truyền là khác nhau. - Bộ bánh răng thứ cấp dùng để truyền chuyển động quay từ trục trung gian đến trục thứ cấp. Thường chỉ có một trục bánh răng trên trục thứ cấp ăn khớp hoặc ra khớp mà thôi, lỗ của bánh răng trục thứ cấp nhẵn và có thể quay tự do trên trục khi không ăn khớp. 2.2.2.2. Hộp số phụ, hộp phõn phối Hộp số phụ và hộp số phân phối được sử dụng trên xe có tính năng dẫn động cao có từ 2 cầu chủ động trở lên, chúng có nhiệm vụ tăng thêm mômen của động cơ truyền đến các cầu xe và phân phối mômen của động cơ đến các cầu chủ động. 30 Các phương án bố trí Hình 2.27. Sơ đồ bố trí trên xe nhiều cầu chủ động. a) Hộp số phụ. *Cụng dụng: - Tăng tỉ số truyền của hệ thống truyền lực, tăng lực kéo ở bánh xe chủ động. *Phân loại: - Loại hai cấp giảm - Loại có một cấp giảm, một cấp tăng - loại có ba cấp. - Loại truyền bánh răng - Loại truyền đai 31 Đặc biệt có hộp số phụ, có số lùi làm tăng lực kéo của bánh xe chủ động và có khả năng lùi với tất cả các tay số. Cấu tạo hộp số phụ Hình 2.28. Sơ đồ cấu tạo hộp số phụ  Sơ đồ nguyên lư hộp số phụ 3 cấp. Hình 2.29. Sơ đồ cấu tạo hộp số phụ 3 cấp. 1,2. Bánh răng di động. 3, 4, 10. Bánh răng trên trục trung gian 32 5. Vành răng trong của bánh răng (2). 2. Bánh răng liền với trục sơ cấp. 7. Trục sơ cấp của hộp số phụ. 8. Trục thứ cấp của hộp số phụ. 9. Trục trung gian. - Bánh răng 2 liền với trục sơ cấp 7. Trục sơ cấp nối với các đăng trung gian bằng mặt bích của khớp các đăng. Các bánh răng 3, 4, 10 lắp trên trục trung gian. Các bánh răng này được đúc thành liền một khối và quay tự do trên trục. - Bánh răng di động 1 và 2 lắp trên trục thứ cấp và trượt trên trục bằng các rónh then hoa. Trục thứ cấp 8 nối với cỏc đăng truyền động ra cầu chủ động sau.  Nguyờn lý hoạt động. Khi gài số truyền thẳng (tức là truyền thẳng mômen quay từ hộp số chính đến cầu chủ động) thỡ gạt bỏnh răng 1 ăn khớp với vành răng 5. Khi đó mômen sẽ được truyền từ trục sơ cấp 7  bánh răng 2  vành bỏnh răng 5  bánh răng di động 1  trục thứ cấp của hộp số 8  cầu chủ động. Khi đi số tăng thỡ gạt bỏnh răng 1 về phía sau để ăn khớp với bánh răng 4. Khi đó mômen sẽ được truyền từ trục sơ cấp 7  bánh răng 2  bánh răng 10  trục trung gian 9  bánh răng 4  bánh răng di động 1  trục thứ cấp của hộp số 8  cầu chủ động. Khi đi số giảm thỡ ta gạt bỏnh răng 2 ăn khớp với bánh răng 3. Khi đó mômen sẽ được truyền từ trục sơ cấp 7  bánh răng 2  bánh răng 10  trục trung gian 9  bánh răng 3  bánh răng di động 2  trục thứ của hộp số 8  cầu chủ động. b) Hộp số phõn phối. Hộp số phân phối có thể đặt liền ngay sau hộp số chính hoặc tách rời riêng biệt sau hộp số chính. Trong trường hợp tách rời chúng nối với nhau bằng trục các đăng. Hộp số phân phối chỉ dùng trên xe nhiều cầu chủ động *Công dụng Dùng để phân phối mômen từ động cơ ra các .cầu xe. Trong số phân phối có thể bố trí thêm một số truyền nhằm tăng lực kéo cho bánh xe khi cần thiết. 33 Hộp số phân phối có thể được phân loại như sau: - Theo cấp số truyền: Loại 1 cấp số truyền, loại 2 cấp số truyền. - Theo tỉ lệ phân chia mômen ra cỏc cầu: Loại tỷ lệ phân chia bằng 1, loại tỷ lệ phân chia khác 1. - Theo phương pháp truyền mômen xoắn: loại nối cứng các trục dẫn ra các cầu, loại có khớp nối mềm. - Theo cấu trúc cơ bản bố trớ toàn bộ hệ thống truyền lực: loại 4WD, loại AWD.  Cấu tạo hộp số phân phối. Nguyên lý hoạt động. Khi ở số 0: Các bộ đồng tốc ở vị trí trung gian, mômen xoắn không được truyền đến các cầu chủ động. Khi gài số truyền thẳng: Bộ đồng tốc số 1 dịch chuyển về bên trái, bộ đồng tốc số 2 dịch chuyển về bên phải. Thông qua các cặp bánh răng ăn khớp mômen xoắn từ hộp số chính được truyền đến các cầu chủ động. Đường truyền công suất thể hiện trên hình vẽ. Khi gài số truyền tăng: Cả 2 bộ đồng tốc dịch chuyển về bên trái, nhờ sự ăn khớp của các bánh răng mômen từ hộp số chính được truyền đến các cầu chủ động. Đường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ. 2.2.3. Các đăng 2.2.3.1. Chức năng và phân loại a b 1 2 3 4 Hình 2.30. Hộp số phân phối 2 cấp a. Số truyền thẳng. b. Số truyền tăng. 1. Trục sơ cấp. 2. Bộ đồng tốc số 1. 3. Bộ đồng tốc tốc số 2. 4. Trục thứ cấp. 34 a. chức năng: Các đăng là cơ cấu nối và truyền dẫn mômen quay từ hộp số hoặc từ hộp phân phối tới cầu xe trong điều kiện góc nghiêng giữa trục ra của hộp số hoặc hộp phân phối và trục bánh răng quả dứa không đồng đều khi xe chạy. b. Phân loại. Người ta có thể phân các đăng ra làm các loại sau: - Theo số lượng khớp các đăng: loại đơn, loại kép, loại nhiều khớp (thường 3 khớp). - Theo đặc điểm động lực học: các đăng đồng tốc, các đăng khác tốc. - Theo kết cấu của khớp: các đăng có trục chữ thập, các đăng bi. c. Yêu cầu. Yêu cầu đối với các đăng: có hiệu suất truyền động cao, phải quay đều không đảo, không có dao động xoắn ở mọi chế độ truyền động của ôtô. 2.2.3.2. Cấu tạo và phƣơng pháp bố trí các đăng  Cấu tạo chung: Hình 2.31. Cấu tạo chung của các đăng 35  Phƣơng pháp bố trí: - Gồm 2 phương pháp: Trục truyền động các đăng dọc, trục truyền các đăng đặt ngang. a) Trục truyền động các đăng dọc (các đăng khác tốc). Dùng để truyền mômen xoắn giữa hộp số và cầu chủ động. Bỡnh thường trục truyền động các đăng gồm trục có 2 khớp nối ở hai đầu nhưng trong trường hợp khoảng cách từ hộp số tới cầu chủ động tương đối xa, trục các đăng có chiều dài lớn dễ gây chấn động nên người ta bố trí thêm trục các đăng trung gian. Trục các đăng trung gian lắp đặt đồng tâm với trục thứ cấp hộp số, một đầu nối với trục các đăng chính, đầu cũn lại nối với trục thứ cấp hộp số. Khớp trượt then hoa bố trí trên trục trung gian gồm giá đỡ, vũng đỡ cao su và vũng bi. Trục các đăng là một ống thép nhẹ bằng thép cacbon gồm hai nửa có chiều dài khác nhau được lồng với nhau bằng rónh then hoa để tạo ra khớp trượt, nhờ vậy mà chiều dài dọc trục có thể thay đổi được trong khi truyền động, hai đầu trục có hàn với tai lắp khớp các đăng. Khớp các đăng để khử những biến đổi về góc phát sinh từ những thay đổi vị trí tương đối giữa bộ vi sai và hộp số, nhờ vậy việc truyền công suất từ hộp số đến bộ vi sai được êm dịu.  Khớp các đăng kiểu chữ thập (khớp các đăng khác tốc). Khớp các đăng kiểu chữ thập được sử dụng phổ biến vì cấu tạo của chúng đơn giản và làm việc chính xác. Một trong hai chạc đầu trục được hàn vào trục các đăng, còn chạc kia 1. Trục các đăng. 2. Nắp vòng bi. 3. Vòng bi đũa. 4. Vòng chặn. 5. Rãnh hõm. 2. Chạc mặt bích. 7. Chạc đầu trục. 8. Vòng chắn dầu. 9. Trục chữ thập. 1 2 3 4 5 2 7 8 9 Hình 2.32. Khớp các đăng kiểu chữ thập 36 được gắn liền vào một bích nối hoặc một đoạn trục rỗng (khớp trượt). Khớp các đăng gồm có hai tai lắp khớp nối chữ thập, trục chữ thập và các vũng bi đũa. Trục chữ thập được lắp vào lỗ của tai, giữa các đầu trục và lỗ tai lắp vũng bi đũa, phía trong đặt vũng chắn dầu. Để tránh cho nắp vũng bi khụng bị văng ra khi trục các đăng quay ở tốc độ cao, người ta dùng một phanh hóm hoặc một tấm chặn để giữ chặt nắp vũng bi.  Khớp nối mềm. Hình 2.32. Khớp nối mềm 1.Ổ đỡ giữa. 2. Khớp nối mềm. Trong hệ thống truyền lực của ôtô con do truyền mômen không lớn lắm do vậy người ta đó sử dụng một số dạng khớp nối mềm (bằng cao su). Cỏc khớp này cú khả năng giảm giật, hạn chế tối đa tiếng ồn trong hệ thống truyền lực, cho phộp truyền lực với gúc nhỏ, khi bị hỏng dễ thay thế. b.Trục truyền động các đăng đặt ngang. Dùng để truyền mô men xoắn từ cầu chủ động tới bánh xe trong trường hợp bánh xe chủ động làm nhiệm vụ dẫn hướng hay được treo độc lập. Mômen xoắn truyền từ cầu chủ động ra các bánh xe với góc độ luôn thay đổi, nên bán trục được chia làm hai đoạn, giữa các đoạn đặt khớp các đăng. Để đảm bảo tốc độ quay đều và truyền mômen xoắn dưới góc độ lớn nên thường sử dụng khớp các đăng đồng tốc.  Khớp nối Rzeppa. 1 2 2 Hộp số dọc Bộ vi sai Khớp các đăng kiểu chữ thập 37 Vũng lăn trong lồng vào vũng lăn ngoài hỡnh bỏt, với sỏu viờn bi thộp được vũng cỏch bi giữ cỏch nhau. Cấu tạo của hệ thống này đơn giản và có khả năng truyền lực lớn. Người ta sử dụng loại khớp nối này ở phớa bỏnh xe của bỏn trục. Nguyên lý làm việc của khớp nối Rzeppa: mặt tựa của cỏc viờn bi cú một dô cong đặc biệt sao cho điểm giao nhau (0) của các đường tâm của các trục chủ động và bị động luôn luôn nằm ở trên đường nối tâm (P) của các viên bi thép. Do đó, tốc độ góc (tốc độ quay theo một góc) của bán trục luôn luôn bằng tốc độ của trục bị động.  Khớp chạc ba. Trong khớp nối này, cú một chạc ba với ba trục xoay trên cùng một mặt phẳng. Ba con lăn được lắp vào các trục xoay này, và ba vỏ hình khum cú các rãnh song song được lắp với mỗi con lăn. Cấu tạo của hệ thống này đơn giản và không đắt tiền. Nói chung, loại khớp nối này có thể dịch chuyển theo chiều trục. Người ta sử dụng loại khớp nối này ở phía bộ vi sai của bỏn trục. 1. vòng lăn trong. 2. Bán trục. 3. Viên bi thép. 4. Vòng cách bi. 5. Vòng lăn ngoài. 2. Trục bị dẫn. 1 Hình 2.33. Khớp nối Rzeppa 2 3 4 5 2 2 38  Khớp nối có tốc độ không thay đổi có độ lệch kép. Cấu tạo của loại khớp nối này gần giống như loại khớp Rzeppa nhưng nó có thể trượt theo chiều trục. Các bề mặt trong và ngoài của vòng cách bị lệch trục với nhau  Khớp nối tốc độ không đổi kiểu rãnh chéo. Đây là loại khớp nối nhỏ và nhẹ, trong đó các rãnh đặt bi của vòng lăn ngoài và các rãnh của vòng lăn trong tạo thành các góc. Có hai loại, một trượt dọc trục, và loại kia không trượt.  Sự làm việc của các đăng Hình 2.35. Sơ đồ nguyên lý hoạt động khớp các đăng 1 3 2 4 5 Hình 2.34. Khớp chạc ba 1. Vỏ hình khum. 2. Trục xoay. 3. Bán trục. 4. Con lăn. 5. Chạc ba chạc. 39 Hình trên miêu tả sự thay đổi của tốc độ trục bị dẫn B hợp thành góc 30 độ so với trục dẫn động A khi bán trục A quay ở tốc độ không đổi . Khi bán trục A (trục thứ cấp của hộp số ) của khớp các đăng quay một vòng, trục bị dẫn B (trục các đăng cũng quay một vòng, bán kính quay của khớp này lớn nhất đạt r2 khi trục chữ thập vuông góc với trục dẫn động tương ứng với các góc quay 900, 270 0 và nó sẽ quay với bán kính r1 < r2 khi trục chữ thập không vuông góc với trục dẫn động ứng với các góc (00, 1800, 3200). - Với tốc độ biên của trạc nối ở trục bị dẫn thay đổi mỗi lần quay một góc 900 tạo ra sự thay đổi vận tốc góc đối với trục dẫn động, sự thay đổi này tỉ lệ thuận với góc giữa trục dẫn động A và trục bị dẫn B, vì vậy khớp các đăng ở đầu dẫn động phía hộp số sẽ triệt tiêu các biến thiên về vận tốc góc này, người ta cũng đặt trục bị dẫn và trục dẫn động để tránh những biến động về vận tốc quay và mômen quay. 2.2.4. Cầu chủ động 2.2.4.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại a. Công dụng Cầu chủ động là bộ phận cuối cùng trong HTTL, tùy theo kết cấu, cầu chủ động đặt phía sau hộp số, nối với hộp số hay hộp phân phối bởi trục truyền động các đăng, hoặc cầu chủ động và hộp số được đặt trong một cụm. - Là giá đỡ và giữ hai bánh xe chủ động. - Tăng tỷ số truyền để tăng mô men xoắn, tăng lực kéo của bánh xe chủ động. - Cho phép bánh xe chủ động quay với vận tốc khác nhau khi xe quay vòng. - Đỡ toàn bộ trọng lượng của các bộ phận đặt trên xe. - Thu hút và truyền dẫn mô men xoắn của cầu lên khung xe khi tăng tốc hoặc phanh xe. - Biến chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tiến lùi của ôtô nhờ các bộ phận đặt trong cầu chủ động. b. Phân loại + Theo kết cấu của bộ truyền lực chính chia làm hai loại: - Bộ truyền lực chính loại đơn. - Bộ truyền lực chính loại kép. + Theo vị trí của cầu chủ động trên xe: - Cầu trước chủ động. 40 - Cầu sau chủ động. + Theo số lượng cầu bố trí trên xe: - Xe có một cầu trước hoặc sau chủ động. - Xe có hai cầu chủ động trước hoặc sau. - Xe có ba cầu chủ động trước, sau và giữa. + Theo số lượng cặp bánh răng truyền lực chính: - Một cặp bánh răng có tỷ số truyền cố định. - Hai cặp bánh răng có tỷ số truyền cố định. c. Yêu cầu - Có tỷ số truyền cần thiết phù hợp với yêu cầu làm việc. - Đảm bảo truyền lực kéo đến các bánh xe chủ động. - Đảm bảo ôtô chuyển động an toàn và ổn định trên đường vòng. - Đảm bảo độ cứng vững và độ bền cơ học cao. - Phải có hiệu suất làm việc cao. - Làm việc không gây tiếng ồn. - Kích thước nhỏ. c. Các bộ phận chính của cầu chủ động. Hình 2.36. Cấu tạo cầu chủ động. 41 5 4 3 1 2 2 1, 2, 3, 4. Cỏc chi tiết của truyền lực chớnh 5. Bánh răng vành chậu 2, 7. ổ bi đỡ bán trục 8. Vũng chắn dầu. 9. Bỏn trục. 10. Vỏ cầu. 11. Bánh răng quả dứa. 12. Bánh răng bán trục. 13. Vỏ vi sai. 2.2.4.2. Truyền lực chính * Kết cấu của bộ truyền lực chính gồm : - Bộ truyền lực chính (bộ giảm tốc). - Bộ vi sai (Sai tốc). - Bán trục và dầm cầu. Bộ truyền lực chính gồm 2 loại : truyền lực chính loại đơn và loại kép a. Bộ truyền lực chính đơn Gồm có một bánh răng chủ động hình quả dứa (hình 4.4.4) có dạng côn xoắn liền trục. Phía đỉnh răng của trục có dạng hình trụ để lắp ổ bi 2, ổ bi này nằm trên gối đỡ bên trong của vỏ hộp cầu sau. Phía sau chân răng có lắp ổ bi 3, ổ bi này nằm trên gối đỡ của nắp vỏ hộp. Phần thân phía sau của ổ bi. 1. Bánh răng chủ động. 2. 3. ổ bi. 4. Rãnh then hoa. 5. Đầu trục có ren. 2. Bánh răng bị động. Hình 2.37. Bộ truyền lực chính đơn. Trên trục có rãnh then hoa 4 để bắt với mặt bích của các đăng. Phần cuối của trục có các đường ren 5 để bắt đai ốc hãm mặt bích các đăng. 42 Bánh răng bị động (Bánh răng vành chậu) 2 có các dạng côn xoắn phía trong của bánh răng này có các nỗ bẩy để tán chặn với vỏ vi sai. Bánh răng chủ động và bánh răng bị động luôn luôn ăn khớp với nhau hình thành bộ truyền lực chính loại đơn. b. Bộ truyền lực chính loại kép 1. Bánh răng chủ động 2. Bánh răng bị động 3. Bánh răng trung gian nhỏ 4. Bánh răng trung gian lớn Hình 2.38. Bộ truyền lực chính kép  Bộ truyền lực chính loại kép gồm 2 loại: + Loại một cặp bánh răng côn xoắn và một cặp bánh răng trụ thẳng. + Loại một cặp bánh răng côn xoắn và một cặp bánh răng trụ xiên. - Về cấu tạo và lắp ghép vị trí của hai loại này hoàn toàn giống nhau nhưng chỉ khác nhau về dạng răng của cặp bánh răng hình trụ. - Cấu tạo của bộ truyền lực này gồm: Bánh răng chủ động quả dứa 1 (hình 4.4.5) ăn khớp với bánh răng bị động 2. Cặp bánh răng này có dạng hình côn xoắn. Bánh răng bị động 2 được lắp trên cùng một trục với bánh răng trụ 3, bánh răng trụ 4 được lắp chặt với vỏ vi sai bằng đinh tán. Cặp bánh răng côn xoắn 1 và 2 luôn ăn khớp với nhau gọi là cặp truyền thứ nhất. Cặp bánh răng hình trụ 3 và 4 luôn luôn ăn khớp với nhau gọi là cặp truyền thứ hai. Hai cặp bánh răng này luôn tạo thành một tỉ số truyền động lớn nhằm tăng thêm lực kéo ở bánh xe chủ động và được gọi là bộ truyền lực kép. c. Nguyên lý làm việc Nguyên lý làm việc của bộ truyền lực chính loại đơn và kép hoàn toàn giống nhau: - Đối với bộ truyền lực đơn thì khi bánh răng chủ động 1 quay làm cho bánh răng bị động 2 quay theo cả bộ vi sai quay. 43 - Đối với bộ truyền lực kép thì khi bánh răng vành chậu 2 quay làm cho bánh răng trụ 3 quay cùng với tốc độ góc như nhau. Vì hai bánh răng này lắp cứng trên cùng một trục. Bánh răng trụ 3 ăn khớp với bánh răng trụ 4, bánh răng trụ 4 quay làm cho cả bộ vi sai cùng quay. 2.2.4.3. Bộ vi sai a. Công dụng - Phân phối mô men quay ra các bán trục. - Cho phép bán trục quay với các tốc độ khác nhau khi xe quay vòng hay chuyển động trên đường không bằng phẳng. b. Phân loại + Dựa vào công dụng của bộ vi sai người ta phân ra làm các loại như sau: - Vi sai đối xứng. - Vi sai không đối xứng. + Dựa theo cấu tạo thì có: - Vi sai dùng bánh răng côn. - Vi sai dùng bánh răng trụ. - Vi sai ma sát. c. Kết cấu của bộ vi sai bánh loại bánh răng cụn Hình 2.39. Kết cấu bộ vi sai. 1 . Bánh răng hành tinh. 2. Trục chữ thập. 3. Bánh răng bán trục. 4. Vỏ vi sai. 5. Bánh răng vành chậu. Vỏ bộ vi sai lắp chặt với bánh răng vành chậu hoặc bánh răng trung gian lớn (đối với cầu kép) bằng đinh tán hay bu lông. Trục chữ thập đặt cố định trong vỏ bộ vi sai, các đầu 44 trục chữ thập lắp tự do với bốn bánh răng hành tinh. Các bánh răng hành tinh luôn luôn quay cùng với vỏ vi sai và ăn khớp với hai bánh răng bán trục, phía trong của bán trục có rãnh then hoa để lắp với bán trục. ở một số xe, hộp vi sai có hai cặp bánh răng hành tinh lắp trên một trục thẳng. d. Nguyên lý làm việc Khi xe chạy thẳng trên đường phẳng, hai bánh xe chủ động chịu lực cản lăn bằng nhau, lực tác dụng lên các bánh răng hành tinh cân bằng từ hai phía, do đó bánh răng hành tinh không quay trên trục của nó kéo hai bánh răng bán trục quay cùng tốc độ với vỏ hộp vi sai, tốc độ hai bánh răng bằng nhau. Hình 2.40. Sơ đồ cấu tạo a. Khi xe chạy trên đường thẳng b. Khi xe chạy trên đường vòng 1. Bánh răng vành chậu 3. Bánh răng hành tinh 2. Bán trục Khi xe chạy trên đường vòng, đường gồ ghề, các bánh răng hành tinh vẫn kéo hai bánh răng bán trục quay cùng vỏ vi sai. Trong trường hợp này, lực cản lăn của bánh xe trong lớn hơn bánh xe ngoài, do đó lực tác động lên các bánh răng hành tinh không cân bằng, chúng tự quay xung quanh trục và làm cho bánh răng bán trục trong quay ngược chiều với vỏ vi sai. Trong đó tốc độ bánh xe trong giảm đi bao nhiêu thì tốc độ bánh xe ngoài tăng lên bấy nhiêu. Với đặc tính truyền động này, bộ vi sai luôn tự động điều chỉnh tốc độ của hai bánh xe chủ động khác nhau để khi quay vòng hay chuyển động trên đường không bằng phẳng, hai bánh xe bị lết trượt. Tóm lại khi xe chạy trên đường thẳng, các bánh răng quay cùng với vỏ như một khối thống nhất. Còn khi xe quay vòng, các bánh 45 răng vừa quay cùng vỏ vi sai vừa quay quanh trục của mình, các bánh răng chuyển động tương đối so với vỏ vi sai. Khi xe bị sa lầy, bộ vi sai hoạt động tương tự như khi xe chuyển động trên đường vòng. Bánh xe trên đất khô sẽ đứng yên, bánh xe bị sa lầy quay trượt với tốc độ gấp đôi vỏ vi sai, như vậy khi xe không tiến được để thoát khỏi sa lầy. Để cải tiến tình trạng này bằng cách dùng cơ cấu khóa vi sai, dùng bộ vi sai giới hạn trượt hay không trượt.  Bộ vi sai của loại xe FF. Bộ vi sai dùng trong các xe FF có động cơ lắp ngang được gắn liền với hộp truyền lực. Người ta lắp cụm vi sai ở giữa vỏ hộp số ngang và vỏ hộp truyền lực. Sơ đồ cấu tạo được trỡnh bày trờn hỡnh vẽ. Hình 2.41. Bộ vi sai của loại xe FF 1. Bánh răng vi sai. 2. Bánh răng bán trục. 3. Then, 4. Đệm điều chỉnh. 5. Bánh răng lớn. 2. Vỏ hộp vi sai. 7. Vỏ hộp số ngang. 8. Cụm vi sai. 9. Vòng bi bán trục. 10. Vòng lăn ngoài. 11. Vỏ hộp truyền lực. 12. Trục thứ cấp. 13. Bỏnh răng quả dứa. Bánh răng lớn là loại bánh răng xoắn, bánh răng này được kết hợp với hộp vi sai và lắp trên vỏ hộp số ngang qua hai vũng bi bán trục. Bán trục ăn khớp với then hoa trong của bánh răng bán trục. 7 1 1 2 3 4 5 2 8 5 9 10 4 11 12 13 46 Thường có hai bánh răng vi sai để dẫn động, nhưng ở các bộ vi sai dùng cho động cơ có công suất cao thường dùng bốn bánh răng vi sai để dẫn động.  Bộ vi sai của loại xe FR. Hình 2.42. Bộ vi sai của xe FR 1. Bích nối. 2. Vòng đệm điều chỉnh. 3. Bánh răng quả dứa. 4. Đai ốc điều chỉnh. 5. Bán trục sau. 2. Bánh răng vi sai. 7. Hộp bán trục cầu sau. 8. Vòng bi bán trục. 9. Vỏ hộp vi sai. 10. Bánh răng bán trục. 11. Bánh răng vành chậu. 12. Ổ lăn côn. Truyền lực chính và bộ vi sai được lắp liền thành một cụm được đặt trực tiếp trong vỏ hộp vi sai và được lắp vào hộp cầu sau, thân xe hoặc khung xe. Các bánh răng hành tinh được gắn trên trục chúng luôn quay cùng với vỏ vi sai và ăn khớp với hai bánh răng bán trục. Khớp nối các đăng của trục các đăng được lắp cố định vào mặt bích nối làm quay bánh răng quả dứa được nối với bích này. Bánh răng quả dứa được lắp trong vỏ hộp vi sai trên 2 ổ lăn côn. Người ta lắp bánh răng vành chậu liền với vỏ hộp vi sai vào giá đỡ vi sai qua hai vòng bi bán trục. Các bánh răng bán trục được lắp vào bán trục bằng rãnh then.  Nguyên lý hoạt động của bộ vi sai. 2 9 11 5 1 2 3 4 2 7 8 9 10 11 12 47 Khi xe chạy thẳng: một lực cản đều nhau tác động lên cả hai bánh xe bên phải và bên trái, vì vậy bánh răng vành chậu, bánh răng vi sai và bánh răng bán trục đều quay như một khối liền để truyền lực dẫn động đến cả hai bánh xe. Khi xe chạy trên đƣờng vũng: các bánh răng hành tinh vẫn kéo hai bánh răng bán trục quay cùng vỏ vi sai. Trong trường hợp này, lực cản lăn của bánh xe trong lớn hơn bánh xe ngoài, do đó lực tác động lên các bánh răng hành tinh không cân bằng, chúng vừa quay quanh trục của nó vừa quay quanh đường tâm trục của bánh răng bán trục. Điều này tạo nên sự sai lệch tốc độ quay giữa bánh xe bên trong và bánh xe bên ngoài, tốc độ bánh xe trong giảm đi bao nhiêu thỡ tốc độ bánh xe ngoài tăng lên bấy nhiêu. Với đặc tính truyền động này, bộ vi sai luôn tự động điều chỉnh tốc độ của hai bánh xe chủ động khác nhau khi quay vũng để tránh hai bánh xe bị lết trượt. ` Hình 2.43. Hoạt động của bộ vi sai a. Khi xe chạy thẳng. b. Khi xe quay vũng. c. Khi bị sa lầy. n1: tốc độ quay của bán trục bên trái. n2: tốc độ quay của bán trục bên trái. Khi xe bị sa lầy: bộ vi sai hoạt động tương tự như khi xe chuyển động trên đường vũng. Bánh xe trên đất khô sẽ đứng yên, bánh xe bị sa lầy quay trượt với tốc độ gấp đôi vỏ vi sai, như vậy khi xe không tiến được để thoát khỏi sa lầy. Để tránh tình trạng này người ta sử dụng cơ cấu khóa vi sai hoặc dùng bộ vi sai hạn chế trượt LSD. 2.2.4.4. Bán trục  Sơ đồ tổng thể của bán trục được thể hiện trên hình vẽ: a b c n1 n2 n1 n2 n2 48 Hình 2.44. Sơ đồ bán trục a. Công dụng và phân loại  Công dụng Bán trục dùng truyền mô men xoắn từ bộ vi sai đến bánh xe chủ động.  Phân loại Căn cứ vào phương pháp đặt trục mà chia ra làm 3 loại: - Loại bán trục giảm tải trọng l/2. - Loại bán trục giản tải trọng 3/4. - Loại bán trục giảm tải hoàn toàn. b. Kết cấu của bán trục  Bán trục giảm tải trọng 1/ 2 Hình 2.45. Bán trục giảm tải trọng 1/2. 49 1. Moayơ. 2. Vỏ cầu. 3. Bán trục. Loại bán trục này dùng phổ biến trên các loại xe du lịch và vận tải nhỏ. Đầu ngoài của bán trục lắp với vỏ cầu qua vòng bi côn. Đầu trong bán trục lắp vào bánh răng bán trục của bộ vi sai nhưng không phải đỡ trọng lượng bộ vi sai. Đầu ngoài bán trục tựa lên vòng bi đặt trong vỏ cầu và gắn cố định vào bánh xe. Bán trục chịu toàn bộ trọng lượng của xe cũng như tất cả sự va chạm của bánh xe gây lên. Nếu bán trục gãy bánh xe sẽ rời ra khỏi cầu xe.  Bán trục giảm tải trọng 3/4. Hình 2.46. Bán trục giảm tải trọng 3/4 Đầu trong bán trục lắp với bánh răng bán trục của bộ vi sai. Đầu ngoài bán trục gắn chặt vào moayơ bằng đai ốc và chốt. Moayơ bánh xe quay trên vỏ cầu trên một vòng bi. Như vậy vỏ cầu đỡ toàn bộ trọng lượng của xe. Bán trục vẫn chịu các mô men xoắn và lực uốn ngang tác dụng vào bánh xe.  Bán trục giảm tải trọng hoàn toàn Hình 2.47. Bán trục giảm tải trọng hoàn toàn. 50 Loại bán trục này được dùng cho tất cả các xe ôtô tải hạng nặng. Kết cấu giống như loại giảm tải trọng 3/4 nhưng moayơ tựa lên dầm cầu nhờ hai vòng bi côn. Bán trục chỉ còn chịu tác dụng của các mô men xoắn gồm mô men kéo và mô men uốn 2.2.4.5. Dầm cầu chủ động và cầu dẫn hƣớng a. Dầm cầu dẫn hƣớng bị động. Dầm cầu dẫn hướng bị động của ôtô được nối cứng với khung xe bằng hệ thống treo (Gồm nhíp và bộ giảm sóc). Để giảm chiều cao đặt động cơ, dầm được uốn cong về phía mặt đường. Ở hai đầu cầu nối của dầm có gia công lỗ để lắp chốt chuyển hướng (trụ đứng) và cam quay. Giữa bề mặt tiếp xúc của chốt chuyển hướng và cam quay có bạc đồng, phía ngoài của cam quay có lắp ổ bi để lắp với moayơ của bánh xe dẫn hướng. Cụm bánh xe, cam quay có thể quay quanh chốt chuyển hướng, ở phần giữa dầm cầu có gia công các mặt bích để lắp chốt, tiết diện của dầm cầu được chế tạo hình chữ I. 1. Dầm cầu 2. Mặt bích lắp nhíp 3. Trục đứng 4. Cam quay 5. Lỗ trụ đứng Hình 2.48. Sơ đồ dầm cầu b. Dầm cầu dẫn hƣớng chủ động. Dầm cầu dẫn hướng chủ động có cấu tạo hoàn toàn giống như cầu dẫn hướng bị động, nhưng khác là phần truyền lực kéo ra bánh xe bằng các đăng đồng tốc. Ngoài ra cầu dẫn hướng chủ động còn khác cầu dẫn hướng bị động ở bộ phận bánh xe dẫn hướng. Đặc điểm của cầu dẫn hướng chủ động là vừa làm nhiệm vụ dẫn hướng vừa làm nhiệm vụ chủ động. Kết cấu của dầm cầu dẫn hướng chủ động gồm phần chủ động và phần dẫn hướng. Nhờ có cấu tạo đặc biệt trên mà bánh xe nhận được mô men quay truyền đến vừa quay được hướng để thay đổi hướng chuyển động của ôtô. 1 2 5 4 3 51 Hình 2.49. Dầm cầu dẫn hướng chủ động. 1. Mặt bích. 5. Bán trục. 2. Trục dẫn động bánh xe. 2. Các đăng đồng 3. Khớp chuyển hướng. 7. Chốt khớp chuyển hướng. 4.Vòng bi chốt chuyển hướng. 8. Moayơ. 2.3. Hệ thống truyền lực tự động 2.3.1 Phân loại và đặc điểm của các loại hộp số. Hiện nay trên thế giới đã sử dụng rộng rãi và sản xuất nhiều loại hộp số tự động. Để có thể biết được một cách đầy đủ về các loại hộp số ta có thể trình bày như sau: Hộp số tự động Hộp số tự động có cấp Hộp số vô cấp Hộp số có cấp loại thƣờng Hộp số có cấp loại điện tử Hộp số vô cấp điều khiển bằng dây đai Hộp số vô cấp điều khiển bằng con lăn Số tự động loại chuyển số bằng Côn điều khiển thủy lực Số tự động loại thường chuyển số bằng Côn và Phanh. Điều khiển Số tự động chuyển số bằng côn điều khiển Thủy lực Số tự động chuyển số bằng Côn và Phanh điều khiển Thủy lực và Điện Tử (ECT, 52 thủy lực và Điện Tử (ECT, ECU) ECU). Đặc điểm: Sử dụng biến mô và côn để vào số tự động. Điều khiển chuyển số bằng thủy lực Đặc điểm: Sử dụng biến mô và côn, phanh để chuyển số tự động.Điề u khiển chuyển số bằng Thủy lực Đặc điểm: Sử dụng biến mô và côn để vào số tự động. Chuyển số bằng côn điều khiển Thủy lực và Điện Tử (ECT, ECU). Đặc điểm: Sử dụng biến mô và côn, phanh để chuyển số tự động.Điều khiển chuyển số bằng Thủy lực và Điện Tử (ECT, ECU). Đặc điểm: Vận hành trên một hệ thống pu-li, dây đai thông minh, hệ thống này cho phép một khả năng biến thiên vô hạn giữa số thấp nhất và số cao nhất mà không không có sự ngắt quãng giữa các số. Đặc điểm: Vận hành trên một hệ thống đĩa con lăn thông minh, hệ thống này cho phép một khả năng biến thiên vô hạn giữa số thấp nhất và số cao nhất mà không không có sự ngắt quãng giữa các số. 2.3.2. Truyền lực tự động với hộp số có cấp Các tay số và tình huống sử dụng các tay số trong hộp số tự động. Tuân theo quy luật chung, cụm tay số của các xe có hộp số tự động có thể được bố trí ở cạnh vành tay lái (loại này còn gọi là số tay) hoặc bố trí trên sàn xe, giữa ghế lái xe và ghế phụ (loại này còn gọi là số sàn). Số lượng vị trí cần chọn số tùy thuộc vào cấu trúc của hộp số tự động, thông thường trên xe có 4 số tiến và 1 số lùi. Hình 2.50. Các dạng tay số b). Số tay a). Số sàn 53 Số “P”: số đỗ xe tại chỗ. Tay số này sử dụng khi dừng xe không lâu bên lề đường hoặc chờ khách mà máy vẫn nổ. Số “R”: số lùi. Tay số này dùng khi xe cần lùi. Số “N”: số không (hay số MO). Tay số này sử dụng khi dừng xe lâu, khi xe nghỉ hoạt động. Số “D”: tay số tiến cơ bản. Tay số này sử dụng để khởi hành xe và trong mọi trường hợp chạy tiến, trừ các trường hợp muốn lợi dụng công suất động cơ để phanh ghìm tốc độ xe như: xuống dốc, chạy đường núi, kéo móc, chạy trên đường trơn lầy, chạy trên cát, trên tuyết. Ở tay số này xe cuó khả năng làm việc ở tất cả mọi số tiến từ 1, 2, 3, D, O/D. Số “3”: tay số với 3 cấp số tiến cơ bản (chỉ có ở một số ít xe). Tay số này sử dụng như số “D” nhưng không có hiệu lực điều khiển O/D. Số “2” (ở đa số các xe) hoặc số S (ở một số ít xe): số ngưỡng chạy tiến. Tay số chỉ được phép sử dụng ở một vùng tốc độ nhất định, khi muốn lợi dụng động cơ để phanh ghìm bớt tốc độ xe trong các trường hợp như: xe chạy kéo móc, xe quá tải, lên dốc ngắn, xuống dốc, xe chạy đường núi. Ở tay số này xe có thể khởi hành như số “D” lúc đầu từ cấp số 1 sau đó tự chuyển sang cấp số 2 và không thể vượt được đến cấp số 3, hệ điều khiển O/D không có tác dụng ở tay số này. Số “L” (ở đa số các xe) hoặc số 1 (ở một số ít xe): số ngưỡng chậm. Tay số này chỉ có một cấp tốc độ (cấp 1) không vượt được đến cấp độ 2. Khi chạy ở tay số này sẽ lợi dụng được tối đa khả năng phanh ghìm xe bằng động cơ. Tay số này được sử dụng trong trường hợp leo dốc ngắn có bậc gồ ghề, xuống dốc dài, chạy trên đường trơn lầy. Nút công tắc “O/D”: công tắc điều khiển số truyền tăng. Công tắc này chỉ có hiệu lực ở tay số “D”. Núm chốt định vị số: dùng để định vị cần chọn ở một vị trí nhất định. Khi chuyển các vị trí từ “N” sang “R” hoặc “P”, từ “P” về “R”, từ “D” sang “2”, từ “2” sang “L” phải ấn nút này và sau khi đã vào đúng số thì nhả tay ra để định vị số. 2.3.2.1 Sơ đồ và nguyên lý HTTL tự động với hộp số điều khiển gài chuyển số bằng các côn ma sát ƣớt 54 a. Sơ đồ nguyên lý của hộp số Ở hộp số thường muốn chuyển số thì ta phải gạt đồng tốc để chuyển số, làm cho người điều khiển phải xử lý một lúc nhiều tình huống (quan sát đường, chân côn, chuyển số, lựa chọn chuyển số thích hợp) và rất mất thời gian khi chuyển số đồng tốc. Trong số tự động loại điều khiển bằng côn thì đồng tốc ở số thường được thay bằng côn và được chuyển số tự động. Các côn được đóng mở nhờ các dòng dầu ở số loại này người điều khiển chỉ việc nhấn chân ga và quan sát mặt đường. Hình 2.51: Sơ đồ cấu trúc hộp số tự động điều khiển bằng côn 1- Ly hợp khoá biến mô, 2- Bánh bơm, 3- Khớp một chiều, 4- côn giữ, 5- Côn số 3, 6- Côn số 4,7- Côn gài số R, 8- Côn số 2, 9 - Côn số 1, 10 - Bộ truyền lực cuối cùng, 11-Bộ vi sai. b. Đặc điểm của hộp số tự động điều khiển bằng côn. + Bộ biến mô là bộ phận nhận mô men động cơ và tốc độ động cơ (ne), công suất động cơ (Ne) từ động cơ tới hộp số. Bộ biến mô có khả năng thay đổi mô men của động cơ lên nhiều lần. + Các bánh răng ăn khớp cố định có thể tạo ra từ 4 đến 5 cấp số truyền và một số lùi . Để đi này hoặc số kia trong hộp số sử dụng các bộ côn thuỷ lực, mỗi tay số hay một tỷ số truyền có một côn, côn này nếu so sánh với hộp số thường thì nó thay thế cho bộ đồng tốc. Như vậy khi chuyển số không mất thời gian trong quá trình đồng tốc. Đây là ưu điểm quan trọng của hộp số tự động so với hộp số thường. + Trong số lùi không sử dụng côn thuỷ lực mà sử dụng ống gài số lùi để chuyển số. 55 + Vì hộp số này được sử dụng cho cho động cơ đặt trước và hộp số đặt trước nên trong hộp số tổ hợp luôn cả cầu chủ động. c. Nguyên lý chuyển số : Hình 2.52: Nguyên lý hoạt động cơ bản của hộp Số A : Van ga; b: Sơ đồ nguyên lý chuyển số cơ bản; c: Van ly tâm. Po: Áp suất chuẩn sau van điều áp sơ cấp; P: Áp suất được tạo ra sau van ga P2 áp suất được tạo ra sau van ly tâm Khi động cơ hoạt động thì bơm dầu đẩy dầu đến van điều áp sơ cấp, tạo ra áp suất chuẩn po Sau đó áp suất P0 đi đến van ga, van ly tâm và qua van cần chuyền số đến van chuyển số. Áp suất P1 được tạo ra từ van ga do tác động của bàn đạp chân ga đến cụm bướm ga tác động đến cam ga đẩy ty đẩy lên tạo ra áp suất P1( hình 3a). Áp suất P2 được tạo ra do quả văng tác động vào ty đẩy tạo áp suất P2 ( hình 3c). Áp suất P1 và áp suất P2 được đưa đến van số, van số như một cái cân để so sánh giữa áp suất P1, P2. Sau đó van số quyết định áp suất Po được đưa đến côn của số nào đó để thực hiện đi số. Ví dụ: 56 Hình 4: Các van số 4a: Đi số 2; 4b: Đi số 3. Dòng áp suất Po được được chuyển sang số 2 vì dóng áp suất p 1  p 2 (hình 4a) lúc này xe thực hiện đi số 2. (Hình 4b) Dòng áp suất được thực hiện chuyển số 3 vì dòng áp suất (p 1  p 2 ) lúc này xe thực hiện đi số 3. 2.3.2.2. Sơ đồ và nguyên lý HTTL tự động với hộp số điều khiển chuyển số bằng các côn, phanh ma sát ƣớt của các bộ truyền hành tinh a. Sơ đồ cấu trúc Trong hộp số tự động bộ truyền hành tinh có vai trò rất quan trọng nó điều khiển việc giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc. Bộ truyền bánh răng hành tinh gồm các bánh răng hành tinh, các ly hợp và phanh. Thường trong hộp số có 2 đến vài bộ truyền hành tinh, các bộ truyền hành tinh này được kết nối với ly hợp và phanh (là các bộ phận kết nối công suất) để tạo ra các số truyền bánh răng khác nhau và vị trí số trung gian. . Hình 2.53 : Sơ đồ cấu trúc bộ truyền hành tinh 1, Biến mô; 2, Phanh B1;3, Ly hợp C1;4, Ly hợp C2; 5, Phanh B2; 57 6, Khớp một chiều F1;7, Phanh B3; 8, Khớp một chiều F2; 9, Phanh Bo; 10, Khớp một chiều F0. b. Nguyên lý chung: Mômen được truyền từ động cơ qua biến mô đến cụm cụm bánh răng hành tinh, Để truyền mô men này đến các cặp bánh răng hành tinh thì nhờ các côn C1,C2 hoạt động truyền đến các cụm bánh răng hành tinh sau thông qua bánh răng mặt trời. Các bộ côn, phanh hoạt động nhờ áp suất dầu của hệ thống thuỷ lực điều khiển. Sau đó mô men được truyền đến bộ truyền tăng OD. Nếu xe đang ở tốc độ cao và công tắc OD ở chế độ ON, thì số tự động chuyển sang số OD. Nếu xe ở tốc độ thấp và ở tốc độ cao nhưng công tắc OD ở chế độ OFF thì không sang số OD. Lúc này mômen được truyền ra trục thứ cấp của hộp số. c. Hoạt động khi chuyển số. Sơ đồ nguyên lý chung của bộ truyền bánh răng hành tinh. Hình 2.54: Sơ đồ nguyên lý bộ bánh răng hành tinh B1- Phanh thứ nhất, B2- phanh thứ 2; C1- Côn thứ nhất; C2 - côn thứ 2; C3- Côn thứ 3; B3- Phanh thứ 3; F1- Khớp một chiều số 1; F2- Khớp một chiều số 2; F3 -Khớp một chiều số3. Số 1. Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước theo chiều kim đồng hồ nhờ C1. Bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh trước quay và chuyển động xung quanh làm cho bánh răng mặt trời quay ngược chiều kim đồng hồ. Trong bánh răng hành tinh sau, cần dẫn sau được F2 cố định, nên bánh răng mặt trời làm cho bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau quay theo chiều kim đồng hồ thông qua bánh răng hành tinh 58 của bộ truyền hành tinh sau. Cần dẫn trước và bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau làm cho trục thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ. Bằng cách này tạo ra được tỷ số giảm tốc lớn. Ngoài ra, ở dãy "L", B3 hoạt động và phanh bằng động cơ sẽ hoạt động. Hình 2.55: Số 1 Số 2. Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao cả bộ truyền hành tinh trước theo chiều kim đồng hồ nhờ C1. Do bánh răng mặt trời bị B2 và F1 cố định nên công suất không được truyền tới bộ truyền bánh răng hành tinh sau. Cần dẫn trước làm cho trục thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ. Tỷ số giảm tốc thấp hơn so với số 1. Ngoài ra, ở dãy "2", B1 hoạt động và phanh bằng động cơ hoạt động. . 59 Hình 2.56: Số 2 Số 3. Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ hành tinh trước theo chiều kim đồng hồ nhờ C1, và đồng thời làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ nhờ C2. Do bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước và bánh răng mặt trời quay với nhau cùng một tốc độ nên toàn bộ truyền bánh răng hành tinh cũng quay với cùng tốc độ và công suất được dẫn từ cần dẫn phía trước tới trục thứ cấp. Khi gài số ba, tỉ số giảm tốc là 1. Tuy ở số 3 tại dãy "D" phanh động cơ có hoạt động, nhưng do tỉ số giảm tốc là 1 lực phanh động cơ tương đối nhỏ. Hình 2.57: Số 3 Số lùi R: Trục sơ cấp làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ nhờ C2. Ở bộ truyền bánh răng hành tinh sau do cần dẫn sau bị B3 cố định nên bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau quay ngược chiều kim đồng hồ thông qua bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh sau, và trục thứ cấp được quay ngược chiều kim đồng hồ. Bằng cách này, trục thứ cấp được quay ngược lại, và xe lùi với một tỉ số giảm tốc lớn. Việc phanh bằng động cơ xảy ra khi hộp số tự động được chuyển sang số lùi, vì số lùi không sử dụng khớp một chiều để truyền lực dẫn động. 60 Hình 2.58: Số lùi R Ở chế độ số truyền tăng, thì phanh O/D (B0) khoá bánh răng mặt trời O/D, do đó các bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh O/D vừa chuyển động theo chiều kim đồng hồ xung quanh bánh răng mặt trời O/D, vừa quay xung quanh trục của chúng. Vì vậy bánh răng bao của bộ truyền hành tinh O/D quay theo chiều kim đồng hồ nhanh hơn cần dẫn của bộ truyền bánh rănh hành tinh O/D. Hình 2.59: Xe ở chế độ O/D Bộ truyền bánh răng hành tinh O/D hoạt động như một cơ cấu dẫn động trực tiếp, và quay như một cụm đơn nhất để dẫn công suất ra đầu vào (tốc độ quay và mômen 61 Hình 2.60: Xe không ở chế độ O/D 2.3.2.3. Biến mô thủy lực Bộ biến mô ( hình 17) vừa truyền vừa khuyếch đại mômen từ động cơ vào hộp số (Bộ truyền bánh răng hành tinh) bằng việc sử dụng dầu hộp số tự động (ATF) như một môi chất. Bộ biến mô gồm bánh bơm, bánh tua bin, khớp một chiều, stato và vỏ biến mô chứa tất cả các bộ phận đó. Bộ biến đổi được đổ đầy ATF do bơm dầu cung cấp. Động cơ quay và bánh bơm quay, và dầu bị đẩy ra từ bánh bơm thành một dòng mạnh làm quay bánh tua bin. Hình 2.61: Bộ biến mô Bộ biến mô gồm các bộ phận sau: 62 Bánh bơm: Gắn với vỏ biến mô lắp với trục khuỷu động cơ để truyền mô men, tốc độ của động cơ. Bánh tua bin: Gắn với trục sơ cấp của hộp số nhận mô men từ bánh bơm. Bánh phản ứng: Được gắn vào trục hộp số thông qua khớp 1 chiều, có nhiệm vụ đổi chiều đường dẫn dầu từ bánh tua bin quay về bánh bơm và tạo ra hệ số khuếch đại mô men. Ly hợp khóa biến mô: Gắn với trục của hộp số tự động, liên kết bánh bơm và bánh tua bin. Bánh bơm (hình 18) được bố trí nằm trong vỏ bộ biến mô và nối với trục khuỷu qua đĩa dẫn động. Nhiều cánh hình cong được lắp bên trong bánh bơm. Một vòng dẫn hướng được lắp trên mép trong của các cánh để đường dẫn dòng dầu được êm. Hình 2.62: Bánh bơm Bánh tua bin (hình 2.62) được bố trí nằm trong vỏ biến mô và được nối với trục sơ cấp của hộp số. Cấu tạo gồm rất nhiều cánh được lắp lên, bánh tua bin giống như trường hợp bánh bơm hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của cánh của bánh bơm. Bánh tua bin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong nó nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa. 63 Hình 2.63: Bánh tua bin Stato (hình 2.63) được lắp với vỏ hộp số qua khớp một chiều, dòng dầu trở về từ bánh tua bin vào bánh bơm theo hướng cản sự quay của bánh bơm. Do đó, stato đổi chiều của dòng dầu sao cho nó tác động lên phía sau của các cánh trên bánh bơm và bổ sung thêm lực đẩy cho bánh bơm làm tăng mô men. Hình 2.64: Stato Khớp một chiều (hình 2.64) một mặt gắn với vỏ hộp số mặt kia gắn với stato. Khớp một chiều cho phép Stato quay theo chiều quay của trục khuỷu động cơ. Nếu Stato định bắt đầu quay theo chiều ngược lại thì khớp một chiều sẽ khoá stato để ngăn không cho nó quay ngược lại. 64 Hình 2.65: Khớp một chiều Hoạt động của biến mô: Khi tốc độ của bánh bơm tăng thì lực li tâm làm cho dầu bắt đầu chảy từ tâm bánh bơm ra phía ngoài. Khi tốc độ bánh bơm tăng lên nữa thì dầu sẽ bị ép văng ra khỏi bánh bơm. Dầu va vào cánh của bánh tua bin làm cho bánh tua bin bắt đầu quay cùng chiều với bánh bơm. Dầu chảy vào trong dọc theo các cánh của bánh tua bin. Khi nó chui được vào bên trong bánh tua bin thì mặt cong trong của cánh sẽ đổi hướng dầu ngược lại về phía bánh bơm, và chu kỳ lại bắt đầu từ đầu. Việc truyền mô men được thực hiện nhờ sự tuần hoàn dầu qua bánh bơm và bánh tuabin Hình 2.66: Sự truyền mô men qua bộ biến mô Việc khuyếch đại mômen do bộ biến mô thực hiện bằng cách dẫn dầu khi nó vẫn còn năng lượng sau khi đã đi qua bánh tua bin trở về bánh bơm qua cánh của Stato. Nói cách khác, bánh bơm được quay do mô men từ động cơ mà mô men này lại được bổ sung dầu quay về từ bánh tua bin. Có thể nói rằng bánh bơm khuyếch đại mômen ban đầu để dẫn động bánh tua bin. 65 Hình 2.67: Sự khuếch đại mô men Đặc tính của biến mô: Đặc tính của biến mô (hình 24) gồm hai mối quan hệ tỷ số truyền mô men và hiệu suất phụ thuộc vào tỷ số truyền tốc độ . Độ khuyếch đại mômen do bộ biến mô sẽ tăng theo tỉ lệ với dòng xoáy. Mô men sẽ trở thành cực đại khi bánh tua bin dừng. Hoạt động của bộ biến mô được chia thành hai dải hoạt động. Dải biến mô, trong đó có sự khuyếch đại mô men. Dải khớp nối, trong đó chỉ thuần tuý diễn ra việc truyền mômen và sự khuyếch đại mômen không xảy ra. Điểm li hợp là đường phân chia giữa hai phạm vi đó. Hiệu suất truyền động của bộ biến mô cho thấy năng lượng truyền cho bánh bơm được truyền tới bánh tua bin với hiệu quả ra sao. Năng lượng ở đây là công suất của bản thân động cơ, tỉ lệ với tốc độ động cơ (vòng/phút) và mô men động cơ. Do mômen được truyền với tỉ số gần 1:1 trong khớp thuỷ lực nên hiệu suất 66 truyền động trong dải khớp nối sẽ tăng tuyến. Hiệu suất truyền động của bộ biến mô không đạt tính và tỉ lệ với tỉ số tốc độ được 100% và thường đạt khoảng 95%. Sự tổn hao năng lượng là do nhiệt sinh ra trong dầu và do ma sát. Khi dầu tuần hoàn nó được bộ làm mát dầu làm mát. Hình 2.68: Đặc tính của bộ biến mô Điểm dừng trên đặc tính chỉ tình trạng mà ở đó bánh tua bin không chuyển động. Sự chênh lệch về tốc độ quay giữa bánh bơm và bánh tua bin là lớn nhất. Tỉ số truyền mô men của bộ biến mô là lớn nhất tại điểm dừng (thường trong phạm vi từ 1,7 đến 2,5). Hiệu suất truyền động bằng 0. Vùng biến mô khi bánh tua bin bắt đầu quay và tỉ số truyền tốc độ tăng lên, sự chệnh lệch tốc độ quay giữa bánh tua bin và bánh bơm bắt đầu giảm xuống. Ở thời điểm này hiệu suất truyền động tăng, hiệu suất truyền động đạt lớn nhất ngay trước điểm ly hợp. Trong vùng này tỷ số truyền mô men giảm dần (ví dụ từ 2,0 đến 1,0) và với đặc tính này người ta gọi là khuếch đại biến mô. Khi tỷ số truyền tốc độ đạt tới một trị số nào đó khoảng 0,8 thì tỷ số truyền mô men trở lên bằng 1:1. Điểm ly hợp trên đặc tính bắt đầu khi tốc độ quay bánh tua bin đạt từ 80 - 100% so với tốc độ bánh bơm. Cơ cấu li hợp khoá biến mô truyền công suất động cơ tới hộp số tự động một cách trực tiếp và cơ học. Do bộ biến mô sử dụng dòng thuỷ lực để gián tiếp truyền công suất nên có sự tổn hao công suất. Vì vậy, li hợp được lắp trong bộ biến mô để nối trực tiếp động cơ với hộp số để giảm tổn thất công suất. Khi xe đạt được một tốc độ nhất định, thì cơ cấu li hợp khoá biến mô được sử dụng để nâng cao hiệu quả sử dụng công suất và nhiên liệu. Li hợp khoá biến mô được lắp trong moayơ của bánh tuabin, phía trước bánh tuabin. Lò xo giảm chấn sẽ hấp thụ lực xoắn khi ăn khớp li hợp để ngăn không cho sinh ra va đập. 67 Một vật liệu ma sát (cùng dạng vật liệu sử dụng trong các phanh và đĩa li hợp) được gắn lên vỏ biến mô hoặc píttông khoá của bộ biến mô để ngăn sự trượt ở thời điểm ăn khớp li hợp. Hoạt động của cơ cấu khóa biến mô: Nhả khớp (hình 25) khi xe chạy ở tốc độ thấp thì dầu bị nén (áp suất của bộ biến mô) sẽ chảy vào phía trước của li hợp khoá biến mô. Do đó, áp suất trên mặt trước và mặt sau của li hợp khoá biến mô trở nên cân bằng và do đó li hợp khoá biến mô được nhả khớp. Hình 2.69: Khi ly hợp nhả khớp Ăn khớp ( hình 2.69) khi xe chạy ổn định ở tốc độ trung bình hoặc cao (thường trên 60 km/h) thì dầu bị nén sẽ chảy vào phía sau của li hợp khoá biến mô. Do đó, vỏ bộ biến mô và li hợp khoá biến mô sẽ trực tiếp nối với nhau. Do đó, li hợp khoá biến và vỏ bộ biến mô sẽ quay cùng nhau. 68 Hình 2.70: Khi ly hợp ăn khớp 2.3.2.4. Bộ truyền bánh răng hành tinh trong hộp số tự động. Một trong những bộ phận quan trọng trong hộp số tự động là bộ truyền hành tinh nó điều khiển việc chuyển số, đảo chiều, giảm tốc, nối trực tiếp và tăng tốc. Bộ truyền bánh răng hành tinh (hình 2.71) gồm có một số bộ phận: - Bánh răng mặt trời. - Các bánh răng hành tinh. - Cần dẫn: Là bộ phận liên kết các trục bánh răng hành tinh. - Bánh răng bao. Hình 2.71: Bộ truyền bánh răng hành tinh 1- Bánh răng mặt trời; 2- Bánh răng hành tinh; 3- Cần dẫn; 4-Bánh răng bao Một bộ truyền hành tinh bao giờ cũng có 4 bộ phận nhưng để tạo ra một tay số (hay 1 cấp số) thì chỉ có ba bộ phận tham gia (1, 3, 4). Nguyên tắc tạo ra 1 số truyền phải cố định (phanh) một trong ba phần tử hoặc 1 hoặc 3 hoặc 4. Vậy thì phải dùng một bộ phanh với vỏ hộp số sau đó phải truyền mô men và tốc độ quay cho một trong hai phần tử hoặc cả hai phần tử còn lại. Ví dụ: 69 Hình 2.72: Các ví dụ Hình a: Bánh răng bao cố định, cần dẫn là phần tử chủ động, bánh răng mặt trời là phần tử bị động làm tăng tốc độ xe và có chiều quay cùng chiều cùng chiều quay với bánh răng chủ động. Hình b: Bánh răng mặt trời cố định, bánh răng bao chủ động, cần dẫn là phần tử bị động làm giảm tốc độ xe và có chiều quay cùng chiều với bánh răng chủ động. Hình c: Cần dẫn cố định, bánh răng mặt trời là phần tử chủ động, bánh răng bao là phần tử bị động làm đảo chiều quay với bánh răng chủ động. Như vậy một bộ truyền hành tinh có thể tạo ra bảy số truyền khác nhau tuy nhiên trong bảy số này không dùng được hết mà chỉ dùng được một vài số, cho nên một hộp số tự động để có được tay số hợp lý ba hoặc bốn số thì cần ghép nối 2 hoặc 3 bộ truyền hành tinh khác nhau. Cố định Phần tử dẫn động Phần tử bị dẫn động Tốc độ quay Chiều quay Bánh răng bao Bánh răng mặt trời Cần dẫn Giảm tốc Cùng hướng với bánh răng chủ động Cần dẫn Bánh răng mặt trời Tăng tốc Bánh răng mặt trời Bánh răng bao Cần dẫn Giảm tốc Cùng hướng với bánh răng chủ động Cần dẫn Bánh răng bao Tăng tốc Cần dẫn Bánh răng mặt Bánh răng bao Giảm tốc Ngược hướng 70 trời với bánh răng chủ động Bánh răng bao Bánh răng mặt trời Tăng tốc Kết nối hai trong ba phần tử 1,3,4 Truyền thẳng Cùng hướng với bánh răng chủ động Các bộ truyền hành tinh có thể bố trí ở những vị trí khác nhau trong hộp số tự động và có thể có từ 2 đến vài bộ truyền hành tinh. Dưới đây là cách bố trí của các bộ truyền hành tinh trong một số loại hộp số tự động của hãng TOYOTA: + Loại 3 tốc độ với bộ truyền tăng OD xê ri A140, A540 của TOYOTA. Hình 2.73: Số tự động A140, A540 Hình 2.74: Số tự động A340, A350 + Loại 4 tốc độ với bộ truyền tăng OD xê ri A650 của TOYOTA. 71 Hình 2.75: Số tự động A650 + Loại 5 tốc độ với bộ truyền tăng OD xê ri A750 của TOYOTA. Hình 2.76: Số tự động A750 + Loại 4 tốc độ CR – CR ( các xe FF) xê ri U 340: Hình 2.77: Số tự động U340 72 + Loại 4 tốc độ ( các xe FF) U 440: Hình 2.78: Số tự động U440 + Loại 3 tốc độ (các xe FF) xê ri A240, U140,U240: Hình 2.79: Số tự động A240, U140, U240 + Loại số 5 tốc độ (các xe FF) U150: 73 Hình 2.80: Số tự động U150 2.3.2.5. Các côn, các phanh trong hệ thống điều khiển số: Các phanh Để cố định một phần tử của bộ truyền hành tinh với vỏ hộp số có thể dùng phanh dải hoặc phanh đĩa ma sát ướt. Dải phanh (hình 37) được quấn vòng lên đường kính ngoài của trống phanh. Một đầu của dải phanh được hãm chặt vào vỏ hộp số bằng một chốt, còn đầu kia tiếp xúc với píttông phanh qua cần đẩy píttông chuyển động bằng áp suất thuỷ lực. Pít tông phanh có thể chuyển động trên cần đẩy píttông nhờ việc nén các lò xo. Các cần đẩy pít tông có hai chiều dài khác nhau để có thể điều chỉnh khe hở giữa dải phanh và trống phanh. Hoạt động khi áp suất thuỷ lực tác động lên pít tông thì pít tông di chuyển sang phía trái trong xi lanh và nén các lò xo. Cần đẩy pít tông chuyển sang bên trái cùng với pít tông và đẩy một đầu của dải phanh. Do đầu kia của dải phanh bị cố định vào vỏ hộp số nên đường kính của dải phanh giảm xuống và dải phanh xiết vào trống làm cho nó không chuyển động được. Tại thời điểm này, sinh ra một lực ma sát lớn giữa dải phanh và trống phanh làm cho trống phanh hoặc một phần tử của bộ truyền bánh răng hành tinh không thể chuyển động được. Khi dầu có áp suất được dẫn ra khỏi xi lanh thì pít tông và cần đẩy pít tông bị đẩy ngược lại do lực của lò xo ngoài và trống được dải phanh nhả ra. Lò xo trong có hai chức năng: Để hấp thu phản lực từ trống phanh và để giảm va đập sinh ra khi dải phanh xiết trống phanh. 74 Hình 2.81: Phanh dải Phanh đĩa gồm các đĩa ma sát và đĩa thép khi hoạt động nó sẽ nối 2 bộ phận nhằm cố định bộ phận nào đó. Các đĩa ma sát được gài bằng then hoa vào vòng lăn ngoài của khớp một chiều số 1 và các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số. Vòng lăn trong của khớp một chiều số 1 (các bánh răng mặt trời trước và sau) được thiết kế sao cho khi quay ngược chiều kim đồng hồ thì nó sẽ bị khoá, nhưng khi quay theo chiều kim đồng hồ thì nó có thể xoay tự do. Trong một hộp số có thể có một vài bộ phanh đĩa. Ví dụ: Bộ phanh đĩa (2 phanh) trong hộp số A140E của TOYOTA được trình bày trên hình 38. Hình 2.82: Phanh kiểu nhiều đĩa ma sát ướt Hoạt động của phanh đĩa ma sát ướt : Khi áp suất thuỷ lực tác động lên xi lanh pít tông sẽ dịch chuyển và ép các đĩa thép và đĩa ma sát tiếp xúc với nhau. Do đó tạo nên một lực ma sát lớn giữa mỗi đĩa thép và đĩa 75 ma sát. Kết quả là cần dẫn hoặc bánh răng mặt trời bị khoá vào vỏ hộp số. Khi dầu có áp suất được xả ra khỏi xi lanh thì pít tông bị lò xo phản hồi đẩy về vị trí ban đầu của nó và làm nhả phanh. Hình 2.83: Hoạt động của phanh. Ly hợp (côn): Ly hợp côn dùng để ngắt và nối công suất giữa 2 bộ phận chuyển động quay Ly hợp có mayơ, các đĩa thép và đĩa ma sát. Các đĩa thép được gắn với cơ cấu dẫn động đầu vào, các đĩa ma sát được gắn với cơ cấu dẫn động đầu ra. Ví dụ : Hai bộ côn C1, C2 bố trí (trên hình 40), trên hộp số tự động A140E. Ly hợp C1 hoạt động để truyền công suất từ bộ biến mô tới bánh răng bao trước qua trục sơ cấp. Các đĩa ma sát và đĩa thép được bố trí xen kẽ với nhau. Các đĩa ma sát được nối bằng then với bánh răng bao trước và các đĩa thép được khớp nối bằng then với tang trống của li hợp số tiến. Bánh răng bao trước được lắp bằng then với bích bánh răng bao, còn tang trống của li hợp số tiến được lắp bằng then với moay ơ của li hợp số truyền thẳng. Ly hợp C2 truyền công suất từ trục sơ cấp tới tang của li hợp truyển thẳng (bánh răng mặt trời). Các đĩa ma sát được lắp bằng then với moay ơ của li hợp truyền thẳng còn các đĩa thép được lắp bằng then với tang trống li hợp truyền thẳng. Tang trống li hợp truyền thẳng ăn khớp với tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời và tang trống này lại được ăn khớp với các bánh răng mặt trời trước và sau. Kết cấu được thiết kế sao cho ba cụm đĩa ma sát, đĩa thép và các tang trống quay cùng với nhau. 76 Hình 2.84: Sơ đồ cấu tạo phanh nhiều đĩa ướt Hoạt động của bộ côn ma sát như sau: Ăn khớp (hình 41a) khi dầu có áp suất chảy vào trong xi lanh pít tông, nó sẽ đẩy viên bi van của pít tông đóng kín van một chiều và làm pít tông di động trong xi lanh và ép các đĩa thép tiếp xúc với các đĩa ma sát. Do lực ma sát lớn giữa các đĩa thép và đĩa ma sát nên các đĩa thép dẫn và đĩa ma sát bị dẫn quay cùng một tốc độ. Có nghĩa là li hợp được ăn khớp, trục sơ cấp được nối với bánh răng bao, và công suất từ trục sơ cấp được truyền tới bánh răng bao. Hình 2.85: Nguyên lý hoạt động a: Ăn khớp; b: Nhả khớp Nhả khớp (hình 41b) khi dầu có áp suất được xả thì áp suất dầu trong xi lanh giảm 77 xuống. Điều này cho phép viên bi rời khỏi van một chiều nhờ lực li tâm tác động lên nó, và dầu trong xi lanh được xả ra ngoài qua van một chiều. Kết quả là píttông trở về vị trí ban đầu của nó nhờ lò xo hồi và nhả li hợp. Vai trò của viên bi: Trong cơ cấu của một li hợp thông thường để ngăn cản sự sinh ra áp suất do lực li tâm tác động lên dầu trong buồng áp suất dầu của pít tông khi nhả li hợp, người ta bố trí một viên bi một chiều để xả dầu. Do đó, trước khi có thể tác động tiếp vào li hợp cần có thời gian để dầu điền đầy buồng áp suất dầu của pít tông. Trong khi chuyển số, ngoài áp suất do thân van kiểm soát, thì áp suất tác động lên dầu trong buồng áp suất dầu của pít tông cũng có ảnh hưởng, mà áp suất này lại phụ thuộc vào sự dao động tốc độ của động cơ. Để triệt tiêu ảnh hưởng này người ta bố trí đối diện với buồng áp suất thuỷ lực của pít tông một khoang triệt tiêu áp suất dầu thuỷ lực. Bằng việc sử dụng dầu bôi trơn như dầu dùng cho trục thì một lực li tâm tương đương sẽ tác động, làm triệt tiêu lực li tâm tác động lên bản thân pít tông. Vì vậy, không cần phải xả chất lỏng bằng cách dùng viên bi mà vẫn đạt được một đặc tuyến thay đổi tốc độ êm và rất nhạy. Hình 2.86: Khoang triệt tiêu áp suất dầu thuỷ lực Ngoài các côn, phanh, trong hộp số tự động còn có các khớp một chiều: Tác dụng: Khớp một chiều chỉ cho phép phần tử quay theo một chiều mà không thể quay theo chiều ngược lại. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của khớp một chiều đã được trình bày ở phần biến mô. Ví dụ: Cách bố trí khớp một chiều trong hộp số tự động A140E của TOYOTA được trình bày trên hình 43. 78 Hoạt động: Khớp một chiều số 1 (F1) tác động qua phanh B2 để ngăn không cho bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. Khớp một chiều số 2 (F2) ngăn không cho cần dẫn sau quay ngược kim đồng hồ. Vòng lăn ngoài của khớp một chiều sô 2 được cố định vào vỏ hộp số. Nó được lắp ráp sao cho nó sẽ khoá khi vòng lăn trong (cần dẫn sau) xoay ngược chiều kim đồng hồ và quay tự do khi vòng lăn trong xoay theo chiều kim đồng hồ. Vì thế có thể sử dụng các khớp một chiều để chuyển các số bằng cách luôn ấn hoặc nhả áp suất thuỷ lực lên một phần tử (chức năng của khớp một chiều là đảm bảo chuyển số được êm). Hình 2.87: Khớp một chiều 2.3.2.6 Sơ đồ và hoạt động của hệ thống thủy lực của hộp số tự động : 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. (Hình 52) thể hiện mạch thuỷ lực của hộp số tự động thường. a. Nguyên lý hoạt động: Khi động cơ hoạt động bơm dầu hoạt động, dầu được chuyển từ cácte qua bơm dầu, sau bơm dầu có áp suất chuẩn Po. Áp suất Po được đưa đến van ly tâm và van điều áp sơ cấp rồi chuyển đến van ga và Po được đưa đến các van chuyển số. Tại van ga tạo ra áp suất P1, P1 được đưa đến các van chuyển số. Tại van ly tâm tạo ra áp suất P2, áp suất này đưa đến các van chuyển số. Tại van rơle khóa biến mô tạo ra áp suất P3, áp suất này được đưa đến bộ biến mô và các bộ truyền hành tinh để truyền mô men ở biến mô và bôi trơn cho các bộ truyền hành tinh. Po được đưa đến trực sẵn ở các van chuyển số, van số như một cái cân so sánh P1 và P2, sau đó dòng Po tác động đến côn hoặc côn, phanh thực hiện chuyển số. 79 Hình 2.88: Sơ đồ mạch dầu A140 TOYOTA b. Hoạt động khi chuyển số. Số 1. Để chuyển từ số trung gian sang số 1 thì đường dẫn dầu tới C1 được mở bằng cách chuyển mạch van điều khiển. Do van điện từ số 1 bật “ON” và van điện từ số 2 bị tắt “OFF” nên đường dẫn dầu tới C0 được mở. (Van điện từ số 1 được bật “ON” và van điện từ số 2 bị ngắt “OFF”). Sự hoạt động của C1 và F2 tạo ra đường dẫn dầu cho số 1. 80 Hình 2.89: Đi số 1 Số 2. Van điện từ số 2 được chuyển từ tắt “OFF” sang bật “ON” theo các tín hiệu từ ECU. (Van điện từ số 1 bật, và van điện từ số 2 bật). Áp suất thuỷ lực cấp lên phía trên các van chuyển số 1-2 và 3-OD được xả ra và van chuyển số 1-2 được đẩy lên do lực lò xo. Do đó, đường dẫn dầu mở vào B2. C1 và B2 (F1) hoạt động để chuyển số sang số 2. Hình 2.90: Xe đi số 2 Số 3. Van điện từ số 1 được chuyển từ bật “ON” sang tắt “OFF” theo các tín hiệu từ ECU. (Van điện từ số 1 tắt “OFF” và van điện từ số 2 bật “ON”) áp suất thuỷ lực bắt đầu được tác động lên phía trên van chuyển số 2-3 và đẩy van chuyển số 2-3 xuống. Do đó, đường dẫn dầu mở vào C2. C1 và C2 hoạt động để chuyển sang số 3. 81 Hình 2.91: Xe đi số 3 Số O/D. Van điện từ số 2 được chuyển từ bật “ON” sang tắt “OFF” theo các tín hiệu từ ECU (Van điện từ số 1 tắt, và van điện từ số 2 tắt), áp suất thuỷ lực bắt đầu tác động lên phía trên của van chuyển số 1-2 và 3- OD và đẩy van chuyển số 3-OD xuống (áp suất cơ bản từ van chuyển số 2-3 tác động vào dưới van chuyển số 1-2, do đó van chuyển số 1-2 không di động). Vì vậy, đường dẫn dầu đang tác động lên C0 từ B0 được chuyển mạch và tốc độ được chuyển lên số truyền tăng O/D. Khi công tắc số truyền tăng tắt “OFF”, nó không thể chuyển lên số O/D vì ECU không gửi tín hiệu ngắt van điện từ số 2. 82 Hình 2.92: Đi số O/D c. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận cơ bản trong mạch dầu - Bơm dầu (hình 53) được dẫn động từ bộ biến mô (động cơ) để cung cấp áp suất thuỷ lực cần thiết cho sự vận hành của hộp số tự động. Hình 53: Bơm dầu Thân van (hình 54) bao gồm một thân van trên và một thân van dưới. Thân van giống như một mê cung gồm rất nhiều đường dẫn để dầu hộp số chảy qua. Rất nhiều van được lắp vào các đường dẫn đó, trong các van có áp suất thuỷ lực điều khiển và chuyển 83 mạch chất lỏng từ đường này dẫn sang đường dẫn khác. Hình 2.93: Thân van + Thông thường, thân van gồm: • Van điều áp sơ cấp. • Van điều khiển. • Van chuyển số (1-2, 2-3, 3-OD). • Van bướm ga. Số lượng van phụ thuộc vào kiểu xe, một số kiểu xe có các van khác với các van nêu trên. Van điều áp sơ cấp (hình 55) điều chỉnh áp suất thuỷ lực (áp suất cơ bản) tới từng bộ phận phù hợp với công suất động cơ để tránh tổn thất công suất bơm. Hình 2.94: Van điều áp sơ cấp Khi áp suất thuỷ lực từ bơm dầu tăng thì lò xo van bị nén, và đường dẫn dầu ra cửa 84 xả được mở, và áp suất dầu cơ bản được giữ không đổi. Ngoài ra, một áp suất bướm ga cũng được điều chỉnh bằng van, và khi góc mở của bướm ga tăng lên thì áp suất cơ bản tăng để ngăn không cho li hợp và phanh bị trượt. Ở vị trí “R”, áp suất cơ bản được tăng lên hơn nữa để ngăn không cho li hợp và phanh bị trượt. từng vị trí chuyển số. Van điều áp thứ cấp (hình 56) điều chỉnh áp suất bộ biến mô và áp suất bôi trơn. Sự cân bằng của hai lực này điều chỉnh áp suất dầu của bộ biến mô và áp suất bôi trơn. Áp suất bộ biến mô được cung cấp từ van điều áp sơ cấp và được truyền tới van rơle khoá biến mô. Hình 2.95 : Van điều áp thứ cấp Van ngắt giảm áp (hình 57) điều chỉnh áp suất ngắt giảm áp tác động lên van bướm ga, và được kích hoạt do áp suất cơ bản và áp suất bướm ga. Tác động áp suất ngắt giảm áp lên van bướm ga bằng cách này sẽ làm giảm áp suất bướm ga để ngăn ngừa tổn thất công suất không cần thiết từ bơm dầu. Hình 2.96: Van ngắt giảm áp Van điều biến bướm ga (hình 58) tạo ra áp suất điều biến bướm ga. Áp suất điều biến bướm ga hơi thấp hơn so với áp suất bướm ga khi van bướm ga mở to. Việc này làm 85 cho áp suất điều biến bướm ga tác động lên van điều áp sơ cấp để cho các thay đổi trong áp suất cơ bản phù hợp hơn với công suất phát ra của động cơ. Hình 2.97 : Đồ thị thể hiện sự điều tiết bướm ga Bộ tích năng (hình 2.97) hoạt động để giảm chấn động khi chuyển số. Có sự khác biệt về diện tích bề mặt của phía hoạt động và phía sau của piston bộ tích năng. Khi áp suất cơ bản từ van điều khiển tác động lên phía hoạt động thì pít tông từ từ đi lên và áp suất cơ bản truyền tới các li hợp và phanh sẽ tăng dần. Một vài kiểu điều khiển áp suất thuỷ lực tác động lên bộ tích năng bằng một van điện từ tuyến tính để sự quá trình chuyển số được êm dịu hơn. Hình 2.98: Bộ tích năng 2.3.3. Truyền lực tự động vô cấp a) Hộp số vô cấp sử dụng pully – dây đai. 86 Các loại hộp số tự động có cấp số và hộp số thường đều có cấp số vì thế mà các loại hộp số này có cấu tạo phức tạp, cồng kềnh , đi số hay bị rung giật, khi đi số thì mất nhiều thời gian chuyển số. Ở hộp số vô cấp thì có cấu tạo đơn giản hơn, nhỏ gọn và vì không có cấp số cho nên nó mất ít thời gian cho việc chuyển số, khi đi số cũng êm dịu hơn so với hộp số có cấp. Hộp số vô cấp không có số nên khi chuyển số không bị tổn hao công suất cũng như tiêu hao nhiên liệu khi chuyển các tốc độ khác nhau. Hình 2.99 : Sơ đồ cấu tạo chung Hộp số vô cấp có các bộ phận cơ bản: * Dây đai bằng thép chịu lực cao hoặc bằng cao su. * Một pu-li 1 sơ cấp chủ động có thể thay đổi cấp độ. * Một pu-li 2 bị động thứ cấp. * Một cặp bánh răng hành tinh: Cặp bánh răng hành tinh này có cấu tạo và hoạt động giống như cặp bánh răng hành tinh đã trình bày ở phần hộp số tự động kiểu hành tinh. * Một bơm dầu: Có vai trò, cấu tạo và nguyên lý hoật động tương tự như bơm dầu ở phần hộp số tự động kiểu hành tinh. * Các cặp ly hợp và phanh cũng giống như phanh và côn như đã trình bày ở phần hộp số tự động kiểu hành tinh. Hoạt Động Của Hộp Số: 87 Hình 2.100: Cấu tạo của Puly – Dây đai. Các pu-ly có thể thay đổi đường kính làm việc được. Mỗi pu-ly được chế tạo bởi hai bề mặt côn quay vào nhau. Một dây đai chạy trong rãnh của hai mặt côn này. Dây đai chữ "V" thường được làm bằng cao su. (Dây đai được gọi là chữ "V" do mặt cắt của nó có hình chữV). Khi hai mặt côn của pu-ly cách xa nhau (khi đường kính làm việc giảm xuống), dây đai sẽ chạy ở vị trí thấp (đáy) của rãnh, và bán kính của vòng đai xung quanh pu-ly trở nên nhỏ hơn. Khi hai mặt côn sát lại gần nhau (khi đường kính làm việc tăng lên), dây đai chạy ở vị trí cao của rãnh, bán kính của vòng đai quanh pu-ly trở nên lớn hơn. Tạo ra các "Số" : Khoảng cách từ tâm của puly đến điểm tiếp xúc của dây đai trong rãnh được gọi là bán kính dốc. Khi hai mặt puly cách xa nhau, dây đai chạy xuống thấp và bán kính dốc giảm. Khi hai nửa puly lại gần nhau, dây đai chạy lên cao hơn và bán kính dốc tăng.Tỷ số giữa bán kính dốc của puly chủ động và bán kính dốc của puly bị động tạo nên số. Khi một pu-ly tăng bán kính của nó, thì puli còn lại sẽ giảm bán kính để giữ cho đai bám chặt. Khi hai puli thay đổi bán kính tương xứng với nhau, nó tạo ra vô số tỷ số truyền - tất cả các mức giữa hai điểm thấp và cao. Ví dụ, khi bán kính dốc ở puli chủ động nhỏ và bán kính dốc ở puli bị động lớn, khi đó tốc độ quay của puli bị động giảm, tạo ra "số mạnh". Khi bán kính dốc ở puli chủ động lớn và bán kính dốc ở puli bị động nhỏ, lúc này tốc độ quay của puli bị động tăng lên tạo ra "số nhanh". Như vậy, về mặt lý thuyết, hộp số vô cấp có vô số "số" mà nó có thể tạo ra bất cứ khi nào, ở bất cứ tốc độ nào của động cơ. Các số cụ thể: - Số P: Mô men từ bộ biến mô truyền đến trục sơ cấp hộp số rồi đến bánh răng mặt trời. - Số R: Mô men từ bộ biến mô truyền đến trục đến bánh răng mặt trời đến bánh răng hành tinh rồi đến bánh răng ăn khớp bánh răng bao rồi đến puly 1 rồi đến dây đai rồi tuyền đến pully 2 rồi đến bộ bánh răng cuối cùng rồi đến vi sai ra bánh xe. - Số N: Mô men được truyền đến bộ biến mô đến trục rồi đến bánh răng mặt trời .. 88 - Số D: Mô men được truyền đến bộ biến mô đến trục rồi đến bánh răng mặt trời rồi đến bánh răng hành tinh đến ly hợp rồi đến pully 1 rồi đến dây đai đến pully 2 đến ly hợp đến bộ truyền động cuối cùng rồi ra bộ vi sai đến bánh xe. b) Hộp số vô cấp kiểu con lăn. Hộp số vô cấp dạng con lăn bao gồm các đĩa và con lăn truyền lực (power roller). Hình 2.101: Hộp số dạng con lăn của chiếc Nissan Extroid Các đĩa và con lăn có vai trò như dây đai và puly trong hộp số vô cấp kiểu puly dây đai.Vì thế mà hoạt động của nó cũng tưong tự như loại puly. Cấu Tạo. Hình 2.102: Sơ Đồ Cấu Tạo Cấu tạo của hộp số gồm 3 phần cơ bản: - Một đĩa chủ động sơ cấp có thể thay đổi được cấp độ. - Một đĩa bị động thứ cấp. - Các con lăn. Nguyên lý hoạt động. 89 - Một cái đĩa nối với động cơ.Chi tiết này tương đương với bánh đai chủ động. - Một cái đĩa khác nối với trục dẫn động. Chi tiết này tương đương với bánh đai bị động. - Các con lăn, hoặc các bánh xe, nằm giữa các đĩa họat động như dây đai, truyền lực từ đĩa này sang đĩa kia. Các bánh xe có thể xoay theo hai trục. Chúng quay quanh trục ngang và lên hoặc xuống quanh trục dọc, cho phép các bánh xe tiếp xúc vào các chỗ khác nhau trên đĩa. Khi các bánh xe này tiếp xúc gần tâm của đĩa chủ động, thì chúng sẽ phải tiếp xúc tại gần mép của đĩa bị động, kết quả là tốc độ giảm nhưng momen xoắn tăng (số thấp). Khi các bánh xe tiếp xúc với đĩa chủ động gần mép đĩa, chúng sẽ tiếp xúc với đĩa bị động tại tâm, kết quả là tốc độ tăng nhưng momen xoắn giảm (số cao). Góc nghiêng thay đổi đơn giản của các bánh xe tạo nên những thay đổi lớn đến tỷ số truyền, mang lại sự êm ái, tỷ số truyền gần như được thay đổi tức thời. 90 Chương 3: HỆ THỐNG TREO 3.1. CHỨC NĂNG , YÊU CẦU, PHÂN LOẠI CỦA HỆ THỐNG TREO Hệ thống treo ở đây được hiểu là hệ thống liên kết giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi. Hình 3.1. Tổng quan về hệ thống treo 3.1.1. Chức năng của hệ thống treo. - Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động “êm dịu”, hạn chế tới mức có thể chấp nhận được những chuyển động không muốn có khác của bánh xe (như lắc ngang, lắc dọc). - Truyền lực, mômen giữa bánh xe và khung xe: bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng, phản lực), lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh, lực đẩy hoặc lực kéo với khung, vỏ) lực bên (lực ly tâm, lực gió bên, phản lực bên) mômen chủ động và mômen phanh. 3.1.2. Yêu cầu của hệ thống treo. Sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết phải “mềm”, nhưng cũng phải đủ khả năng truyền lực. Quan hệ này thể hiện ở các yêu cầu chính sau: - Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật của xe có thể chạy trên mọi địa hình khác nhau. - Bánh xe có khả năng chuyển dịch trong một giới hạn không gian hạn chế. 91 - Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý, thoả mãn mục đích là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động lực học và động học của chuyển động bánh xe. - Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ. - Có độ bền cao. - Có độ tin cậy lớn, trong điều kiện sử dụng phù hợp với tính năng kỹ thuật, không gặp hư hỏng bất thường. + Đối với xe con còn được chú ý thêm các yêu cầu: - Giá thành thấp và mức độ phức tạp của kết cấu không quá lớn. - Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng. - Đảm bảo tính điều khiển và ổn định chuyển động của xe ở tốc độ cao. 3.1.3. Phân loại hệ thống treo. Hệ thống treo trên ô tô rất đa dạng, ngày nay trên ôtô sử dụng hai nhóm lớn là: hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập. - Hệ thống treo phụ thuộc: Là hệ thống treo mà các bánh xe đặt trên dầm liền, bộ phận giảm chấn và đàn hồi đặt giữa thùng xe và dầm cầu liền. Qua cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc, sự dịch chuyển của một bên bánh xe th