Đề cương bài giảng Cấu tạo ô tô - ĐHSPKT Hưng Yên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: CẤU TẠO 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 Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 1 Chương 1: CẤU TẠO CHUNG CỦA ÔTÔ 1.1. Tổng quan về ôtô 1.1.1 Lịch sử phát triển ôtô Hãng sản xuất ôtô đầu tiên trên thế giới thuộc về người Pháp, hãng Panhars & Levassor (1889) và Peugeot (1891), Nhà sản xuất ôtô ở đây là các nhà chế tạo ôtô với mục đích thương mại chứ không đơn thuần là nhà chế tạo, thiết kế xe để thử nghiệm động cơ của họ như trước đây. Daimler và Benz khởi sự sau khi các nhà thiết kế động cơ thử nghiệm trở thành những nhà sản xuất ôtô chuyên nghiệp và cả hai đã kiếm tiền bằng việc nhượng quyền các sáng chế và bán động cơ xe cho các hãng sản xuất ôtô. Khi bắt tay vào sản xuất xe hơi, Rene Panhard và Emile Levassor vẫn còn là đồng sở hữu có cơ sở sản xuất máy chế biến gỗ. Vào năm 1890 họ cho ra đời chiếc xe hơi đầu tiên sử dụng động cơ của Daimler với sự ủy quyền của Edouard Sarazin người nhượng quyền hợp pháp sáng chế của Daimler tại Pháp. Hai ông không chỉ sản xuất ôtô mà còn hoàn thiện thiết kế của thân xe. Những chiếc xe do Panhard – Levassor chế tạo được trang bị hệ thống li hợp (côn) điều khiển bằng bàn đạp, một xích truyền động tới hộp số và một bộ tản nhiệt phía trước. Lervassor là nhà thiết kế đầu tiên dời động cơ lên phía trước và sử dụng cấu trúc dẫn động cần sau. Thiết kế này được gọi là hệ thống Panhard và nhanh chóng trở thành tất cả tiêu chuẩn cho tất cả các xe ôtô vì nó tạo ra sự cần bằng và vận hành tốt hơn. Panhard và Levassor cũng được xem là nhà phát minh của hộp số hiện đại được lắp trên mẫu xe Panhard 1895. Hai ông cùng với Armand Peugot chia sẻ quyền sử dụng phát minh động cơ của Daimler. Một xe của Peugot dành chiến thắng trong cuộc đua đầu tiên tổ chức tại Pháp đã giúp Peugot khẳng định vị thế của hãng và doanh thu cũng được cải thiện đáng kể. Trước đây người Pháp không tiêu chuẩn hóa ôtô, mỗi chiếc sản xuất ra đều khác nhau cho đến khi mẫu xe Benz Velo 1894 với 134 chiếc hoàn toàn giống nhau được sản xuất vào năm 1895. Nhà sản xuất ôtô gắn động cơ xăng đầu tiên của Mỹ là anh em nhà Duryea, ban đầu là nhà sản xuất xe đạp nhưng họ luôn để mắt động cơ xăng của ôtô và kết quả là chiếc xe đầu tiên gắn động cơ của họ ra đời năm 1893 tại Springfield, Masssachusetts. Cho đến năm 1896, công ty Duryea Motor Wagon đã đưa ra 13 mẫu xe, trong đó có một mẫu xe Limousine đắt tiền còn được duy trì cho tới những năm 20. Mẫu xe hàng loạt đầu tiên tại Mỹ là 1901 Curved Dash Oldsmobile do nhà sản xuất người Mỹ Ransome Eli Olds (1864-1950) chế tạo. Rasem Eli Olds Olds đưa ra ý tưởng đầu tiên về dây chuyền lắp ráp và cũng là người khởi xướng khu công nghiệp Detroit. Ông và thân phụ, Pliny Fisk Olds bắt đầu sản xuất động cơ hơi nước và động cơ xăng tại Lansing, Michigan vào năm 1885. Olds thiết kế chiếc ôtô dùng động cơ Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 2 hơi nước đầu tiên của ông vào năm 1887. Năm 1899, với những kinh nghiệm gặt hái được về động cơ xăng, Olds chuyển tới Detroit lập ra Olds Motor Works và khởi nghiệp bằng việc sản xuất những chiếc xe rẻ tiền. Ông sản xuất mẫu xe 425 Curved Dash Olds vào năm 1901 và là nhà sản xuất ôtô hàng đầu của Mỹ từ 1901 đến 1904. Nhà sản xuất xe hơi người Mỹ Henry Ford (1863-1947) phát kiến dây chuyền lắp ráp hoàn thiện và lắp đặt hệ thống băng chuyền đầu tiên ccho nhà máy ôtô Highland của ông tại Michigan vào khoảng năm 1913 – 1914. Dây chuyền lắp ráp giảm thiểu chi phí bằng cách rút ngắn thời gian lắp ráp,mẫu xe nổi tiếng của Ford, Model “T” được lắp ráp hoàn thiện trong 93 phút. Ford đưa ra mẫu xe đầu tiên Quadrcyle vào tháng 01 năm 1896. Tuy nhiên, thành công chỉ đến sau khi ông lập ra Ford Motor vào năm 1903, đây là công ty thứ ba được lập ra để sản xuất những chiếc xe do ông thiết kế. Ford giới thiêu mẫu xe “T” năm 1908 và thành công ngay lập tức. Sau khi lắp đặt dây chuyền lắp ráp năm 1913, Ford trở thành nhà sản xuất ôtô lớn nhất thế giới. Tính đến 1927, đã có tới 15 triệu xe Model “T” xuất xưởng. Một thắng lợi khác nữa của Ford là trận chiến pháp lý với George B. Selden người nắm giữ bằng sáng chế cho loại động cơ xăng, trên cơ sở này tất cả các nhà sản xuất ôtô tại Mỹ phải trả tiền bản quyền cho ông ta (mặc dù ông ta chưa bao giờ sản xuất một động cơ nào). Ford không chấp nhận bản quyền của Selden và đã mở ra cho nước Mỹ một thị trường mới: Ôtô rẻ tiền. 1.1.2 Phân loại ôtô a. Theo năng lượng chuyển động: 1. Động cơ xăng 2. Động cơ diesel 3. Động cơ lai (Hybrid) 4. Xe sử dụng năng lượng điện 5. Động cơ lai loại tế bào nhiên liệu * Xe sử dụng động cơ xăng Loại xe ôtô này hoạt động bằng động cơ sử dụng nhiêu liệu xăng. Do 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. 1.Động cơ; 2.Bình nhiên liệu (nhiên liệu xăng) Hình 1.1. Tổng quan về ôtô Hình 1.2. Xe sử dụng động cơ xăng Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 3 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 * Xe sử dụng động cơ diesel 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 SUV. SUV: Xe đa dụng kiểu thể thao * 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, ngoài ra các thiết bị khác dùng điện 12V. * 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. 1. Động cơ 2. Bộ đổi điện 3. Hộp số 4. Bộ chuyển đổi 5. Ắc quy Hình 1.3. Xe sử dụng động cơ diesel 1. Động cơ 2. Bình nhiên liệu Hình 1.5. Xe ôtô sử dụng năng lượng điện 1. Bộ điều khiển công suất; 2. Môtơ điện; 3. Ắc quy Hình 1.4. Xe sử dụng động cơ lai (Hybrid) Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 4 * Sơ đồ mô tả hệ thống Hybrid tế bào nhiên liệu của Toyota. b. Theo phương pháp dẫn động Nó 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) + Lưu ý: Ngoài xe FF và FR, còn có các loại xe 4WD (4 bánh chủ động) và MR (động cơ đặt giữa - cầu sau chủ động). c. Phân loại theo kiểu thân xe. 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.ông 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. 6. 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. Hình 1.6. Xe sử dụng động cơ lai loại tế bào nhiên liệu Hình 1.7. Các kiểu thân xe 1. Bộ điều khiển công suất 2. Mô tơ điện 3. Bộ tế bào nhiên liệu 4. Hệ thống lưu hyđrô 5. Ắc quy phụ Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 5 1.2. Đặc điểm cấu tạo chung của ôtô 1.§éng c¬ «t« 2.HÖ thèng truyÒn lùc 3.HÖ thèng treo 4.HÖ thèng l¸i 5.HÖ thèng phanh 6.HÖ thèng c¬-®iÖn tö ®éng c¬ 7.HÖ thèng ®iÖn th©n xe 8.Khung,vá xe Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 6 Xe ôtô bao gồm các bộ phận sau: - Động cơ: Động cơ xăng, động cơ diesel, động cơ lai. - Hệ thống truyền động: Ly hợp, hộp số, truyền động các đăng, cầu chủ động. - Gầm xe: Hệ thống treo, hệ thống lái, hệ thống phanh. - Điện động cơ: Hệ thống cung cấp điện, hệ thống đánh lửa, hệ thống khởi động, hệ thống điều khiển nhiên liệu và các điều khiển khác. - Điện thân xe: Hệ thống thông tin và chẩn đoán, hệ thống chiếu sáng tín hiệu, các hệ thống tiện nghi trên ôtô, hệ thống an toàn khẩn cấp, các hệ thống điều khiển gầm ôtô. - Khung vỏ. Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 7 Chương 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 2.1. Tổng quan về hệ thống truyền lực 2.1.1. Cấu tạo chung hệ thống truyền lực của ôtô * Hệ thống truyền lực sẽ truyền công suất của động cơ đến các bánh xe. - Nó 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) + Hộp số thường + Hộp số tự động + Lưu ý: Ngoài xe FF và FR, còn có các loại xe 4WD (4 bánh chủ động) và MR (động cơ đặt giữa - cầu sau chủ động). 2.1.2. Phân loại hệ thống truyền lực: a. Hệ thống truyền lực với hộp số thường. b. Hệ thống truyền lực tự động Hình 2.1. Sơ đồ chung hệ thống truyền lực Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 8 2.2. Hệ thống truyền lực với hộp số thường 2.2.1. Ly hợp (côn) 2.2.1.1. Chức năng, yêu cầu và phân loại a. Chức năng: Ly hợp nằm ở giữa động cơ và hộp số có nhiệm vụ truyền và cắt mômen từ trục khuỷu động cơ tới hệ thống truyền lực. Đồng thời ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằm tránh quá tải cho hệ thống truyền lực và động cơ khi chịu quá tải lớn. Ly hợp có khả năng dập tắt hiện tượng cộng hưởng trong truyền động nhằm nâng cao chất lượng truyền lực. b. Phân loại ly hợp Hình 2.2. Phân loại xe theo hệ thống truyền lực Hình 2.3. Sơ đồ hệ thống truyền lực với hộp số thường Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 9 - Theo cách truyền mômen động cơ đến trục sơ cấp hộp số chia ra: ly hợp ma sát, ly hợp thủy lực, ly hợp điện từ, ly hợp liên hợp thường xuyên đóng hoặc mở. - Theo hình dạng và số lượng của đĩa ma sát: ly hợp một hay nhiều đĩa, ly hợp hình nón, ly hợp hình trống, ly hợp hình côn. - Theo hình thức phát sinh lực ép trên đĩa ép: ly hợp dùng lò xo trụ đặt xung quanh, lò xo trụ đặt ở giữa, lò xo màng. c. Yêu cầu đối với ly hợp - Phải nối hộp số và động cơ một cách êm dịu. - Đóng ngắt nhanh và chính xác, đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải. Ở trạng thái đóng ly hợp phải truyền hết được mômen quay lớn nhất của động cơ mà không bị trượt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào. - Ly hợp điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ. - Kết cấu ly hợp đơn giản, dễ điều chỉnh, chăm sóc, các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, có tuổi thọ cao. 2.2.1.2. Cấu tạo và hoạt động của ly hợp ma sát khô và dẫn động ly hợp a. Cấu tạo Cấu tạo của ly hợp ma sát được chia làm các phần sau: Phần chủ động, phần bị động và cơ cấu dẫn động. - Phần chủ động gồm: bề mặt bánh đà và nắp ly hợp. Nắp ly hợp bắt với bánh đà bằng bulông. - Phần bị động gồm: trục bị động và đĩa ma sát. Đĩa ma sát đặt giữa bánh đà và đĩa ép, được lắp với trục bằng then hoa. - Cơ cấu dẫn động ly hợp gồm: đòn mở, vòng bi tỳ, càng mở, bàn đạp ly hợp và bộ dẫn động cơ khí hay thủy lực. * Cụm đĩa ép: 1. Vỏ ly hợp. 2. Càng mở ly hợp. 3. Trục ly hợp. 4. Bi tỳ. 5. Lò xo ép (lò xo màng). 6. Cơ cấu đòn bẩy. 7. Đĩa ép. 8. Đĩa ma sát. 9. Đầu trục khuỷu. 10. Mặt ma sát. 11. Bánh đà. Hình 2.4. Cấu tạo ly hợp ma sát Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 10 Dùng để nối và ngắt công suất động cơ, nó phải được cân bằng động và thoát nhiệt tốt trong khi nối ly hợp. Lò xo được lắp trong cụm đĩa ép để đẩy đĩa ép vào đĩa ma sát, các lò xo này có thể là lò xo trụ hoặc lò xo màng. - Kiểu lò xo màng: Được làm bằng lá thép lò xo, tán bằng đinh tán hoặc bằng bu lông bắt chặt vào nắp ly hợp. 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. Đầu trong của lò xo được mài lõm tạo nên rãnh tròn nhằm giảm diện tích tiếp xúc với bi tỳ và tạo điều kiện kiểm tra độ mòn của mép trong lò xo sau một thời gian làm việc nhất định. Ở trạng thái tự do lò xo có dạng hình nón, ở trạng thái lắp lò xo đã bị biến dạng để gây nên lực ép. - Kiểu lò xo trụ được lắp ở giữa đĩa ép và nắp ly hợp nó được bố trí theo đường tròn. Lò xo trụ được định vị trong vỏ ly hợp và được liên kết với đòn bẩy được gắn với cần mở ly hợp. Ngày nay trên ôtô du lịch người ta sử dụng loại lò xo màng là chủ yếu vì những ưu điểm của nó: Lực tác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ hơn so với cơ cấu ly hợp sử dụng lò xo trụ, khả năng truyền công suất của ly hợp kiểu lò xo màng không bị giảm cho tới giới hạn mòn của đĩa, kết cấu đơn giản. - Đĩa ép được làm bằng gang có khả năng dẫn nhiệt tốt, mặt tiếp giáp với đĩa ma sát 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 tạo nên các điểm truyền mômen xoắn giữa vỏ và đĩa ép. * Đĩa ma sát Đĩa ma sát nằm giữa bánh đà và đĩa ép, được gia công rãnh then hoa để di trượt cùng với trục sơ cấp, xung quanh đĩa ma sát có xẻ rãnh để đảm bảo khả năng tản nhiệt và êm dịu khi đóng, ngắt ly hợp. Cấu tạo của đĩa ma sát được trình bày trên hình vẽ: - Mặt ma sát: Được làm bằng vật liệu chịu mài mòn và có hệ số ma sát ổn định, được tán vào xương đĩa nhờ 2 hàng đinh tán đồng tâm. Trên bề mặt tấm ma sát có xẻ rãnh hướng tâm để tăng khả năng tiếp xúc, thoát nhiệt ra ngoài. - Xương đĩa: Được làm bằng thép đàn hồi, được uốn lượn sóng nên có thể biến dạng nhỏ dọc trục khi làm việc. Nhờ có kết cấu như vậy xương đĩa có khả năng đàn hồi dọc trục và theo chiều xoắn nên khi đóng mở ly hợp rất êm dịu. Hình 2.5. Nắp li hợp Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 11 - Moayơ : nằm trực tiếp trên xương của đĩa ma sát, có then hoa di trượt trên trục bị động, phần ngoài của moayơ có dạng hoa thị, trên các phần trống có chỗ để lắp lò xo trụ giảm chấn. Ôm ngoài là 2 vành thép lá được tán trên xương đĩa nhờ đinh tán nhưng cho phép nó dịch chuyển nhỏ đối với moayơ. Giữa các vành thép và moayơ có các tấm ma sát bị ép chặt nhờ đinh tán. Trên các vành thép có các ô cửa sổ nhỏ lồng vào đó là các lò xo hoặc cao su giảm chấn. Một đầu của lò xo hoặc cao su giảm chấn tỳ vào moayơ đầu kia tỳ vào ô cửa sổ tác dụng để giảm chấn trong quá trình hoạt động của ly hợp. b. Nguyên lý hoạt động của ly hợp - Trạng thái đóng: là trạng thái làm việc thường xuyên của ly hợp. Dưới tác dụng của lò xo ép: đĩa ép, đĩa ma sát và bánh đà của động cơ bị ép sát vào nhau. Khi đó bánh đà, đĩa ma sát, đĩa ép, lò xo ép và vỏ ly hợp quay thành một khối. Mômen xoắn 1. Đinh tán 2. Lò xo giảm chấn 3. Moayơ ly hợp 4.Bề mặt ma sát Hình 2.6. Cấu tạo đĩa ma sát Hình 2.7. Cấu tạo moay ơ Hình 2.8. Hoạt động của ly hợp a. Trạng thái đóng. b. Trạng thái mở Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 12 của động cơ được truyền từ bánh đà qua các bề mặt ma sát đến trục của ly hợp. Ly hợp thực hiện chức năng truyền mômen từ động cơ đến trục sơ cấp của hộp số. - Trạng thái mở: là trạng thái làm việc không thường xuyên của ly hợp. Khi người lái xe tác động lên cơ cấu mở ly hợp vòng bi tỳ sẽ nén lò xo ép lại làm cho đĩa ép di chuyển ngược chiều nén của lò xo, các mặt ma sát của đĩa ma sát với bánh đà và đĩa ép được tách ra. Phần chủ động của ly hợp (cụm đĩa ép) quay theo động cơ nhưng do lực ép không tác dụng lên đĩa ép nữa bởi vậy không tạo nên ma sát để truyền mômen xoắn từ động cơ đến trục của ly hợp. c. Cơ cấu dẫn động ly hợp. Có nhiệm vụ truyền lực của người lái từ bàn đạp ly hợp đến các đòn mở để thực hiện việc đóng mở ly hợp. Cơ cấu dẫn động ly hợp được chia ra làm 2 loại chính: Dẫn động bằng cơ khí và dẫn động bằng thủy lực. *Cơ cấu dẫn động bằng cơ khí Cơ cấu dẫn động ly hợp kiểu cơ khí là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớp nối, được lắp đặt theo nguyên lý đòn bẩy, loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuần này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao. Nhược điểm cơ bản của kiểu dẫn động này là yêu cầu lực tác động của người lái lớn khi tác động lên bàn đạp ly hợp, nhất là đối với loại xe ôtô hạng nặng. * Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực. Cơ cấu dẫn động ly hợp dẫn động bằng thủy lực được dùng khi vị trí của ly hợp không thuận tiện cho việc dùng cáp hay thanh truyền hoặc ở những động cơ có tính năng kỹ thuật cao. Ưu điểm là việc bố trí của các chi tiết trong hệ thống khá linh hoạt, việc cắt ly hợp êm dịu hơn tuy nhiên lực dẫn động mở ly hợp cũng không được lớn lắm, áp dụng cho các xe du lịch và xe tải nhỏ. * Bàn đạp ly hợp Bàn đạp ly hợp tạo áp suất thủy lực trong xy lanh chính bằng lực ấn vào bàn đạp, áp suất này sẽ tác dụng lên xy lanh cắt ly hợp để đóng, ngắt ly hợp. Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp là khoảng cách mà bàn đạp ly hợp được ấn cho đến khi vòng bi cắt ly hợp tác dụng vào đĩa ép. Khi đĩa ma sát bị mòn hành trình tự do của bàn đạp bị giảm. Nếu đĩa tiếp tục bị mòn, hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không còn sẽ gây hiện tượng trượt ly hợp. Hình 2.9 Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 13 Do đó cần phải duy trì hành trình tự do của bàn đạp ly hợp. Việc duy trì hành trình tự do của bàn đạp ly hợp tiến hành bằng cách điều chỉnh độ dài của cần đẩy xy lanh cắt ly hợp đối với loại có thể điều chỉnh được. Điều chỉnh độ cao của bàn đạp ly hợp bằng bulông chặn bàn đạp, điều chỉnh độ cao của bàn đạp ly hợp giúp cho quá trình mở ly hợp được diễn ra hoàn toàn (mở hết). * Xy lanh chính của ly hợp: Làm nhiệm vụ tạo áp suất thủy lực cho xy lanh cắt ly hợp điều khiển quá trình đóng mở ly hợp. Vỏ xy lanh chính của ly hợp được chế tạo bằng gang có mặt bích và lỗ khoan để bắt trên giá đỡ. + Nguyên lý hoạt động: - Khi ấn bàn đạp: Piston dưới tác dụng của cần đẩy dịch chuyển về bên trái, dầu trong xy lanh chính qua van nạp chảy đến bình chứa đồng thời chạy đến xy lanh cắt ly hợp. Khi piston tiếp tục dịch chuyển về bên trái thanh nối sẽ tách ra khỏi bộ phận hãm lò xo van nạp bị đóng lại. Do đó hình thành áp suất buồng A và áp suất này truyền đến xylanh cắt ly hợp. - Khi nhả bàn đạp: Khi nhả bàn đạp ly hợp lò xo nén đẩy về bên phải áp suất giảm xuống, piston trở về khi hoàn toàn bộ phận hãm lò xo đẩy thanh nối về bên phải. Như vậy van nạp được mở nối bình A với bình B. * Xy lanh cắt ly hợp Xy lanh cắt ly hợp tiếp nhận áp suất thủy lực từ xy lanh chính, điều khiển càng cắt ly hợp thông qua cần đẩy. Xy lanh cắt ly hợp có 2 loại: loại tự động điều chỉnh khe hở khi đĩa ma sát mòn, loại phải điều chỉnh bằng tay. Hình 2.11. Xy lanh chính của ly hợp Hình 2.10. Cấu tạo bàn đạp ly hợp a: Hành trình của bàn đạp ly hợp b: Chiều cao của bàn đạp ly hợp 1. Bàn đạp ly hợp 2. Lò xo hồi 3. Vít điều chỉnh 4. Cần đẩy 5. Xy lanh chính của ly hợp. Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 14 - Loại tự động điều chỉnh: lò xo bên trong xy lanh luôn ép cần đẩy vào càng cắt ly hợp giữ cho hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không đổi. - Loại có thể điều chỉnh được: ta trực tiếp điều chỉnh độ dài của cần đẩy và càng cắt ly hợp để đảm bảo hành trình tự do của bàn đạp khi đĩa ma sát bị mòn trong quá trình hoạt động. 2.2.1.3. Cấu tạo và hoạt động của ly hợp thủy lực Ngoài ly hợp ma sát trên ôtô còn sử dụng ly hợp thuỷ lực. So với ly hợp ma sát, ly hợp thuỷ lực có những ưu điểm sau: + Làm việc êm dịu, hạn chế va đập khi truyền mômen từ động cơ xuống hệ thống truyền lực. + Có khả năng trượt lâu dài mà không gây hao mòn như ở ly hợp ma sát. + Khi đóng ly hợp rất êm dịu. Chi tiết chính của ly hợp gồm có bánh bơm, bánh tuabin. Các bánh công tác này có dạng nửa hình vòng xuyến, được bố trí rất nhiều cánh dẫn theo chiều hướng tâm. Bánh bơm : được hàn chặt với vỏ ly hợp và được bắt chặt với trục khuỷu động cơ (quay cùng với trục khuỷu). Nó có tác dụng quạt dòng chất lỏng sang bánh tuabin thông qua đó truyền mômen. Bánh tuabin: được đặt trong vỏ ly hợp có thể quay tự do, được nối với trục sơ cấp hộp số bằng khớp nối then hoa, nó chịu sự tác động của dòng chất lỏng từ bánh bơm truyền sang, khi đó nó sẽ quay và truyền chuyển động cho trục sơ cấp hộp số. * Hoạt động của ly hợp thủy lực Khi trục khuỷu quay, thông qua vỏ ly hợp bánh bơm quay theo, theo nguyên tắc ly tâm dầu chứa trong ly hợp được bánh bơm quạt đi từ phía trong ra phía ngoài sang tác động vào các cánh của bánh tuabin làm cho bánh tuabin quay theo cùng chiều. Dòng chất lỏng sau khi sang bánh tuabin sẽ đi vào phía tâm của bánh rồi trở về bánh bơm. Cứ như vậy mômen xoắn được truyền từ bánh bơm (chủ động) sang bánh tuabin (bị động). 3 1 Hình 2.13. Cấu tạo ly hợp thủy lực Hình 2.12. Các loại xy lanh cắt ly hợp Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 15 2.2.2. Hộp số 2.2.2.1. Hộp số chính a. Công dụng, phân loại và yêu cầu * Công dụng: - Biến đổi mômen quay của động cơ để tăng, giảm lực kéo ở bánh xe chủ động. - Thay đổi tốc độ của ôtô và thực hiện chuyển động lùi của ôtô. - Truyền hoặc không truyền mômen từ động cơ tới bánh xe chủ động để khi xe dừng mà máy vẫn nổ. * Phân loại hộp số cơ khí: Người ta có thể phân hộp số cơ khí làm các loại cơ bản sau: - Phân loại theo hình dáng kết cấu: loại hộp số ngang, hộp số dọc. - Phân loại theo số lượng trục: loại có 2 trục, loại có 3 trục. - Phân loại theo số tỷ số truyền: loại 3 số truyền, loại 4 số truyền, loại 5 số truyền. * Yêu cầu của hộp số cơ khí: - Phải có các tỉ số truyền đảm bảo tính năng động lực. - Không sinh ra các lực va đập trên các hệ thống truyền lực. - Phải có tay số trung gian để ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực lâu dài. - Thay đổi tốc độ và thực hiện chuyển lùi của ôtô. - Kết cấu đơn giản, điều khiển dễ dàng, bảo quản và sửa chữa thuận tiện. b. Sơ đồ cấu tạo hộp số có khí Hình 2.14. Kết cấu của hộp số Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 16 * Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số cơ khí + Cấu tạo: Hộp số cơ khí bao gồm: Vỏ hộp số, trục sơ cấp, trục thứ cấp, trục trung gian, trục bánh răng số lùi, các bánh răng và cơ cấu sang số. Đa số hộp số cơ khí sử dụng bốn hoặc năm số tiến và một số lùi. Sơ đồ cấu tạo của một hộp số cơ khí được trình bày trên hình vẽ: - Trục chủ động của hộp số là trục bị động của ly hợp, được đúc liền với bánh răng chủ động, nó được gối trên 2 ổ bi một đặt trong lòng bánh đà, một đặt trên vỏ hộp số. Trên trục chủ động có lỗ để đặt ổ bi cho trục. - Trục bị động của hộp số được đặt trên ổ bi kim gối trong bánh răng chủ động và ổ bi cầu đặt trên vách ngăn. Các bánh răng số được lắp lồng không trên trục nhờ các ổ bi kim. Tâm của trục bị động thẳng hàng với tâm trục chủ động. - Trục trung gian gồm các bánh răng có đường kính khác nhau, được chế tạo thành 1 khối và bắt trặt trên trục. Khối bánh răng được lắp trên các vòng bi đũa hoặc đúc liền với trục, trục trung gian được đặt trên các ổ bi gối trên vỏ hộp số. - Trục số lùi được lắp cố định trên vỏ hộp số, có bánh răng được lắp trên trục nhờ ổ bi kim. - Cấu tạo bộ đồng tốc: Mỗi số tiến trên trục sơ cấp được vào khớp với bánh răng tương ứng trên trục thứ cấp ở mọi thời điểm. Những bánh răng này luôn luôn quay ngay cả sau khi vào ly hợp vì chúng không cố định trên trục và chỉ chạy lồng không. Các moay ơ đồng tốc ăn khớp với các trục bằng các then bên trong moay ơ đồng tốc. Hơn nữa, ống trượt ăn khớp với then ở vòng ngoài của moayơ đồng tốc và có thể di chuyển dọc trục. Moayơ đồng tốc có ba rãnh theo chiều dọc trục và các khoá chuyển số luồn vào các rãnh này. Lò xo của khoá luôn luôn đẩy khoá chuyển số này vào ống trượt. Khi cần chuyển số ở vị trí số trung gian, phần nhô ra của mỗi khoá chuyển số luồn khít vào trong rãnh then ở ống trượt. 1 2 3 4 5 6 1. Trục trung gian 2.Trục chủ động 3. Bộ đồng tốc 4. Cơ cấu chọn và chuyển số 5. Trục bị động 6.Trục số lùi. Hình 2.15.Cấu tạo hộp số cơ khí Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 17 Người ta đặt vòng đồng tốc giữa moay ơ đồng tốc và mặt côn của các bánh răng số, và được đẩy ép vào một trong các mặt côn này. Trên toàn bộ khu vực côn bên trong vòng đồng tốc có các rãnh nhỏ để tăng ma sát. Ngoài ra, vòng này còn có 3 rãnh để các khoá chuyển số luồn vào đó. + Nguyên lý hoạt động của hộp số 4 cấp tốc độ - Số 0: Các bộ đồng tốc và bánh răng số lùi được giữ ở ví trí ở vị trí số trung gian, mômen xoắn được truyền từ trục khuỷu động cơ đến cặp bánh răng d làm trục trục sơ cấp và trục trung gian quay trơn. - Số 1: Bộ đồng tốc ĐT(1-2) được dịch chuyển sang bên phải ăn khớp với cặp bánh răng a, bộ đồng tốc ĐT(3-4) và bánh răng số lùi r ở vị trí trung gian, đường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ. - Số 2: Bộ đồng tốc ĐT(1-2) được dịch chuyển sang bên trái ăn khớp với cặp bánh răng b, bộ đồng tốc ĐT(3-4) và bánh răng số lùi r ở vị trí trung gian, đường truyền công suất từ động cơ  trục sơ cấp  cặp bánh răng d  cặp bánh răng b  ĐT(1-2)  trục thứ cấp hộp số. - Số 3: Bộ đồng tốc ĐT(3-4) được dịch chuyển sang bên phải ăn khớp với cặp bánh răng c, bộ đồng tốc ĐT(1-2) và bánh răng số lùi r ở vị trí trung gian, đường truyền công suất từ động cơ  trục sơ cấp  cặp bánh răng d  cặp bánh răng c  ĐT(3-4)  trục thứ cấp hộp số. Hình 2.16. Cấu tạo bộ đồng tốc ĐT(3- 4) ĐT(1- 2) a b c d r Hình 2.17. Sơ đồ hộp số cơ khí 4 cấp Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 18 - Số 4: Bộ đồng tốc ĐT(3-4) được dịch chuyển sang bên trái ăn khớp bánh răng trên trục sơ cấp, bộ đồng tốc ĐT(1-2) và bánh răng số lùi r ở vị trí trung gian, đường truyền công suất từ động cơ  trục sơ cấp  ĐT(3-4)  trục thứ cấp hộp số. - Số lùi: Gạt bánh răng r ăn khớp với cặp bánh răng a, các bộ đồng tốc khác được giữ ở vị trí trung gian, đường truyền công suất từ động cơ đến cặp bánh răng d  cặp bánh răng a và qua bánh răng r trục thứ cấp. 2.2.2.2. Hộp số phụ, hộp phân phối * Chức năng: 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. * Phân loại hộp số phụ Đối với các xe 4WD, đường truyền công suất từ động cơ đến các bánh xe khác khác nhau giữa xe 4WD loại FF và xe 4WD loại FR. - Xe 4WD thường xuyên loại FF : Trong loại này, công suất được truyền từ hộp số ngang đến bộ vi sai trung tâm, bộ vi sai trước và bộ vi sai sau. Bộ vi sai trung tâm và bộ vi sai trước nằm trong hộp số phụ. - Xe 4WD thường xuyên loại FR: Trong loại này, công suất truyền từ hộp số dọc đến bộ vi sai trung tâm, đến bộ vi sai trước và bộ vi sai sau. - Xe 4WD gián đoạn loại FR: Trong loại này, khi không gài hộp số phụ, công suất được truyền từ hộp số dọc đến bộ vi sai sau. Khi gài hộp số phụ, công suất truyền đến cả hai bộ vi sai trước và sau. Hình 2.18. Hộp số phụ, hộp phân phối Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 19 * Sơ đồ, kết cấu và hoạt động a. Hộp số phụ Công dụng: tăng tỉ số truyền của hệ thống truyền lực, tăng lực kéo ở bánh xe chủ động. Hộp số phụ được chia ra các loại: Loại hai cấp giảm hoặc loại có một cấp giảm, một cấp tăng và loại có ba cấp. 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 - Bánh răng 6 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 rãnh then hoa. Trục thứ cấp 8 nối với các đăng truyền động ra cầu chủ động sau. * Nguyên lý hoạt động: - Khi gài số truyền thẳng: (tức là truyền thẳng mômen quay từ hộp số chính đến cầu chủ động): Gạt bánh răng 1 ăn khớp với vành răng 5. Khi đó mômen sẽ được truyền từ trục sơ cấp 7  bánh răng 6  vành bánh răng 5  bánh răng di động 1  trục thứ cấp của hộp số 8  cầu chủ động. - Khi đi số tăng: Gạt bánh 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 6  bánh răng 10  trục trung 1,2. Bánh răng di động 3, 4, 10. Bánh răng trên trục trung gian 5. Vành răng trong của bánh răng (6) 6. Bánh răng liền với trục sơ cấp 7. Trục sơ cấp của hộp số phụ 8. Trục thứ cấp của hộp số 9. Trục trung gian. Hình 2.20. Sơ đồ cấu tạo hộp số phụ 3 cấp 1. Động cơ; 2. Cầu trước; 3. Hộp số phân phối; 4. Cầu sau. 5. Hộp số phụ; 6. Ly hợp Hình 2.19. Sơ đồ bố trí trên xe nhiều cầu chủ động Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 20 gian 9  bánh răng 4  bánh răng di động 1  trục thứ cấp của hộp số 8  cầu chủ động. - Khi đi số giảm: Gạt bánh răng 2 ăn khớp với bánh răng 3. Khi đó mômen sẽ được truyền từ trục sơ cấp 7  bánh răng 6  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 phân phối Hộp phân phối chỉ dùng trên xe nhiều cầu chủ động, 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. 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 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 các 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 trí toàn bộ hệ thống truyền lực: loại 4WD, loại AWD. * Cấu tạo hộp phân phối 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. * 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 được 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. Hình 2.21. Hộp phân phối 2 cấp tốc độ Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 21 * Điều khiển gài cấp số - Vị trí số trung gian: Mỗi bánh răng số được vào khớp với bánh răng bị động tương ứng và chạy lồng không trên trục. - Bắt đầu quá trình đồng tốc: Khi dịch chuyển cần chuyển số, cần chuyển số nằm trong rãnh trong ống trượt, dịch chuyển theo chiều mũi tên. Vì phần nhô ra ở tâm của khoá chuyển số được gài vào rãnh của ống trượt, khoá chuyển số cũng dịch chuyển theo chiều mũi tên cùng một lúc và đẩy vòng đồng tốc vào mặt côn của bánh răng số, bắt đầu quá trình đồng tốc. - Giữa quá trình đồng tốc: Khi dịch chuyển tiếp cần chuyển số, lực đặt lên ống trượt sẽ thắng lực lò xo của khoá chuyển số và ống trượt trùm lên phần nhô ra của khoá này. - Kết thúc quá trình đồng tốc: Lực đang tác dụng lên vòng đồng tốc trở nên mạnh hơn và đẩy phần côn của bánh răng số. Điều này làm đồng bộ tốc độ của bánh răng số với tốc độ của ống trượt gài số. Khi tốc độ của ống trượt gài số và bánh răng số trở nên bằng nhau, vòng đồng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều quay này. Do đó, các then của ống trượt gài số ăn khớp với các rãnh then của vòng đồng tốc. - Kết thúc việc chuyển số: Sau khi then của ống trượt gài số ăn khớp với rãnh then của vòng đồng tốc, ống trượt tiếp tục dịch chuyển và ăn khớp với rãnh then của bánh răng số. Khi đó việc chuyển số sẽ kết thúc. - Cơ cấu tránh ăn khớp kép Cơ cấu này để tránh khả năng gài hai số cùng một lúc. Khi đồng thời dịch chuyển hai càng gạt số, chúng sẽ ăn khớp trong khi chọn và các bánh răng bị gài hai số. Kết quả là các bánh răng không quay được, xe như là bị phanh lại, và các lốp bị khoá cứng lại gây ra tình trạng rất nguy hiểm. Một bu lông được bố trí để ngăn không cho tấm khoá càng gạt số quay làm cho trục cần chuyển và chọn số chỉ trượt đi theo chiều được chọn. + Hoạt động của cơ cấu tránh ăn khớp kép: Hình 2.22. Cơ cấu tránh ăn khớp kép Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 22 Tấm khoá càng gạt số luôn luôn cài vào hai trong số ba khe ở đầu càng gạt số và khoá tất cả các càng gạt số, trừ bánh răng phải sử dụng. Chẳng hạn như khi đặt cần chuyển số vào bánh răng số 1 hoặc số 2, tấm khoá càng gạt số và cần chuyển số bên trong No.1 dịch chuyển sang bên phải như trình bầy ở sơ đồ bên trái.Tấm khoá càng gạt số ngăn không cho các đầu càng gạt số 3/số 4 và số 5/số lùi dịch chuyển, do đó chỉ có đầu càng gạt số 1/số 2 có thể dịch chuyển. - Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi Nếu cài hộp số sang số lùi trong khi xe đang chạy, có thể làm vỡ ly hợp và hộp số ngang kiểu thường và đồng thời khoá cứng các lốp xe, gây ra tình trạng rất nguy hiểm. Do đó, người ta bố trí cơ cấu này để người lái buộc phải chuyển về vị trí số không trước khi gài số lùi. - Cơ cấu gài số lùi một chiều Bánh răng trung gian số lùi chỉ dịch chuyển khi hộp số được chuyển sang số lùi. Khi gài vào số 5, bánh răng trung gian số lùi sẽ bị giữ ở vị trí số trung gian. * Hoạt động của cơ cấu gài số lùi một chiều: - Khi hộp số được chuyển sang số 5, trục càng gạt No.3 dịch chuyển sang bên phải, đẩy các viên bi vào các rãnh xoi của trục càng gạt No.2. - Chuyển số lùi khi hộp số được chuyển sang số lùi, càng gạt số lùi dịch chuyển sang bên trái bằng vòng lò xo được lắp trên trục càng gạt No. 3. - Chuyển từ số lùi sang vị trí số trung gian Tất cả trục càng gạt No. 3, các viên bi và càng gạt số lùi đều dịch chuyển sang bên phải. - Cơ cấu khoá chuyển số Hình 2.23. Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi Hình 2.24. Cơ cấu gài số lùi một chiều Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 23 Có ba rãnh xoi trên mỗi trục càng gạt số, và lò xo đẩy viên bi khoá vào rãnh khi chuyển số. Điều này không những ngăn chặn hộp số bị nhảy số mà còn làm cho người lái có cảm giác rõ rệt hơn đối với việc chuyển số. 2.2.3. Các đăng 2.2.3.1. Chức năng và phân loại 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 luân bị thay đổi 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. - Theo đặc điểm động lực học: các đăng đồng tốc, các đăng khác tốc. - Theo kết cấu: các đăng có trục chữ thập, các đăng bi. 2.2.3.2. Cấu tạo và phương pháp bố trí các đăng a. Trục các đăng Trục các đăng là một ống thép nhẹ bằng thép cácbon, đủ khỏe để chống xoắn và cong. Bình thường trục các đăng là một ống liền có hai khớp nối ở hai đầu hình thành các khớp các đăng. Vì có đôi chút rung động ở tốc độ cao, nên ngày nay người ta thường sử dụng trục các đăng loại có 3 khớp nối. * Loại có hai khớp nối Tổng chiều dài của mỗi đoạn của trục các đăng loại hai khớp nối tương đối lớn. Điều này có nghĩa là khi trục các đăng quay Hình 2.26. Trục các đăng Hình 2.25. Cơ cấu khoá chuyển số Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 24 ở tốc độ cao, nó có xu hướng cong đi một chút và rung động hơn do độ mất cân bằng dư. * Loại có 3 khớp nối: Chiều dài của mỗi đoạn trục của trục các đăng loại 2 đoạn, 3 khớp ngắn hơn là do đó độ cong do không cân bằng ngắn hơn. Độ rung ở tốc độ cao cũng giảm. * Ổ đỡ giữa: Ổ đỡ giữa đỡ hai phần của trục các đăng ở giữa, và được lắp qua mặt bích vào các rãnh then hoa ở đầu trục trung gian. Bản thân ổ đỡ giữa gồm có ống lót cao su che chắn ổ đỡ, và ổ đỡ này lại đỡ các trục các đăng và được lắp vào thân xe bằng một giá đỡ. Vì người ta tách trục các đăng làm hai đoạn, ống lót cao su sẽ khử độ rung trong trục các đăng để ngăn độ rung này lan đến khung xe. Do đó, độ rung và tiếng ồn từ trục các đăng ở tốc độ cao được giảm tới mức tối thiểu. b. Khớp các đăng Mục đích của khớp các đăng là để khử những biến đổi về góc phát sinh từ những thay đổi vị trí tương đối giữa bộ vi sai và hộp số, và 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 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 được gắn liền và một bích nối hoặc một đoạn trục rỗng (khớp trượt). + Để tránh cho nắp vòng bi không bị văng ra khi trục các đăng quay ở tốc độ cao, ngườita dùng một phanh hãm hoặc một tấm chặn để giữ chặt nắp vòng bi trong loại vòng bi mềm này. Loại nắp vòng bi cứng không thể tháo được. c. Phương pháp bố trí các đăng có hai loại: + Loại đồng tốc + Loại khác tốc. 2.2.4. Cầu ôtô 2.2.4.1.Chức năng, yêu cầu và phân loại. a. Chức năng Hình 2.28. Khớp các đăng Hình 2.27.Vị trí ổ đỡ giữa Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 25 Cầu chủ động là bộ phận cuối cùng trong hệ thống truyền lực, tùy theo kết cấu ta có 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. Công dụng: - Là giá đỡ và giữ hai bánh xe chủ động. - Phân phối mômen của động cơ đến hai bánh xe chủ động để xe chuyển động tiến hoặc lùi. - Tăng tỷ số truyền để tăng mômen 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. b. Yêu cầu - Có tỷ số truyền cần thiết phù hợp với yêu cầu làm việc. - 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 gọn. c. Phân loại - Theo kết cấu truyền lực chính: cầu đơn, cầu kép. - Theo vị trí của cầu chủ động trên xe: cầu trước chủ động, cầu sau chủ động. - Theo số lượng cầu bố trí trên xe: xe có một cầu chủ động, xe có hai cầu chủ động, xe có ba cầu chủ động. - Theo số lượng cặp bánh răng truyền lực chính: một cặp bánh răng, hai cặp bánh răng có tỷ số truyền cố định. 2.2.4.2. Truyền lực chính. * Truyền lực chính đơn Truyền lực chính đơn có cặp bánh răng côn truyền mômen xoắn theo đường vuông góc, bánh răng chủ động hình quả dứa được chế tạo liền trục. Phía đỉnh răng của trục có dạng hình trục để lắp ổ bi 5, 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. Trên trục có rãnh then hoa 2 để lắp với mặt bích của trục các đăng. Phần cuối của trục có các đường ren để bắt đai ốc hãm mặt bích các đăng. Bánh răng chủ động và bánh răng bị động luân ăn khớp với nhau hình thành bộ truyền lực chính loại đơn. Cặp bánh răng của truyền lực chính có hai loại: loại bánh răng côn xoắn và loại bánh răng hypoit. Sự khác nhau giữa 2 loại bộ truyền này là ở bộ truyền hypoit trục Hình 2.29. Truyền lực chính đơn Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 26 bánh răng chủ động được đặt lệch tâm một khoảng e so với tâm trục bị động nhằm thỏa mãn mục đích: - Nâng hạ trọng tâm cầu xe để tăng tính năng thông qua chướng ngại vật hoặc hạ thấp trọng tâm toàn xe. - Nâng cao độ bền, tăng độ êm cho bộ truyền lực chính. * Truyền lực chính kép Trên các xe tải có công suất lớn, để đủ mômen và đảm bảo độ bền cơ học của các bánh răng, truyền lực chính thường có 2 cặp bánh răng. Ngoài cặp bánh răng côn truyền lực còn có thêm một cặp bánh răng trụ, thường là bánh răng xiên để nâng cao tỷ số truyền lực. Cấu tạo truyền lực chính kép được trình bày trên hình vẽ: Bánh răng quả dứa được chế tạo liền với trục chủ động, trục và bánh răng quả dứa được lắp với vỏ cầu bằng bulông, ở giữa có đệm điều chỉnh. Bánh răng vành chậu luôn ăn khớp với bánh răng quả dứa và lắp chặt với trục trung gian bằng đinh tán. Trục trung gian chế tạo liền với bánh răng trụ trung gian nhỏ. Đây là bánh răng bị động của cặp truyền động trung gian. Trục trung gian quay trơn trên hai vòng bi côn đặt trên vỏ cầu, phía ngoài có nắp và đệm điều chỉnh. Bánh răng trung gian lớn lắp với vỏ bộ vi sai bằng các bulông. Khi bánh răng quả dứa nhận truyền động từ trục các đăng, mômen quay được truyền tới bánh răng vành chậu, bánh răng trung gian nhỏ, bánh răng trung gian lớn và vỏ bộ vi sai. 2.2.4.3. Bộ vi sai a. Nhiệm vụ chính của bộ vi sai - Tiếp tục giảm chuyển động quay đã nhận từ hộp số hoặc hộp phân phối để tăng mômen quay truyền tới các bán trục. - Tạo sự chênh lệch tốc độ quay giữa các bánh xe phía trong và bánh xe phía ngoài khi xe quay vòng. - Thay đổi lực chuyển động quay từ hộp số theo góc vuông và truyền nó đến các bánh xe dẫn động đối với các xe FR. Hình 2.30. Truyền lực chính kép 1. Bánh răng quả dứa 2. Bánh răng vành chậu 3, 4.Cặp Bánh răng trụ trung gian 5. Trục trung gian. Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 27 Bộ vi sai được chia làm 2 loại: loại sử dụng cho các xe FF và loại sử dụng cho các xe FR. b .Cấu tạo Bộ vi sai tiếp tục tăng mômen quay đã truyền qua hộp số dọc và phân phối lực dẫn động tới các bán trục bên trái và bên phải. Ngoài ra, chính truyền lực vi sai tạo ra sự chênh lệch về tốc độ quay giữa bánh xe phía trong và bánh xe phía ngoài khi xe quay vòng và làm cho xe chạy êm trên những đường cong. c. Hoạt động của bộ vi sai - Khi xe chạy thẳng: Khi xe chạy thẳng, một lực cản đều nhau tác động lên cả bánh xe bên phải và bánh xe 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 đường vòng: Khi xe chạy trên đường vòng, tốc độ quay của lốp ngoài và lốp trong sẽ khác nhau. Nói khác đi, bên trong bộ vi sai, bánh răng bán trục B phía trong quay chậm và bánh răng vi sai phải quay sao cho bánh răng bán trục A phía ngoài quay nhanh hơn. Đó là cách mà bộ vi sai làm cho xe chạy êm qua các đường vòng. d. Một số loại vi sai đặc biệt - LSD (Bộ vi sai hạn chế trượt) Hình 2.31. Phân loại cấu tạo bộ vi sai 1. Trục cácđăng 2. Bánh răng chủ động 3. Bánh răng vành chậu 4. Bánh răng vi sai 5. Bánh răng bán trục 6. Bán trục. Hình 2.32. Cấu tạo của bộ vi sai Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 28 - LSD là một cơ cấu hạn chế bộ vi sai khi một trong các bánh xe bắt đầu trượt để tạo ra một lực dẫn động phù hợp ở bánh xe kia làm cho xe chạy êm. Có các loại LSD khác nhau. * LSD nối khớp thuỷ lực Khớp nối thuỷ lực là một loại khớp (ly hợp) thuỷ lực truyền mômen quay bằng sức cản nhớt của dầu. Nó sử dụng sức cản nhớt này để hạn chế sự trượt vi sai. LSD nối khớp thuỷ lực được sử dụng như một cơ cấu hạn chế vi sai ở bộ vi sai trung tâm của các xe 4WD và một số LSD nối khớp thuỷ lực được sử dụng ở các bộ vi sai của các xe kiểu FF và FR.. * LSD cảm biến mômen kiểu bánh răng xoắn Độ hạn chế trượt được thực hiện chủ yếu nhờ lực ma sát được tạo ra giữa các đỉnh răng của bánh răng hành tinh và vách trong của hộp vi sai, và ma sát được tạo ra giữa mặt đầu của bánh răng bán trục và vòng đệm chặn. Nguyên tắc của bộ hạn chế trượt là làm cho phản lực F1 (được hợp thành từ phản lực ăn khớp của bánh răng hành tinh và bánh răng bán trục, và phản lực ăn khớp của bản thân các bánh răng hành tinh) có thể đẩy bánh răng hành tinh theo chiều của hộp vi sai theo tỷ lệ với mômen đầu vào. Hình 2.33. Vi sai LSD nối khớp thuỷ lực Hình 2.34 .Vi sai LSD cảm biến mômen kiểu bánh răng xoắn Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 29 Do phản lực F1 lực ma sát m F1 (được tạo ra giữa đỉnh răng của bánh răng hành tinh và vách trong của hộp vi sai) sẽ tác động theo hướng làm bánh răng hành tinh ngừng quay. * LSD cảm nhận mômen quay Lực hạn chế vi sai được tạo ra từ ma sát cạnh răng giữa các bánh răng bán trục và các trục vít, và ma sát giữa vỏ hộp vi sai, các vòng đệm chặn và các bánh răng bán trục.Trong loại LSD cảm nhận mômen quay này, lực hạn chế vi sai thay đổi mạnh và nhanh theo mômen quay tác động vào nó. Do đó, nếu nhả bàn đạp ga trong khi xe đang quay vòng, bộ vi sai sẽ làm việc êm dịu như một bộ vi sai bình thường. Tuy nhiên, trong trường hợp có mômen lớn hơn tác động, thì lực hạn chế vi sai lớn hơn sẽ được tạo ra. Loại nhiều đĩa: Lò xo nén hình ống được lắp giữa các bánh răng bán trục trái và phải để giữ các vòng đệm chặn luôn ép vào các tấm ly hợp qua các vòng cách và các bánh răng bán trục. Do đó, ma sát được tạo ra giữa giữa tấm ly hợp và vòng đệm chặn sẽ hạn chế bộ vi sai. *Điều chỉnh cầu: - Điều chỉnh tải trọng ban đầu của vòng bi bán trục Người ta dùng ổ lăn côn trong vòng bi bán trục, nên cần phải điều chỉnh tải trọng ban đầu của các vòng bi bán trục này. Hình 2.35.Vi sai LSD cảm nhận mômen quay Hình 2.36. Vi sai loại nhiều đĩa Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 30 - Điều chỉnh tải trọng ban đầu của bánh răng quả dứa: Người ta thường điều chỉnh tải trọng ban đầu của các vòng bi bánh răng quả dứa bằng cách thay đổi khoảng cách các vòng lăn trong của ổ đỡ trước và sau, trong khi cố định các vòng lăn ngoài vào hộp vi sai. Cũng có thể thực hiện việc này bằng cách thay đổi tổng độ dày của các vòng đệm được sử dụng, hoặc đặt áp lực vào vòng cách co giãn (bằng cách vặn chặt đai ốc) để làm thay đổi chiều dài của nó. - Điều chỉnh vết tiếp xúc răng của bánh răng vành chậu Điều chỉnh vết tiếp xúc răng của bánh răng vành chậu bằng cách sử dụng vòng đệm điều chỉnh để dịch chuyển độ lệch giữa bánh răng quả dứa và bánh răng vành chậu. - Điều chỉnh khe hở ăn khớp bánh răng vành chậu Điều chỉnh khe hở ăn khớp là điều chỉnh khe hở của bề mặt tiếp xúc giữa bánh răng quả dứa và bánh răng vành chậu. Khi khe hở ăn khớp lớn, điều chỉnh hộp vi sai về phía bánh răng quả dứa, còn khi he hở ăn khớp nhỏ, điều chỉnh theo hướng ra xa bánh răng quả dứa. Sử dụng đai ốc điều chỉnh để thực hiện việc điều chỉnh này. 2.2.4.4. Bán trục a. Bán trục (loại hệ thống treo độc lập) Chúng phải có một cơ cấu để triệt tiêu những thay đổi về chiều dài của các bán trục gây ra do các chuyển động lên xuống của các bánh xe. Trong trường hợp các xe FF, vì các bánh xe được sử dụng vừa để lái vừa để dẫn động, chúng phải duy trì được cùng một góc làm việc trong khi các bánh trước đang được lái, và phải quay các bánh xe với tốc độ đồng đều. Cầu xe (loại hệ thống treo phụ thuộc) Hình 2.37 . Những cách điều chỉnh cầu Hình 2.38 . Bán trục Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 31 Các bánh xe bên trái và bên phải được nối thẳng với cầu xe. Hộp cầu xe vừa phải đỡ trọng lượng của xem vừa phải chứa bộ vi sai ở tâm của nó. b.Chiều dài của bán trục Ở các xe FF, sự chênh lệch về chiều dài của các bán trục bên trái và bên phải cũng có thể làm cho vô lăng lái bị ngoặt đột ngột về một bên, hoặc xe đổi hướng khi khởi hành nhanh hoặc khi tăng tốc độ đột ngột. Người ta gọi hiện tợng này là “lái có mômen cản”. Vì lẽ này, một số kiểu xe sử dụng một trục trung gian kết hợp với các bán trục bên trái và bên phải có cùng chiều dài để tránh xảy ra hiện tượng lái có mômen cản. 2.2.5. Moay ơ, bánh xe và lốp 2.2.5.1. Moay ơ bánh xe a. Loại sử dụng các vòng bi chặn * Cầu trước có bán trục: Các bán trục có thể dịch chuyển lên xuống và sang phải sang trái theo chuyển động của xe trong khi đồng thời truyền công suất từ bộ vi sai trực tiếp đến các bánh xe. Hầu hết các xe hiện đại sử dụng các vòng bi chặn hoặc các vòng bi đũa côn hai dãy làm các vòng bi đũa côn cho cầu xe. * Cầu sau không có bán trục: Cầu sau của các xe kiểu FF chỉ dùng để chịu tải. Hầu hết các xe hiện đại cũng sử dụng các vòng bi chặn làm ổ đỡ cầu xe, như ở cầu trước. Hình 2.41. Các loại moay ơ bánh xe Hình 2.39 . Chiều dài của bán trục Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 32 * Cầu trước không có bán trục: Các cầu trước của các xe kiểu FR chỉ dùng để đỡ trọng lượng của xe, và là một bộ phận của hệ thống lái. Người ta sử dụng các vòng bi chặn ở các xe chở khách mới nhất. * Cầu sau có bán trục: Trong hệ thống treo độc lập, không có hộp bán trục sau, và bộ vi sai được lắp trực tiếp vào thân xe. Bán trục truyền công suất từ bộ vi sai đến các bánh xe. b. Loại sử dụng các vòng bi đũa côn. * Cầu trước không có bán trục: Với cam quay được dùng như một trục tâm, tải trọng ở các bánh xe trước được truyền vào hệ thống treo. Người ta lắp mỗi bánh xe vào cam quay của nó qua các vòng bi đũa côn. * Cầu sau không có bán trục: Người ta lắp vòng bi đũa côn vào trục cầu xe qua cổng phanh và vòng bi đũa côn này đỡ trục cầu xe. c. Loại sử dụng các vòng bi cầu hướng kính Cầu sau của xe FR không chỉ đỡ tải trọng trên các bánh sau, mà còn truyền công suất từ động cơ đến các bánh xe. 2.2.5.2. Vành bánh xe Các cỡ của vành bánh xe được chỉ rõ trên mép vành xe. 2.2.5.3. Lốp xe a. Khái quát chung: * Các loại lốp được lắp vào xe cùng với các vành xe. Các xe chạy bằng lốp hơi được bơm không khí có áp suất. Lốp là bộ phận duy nhất của xe tiếp xúc trực tiếp với mặt đường. Nếu áp suất không khí trong lốp không chính xác có thể gây ra độ mòn bất thường và giảm tính năng dẫn động. * Lốp thực hiện các chức năng sau đây: Hình 2.42. Moay ơ sử dụng các vòng bi đũa côn Hình 2.43. Cấu tạo vành bánh xe 1-Chiều rộng của vành. 2-Hình dạng gờ của vành 3-Độ lệch 4-Đường kính vành 5-Tâm vành bánh xe 6-P.C.D.(Đường kính vòng lăn) 7-Mặt lắp moayơ Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 33 - Lốp đỡ toàn bộ trọng lượng của xe. - Lốp trực tiếp tiếp xúc với mặt đường và do đó truyền lực dẫn động và lực phanh vào đường, do đó chi phối việc chuyển bánh, tăng tốc, giảm tốc, đỗ xe và quay vòng. - Lốp làm giảm chấn động do các mấp mô ở mặt đường gây ra. b. Cấu tạo lốp xe * Các loại lốp Lốp có các loại lốp có săm và lốp không có săm. Ngoài ra, còn có loại lốp bố tròn và lốp bố chéo, cả hai loại cùng có các bộ phận sau đây: * Cỡ lốp Cỡ, tính năng và cấu tạo của lốp được chỉ rõ ở mặt bên của lốp. Sơ đồ ở bên dưới cho biết tên và các thông số khác nhau của lốp. Hình 2.44. Cấu tạo lốp xe Hình 2.45. Cấu tạo cỡ lốp Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 34 . Ký hiệu lốp và cách đọc mã lốp d. Đảo lốp Vì tải trọng đặt lên các lốp trước và sau khác nhau, nên mức mòn cũng khác nhau. Do đó cần thường xuyên luân chuyển lốp để chúng mòn đều. Các lốp có chiều quay được xác định không được thay giữa bên phải và bên trái. Lốp xe loại cỡ trước và sau khác nhau thì không được thay thế giữa vị trí trước và vị trí sau. Phương pháp luân chuyển lốp thay đổi theo kiểu xe và khu vực, hãy tham khảo sách hướng dẫn sử dụng. Hình 2.46. Ký hiệu lốp và cách đọc mã lốp Hình 2.47. Các cách đảo lốp Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 35 2.3. Hệ thống truyền lực tự động * Khái quát chung Trên xe sử dụng hộp số thường, thì lái xe phải thường xuyên nhận biết tải và tốc độ động cơ để chuyển số một cách phù hợp. Khi sử dụng hộp số tự động, những sự nhận biết như vậy của lái xe là không cần thiết. Việc chuyển đến vị trí số thích hợp nhất được thực hiện một cách tự động theo tải động cơ và tốc độ xe. Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi nào cần lên số hoặc xuống số. Các bánh răng tự động chuyển số tuỳ thuộc vào tốc độ xe và mức đạp bàn đạp ga. Một hộp số mà trong đó việc chuyển số bánh răng được điều khiển bằng một ECU (Bộ điều khiển điện tử) được gọi là ECT-Hộp số điều khiển điện tử, và một hộp số không sử dụng ECU được gọi là hộp số tự động thuần thuỷ lực. Hiện nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT. Đối với một số kiểu xe thì phương thức chuyển số có thể được chọn tuỳ theo ý muốn của lái xe và điều kiện đường xá. Cách này giúp cho việc tiết kiệm nhiên liệu, tính năng và vận hành xe được tốt hơn. Hình 2.48. Khái quát chung Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 36 2.3.1. Phân loại và đặc điểm Hộp số tự động Hộp số tự động có cấp Hộp số vô cấp Hộp số có cấp loại thường 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 thủy lực Số tự động chuyển số bằng côn điều khiển Thủy lực và Điện Tử (ECT, ECU) Số tự động chuyển số bằng Côn và Phanh điều khiển Thủy lực và Điện Tử (ECT, 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. Điều 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 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 ướt. Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 37 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. - 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. + 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. 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. Hình 2.49. Sơ đồ cấu trúc hộp số tự động điều khiển bằng côn Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 38 - Nguyên lý chuyển 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 a). Áp suất p2 được tạo ra do quả văng tác động vào ty đẩy tạo áp suất p2 (hình c). 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: - Hình 2.49a: Dòng áp suất Po được được chuyển sang số 2 vì dóng áp suất p 1  p 2 lúc này xe thực hiện đi số 2. - Hình 2.49b: 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. Hình 2.50. Sơ đồ nguyên lý chuyển số cơ bản Hình 2.51: Các van chuyển số a: Đi số 2; b: Đi số 3 Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 39 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 ướt của các bộ truyền hành tinh. Hiện nay, hộp số tự động trên xe ôtô có 3 cụm bộ phận chính 1.Bộ biến mô. 2.Bộ truyền động bánh răng hành tinh. 3.Bộ điều khiển thủy lực (đối với hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực) hoặc bộ điều khiển điện tử kết hợp thủy lực (đối với hộp số điều khiển bằng điện tử). 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 hai đến ba 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. * 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. Hình 2.52: Sơ đồ khối của hộp số tự động Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 40 2.3.2.3. Biến mô thủy lực a.Cấu tạo Cấu tạo bộ biến mô gồm: - Bánh bơm (impeller pump) - Bánh phản ứng( Startor) - Bánh tuabine (bánh bị động) - Khớp một chiều - Ly hợp khóa biến mô: Gắn với trục của hộp số tự động, liên kết bánh bơm và bánh tua bin. 1.Biến mô 2. Phanh B1 3. Ly hợp C1 4. Ly hợp C2 5. Phanh B2. 6. Khớp một chiều F1 7.Phanh B3 8. Khớp một chiều F2 9. Phanh Bo 10. Khớp một chiều F0 Hình 2.53. Sơ đồ cấu trúc bộ truyền hành tinh Hình 2.54. Cấu tạo bộ biến mô Hình 2.55. Biến mô thủy lực 1. Bánh bơm 2. Bánh tuabin 3. Bánh stato 1 3 2 Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 41 Hình 2.58. Vai trò của stato Bộ biến mô vừa truyền vừa khuyếch đại mô men 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 tuabin, 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. * Bánh bơm Bánh bơm được bố trí nằm trong vỏ bộ biến mô và nối với trục khuỷu qua đĩa dẫn động. Nhiều cánh hình cong được lắp bên trong bánh bơm. Một vòng dẫn hướng được lắp trên mép trong của các cánh để đường dẫn dòng dầu được êm. * Bánh tua bin Rất nhiều cánh được lắp lên bánh tuabin giống như trường hợp bánh bơm. Hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của cánh của bánh bơm. Bánh tua bin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong nó nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa. * Stato Stato nằm giữa bánh bơm và bánh tua bin. Qua khớp một chiều nó được lắp trên trục stato và trục này được cố định trên vỏ hộp số. - Hoạt động của Stato Dòng dầu trở về từ bánh tua bin vào bánh bơm theo hướng cản sự quay của bánh bơm. Do đó, stato đổi chiều của dòng dầu sao cho nó tác động lên phía sau của các cánh trên bánh bơm và bổ sung thêm lực đẩy cho bánh bơm do đó làm tăng mômen. - Hoạt động của khớp một chiều Hình 2.56. Cấu tạo bánh bơm Hình 2.57. Cấu tạo bánh tua bin Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 42 Khớp một chiều (hình 2.55) 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. b. Nguyên lý của bộ biến mô. - Sự truyền mô men: 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 tua bin. - Khuyếch đại mô men: Việc khuyếch đại mômen do bộ biến mô thực hiện bằng cách dẫn dầu khi nó vẫn còn năng lượng sau khi đã đi qua bánh tua bin trở về bánh bơm qua cánh của Stato. Nói cách khác, bánh bơm được quay do mô men từ động cơ mà mô men này lại được bổ sung dầu quay về từ bánh tua bin. Có thể nói rằng bánh bơm khuyếch đại mô men ban đầu để dẫn động bánh tua bin. Hình 2.60. Hoạt động của biến mô Hình 2.59. Cấu tạo khớp một chiều Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 43 c. Đặc tính của bộ biến mô * Tỉ số truyền mômen và hiệu suất truyền + Độ khuyếch đại mômen do bộ biến mô sẽ tăng theo tỉ lệ với dòng xoáy. Có nghĩa là mômen 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 mômen. - 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 mômen động cơ. Do mômen được truyền với tỉ số gần 1:1 trong khớp thuỷ lực nên hiệu suất truyền động trong dải khớp nối sẽ tăng tuyến tính và tỉ lệ với tỉ số tốc độ. Tuy nhiên, hiệu suất truyền động của bộ biến mô không đạt 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. * Điểm dừng và điểm li hợp - Điểm dừng Điểm dừng 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. * Điểm li hợp Hình 2.62. Hướng đi của dầu Hình 2.61 Điểm dừng và điểm li hợp Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 44 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. Tuy nhiên, ở thời điểm này hiệu suất truyền động tăng. Hiệu suất truyền động đạt lớn nhất ngay trước điểm li hợp. Khi tỷ số tốc độ đạt tới một trị số nào đó thì tỉ số truyền mômen trở nên gần bằng 1:1. Nói cách khác, Stato bắt đầu quay ở điểm li hợp và bộ biến mô sẽ hoạt động như một khớp nối thuỷ lực để ngăn không cho tỉ số truyền mômen tụt xuống dới 1. d. Chức năng khớp một chiều của Stato Mô tả: Hướng của dầu đi vào stato từ bánh tuabin phụ thuộc vào sự chênh lệch tốc độ quay giữa bánh bơm và bánh tuabin. * Khi chênh lệch lớn về tốc độ quay Thì dầu tác động lên mặt trước của cánh stato làm cho stato quay theo chiều ngược lại với chiều quay của bánh bơm. Tuy nhiên, bánh stato không thể quay theo chiều ngược lại vì stato bị khớp một chiều khoá lại. Do đó hướng của dòng dầu được đổi. * Khi chênh lệch nhỏ về tốc độ quay Một lượng dầu từ cánh tuabin chảy vào mặt sau của cánh stato. Khi chênh lệch về tốc độ ở mức nhỏ nhất thì phần lớn dầu từ cánh tuabin ra sẽ tiếp xúc với mặt sau của cánh stato. Trong trường hợp đó các cánh stato sẽ cản trở dòng dầu. Khớp một chiều làm cho stato quay trơn cùng chiều với bánh bơm, và dầu sẽ trở về cánh bơm một cách thuận dòng. e. Quá trình hoạt động của biến mô * Động cơ chạy không tải, xe dừng Khi động cơ chạy không tải thì mômen do động cơ sinh ra là nhỏ nhất. Nếu gài phanh (phanh tay và/hoặc phanh chân) thì tải trên bánh tuabin rất lớn vì nó không thể quay được. Tuy nhiên, do xe bị dừng nên tỷ số truyền tốc độ của bánh tuabin so với cánh bơm bằng không trong khi tỷ số truyền mô men ở trị số lớn nhất. Do đó, bánh tua bin luôn sẵn sàng để quay với một mômen lớn hơn mô men do động cơ sinh ra. * Xe bắt đầu chuyển động Khi nhả các phanh thì bánh tuabin có thể quay cùng với trục sơ cấp của hộp số. Do đó, Hình 2.63. Xe bắt đầu chuyển động Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 45 bánh tuabin quay với một mômen lớn hơn mô men do động cơ sinh ra khi đạp bàn đạp ga. Như vậy xe bắt đầu chuyển động. * Xe chạy với tốc độ thấp Khi tốc độ xe tăng lên, thì tốc độ quay của bánh tua bin sẽ nhanh chóng tiến gần tới tốc độ quay của bánh bơm. Vì vậy, tỷ số truyền mômen nhanh chóng tiến gần tới 1.0. Khi tỷ số truyền tốc độ giữa bánh tua-bin và bánh bơm đạt tới điểm li hợp thì stato bắt đầu quay. và sự khuyếch đại mô men giảm xuống. Nói cách khác, bộ biến mô bắt đầu hoạt động như một khớp nối thuỷ lực. Do đó, tốc độ xe tăng gần như theo tỷ lệ thuận với tốc độ động cơ. * Xe chạy ổn định ở tốc độ trung bình hoặc tốc độ cao. Bộ biến mô chỉ hoạt động như một khớp nối thuỷ lực. Bánh tua bin quay ở tốc độ gần đúng tốc độ của bánh bơm. - Trong điều kiện bình thường khi xe bắt đầu chuyển động thì bộ biến mô sẽ đạt được điểm li hợp trong thời gian từ 2 đến 3 giây. Tuy nhiên, nếu tải nặng thì thậm chí cả khi xe chạy ở tốc độ trung bình hoặc tốc độ cao thì bộ biến mô vẫn có thể hoạt động trong dải biến mô. - Khi nhả các phanh, thậm chí nếu không đạp bàn đạp ga thì xe vẫn từ từ bắt đầu chuyển động. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng trờn. f. Cơ cấu li hợp khoá biến mô * Mô tả: 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 đượclắp trong bộ biến mô để nối trực tiếp động cơ với hộp số để giảm tổn thất công suất. Hình 2.66. Cơ cấu li hợp khoá biến mô Hình 2.64. Xe chạy với tốc độ thấp Hình 2.65. Xe chạy với tốc độ cao Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 46 Khi xe đạt được một tốc độ nhất định, thì cơ cấu li hợp khoá biến mô được sử dụng đểnâng 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 so giảm chấn sẽ hấp thụ lực xoắn khi ăn khớp li hợp để ngăn không cho sinh ra va đập. 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 Khi li hợp khoá biến mô được kích hoạt thì nó sẽ quay cùng với bánh bơm và bánh tua-bin. Việc ăn khớp và nhả li hợp khoá biến mô được xác định từ những thay đổi về hớng của dòng thuỷ lực trong bộ biến mô khi xe đạt được một tốc độ nhất định. - Nhả khớp: 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. - Ăn khớp: Khi xe chạy ổn định ở tốc độ trung bình hoặc cao (thờng 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 (ví dụ, li hợp khoá biến được đã được ăn khớp). 2.3.2.4. Các bộ truyền hành tinh a. Khái quát chung Trong các xe lắp hộp số tự động, bộ truyền bánh răng hành tinh 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 li hợp và phanh. Bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyền bánh răng hành tinh sau được nối với các li hợp và phanh, là các bộ phận nối và ngắt công suất. Những cụm bánh răng Hình 2.67. Nhả khớp của li hợp thuỷ lực Hình 2.68. Ăn khớp của li hợp thuỷ lực Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 47 này chuyển đổi vị trí của phần sơ cấp và các phần tử cố định để tạo ra các tỷ số truyền bánh răng khác nhau và vị trí số trung gian. b. Cấu tạo bộ truyền bánh răng hành tinh Các bánh răng trong bộ truyền bánh răng hành tinh gồm có: Bánh răng mặt trời, các bánh răng hành tinh, bánh răng bao và cần dẫn. Cần dẫn nối với trục trung tâm của mỗi bánh răng hành tinh và làm cho các bánh răng hành tinh xoay chung quanh. Với bộ các bánh răng nối với nhau kiểu này thì các bánh răng hành tinh giống như các hành tinh quay xung quanh mặt trời, do đó chúng được gọi là các bánh răng hành tinh. Thông thường nhiều bánh răng hành tinh được phối hợp với nhau trong bộ truyền bánh răng hành tinh. Hình 2.69. Các bộ truyền hành tinh Hình 2.70. Cấu tạo bộ truyền bánh răng hành tinh Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 48 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 (bánh răng mặt trời, cần dẫn, bánh răng bao). Nguyên tắc tạo ra 1 số truyền phải cố định (phanh) một trong ba phần tử hoặc bánh răng mặt trời, hoặc cần dẫn , hoặc bánh răng bao. Vậy thì phải dùng một bộ phanh với vỏ hộp số sau đó truyền mô men và tốc độ quay cho một trong hai phần tử hoặc cả hai phần tử còn lại. 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 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 trời Bánh răng bao Giảm tốc Ngược hướng với bánh răng chủ động Bánh răng bao Bánh răng mặt trời Tăng tốc Kết nối hai trong ba phần tử: bánh răng bao, bánh răng mặt trời, cần dẫn. Truyền thẳng Cùng hướng với bánh răng chủ động Hình 2.71. Hoạt động bộ truyền bánh răng hành tinh Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 49 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. c. Nguyên lý hoạt động: Bằng cách thay đổi vị trí đầu vào, đầu ra, phần và các phần tử cố định có thể giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc. Các nét chính của các hoạt động đó được diễn giải dới đây. * Giảm tốc - Đầu vào: Bánh răng bao - Đầu ra: Cần dẫn - Cố định: Bánh răng mặt trời Khi bánh răng mặt trời bị cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh quay và vận động chung quanh. Do đó trục đầu ra chỉ giảm tốc độ so với trục đầu vào bằng chuyển động quay của bánh răng hành tinh. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn. * Đảo chiều - Đầu vào: Bánh răng mặt trời - Đầu ra: Bánh răng bao - Cố định: Cần dẫn Khi cần dẫn được cố định ở vị trí và bánh răng mặt trời quay thì bánh răng bao quay trên trục và hướng quay được đảo chiều. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen. Hình 2.72. Nguyên lý hoạt động bộ truyền bánh răng hành tinh Hình 2.74. Bộ truyền bánh răng hành tinh khi đảo chiều Hình 2.73.Bộ truyền bánh răng hành tinh khi giảm tốc Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 50 * Nối trực tiếp (Truyền thẳng) - Đầu vào: Bánh răng mặt trời, bánh răng bao - Đầu ra: Cần dẫn Do bánh răng bao và bánh răng mặt trời quay cùng nhau với cùng một tốc độ nên cần dẫn cũng quay với cùng tốc độ đó. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quayvà chiều rộng của mũi tên chỉ mômen. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì mômen càng lớn. * Tăng tốc - Đầu vào: Cần dẫn - Đầu ra: Bánh răng bao - Cố định: Bánh răng mặt trời Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ thì bánh răng hành tinh chuyển động xung quanh bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ. Do đó bánh răng bao tăng tốc trên cơ sở số răng trên bánh răng bao và trên bánh răng mặt trời. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn. 2.3.2.5. Các côn, phanh trong hệ thống điều khiển số. a. Cấu tạo các phanh. * Mô tả Có hai kiểu phần tử cố định phanh: kiểu dải và kiểu nhiều đĩa ướt. Kiểu dải được sử dụng cho phanh B1 và kiểu nhiều đĩa ớt cho phanh B2 và B3. Trong một số hộp số tự động, hệ thống nhiều đĩa ớt còn được sử dụng cho phanh B1. * Phanh kiểu dải (B1) 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 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. Người ta bố trí các cần đẩy pít tông có hai chiều dài khác nhau để có thể điều chỉnh khe hở giữa dải phanh và trống phanh. Hình 2.75. Bộ truyền bánh răng hành tinh khi truyền thẳng Hình 2.76. Bộ truyền bánh răng hành tinh khi tăng tốc Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 51 Chú ý: Khi thay dải phanh bằng một dải mới trong khi đại tu một hộp số tự động, phải ngâm dải phanh mới khoảng 15 phút hoặc lâu hơn vào trong dầu hộp số tự động (ATF) trước khi lắp. * Hoạt động của phanh dải (B1) 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 đườngkính 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 píttông và cần đẩy píttông bị đẩy ngược lại do lực của lò xo ngoài và trống được dải phanh nhả ra. Ngoài 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. * Phanh kiểu nhiều đĩa ma sát ướt (B2 và B3) Phanh B2 hoạt động thông qua khớp một chiều số 1 để ngăn không cho các bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. 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. Mục đích của phanh B3 là ngăn không cho cần dẫn sau quay. Các đĩa ma sát ăn khớp với moay ơ B3 của cần dẫn sau. Moay ơ B3 và cần dẫn sau được bố trí liền một cụm và quay cùng nhau. Các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số. * Hoạt động của phanh kiểu nhiều đĩa ướt (B2 và B3). Hình 2.77. Hoạt động của phanh dải (B1) Hình 2.78. Kết cấu của phanh đĩa kiểu ma sát ướt (B2và B3) Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 52 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 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. Khi thay các đĩa phanh bằng các đĩa ma sát mới hãy ngâm các đĩa ma sát mới vào ATF khoảng15 phút hoặc lâu hơn trước khi lắp chúng. b. Ly hợp (C1 và C2) * Cấu tạo - Ly hợp dùng để nối và ngắt công suất của hai bộ phận chuyển động. Ly hợp có moayơ, các đĩa thép gắn với cơ cấu dẫn động đầu vào còn các đĩa ma sát gắn với cơ cấu dẫn động đầu ra. - 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 sátvà 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 trống 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. * Hoạt động - Ăn khớp (C1) Hình 2.79. Hoạt động của phanh đĩa kiểu ma sát ướt (B2và B3) Hình 2.80. Ly hợp (C1 và C2) Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 53 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. - Nhả khớp (C1) Khi dầu có áp suất được xả thì áp suất dầu trong xi lanh giảm 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. c. Khớp một chiều Khi bộ truyền bánh răng hành tinh được thiết kế mà không tính đến va đập khi chuyển số thì B2, F1 và F2 là không cần thiết. Chỉ cần C1, C2, B1 và B3 là đủ. Ngoài ra, rất khó thực hiện việc áp suất thuỷlực tác động lên phanh đúng vào thời điểmáp suất thuỷ lực vận hành li hợp được xả. Do đó, khớp một chiều số 1 (F1) tác Hình 2.81. Hoạt động ăn khớp (C1) Hình 2.82. Hoạt động nhả khớp (C1) Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 54 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. Với cách này 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. Nghĩa là, chức năng của khớp một chiều là đảm bảo chuyển số được êm. d. Hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh khi chuyển số 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 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. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn. Số 2: * Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của 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. Hình 2.84. Hoạt động ở số 1 H ình 2.72 Khớp một chiều Hình 2.83. Cấu tạo khớp một chiều Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 55 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. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng mũi tên chỉ mômen mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rông thì mô men càng lớn. 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. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rông thì mômen càng lớn. Số đảo chiều: * 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. Độ dài của mũi tên chỉ Hình 2.86. Hoạt động tại số 3 Hình 2.87. Hoạt động tại số đảo chiều Hình 2.85. Hoạt động tại số 2 Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 56 tốc độ quay, và bề rộng mũi tên chỉ mômen. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mômen càng lớn. *Dãy "P" hoặc "N" Khi cần số ở "N" hoặc "P" thì li hợp số tiến (C1) và li hợp truyền thẳng (C2) không hoạt động, vì vậy công suất từ trục thứ cấp không được truyền tới trục dẫn động bộ vi sai. Ngoài ra, khi cần số ở "P" vấu hãm của khoá phanh đỗ sẽ ăn khớp với bánh răng đỗ xe mà bánh răng này được nối với trục dẫn động bộ vi sai bằng then nên ngăn không cho xe chuyển động. Cơ cấu khoá đỗ xe cho xe FR Khi cần số của một hộp số tự động của một xe FR ở dãy "P" thì vấu hãm của khoá phanh đỗ được ăn khớp với bánh răng bao bộ truyền hành tinh trước hoặc sau mà bánh răng bao này được nối bằng then với trục thứ cấp nên ngăn cản sự chuyển động của xe. Tuy nhiên, trên các xe 4WD loại FR thì không thể ngăn chuyển động của xe nếu cơ cấu hộp số phụ ở vị trí số trung gian, dù hộp số tự động đã được đặt ở "P". Vì lí do đó hãy nhớ gài phanh đỗ xe khi đỗ xe. Bộ truyền hành tinh số truyền tăng *Khái quát chung Bộ truyền hành tinh số truyền tăng là một bộ truyền hành tinh độc lập với tỷ số truyền tốc độ nhỏ hơn 1.0 (khoảng 0,7 - 0,8). Nó được phối hợp với một bộ truyền bánh răng hành tinh bình thường 3 tốc độ và tương đương với tốc độ số 4. Hình 2.89. Khái quát chung bộ truyền hành tinh số tăng Hình 2.88. Hoạt động tại Dãy "P" hoặc "N" Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 57 Bộ truyền hành tinh số truyền tăng bao gồm một bộ bánh răng hành tinh, phanh (B0), li hợp (C0), và khớp một chiều (F0). Công suất được dẫn vào cần dẫn bộ truyền tăng dẫn ra bánh răng bao bộ truyền tăng. Bình thường, khi tốc độ xe lớn hơn 40km/giờ ở dãy "D" thì việc chuyển sang số truyền tăng có thể thực hiện được. Cũng có thể không cần chuyển sang số truyền tăng mà vẫn lái được xe nếu điều đó phù hợp với lái xe. Gợi ý: Hình vẽ trên là một bộ truyền bánh răng hành tinh 3 tốc độ kèm một bộ truyền hành tinh số truyền tăng (xê ri A140). * Ở chế độ số truyền tăng (O/D) 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. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì mômen càng lớn. * Không ở chế độ số truyền tăng 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). Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rông thì mômen càng lớn. Hình 2.90. Chế độ số truyền tăng (O/D) Hình 2.91. Không có chế độ số truyền tăng Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 58 e. Hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh trên hộp số A140L (Toyota) Bộ phận Chức năng Ly hợp số truyền thẳng OD (C0) Nối cần dẫn bộ truyền OD với bánh răng mặt trời Ly hợp số tiến C1 Nối trục sơ cấp và bánh răng bao trước Ly hợp truyền thẳng C2 Nối trục sơ cấp và bánh răng mặt trời trước và sau Phanh OD (B0) Khóa bánh răng mặt trời OD ngăn không cho nó quay theo cả 2 chiều ngược và thuận kim đồng hồ Phanh dải số 2 (B1) Khóa bánh răng mặt trời trước và sau không cho nó quay theo cả chiều ngược và thuận chiều kim đồng hồ Phanh số 2 (B2) Khóa bánh răng mặt trời trước và sau không cho nó quay ngược chiều kim đồng hồ với F1 hoạt động Phanh số lùi và số 1 (B3) Khóa cần dẫn bộ truyền hành tinh sau, ngăn không cho nó quay theo cả chiều thuận và ngược chiều kim đồng hồ Khớp một chiều OD (F0) Khóa cần dẫn của bộ truyền hành tinh OD, ngăn nó quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ xung quanh bánh răng mặt trời Hình 2.93. Dòng truyền công suất của bộ truyền BRHT Hình 2.92. Cấu tạo bộ truyền BRHT Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 59 Khớp một chiều No.1 (F1) Khi B2 đang hoạt động, nó khóa bánh răng mặt trời trước và sau ngăn không cho nó quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ Khớp một chiều No.2 (F2) Khóa cần dẫn của bộ truyền bánh răng hành tinh sau, ngăn không cho nó quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ * Hoạt động của phanh và ly hợp: DÃY Số C0 F0 C1 C2 B0 B1 B2 F1 B3 F2 “P” Đỗ xe ● “R” Lùi ● ● ● “N” Trung gian ● “D” “2” Số một ● ● ● ● “D” Số hai ● ● ● ● ● “D” Số ba ● ● ● ● ● “D” Số truyền tăng ● ● ● ● “2” Số hai ● ● ● ● ● ● “L” Số một ● ● ● ● ● Ghi chú: ● là hoat động. * Hoạt động của các cấp số: + Dãy “P” và “ N” Khi cần chọn số đang ở vị trí “N” hay “P”, ly hợp số tiến (C1) và ly hợp số truyền thẳng (C2) không hoạt động, do vậy chuyển động của trục sơ cấp không được truyền đến bánh răng chủ động trung gian. Thêm vào dó, khi cần chọn số ở vị trí “P”, một cóc hãm khi đổ xe ăn khớp với bánh răng bị động đảo chiều, bánh răng này lại ăn khớp then hoa với trục chủ động vi sai, ngăn không cho xe chuyển động. Hình 2.94. Hoạt động của số truyền 1 Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 60 + Dãy số tiến “D” hoặc “2” ở số 1 Dòng truyền công suất: Hình 2.95. Hoạt động của số truyền 1 Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 62 Nguyên lý hoạt động: Trục sơ cấp nhận truyền động từ trục tuabin và quay theo chiều kim đồng hồ. Trục sơ cấp kéo vỏ ly hợp tiến C1 quay cùng chiều kim đồng hồ. Ly hợp tiến C1 đóng và khóa trục sơ cấp với bánh răng bao bộ truyền hành tinh trước. Do đó cả chúng đều quay theo chiều kim đồng hồ. Bánh răng bao bộ truyền hành tinh trước kéo bộ bánh răng hành tinh trước chuyển động quay cùng chiều kim đồng hồ. Bộ bánh răng hành tinh trước kéo bánh răng mặt trời trước và sau chuyển động quay cùng chiều kim đồng hồ. Bánh răng mặt trời trước và sao kéo bộ bánh răng hành tinh sau quay theo cùng chiều kim đồng hồ. Khớp một chiều F2 khóa cần dẫn bánh răng hành tinh sau đứng yên. Nhưng bánh răng hành tinh sau kéo bánh răng bao bộ truyền hành tinh sau quay theo chiều kim đồng hồ. Cùng lúc đó, do các bánh răng hành tinh trước đang quay theo chiều kim đồng hồ nên cần dẫn của bộ truyền hành tinh trước cũng quay theo chiều kim đồng hồ. Trục trung gian được kéo quay cùng chiều kim đồng hồ bởi bánh răng bao bộ truyền hành tinh sau và cần dần bộ truyền hành tinh trước. Trục vào bộ OD kéo cần dẫn bộ truyền OD quay cùng chiều kim đồng hồ. Do khớp một chiều OD (F0) khóa và ly hợp C0 hoạt động nên cần dẫn và bánh răng mặt trời quay cùng một khối theo chiều kim đồng hồ. Bởi vậy, truyền động lên bánh răng hành tinh OD quay theo chiều kim đồng hồ. Bánh răng hành tinh OD dẫn động bánh răng bao OD quay cùng một khối theo chiều kim đồng hồ và chúng truyền công suất ra bánh răng chủ động trung gian. + Dãy “D” (Số truyền tăng OD) Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 63 Hoạt động của phanh và ly hợp Số 0D C0 F0 C1 C2 B0 B1 B2 F1 B3 F2 Hoạt động ● ● ● ● Dòng truyền công suất: Nguyên lý hoạt động: Trục sơ cấp nhận truyền động từ trục tuabin và quay theo chiều kim đồng hồ. Trục sơ cấp kéo vỏ ly hợp tiến C1 và ly hợp số thẳng cùng quay cùng chiều kim đồng hồ. Ly hợp tiến C1 đóng và khóa trục sơ cấp với bánh răng bao bộ truyền hành tinh trước. Do đó cả chúng đều quay theo chiều kim đồng hồ. Hình 2.96. Dòng truyền công suất của bộ truyền BRHT số OD Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 64 Ly hợp thẳng C2 đóng và khóa trục sơ cấp với bánh răng mặt trời trước và sau. Do dó cả chúng đều quay theo chiều kim đồng hồ. Các bánh răng hành tinh trước bị khóa và quay cùng một khối với bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước và bánh răng mặt trời trước và sau. Do đó cả chúng đều quay cùng chiều kim đồng hồ. Cần dẫn của bộ truyền hành tinh do nối với các bánh răng hành tinh trước cùng quay theo chiều kim đồng. Cùng lúc đó, phanh số 2 (B2) cùng hoạt động nhưng do do khớp một chiều No.1 (F1) đang hoạt động nên các bánh răng mặt trời trước và sau tiếp tục quay theo chiều kim đồng hồ. Trục trung gian được kéo quay cùng chiều kim đồng hồ bởi cần dần bộ truyền hành tinh trước. Trục trung gian kéo cần dẫn bộ truyền OD quay cùng chiều kim đồng hồ. Bánh răng bao bộ truyền OD được kéo quay cùng chiều kim đồng hồ bởi các bánh răng hành tinh OD. Cùng lúc đó, chuyển động quay của các bánh răng hành tinh trước OD ngược chiều kim đồng hồ. Tuy nhiêu, do các bánh răng mặt trời OD bị phanh bởi phanh số OD (B0) và khớp một chiều OD (F0 ) ngăn không cho quay theo chiều kim đồng hồ, tốc độ quay của các bánh răng hành tinh OD xung quanh bánh răng mặt trời nhanh hơn so với khi ở số 3. Bánh răng bao bộ truyền OD quay theo chiều kim đồng hồ và truyền công suất đến bánh răng chủ động trung gian. 2.3.2.6. Sơ đồ và hoạt động của mạch thủy lực cơ bản a. Mô tả: 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 vẽ bên trái thể hiện mạch thuỷ lực của hộp số kiểu A140E. áp suất thuỷ lực vận hành qua nhiều đườngdẫn áp suất thuỷ lực khác nhau. Gợi ý: Nếu ắc quy chết vẫn có thể khởi động động cơ của các xe có hộp số thường bằng cách đẩy-khởi động cho xe nổ máy. Nhng với các xe có hộp số tự động thì điều này là không thể thực hiện được. Trong khi đẩy khởi động, do bơm dầu không hoạt động nên không có áp suất thuỷ lực để vận hành bộ truyền bánh răng hành tinh. Nói cách khác, công suất từ bánh xe không được truyền tới động cơ. b. Mạch thuỷ lực ở dãy P: * Sơ đồ mạch thuỷ lực: Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 65 * Nguyên lý hoạt động: Áp suất thủy lực đến bộ truyền bánh răng hành tinh: ly hợp C0 từ van chuyển số 3-4. Khi động cơ quay dẫn động bơm dầu quay, dầu đến van điều áp sơ cấp. Van điều áp sơ cấp điều chỉnh áp suất chuẩn đến van điều khiển bằng tay, van điều áp thứ cấp, van bướm ga. Van điều áp thứ cấp điều chỉnh áp suất bộ biến mô và áp suất bôi trơn. Van bướm ga tạo ra áp suất bướm ga tùy thuộc vào góc nhấn bàn đạp ga và cấp áp suất bướm ga đến từng van chuyển số 1-2, van chuyển số 2-3và van chuyển số 3-4. Áp suất chuẩn từ van chuyển số 3-4 sẽ đưa dầu thủy lực tới ly hợp truyền thẳng C0 và bộ tích năng C0 có tác dụng giảm chấn, lúc đó C0 hoạt động nối cần dẫn và bánh răng mặt trời OD. Cần chọn số ở vị trí P hay vị trí N dầu thủy lực với áp suất chuẩn không qua được các khoang. Do đó các ly hợp C1, C2 và các phanh B1, B2 hoạt động nên dòng truyền công suất từ trục sơ cấp đến trục thứ cấp được. c. Mạch thuỷ lực ở dãy “D” số 1: * Sơ đồ mạch thuỷ lực: Hình 2.97. Hoạt động của mạch thuỷ lực ở dãy P Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 66 * Nguyên lý hoạt động: Áp suất thủy lực đến bộ truyền bánh răng hành tinh.  Ly hợp C0 từ van chuyển số 3-4.  Ly hợp C1 từ van điều khiển bằng tay. Khi người tài xế gạt cần chọn số ở số trung gian N sang tay số D, làm cho van điều khiển bằng tay dịch chuyển sang. Lúc này van điều điều khiển bằng tay mở khoang dòng dầu từ khoang áp suất chuẩn đến khoang dầu với áp suất chuẩn tác dụng lên pittông ly hợp C1 (ly hợp C1 hoạt động). Lúc này áp suất bướm ga cao nhưng còn Hình 2.98. Hoạt động của mạch thuỷ lực ở dãy” D” số 1 Hình 2.99. Hoạt động của các van ở dãy” D” số 1 Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 67 áp suất ly tâm, van chuyển số 1-2 bị ấn xuống bằng áp suất bướm ga đóng mạch dầu phanh B2 đóng lại nên hộp số chuyển đến số 1. Ly hợp C1, C2 hoạt động hộp số chuyển lên số 1. e. Dãy “D” (Số 2) * Sơ đồ mạch thủy lực * Nguyên lý hoạt động: Áp suất thủy lực đến bộ truyền bánh răng hành tinh.  Ly hợp C0 từ van chuyển số 3-4.  Ly hợp C1 từ van điều khiển bằng tay  Phanh B2 từ van chuyển số 1-2. Hình 2.100. Hoạt động của mạch thuỷ lực ở dãy” D” số 2 Khoa Cơ khí Động lực Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 68 Khi tốc độ xe tăng lên nhất định áp suất ly tâm cao và áp suất bướm ga thấp, lúc này áp suất ly tâm tác dụng phía dưới van chuyển số 1-2 và đẩy van này dịch chuyển lên. Van chuyển số 1-2 mở khoang dầu với áp suất chuẩn tác dụng lên pittông phanh B2 nên hộp số chuyển lên số 2. Ly hợp C0, C1 và phanh B2 hoạt động hộp số chuyển lên Số 2. f. Dãy “D” (Số 3) * Sơ đồ mạch thủy lực: * Nguyên lý hoạt động: Áp suất thủy lực đến bộ truyền bánh răng hành tinh.  Ly hợp C0 từ van chuyển số 3-4. Hình 2.101. Hoạt động của mạch thuỷ lực ở dã