›
›

Giáo trình Cấu tạo khung - gầm ôtô (Phần 1)

pdf 60 trang ngocly 1730
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Cấu tạo khung - gầm ôtô (Phần 1)", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_cau_tao_khung_gam_oto.pdf

Nội dung text: Giáo trình Cấu tạo khung - gầm ôtô (Phần 1)

  1. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô GIÁO TRÌNH CẤU TẠO KHUNG- GẦM ÔTÔ Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 1
  2. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô LỜI GIỚI THIỆU VỀ GIÁO TRÌNH CẤU TẠO KHUNG- GẦM ÔTÔ Nhằm trang bị cho học viên những kiến thức chuyên môn về cấu tạo và nguyên lý làm việc của các hệ thống, tổng thành bố trí trong phần khung-gầm ôtô, giúp nâng cao hiểu biết để phục vụ cho việc học tập chuyên ngành sửa chữa khai thác thiết bị cơ khí ôtô cũng như cho công tác bảo dưỡng và sửa chữa trong thực tiễn. Tập Giáo trình Cấu tạo Khung-gầm ôtô được biên soạn cho đối tượng là học sinh các lớp TCCN Hệ chính quy với thời gian học tập 60 tiết. Bao gồm 04 chương, có nội dung cụ thể như sau: - Chương 1: CÔNG DỤNG-CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG GẦM ÔTÔ I. Cấu tạo chung Ôtô II. Những yêu cầu chung đối với Ôtô III. Các cách bố trí hệ thống truyền lực trên Ôtô - Chương 2: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Bài 1: LY HỢP I. Công dụng, phân loại, yêu cầu II. Cấu tạo ly hợp: 1/. Ly hợp ma sát loại một đĩa 2/. Ly hợp ma sát loại nhiều đĩa 3/. Ly hợp ma sát có lò xo hình đĩa 4/. So sánh giữa lò xo xoắn và lò xo hình đĩa 4/. Ly hợp thủy lực III. Cơ cấu điều khiển ly hợp Bài 2: HỘP SỐ I. Công dụng, phân loại, yêu cầu II. Truyền động bánh răng III. Cấu tạo các loại hộp số chính thông dụng: 1/. Hộp số 3 tiến 1 lùi, loại 2 trục 2/. Hộp số 3 tiến 1 lùi, loại 3 trục 3/. Hộp số 4 tiến 1 lùi, loại 3 trục 4/. Hộp số 5 tiến 1 lùi, loại 3 trục IV. Hộp số phụ trên Ôtô V. Hộp số phân phối trên Ôtô VI. Cấu tạo các chi tiết chính trong hộp số VII. Hộp số tự động Bài 3: TRUYỀN ĐỘNG CARDAN. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 2
  3. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô I. Công dụng, phân loại, yêu cầu II. Kết cấu Cardan: 1/. Khớp cardan khác tốc 2/. Khớp cardan đồng tốc 3/. Gối đỡ trung gian III. Bố trí truyền động cardan trên Ôtô Bài 4: CẦU CHỦ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ. A. Truyền lực chính: I. Công dụng, phân loại, yêu cầu II. Phân tích kết cấu của truyền lực chính: 1/. Bánh răng nón răng thẳng 2/. Bánh răng nón răng cong 3/. Bánh răng hypoit 4/. Trục vít bánh vít III. Độ cứng vững của truyền lực chính B. Bộ truyền vi sai: I. Công dụng, phân loại, yêu cầu II. Phân tích cấu tạo bộ vi sai: 1/. Vi sai đối xứng 2/. Vi sai không đối xứng 3/. Cơ cấu gài vi sai cưỡng bức 4/. Vi sai cam C. Bán trục: I. Công dụng, phân loại, yêu cầu II. Phân tích kết cấu các loại bán trục trên ôtô: 1/. Bán trục không giảm tải 2/. Bán trục giảm tải 1/2 3/. Bán trục giảm tải 3/4 4/. Bán trục giảm tải hoàn toàn D. Dầm cầu chủ động Bài 5: CẦU DẪN HƯỚNG. I. Công dụng, phân loại, yêu cầu II. Phân tích kết cấu cầu dẫn hướng: 1/. Cầu dẫn hướng không chủ động 2/. Cầu dẫn hướng chủ động 3/. Vị trí lắp đặt của bánh xe dẫn hướng - Chương 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Bài 1: HỆ THỐNG LÁI. I. Công dụng, phân loại, yêu cầu II. Động học quay vòng của Ôtô III. Phân tích kết cấu hệ thống lái: 1/. Cơ cấu lái 2/. Dẫn động lái Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 3
  4. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô 3/. Các trợ lực lái IV. Bộ lái trợ lực V. Hệ thống lái điện tử Bài 2: HỆ THỐNG PHANH I. Công dụng, phân loại, yêu cầu II. Phân tích kết cấu hệ thống phanh: A- Cơ cấu phanh: 1/. Phanh guốc 2/. Phanh đĩa B- Dẫn động phanh: 1/. Phanh dầu 2/. Phanh khí 3/. Phanh trợ lực khí nén-thủy lực 4/. Phanh trợ lực chân không-thủy lực III. Cấu tạo một vài chi tiết điển hình 1/. Xy lanh chính 2/. Xy lanh con 3/. Xy lanh chính loại 2 dòng 4/. Các loại van điều chỉnh trong hệ thống phanh IV. Hệ thống phanh ABS - Chương 4: HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỘNG Bài 1: KHUNG XE VÀ THÂN XE I. Công dụng, phân loại II. Thân -Khung xe liền khối III. Loại khung xe thường dùng Bài 2: HỆ THỐNG TREO. I. Công dụng, phân loại, yêu cầu II. Phân tích kết cấu của hệ thống treo: 1/. Bộ phận hướng 2/. Bộ phận đàn hồi 3/. Bộ phận giảm chấn III. Hệ thống treo điện tử Bài 3: HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỘNG I. Công dụng, phân loại, yêu cầu II. Kết cấu hệ thống chuyển động Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã hết sức cố gắng tổng hợp các tư liệu tham khảo nhằm hệ thống hóa lại các nội dung cho các học viên dễ dàng tra cứu khi học tập. Tuy vậy, nội dung tập giáo trình này cũng vẫn còn không ít thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp chân tình để tập giáo trình này ngày càng hoàn thiện hơn. Chân thành cảm ơn. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 4
  5. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô Giáo viên biên soạn Lê Văn Nghĩa CHƯƠNG I CÔNG DỤNG - CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG GẦM ÔTÔ Mục tiêu: Sau khi học bài này, học viên có khả năng: - Hiểu rõ được cấu tạo chung của Ôtô và công dụng của các hệ thống cấu thành ôtô, đặc biệt là hệ thống khung – gầm ôtô. - Phân tích được các loại hệ thống truyền lực thông dụng hiện đang được bố trí trên ôtô. Ôtô là phương tiện vận tải đường bộ, có tên gọi là automobile (hình thành từ phân từ auto gốc HiLạp có nghĩa là tự mình, còn phân từ mobile gốc Latinh có nghĩa là chuyển động. ) I. CẤU TẠO CHUNG CỦA ÔTÔ: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 5
  6. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô Theo quan điểm động lực học, trên ôtô được chia thành các hệ thống chính như sau: 1/- Động cơ: Là nguồn năng lượng cơ học có nhiệm vụ cung cấp công suất đến các bánh xe chủ động nhằm làm cho ôtô di chuyển; phần lớn động cơ ôtô sử dụng là loại động cơ đốt trong. 2/- Khung – gầm ôtô: Kết cấu chung của phần khung - gầm ô tô bao gồm các hệ thống chính như sau: a). Hệ thống truyền lực: dùng để truyền momen xoắn từ động cơ đến các bánh xe dẫn động, đồng thời cho phép thay đổi độ lớn và chiều hướng của momen xoắn; bao gồm các bộ phận sau: bộ ly hợp, hộp số, truyền động các-đăng, bộ truyền lực chính với bộ vi sai và các bán trục. b). Hệ thống điều khiển: dùng để điều khiển hướng chuyển động và thay đổi tốc độ của ôtô theo ý muốn của người lái xe; bao gồm các cơ cấu sau: hệ thống lái và hệ thống phanh. c). Khung xe và hệ thống treo: dùng để nâng đỡ động cơ và toàn bộ thân xe. Nó vừa đòi hỏi phải có độ cứng vững cao vừa phải đảm bảo độ giảm xóc, giúp hạn chế tần số dao động khi xe di chuyển. d). Vành bánh xe và lốp ôtô: giúp làm giảm các va xóc và tạo lực bám tốt với mặt đường. 3/- Thân vỏ ôtô: Là phần công tác hữu ích của ôtô, dùng để chở khách hoặc hàng hoá. Đối với xe tải là buồng lái và thùng xe; đối với xe khách và xe con là chỗ của người ngồi lái và hành khách. 4/- Điện thân ôtô: Bao gồm các thiết bị cơ điện làm tăng tiện nghi bên trong buồng lái ôtô như: radio-cassette, video, máy sưởi ấm, hệ thống điện lạnh, máy gạt nước, các đèn soi sáng bên trong, các đèn chiếu sáng-tín hiệu, v.v II. NHỮNG YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI ÔTÔ: 1/- Những yêu cầu về thiết kế chế tạo: - Ôtô phải mang tính hiện đại, có kết cấu tối ưu, kích thước nhỏ gọn, bố trí một cách phù hợp với điều kiện đường sá và khí hậu. - Tạo dáng xe phù hợp với yêu cầu về thẩm mỹ. - Vật liệu chế tạo các chi tiết phải có độ bền cao, chống gỉ tốt nhằm nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ của ôtô. Nên dùng loại vật liệu nhẹ để giảm tự trọng của ôtô. - Kết cấu của các chi tiết phải có tính công nghệ cao, dễ gia công. 2/- Những yêu cầu về sử dụng: - Ôtô phải có tính năng động lực cao như: tốc độ trung bình cao nhằm nâng cao năng suất vận chuyển, thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc ngắn, xe khởi động dễ dàng. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 6
  7. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Ôtô phải có tính an toàn cao, đặc biệt đối với hệ thống lái và hệ thống phanh. - Ôtô phải đảm bảo tính tiện nghi cho lái xe và hành khách, thao tác nhẹ nhàng và đảm bảo tầm nhìn tốt. - Mức tiêu hao nhiên liệu, dầu bôi trơn ít. - Ôtô chạy phải êm, không ồn, giảm lượng độc hại trong khí thải. 3/- Những yêu cầu về bảo dưỡng sửa chữa: Thời gian bảo dưỡng, sửa chữa ôtô rất lớn. Để giảm khối lượng công việc, kéo dài chu kỳ bảo dưỡng ôtô phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Số lượng các điểm bôi trơn phải ít để giảm giờ công bơm dầu (nên thay thế các điểm bôi trơn có vú mỡ bằng vật liệu bôi trơn vĩnh cửu ). - Giảm giờ công kiểm tra siết chặt bằng cách sử dụng các bulông, vít cấy, đai ốc có tính tự hãm cao. - Giảm giờ công điều chỉnh bằng cách thay các khâu điều chỉnh bằng tay bằng điều chỉnh tự động hoặc dễ điều chỉnh. - Kết cấu của ôtô phải đảm bảo cho công tác tháo lắp được dễ dàng, thuận tiện cho công tác sửa chữa, thay thế phụ tùng. - Kết cấu và vật liệu chế tạo của các chi tiết có độ hao mòn lớn phải đủ bền sau khi phục hồi sửa chữa III.- CÁC CÁCH BỐ TRÍ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN ÔTÔ: 1/- Các loại hệ thống truyền lực: Việc thiết kế để bố trí vị trí các bộ phận của hệ thống truyền lực trên các loại ôtô tùy thuộc vào cách sắp xếp động cơ (động cơ đặt ở phía trước, ở giữa hoặc phía sau xe), đặc tính truyền động ra các bánh xe ( hai bánh sau chủ động, hai bánh trước chủ động hoặc cả bốn bánh đều chủ động). Hiện nay, hệ thống truyền lực trên ôtô được bố trí theo các kiểu sau đây: a)- Động cơ bố trí phía trước xe, các bánh sau là bánh dẫn động: trong trường hợp này, các bộ phận của hệ thống truyền động được sắp xếp theo thứ tự: động cơ, bộ ly hợp, hộp số, truyền động các-đăng, cầu chủ động với bộ vi sai và các bán trục. b)- Động cơ bố trí phía trước xe, các bánh trước và bánh sau đều là bánh dẫn động: thường được sử dụng đối với các xe chuyên dùng đòi hỏi tính việt dã cao. Trong trường hợp này, phải có hộp số phụ làm nhiệm vụ phân phối momen xoắn từ động cơ ra các cầu chủ động trước và sau xe. c)- Động cơ bố trí phía trước xe, các bánh trước là bánh dẫn động: đây là kiểu thiết kế phổ biến nhất cho ô tô du lịch đời mới hiện nay là động cơ đặt ngang phía trước và dẫn động trực tiếp hai bánh xe trước. Phương pháp này đạt được các ưu điểm: + Động cơ nằm ngang tạo điều kiện giảm chiều dài đầu xe và vấn đề khí động học. + Loại bỏ được trục truyền động các-đăng dọc từ đầu xe đến đuôi xe. Nhờ vậy sàn của ca-bin và thân xe bằng phẳng và rộng hơn. d)- Động cơ bố trí phía sau xe, các bánh sau là bánh dẫn động: kiểu bố trí này thường được sử dụng đối với các ôtô chở khách trên 30 chỗ ngồi và ở một vài loại ôtô du lịch thiết kế động cơ đặt sau xe và dẫn động hai bánh sau. (Ví dụ: Ôtô du lịch của hãng Volkswagen). Loại bố trí này giúp giảm ồn trong thùng xe, tạo thoải mái cho hành khách đi xe. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 7
  8. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô 2/- Sơ đồ bố trí của một vài loại hệ thống truyền lực: Để đánh giá độ phức tạp của hệ thống truyền lực, thường dựa vào công thức bánh xe a b . Công thức bánh xe được thể hiện bằng tích của hai số a b (trong đó a là số lượng bánh xe, b là số lượng bánh xe chủ động). Ví dụ: - 4 2 (có 4 bánh xe, trong đó có 2 bánh xe chủ động): xe có một cầu chủ động. - 4 4 (có 4 bánh xe đều là chủ động): xe có 2 cầu chủ động. - 6 4 (có 6 bánh xe trong đóù có 4 bánh xe chủ động): xe tải hoặc xe khách có 2 cầu chủ động. - 6 6 (cả 6 bánh xe đều là chủ động): xe có 3 cầu chủ động. Sau đây là một vài sơ đồ bố trí điển hình: a). Sơ đồ 4 2 ( cầu sau chủ động, động cơ đặt trước ): Đây là cách bố trí cơ bản, được sử dụng nhiều trên các loại xe. b). Sơ đồ 4 2 (Cầu sau chủ động, động cơ đặt sau ): Cách bố trí này rất gọn, không dùng truyền lực cardan, toàn bộ động cơ, bộ ly hợp, hộp số, cầu sau chủ động liên kết thành một khối. c). Sơ đồ 4 2 ( Cầu trước chủ động, động cơ đặt trước ): Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 8
  9. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô d). Sơ đồ 4 4 (Cầu trước và cầu sau đều chủ động, động cơ đặt trước ): Đặc điểm của sơ đồ này là có bộ vi sai giữa 2 cầu và bộ khoá vi sai khi cần thiết. Toàn bộ cơ cấu này xếp gọn một góc trong hộp phân phối. e). Sơ đồ 6 4 : Được dùng lần đầu tiên trên xe tải KAMAZ-5320 của Liên Xô sản xuất năm 1976. Đặc điểm của sơ đồ này là không dùng hộp phân phối mà dùng một cơ cấu vi sai giữa 2 cầu rất gọn. f). Sơ đồ 6 6 : Dùng trên xe tải URAL375 của Liên Xô sản xuất. Ở sơ đồ này trong hộp phân phối có cơ cấu kiểu hệ bánh răng trụ nhằm chia công suất cho các cầu trước, cầu giữa, cầu sau. Giữa cầu sau và cầu giữa lại sử dụng vi sai kiểu bánh răng nón. Câu hỏi ôn tập: - Câu 1: Nêu công dụng của hệ thống khung-gầm ôtô? Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 9
  10. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Câu 2: Hãy trình bày các cách bố trí hệ thống truyền lực thông dụng trên ôtô? CHƯƠNG II HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 10
  11. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô BÀI 1: LY HỢP Mục tiêu: Sau khi học bài này, học viên có khả năng: - Hiểu rõ được công dụng, phân loại, yêu cầu của ly hợp dùng trên ôtô. - Phân tích được kết cấu và hoạt động của các loại ly hợp thông dụng hiện đang được bố trí trên ôtô. - Biết được các cơ cấu điều khiển sự hoạt động của ly hợp. I. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU: 1/- Công dụng: Ly hợp là một cơ cấu có nhiệm vụ nối và cắt động cơ với hệ thống truyền lực. Ngoài ra ly hợp còn được sử dụng như một bộ phận an toàn, nghĩa là có thể tự động cắt truyền dẫn khi moment quá mức qui định. 2/- Phân loại: - Theo cách truyền moment xoắn có ly hợp ma sát (loại một đĩa hay nhiều đĩa ), ly hợp thuỷ lực (loại thuỷ động và thuỷ tĩnh ), ly hợp nam châm điện (moment truyền nhờ từ trường ), ly hợp liên hợp ( kết hợp các loại trên ). - Theo hình dáng các chi tiết ma sát có ly hợp đĩa, ly hợp hình nón, ly hợp hình trống. Trong đó ly hợp hình nón và ly hợp hình trống rất ít sử dụng vì moment quán tính bị động quá lớn. - Theo phương pháp sinh lực ép trên đĩa có loại lò xo (đặt xung quanh, đặt trung tâm), loại nửa ly tâm (lực ép sinh ra ngoài lực ép lò xo còn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm và), loại ly tâm (áp lực trên đĩa được tạo bởi lò xo, lực ly tâm sử dụng để đóng mở ). - Theo kết cấu cơ cấu ép có ly hợp thường đóng (dùng ở ôtô và các ly hợp máy kéo), ly hợp không thường đóng (dùng ở máy kéo xích, máy kéo bánh bơm, xe tăng ). 3/- Yêu cầu: - Truyền được moment xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt trong bất cứ điều kiện nào, muốn vậy moment ma sát sinh ra trong ly hợp phải lớn hơn moment xoắn của động cơ. M LH .M e max MLH: Moment ma sát sinh ra trong ly hợp (Nm) β : Hệ số dự trữ của ly hợp (  >1) Memax: Moment xoắn lớn nhất của động cơ (Nm) - Khi đóng phải êm dịu để không gây ra sự va đập trong hệ thống truyền lực. - Khi mở phải êm dịu, dứt khoát và nhanh. - Moment quán tính của phần bị động phải nhỏ. - Ly hợp làm nhiệm vụ của bộ phận an toàn, do đó hệ số dự trữ của β phải nằm trong giới hạn. - Điều khiển dễ, lực tác dụng lên pedal phải nhỏ. - Các bề mặt ma sát đảm bảo thoát nhiệt tốt. - Kết cấu đơn giản, dễ điều chỉnh, chăm sóc. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 11
  12. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô II. CẤU TẠO LY HỢP: 1/- Ly hợp ma sát loại một đĩa: a)-Cấu tạo: Ly hợp loại này có từ ba đến chín lò xo xoắn. Công dụng của các lò xo là ấn đĩa ép, đè đĩa ly hợp bám vào mặt bánh đà. Kết cấu chung gồm có: vỏ có các khoang chứa lò xo ép và được gắn chặt vào bánh đà. Khi buông bàn đạp ly hợp, các lò xo ép ấn đĩa ép và đĩa ly hợp áp dính vào mặt bánh đà. Trục sơ cấp của hộp số gối đầu và quay trơn trong đuôi trục khuỷu có rãnh then hoa liên kết với lỗ then hoa của đĩa ma sát. Trên vỏ bộ ly hợp có treo ba đòn mở ly hợp điều khiển đĩa ép. Các đòn mở ly hợp được ấn vào do tác động của chân đạp ly hợp, qua đó tác động lên bạc đạn chà. b)-Hoạt động: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 12
  13. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô Khi bánh đà đang quay, ta ấn bàn đạp ly hợp, thông qua cơ cấu điều khiển sẽ ấn ba đòn mở ly hợp xuống, các đầu kia của đòn mở sẽ nâng mâm ép lên. Lúc này đĩa ma sát không bị ép vào mặt bánh đà nên tự do và đứng yên cùng với trục sơ cấp của hộp số, trong lúc đó bánh đà vẫn quay, nhờ vậy liên hệ giữa động cơ và hộp số tạm gián đoạn. Sau khi ta cài số, buông chân ly hợp, bạc đạn chà trở về vị trí cũ, không còn ép lên ba đòn mở nữa, các lò xo ép lại ấn mâm ép đè đĩa ma sát bám vào bánh đà, liên kết giữa động cơ và hộp số được nối trở lại. Ưu nhược điểm của ma sát loại một đĩa: * Ưu điểm: - Kết cấu đơn giản, rẻ tiền. - Thoát nhiệt tốt. - Đóng mở dứt khoát. * Nhược điểm: - Đóng không êm dịu. - Nếu truyền moment lớn (lớn hơn 70  80 Kgm) thì đường kính của đĩa ma sát phải lớn hoặc phải dùng nhiều đĩa. c)-Cấu tạo đĩa ly hợp: Đĩa ma sát hay đĩa ly hợp gồm một đĩa thép gợn sóng liên kết với moayơ lỗ then hoa nhờ các lò xo giảm xoắn. Hai tấm bố ma sát được ghép hai bên đĩa thép bằng cách tán đinh . Công dụng của đĩa thép gợn sóng có tính đàn hồi là dập tắt các va chạm khi đĩa ly hợp bị ép mạnh vào mặt bánh đà. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 13
  14. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô 2/- Ly hợp ma sát loại nhiều đĩa: a). Cấu tạo và hoạt động : - Ly hợp ma sát loại nhiều đĩa cũng có nguyên lý tương tự như ly hợp ma sát loại một đĩa, chỉ khác là ở loại này có thêm đĩa ép để lò xo tỳ vào. - Hình 2-5a là vị trí ly hợp đóng : Vỏ ly hợp được bắt chặt trên bánh đà bằng bulông nên luôn luôn quay với bánh đà. Đĩa ép 3 và 4 ép chặt đĩa ma sát vào bánh đà, đĩa ép 3 ép đĩa ma sát phía sau vào đĩa ép 4. Đĩa ép 4 ép chặt đĩa ma sát trước vào bánh đà thành một khối nhờ lò xo ép 10. Lò xo này luôn luôn ở trạng thái làm việc. Khi trục khuỷu của động cơ quay làm cho bánh đà quay và làm quay đĩa ma sát. Moayơ của đĩa ma sát được lắp trượt lên trục sơ cấp của hộp số bằng các rãnh then hoa. Do đó khi đĩa ma sát quay làm cho trục sơ cấp của hộp số quay nên mô men quay của động cơ được truyền qua hộp số. - Hình 2-5b là vị trí ly hợp mở : Dưới tác dụng của lực đạp vào bàn đạp 1 chiều theo chiều mũi tên trên hình vẽ. Lực này được truyền đến càng mở 8 qua hệ thống dẫn động (đòn kéo) làm cho càng mở tỳ vào bạc trược 9 và đẩy bạc trượt dịch chuyển lên phía trước. Trên bạc trượt có gắn vòng bi tỳ 11, Vòng bi này tỳ vào đầu của đòn mở 2. Đòn mở 2 kéo đĩa ép 3 dịch chuyển về phía sau tách khỏi đĩa ép và đĩa ma sát phía sau. Lúc đó lò xo 5 sẽ đẩy đĩa ép 4 tách khỏi đĩa ma sát phía trước. Mô men quay động cơ tách rời với trục sơ cấp của hộp số. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 14
  15. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô b). So sánh ưu-khuyết điểm của ly hợp một đĩa và ly hợp nhiều đĩa: - Ly hợp nhiều đĩa có cấu tạo phức tạp hơn ly hợp một đĩa, khi mở không dứt khoát bằng ly hợp một đĩa, nhưng khi đóng thì êm hơn loại một đĩa. Ly hợp nhiều đĩa truyền được mô men lớn hơn ly hợp một đĩa vì mặt ma sát lớn. - Nếu cùng truyền một trị số mô men quay của động cơ như nhau thì ly hợp nhiều đĩa có đường kính ngoài của đĩa ma sát nhỏ hơn ly hợp một đĩa, do đó kích thước của vỏ ly hợp cũng nhỏ gọn hơn. - Nhưng hiện nay người ta có xu hướng dùng loại ly hợp một đĩa ma sát nhiều hơn vì kết cấu của loại này đơn giản hơn. 3/- Ly hợp ma sát có lò xo hình đĩa: Loại ly hợp này được sử dụng rộng rãi trên ôtô du lịch hiện nay, loại này có kết cấu đơn giản và khi tác dụng lực thì áp lực trên đĩa ma sát được phân bố đồng đều. Vì lò xo ép hình đĩa nên sẽ làm luôn nhiệm vụ đòn mở. Hoạt động: - Khi chưa tác dụng lực lên pedal, lò xo đĩa bung ra đẩy đĩa ma sát tỳ chặt vào bánh đà tạo thành khối cứng, do đó lực truyền động từ trục khuỷu được truyền qua trục ly hợp (ly hợp đóng). - Khi người điều khiển tác dụng lực lên pedal, thông qua cơ cấu điều khiển lực sẽ tác dụng lên bạc đạn chà và đẩy bạc đạn chà đi vào làm lò xo đĩa ép lại, đĩa ma sát không tỳ vào bánh đà nữa, do đó lực truyền động quay từ trục khuỷu sẽ không truyền qua trục ly hợp (ly hợp mở). Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 15
  16. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô 4/- So sánh giữa lò xo xoắn và lò xo hình đĩa : Đối với loại lò xo xoắn hình trụ, khi ta biến đổi sức ép lên nó thì sức ép luôn luôn tăng tỉ lệ thuận với lực đàn hồi của lò xo. Trường hợp các chi tiết ma sát như đĩa ma sát, mâm ép bị mòn thì sức ép của loại lò xo xoắn hình trụ giảm, đĩa ma sát bắt đầu quay trượt. Với loại lò xo hình đĩa, khi biến đổi sức ép lên nó, lúc đầu lực tăng lên cho đến một trị số xác định thì lực bắt đầu giảm. Độ mòn của các tấm ma sát không ảnh hưởng đến sức ép do lò xo màng tạo nên, do đó tránh được tình trạng bộ ly hợp quay trượt. Việc áp dụng lò xo hình đĩa còn đạt thêm được một số ưu điểm sau: - Giảm được kích thước, khối lượng và đơn giản hóa rất nhiều trong kết cấu của bộ ly hợp - Do không có các chi tiết lắp ở vòng ngoài bộ ly hợp nên việc cân bằng tương đối dễ hơn. - Loại trừ được các lực ly tâm làm giảm sức ép đĩa ma sát ở vận tốc cao (vì không có các chi tiết vòng ngoài). - Lực tác động lên đĩa ma sát thường xuyên đều đặn ở mọi chế độ làm việc. 5/- Ly hợp thuỷ lực: a)- Cấu tạo : Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 16
  17. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô Các bộ phận chính của ly hợp thủy lực là : bơm và tua bin đặt đối diện nhau. Bên trong bơm và tua bin đều có các cánh dẫn hướng chất lỏng . Bơm cùng vỏ của ly hợp thủy lực tạo thành 1 khối cứng, moayơ của khối này lắp chặt trên đầu trục khủyu của động cơ. Tua bin lắp chặt trên đầu trục sơ cấp của hộp số, vòng đệm bao kín có nhiệm vụ ngăn không cho chất lỏng lọt ra ngoài. b)- Hoạt động: Khác với ly hợp ma sát là lọai họat động theo nguyên tắt ma sát khô, ly hợp thủy lực được truyền momen bằng chất lỏng. Khi đôïng cơ làm việc đĩa bơm quay, do lực ly tâm, chất lỏng chuyển động từ tâm với tốc độ tuyệt đối V1 theo các cánh ra ngoài rìa với tốc độ tuyệt đối V2 (V2 >V1) bắn vào cánh turbine, buộc đĩa này phải quay theo, chất lỏng tiếp tục di chuyển từ đĩa vào tâm đĩa turbine và sang đĩa bơm, chu kỳ tuần hoàn được lặp lại. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 17
  18. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô c)- Ưu nhược điểm của ly hợp thủy lực: * Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, các chi tiết ít bị mòn hỏng ; khi hoạt động êm dịu, không ồn không giật khi thay đổi tốc độ xe. * Nhược điểm: Có hiện tượng trượt trong ly hợp. hiệu suất truyền lực thấp nên xe chạy tốn nhiều nhiên liệu ; ngoài ra nếu không có cơ cấu gài đặt biệt thì không thể dùng biện pháp đóng ly hợp gài số, đẩy xe hoặc nhả phanh cho xe lăn xuống dốc khi khởi động động cơ như trường hợp ly hợp ma sát. III. CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN LY HỢP: 1/- Điều khiển cơ khí: Loại này được sử dụng nhiều trên ôtô, có cấu tạo đơn giản và làm việc rất đảm bảo. Cấu tạo của loại này đơn giản nhưng không thuận tiện đối với ô tô vận tải. Nhất là trường hợp động cơ bố trí xa người lái. Cấu tạo của cơ cấu này được giới thiệu ở hình dưới đây. Khi ấn chân lên bàn đạp ly hợp, trục bàn đạp xoay làm chuyển động hệ thống dây cáp tác động đòn mở ly hợp, đòn mở này ấn bạc đạn chà qua trái đè lên ba cần đẩy nâng mâm ép lên giải phóng đĩa ly hợp kỏi mặt bánh đà. Khi buông chân khỏi bàn đạp, các lò xo sẽ đưa các bộ phận điều khiển về vị trí cũ, bộ ly hợp trở lại chế độ kết nối. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 18
  19. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô 2/- Điều khiển thuỷ lực: a)- Cấu tạo: Với cơ cấu điều khiển loại này, việc cắt nối khớp ly hợp dễ dàng và động tác nhả khớp ly hợp êm dịu hơn, vị trí bàn đạp ly hợp không phụ thuộc vào vị trí của bộ ly hợp. Các ô tô hiện nay đều áp dụng cơ cấu này. Cơ cấu dẫn động thủy lực gồm xy lanh chính có bình chứa dầu phanh. Khi tác dụng lên bàn đạp, cần đẩy sẽ tác động vào piston và các cuppen di chuyển trong xy lanh chính. Từ xy lanh chính có ống dẫn dầu xuống xy lanh con gắn bên hông cạt te ly hợp. Trong xy lanh con có piston, cuppen tác động cây đẩy điều khiển đòn mở ly hợp. b)- Hoạt động: Khi tác dụng lực vào pedal, cần đẩy sẽ đẩy piston của xi lanh chính sang trái và nén dầu, dầu từ xi lanh chính qua ống dẫn dầu đến xi lanh làm việc đẩy piston xi lanh làm việc qua phải, đẩy cần đến đòn mở ly hợp. Khi thôi tác dụng lực lên pedal, các lò xo kéo các chi tiết dẫn động về vị trí ban đầu. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 19
  20. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô 3/. Cơ cấu điều khiển ly hợp bằng thủy lực có trợ lực khí nén: Hệ thống này có cơ cấu điều khiển giống như cơ cấu điều khiển bằng thủy lực. Nhưng trên xylanh phụ của hệ thống trang bị bộ trợ lực khí nén. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 20
  21. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô Nguyên lý hoạt động: Khi chưa đạp pedal thì các buồng C, D, A, B có áp lức bằng nhau và bằng với áp lực khí trời. Khi đạp pedal, dầu từ xilanh chính qua ống dẫn đến bộ trợ lực qua đường II, một phần đền xylanh phụ, một phần đẩy van điều khiển đi lên thắng lực lò xo đóng van xả và mở van nạp. Aùp lực của buồng D bằng A bằng áplực khí nén (khí nén vào qua đướng I), áp lực buồng C B nên ép piston và cần đẩy thắng lực lò xo qua phía bên phải để điều khiển càng ngắt ly hợp. (HÌNH 2.22 BỘ TRỢ LỰC KHÍ NÉN LOẠI GIÁN TIẾP) Buông pedal áp lực dầu xy lanh chính giảm bằng áplực không khí, piston điều khiển đi xuống bởi các lò xo làm van nạp đóng và van xả mở. Làm khí nén trong buồng A và D được xả ra khí trời, vì vậy áplực buồng A, B, C, D và áplực khí trời bằng nhau. Do đó piston và cần đẩy bị đẩy sang bên trái bởi lực lò xo, ly hợp đóng. 4/.Cơ cấu điều khiển thủy lực trợ lực áp thấp: Cơ cấu điều khiển giống như trợ lực khí nén nhưng nguyên lý dựa trên cơ sở sử dụng sự giảm áp ở đượng ống hút của động cơ hoặc tạo ra từ một bơm áp thấp, sinh ra trong đường ống một áp thấp được điều khiển từ xylanh chính. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 21
  22. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô Nguyên lý hoạt động: (HÌNH 2.23 BỘ TRỢ LỰC BẰNG ÁP THẤP) Buồng chân không C nối ống nạp động cơ qua đường II. Khi chưa đạp pedal áp lực dầu không làm piston điều khiển đi lên nên áp thấp buồng A, B, C, D bằng nhau. Khi đạp pedal dầu từ xylanh chính đến bộ trợ lực áp thấp qua đướng I, một phần đến xylanh con, một phần đẩy piston điều khiểnđi lên thắng lực lò xo đóng van áp thấp và mở van không khí. Aùp lực buồng A, D và áp lực không khí bằng nhau. Buồng C, B và áp thấp ống góp hút hay bơm áp thấp bằng nhau. Do đó áp lực buồng A>B nên màng da đi về phía phải và đẩy piston về phía phải để làm cho ly hợp ngắt. Khi buông pedal áp lực dầu từ xylanh chính giảm về bằng với áp lực không khí, piston điều khiển đi xuống dưới bởi các lò xo. Lúc này van không khí đóng lại, van áp thấp được mở ra làm cho áp lực ở buồng C, D, A, B bằng nhau. Do đó màng da sẽ dịch chuyển về phía trái bởi các lò xo, piston cũng bị dịch chuyển về cùng hướng làm cho càng mở ly hợp được buông ra, làm cho ly hợp đóng. 5/- Hệ thống điều khiển ly hợp bằng điện tử: Hình vẽ sau đây giới thiệu sơ đồ khối của hệ thống điều khiển cắt nối khớp ly hợp kiểu này. Đây là kiểu cắt nối khớp thủy lực được điều khiển bằng điện tử. Trong phương pháp này người ta không cần dùng bàn đạp ly hợp. Một loạt các bộ cảm biến thu nhận thông tin về mức độ đóng mở của bướm ga bộ chế hòa khí, về chế độ đang hoạt động của động cơ, của bộ ly hợp và của một số hộp số. Sau đó gửi các thông tin này đến môđuyn xử lý và điều khiển điện tử trung ương ECM. Mỗi khi người lái dịch chuyển cần sang số để cài số, ECM tức thì đánh tín hiệu điều khiển đến bộ nguồn thủy lực (8). Bộ này kiểm soát áp suất thủy lực để cắt hoặc nối khớp ly hợp. Nhận được tín hiệu điều khiển của ECM, bộ ly hợp được cắt khớp tức thì và nó duy trì chế độ cắt khớp này cho đến khi người lái buông tay ra khỏi cần sang số. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 22
  23. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô Câu hỏi ôn tập: - Câu 1: Nêu công dụng, phân loại, yêu cầu của ly hợp dùng trên ôtô? - Câu 2: Hãy trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp ma sát khô loại một đĩa ma sát? - Câu 3: Hãy trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp ma sát khô loại nhiều đĩa ma sát? - Câu 4: Hãy trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp thủy lực ? - Câu 5 : Cho biết cách điều khiển ly hợp ma sát bằng thủy lực ? BÀI 2: HỘP SỐ Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 23
  24. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô Mục tiêu: Sau khi học bài này, học viên có khả năng: - Hiểu rõ được công dụng, phân loại, yêu cầu của hộp số dùng trên ôtô. - Phân tích được kết cấu và hoạt động của các loại hộp số cơ khí thông dụng hiện đang được bố trí trên ôtô. - Biết được cấu tạo của các chi tiết chính điều khiển sự hoạt động của hộp số cơ khí. - Phân tích được kết cấu và hoạt động của hộp số tự động dùng trên các ôtô du lịch đời mới. I. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU: 1/- Công dụng: - Thay đổi lực kéo ở bánh xe chủ động của ôtô cho phù hợp với điều kiện cản của mặt đường. - Thay đổi chiều chuyển động của ôtô (tiến hoặc lùi). - Cho xe dừng tại chổ mà không cần tắt máy hoặc cắt bộ ly hợp ( vị trí số 0). - Dẫn động lực ra ngoài cho bộ phận công tác đối với xe chuyên dùng ( xe có tời kéo, xe ôtô cần trục ). 2/- Phân loại: Việc phân loại hộp số thông thường được dựa trên các yếu tố sau: - Theo bánh răng. - Theo cơ cấu đổi số. - Theo phương pháp điều khiển. Hiện nay, trên ôtô thường sử dụng 02 loại hộp số sau: - Hộp số cơ khí: bao gồm nhiều cấp: loại 3 cấp, 4 cấp, 5 cấp, - Hộp số tự động. 3/- Yêu cầu: Hộp số cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Tỷ số truyền cần thiết để có tốc độ chuyển động thích hợp, lực kéo cần thiết trên các bánh chủ động và đảm bảo tính kinh tế của ôtô. - Hiệu suất truyền lực cao, làm việc không ồn, sang số nhẹ nhàng, không sinh ra lực va đập ở các bánh răng. - Kết cấu gọn gàng, chắc chắn, dễ điều khiển, bảo dưỡng hoặc kiểm tra khi hư hỏng. II. TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG : 1/- Truyền động bánh răng: Để truyền chuyển động và làm thay đổi momen xoắn từ trục khuỷu động cơ đến các bánh xe dẫn động, thông thường trên ôtô được truyền qua các bánh răng của hộp số, được gọi là truyền động bánh răng. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 24
  25. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô 2/- Tỷ số truyền trong truyền động bánh răng: a). Khái niệm về tỷ số truyền: Tốc độ quay của hai bánh răng khớp răng với nhau, tùy thuộc vào số răng hay đường kính của mỗi bánh răng đó. Ví dụ bánh răng A dẫn động bánh răng B cùng đường kính, A và B sẽ quay cùng một số vòng bằng nhau Nếu bánh răng A có 12 răng, bánh răng B có 24 răng, bánh răng A phải quay 2 vòng để dẫn động bánh răng B quay một vòng. Ta nói tỉ số truyền động 2:1 b). Công thức tính tỷ số truyền: Tỷ số truyền của hai bánh răng ăn khớp với nhau là tỷ số giữa số vòng quay của bánh răng chủ động trên số vòng quay của bánh răng bị động hay số răng của bánh răng bị động trên số răng của bánh răng chủ động: nCD N BD D BD i = = = nBD N CD DCD Trong đó: n: Số vòng quay bánh răng. N: Số răng của bánh răng. D: Đường kính bánh răng. Nếu: - i 1: tỉ số truyền giảm (nhanh) Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 25
  26. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô III. CẤU TẠO CÁC LOẠI HỘP SỐ CHÍNH THÔNG DỤNG: 1. Hộp số 3 tiến 1 lùi, loại 2 trục: a)- Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 26
  27. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Vị trí tay số 1: Lúc này bánh răng 4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 1 trên trục sơ cấp. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 1 -> Bánh răng số 4 -> Trục thứ cấp. - Vị trí tay số 2: Lúc này bánh răng 5 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 2 trên trục sơ cấp. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 2 -> Bánh răng số 5 -> Trục thứ cấp. - Vị trí tay số 3: Lúc này bánh răng 6 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 3 trên trục sơ cấp. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 3 -> Bánh răng số 6 -> Trục thứ cấp. - Vị trí tay số lùi: Lúc này bánh răng 4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua phải ăn khớp với bánh răng số 8 trên trục số lùi. Do bánh răng số 7 trên trục sơ cấp luôn ăn khớp với bánh răng số 8 trên trục số lùi nên sẽ làm cho trục thứ cấp quay ngược với chiều quay ban đầu. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 7 -> Bánh răng số 8 -> Bánh răng số 4 -> Trục thứ cấp. b)- Những điều cần chú ý: - Hộp số này bao gồm 03 trục: trục sơ cấp, trục thứ cấp và trục số lùi. Không có trục trung gian. - Bánh răng 7 và 8 luôn luôn ăn khớp với nhau. Các bánh răng còn lại khi không vào vị trí tay số của mình thì không ăn khớp với nhau. - Các bánh răng là bánh răng trụ răng thẳng. Nếu là bánh răng nghiêng phải có bộ đồng tốc. - Để thực hiện việc ra vào số, các bánh răng này phải di chuyển qua lại, nên còn gọi là hộp số dùng bánh răng di động. - Loại hộp số hai trục này hiện nay rất ít sử dụng. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 27
  28. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô 2. Hộp số ôtô 3 tiến 1 lùi, loại 3 trục: a)- Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Do bánh răng số 1 và số 2 luôn ăn khớp với nhau nên khi trục sơ cấp chuyển động sẽ làm cho trục trung gian quay theo, các bánh răng số 6 trên trục thứ cấp và bánh răng số 8 trên trục số lùi cũng chuyển động theo. - Vị trí tay số 1: Lúc này bánh răng 4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 3 trên trục trung gian. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 1 -> Bánh răng số 2 -> Trục trung gian -> Bánh răng số 3 -> Bánh răng số 4 -> Trục thứ cấp. - Vị trí tay số 2: Lúc này bộ đồng tốc trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 6 trên trục thứ cấp. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 1 -> Bánh răng số 2 -> Trục trung gian -> Bánh răng số 5 -> Bánh răng số 6 -> Bộ đồng tốc -> Trục thứ cấp. - Vị trí tay số 3: Lúc này bộ đồng tốc trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 1 trên trục sơ cấp. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 1 -> Bộ đồng tốc -> Trục thứ cấp. Đây chính là tay số truyền thẳng, có tỷ số truyền bằng 1. - Vị trí tay số lùi: Lúc này bánh răng 4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua phải ăn khớp với bánh răng số 8 trên trục số lùi. Do bánh răng số 7 trên trục trung gian luôn ăn khớp với bánh răng số 8 trên trục số lùi nên sẽ làm cho trục thứ cấp quay ngược với chiều quay ban đầu. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 28
  29. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô số 1 -> Bánh răng số 2 -> Trục trung gian -> Bánh răng số 7 -> Bánh răng số 8 -> Bánh răng số 4 -> Trục thứ cấp. b)- Những điều cần chú ý: - Hộp số này bao gồm 04 trục: trục sơ cấp, trục trung gian, trục thứ cấp và trục số lùi. - Các bánh răng 1,2; 5,6; 7,8 luôn luôn ăn khớp với nhau. - Bánh răng 3,4; 7,8 là răng thẳng và bánh răng 1,2; 5,6 là răng nghiêng. - Loại này được sử dụng nhiều trên các ôtô. 3. Hộp số 4 tiến 1 lùi, loại 3 trục: a)- Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Do bánh răng số 1 và số 2 luôn ăn khớp với nhau nên khi trục sơ cấp chuyển động sẽ làm cho trục trung gian quay theo, các bánh răng số 6, số 8 trên trục thứ cấp và bánh răng số 10 trên trục số lùi cũng chuyển động theo. - Vị trí tay số 1: Lúc này bánh răng 4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 3 trên trục trung gian. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 1 -> Bánh răng số 2 -> Trục trung gian -> Bánh răng số 3 -> Bánh răng số 4 -> Trục thứ cấp. - Vị trí tay số 2: Lúc này bộ đồng tốc của tay số 2 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 6 trên trục thứ cấp. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 1 -> Bánh răng số 2 -> Trục trung gian -> Bánh răng số 5 -> Bánh răng số 6 -> Bộ đồng tốc -> Trục thứ cấp. - Vị trí tay số 3: Lúc này bộ đồng tốc của tay số 3-4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 8 trên trục thứ cấp. Đường truyền momen như sau: Trục sơ Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 29
  30. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô cấp -> Bánh răng số 1 -> Bánh răng số 2 -> Trục trung gian -> Bánh răng số 7 -> Bánh răng số 8 -> Bộ đồng tốc -> Trục thứ cấp. - Vị trí tay số 4: Lúc này bộ đồng tốc của tay số 3-4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 1 trên trục sơ cấp. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 1 -> Bộ đồng tốc -> Trục thứ cấp. Đây chính là tay số truyền thẳng, có tỷ số truyền bằng 1. - Vị trí tay số lùi: Lúc này bánh răng 4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua phải ăn khớp với bánh răng số 10 trên trục số lùi. Do bánh răng số 9 trên trục trung gian luôn ăn khớp với bánh răng số 10 trên trục số lùi nên sẽ làm cho trục thứ cấp quay ngược với chiều quay ban đầu. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 1 -> Bánh răng số 2 -> Trục trung gian -> Bánh răng số 9 -> Bánh răng số 10 - > Bánh răng số 4 -> Trục thứ cấp. b)- Những điều cần chú ý: - Hộp số này bao gồm 04 trục: trục sơ cấp, trục trung gian, trục thứ cấp và trục số lùi. - Các bánh răng 1,2; 5,6; 7,8; 9,10 luôn luôn ăn khớp với nhau. - Bánh răng 3,4; 9,10 là răng thẳng và bánh răng 1,2; 5,6; 7,8 là răng nghiêng. - Loại này được sử dụng nhiều trên các ôtô. 4. Hộp số ôtô 5 tiến 1 lùi loại 3 trục ( có tỷ số truyền tăng): a)- Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 30
  31. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô Do bánh răng số 1 và số 2 luôn ăn khớp với nhau nên khi trục sơ cấp chuyển động sẽ làm cho trục trung gian quay theo, các bánh răng số 6, số 8, số 10 trên trục thứ cấp và bánh răng số 12 trên trục số lùi cũng chuyển động theo. - Vị trí tay số 1: Lúc này bánh răng 4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 3 trên trục trung gian. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 1 -> Bánh răng số 2 -> Trục trung gian -> Bánh răng số 3 -> Bánh răng số 4 -> Trục thứ cấp. - Vị trí tay số 2: Lúc này bộ đồng tốc của tay số 2-3 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 6 trên trục thứ cấp. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 1 -> Bánh răng số 2 -> Trục trung gian -> Bánh răng số 5 -> Bánh răng số 6 -> Bộ đồng tốc -> Trục thứ cấp. - Vị trí tay số 3: Lúc này bộ đồng tốc của tay số 2-3 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 8 trên trục thứ cấp. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 1 -> Bánh răng số 2 -> Trục trung gian -> Bánh răng số 7 -> Bánh răng số 8 -> Bộ đồng tốc -> Trục thứ cấp. - Vị trí tay số 4: Lúc này bộ đồng tốc của tay số 4-5 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 1 trên trục sơ cấp. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 1 -> Bộ đồng tốc -> Trục thứ cấp. Đây chính là tay số truyền thẳng, có tỷ số truyền bằng 1. - Vị trí tay số 5: Lúc này bộ đồng tốc của tay số 4-5 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 10 trên trục thứ cấp. Đường truyền momen như sau: Trục sơ cấp -> Bánh răng số 1 -> Bánh răng số 2 -> Trục trung gian -> Bánh răng số 9 - > Bánh răng số 10 -> Bộ đồng tốc -> Trục thứ cấp. Đây là tay số nhanh, có tỷ số truyền i Bánh răng số 1 -> Bánh răng số 2 -> Trục trung gian -> Bánh răng số 11 -> Bánh răng số 12 - > Bánh răng số 4 -> Trục thứ cấp. b)- Những điều cần chú ý: - Hiện nay ở một số ôtô du lịch (dùng hộp số 3 cấp, 4 cấp) hay ở ôtô tải nhẹ i ( dùng hộp số 4 cấp) thì max =6 ,5 và tỷ số truyền thẳng i = 1. i min i - Đối với ôtô có tải trọng lớn dùng hộp số 5 cấp với max = 7 -> 8 khi đó tỷ i min số truyền thẳng i = 1 hoặc có tay số nhanh với i = 0,75 -> 0,8. IV. HỘP SỐ PHỤ TRÊN ÔTÔ: Hộp số phụ dùng để tăng thêm tỷ số truyền của hệ thống truyền lực, tăng thêm lực kéo ở bánh xe chủ động nhằm khắc phục lực cản lớn của mặt đường. Hộp số phụ được chia ra các loại: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 31
  32. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Loại 2 cấp giảm. - Loại 1 cấp giảm, 1 cấp tăng. - Loại 3 cấp. Hộp số phụ được đặt tách rời với hộp số chính (đôi khi nối với nhau bằng trục cardan trung gian). Tỷ số truyền giảm của hộp giảm tốc phụ thường từ 1,4  2,7 , đối với tỷ số truyền tăng của hộp số phụ thường từ 0,7  0,9 . Dưới đây giới thiệu một hộp số phụ loại 3 cấp: a). Sơ đồ cấu tạo: Hộp số phụ này gồm có 3 trục: + Trục sơ cấp: được dẫn động bằng trục thứ cấp của hộp số chính, trên đó chế tạo một bánh răng liền trục số 1. + Trục trung gian: được bố trí ba bánh răng cùng khối 2,3,5 cùng chuyển động theo trục + Trục thứ cấp: trên trục này được bố trí hai bánh răng 4,6 có thể trượt dọc trên trục được nhờ khớp nối then hoa b). Hoạt động: - Vị trí cấp giảm tốc: Bánh răng số 4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 3 trên trục trung gian. - Vị trí cấp truyền thẳng: Bánh răng số 6 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 1 trên trục sơ cấp làm nối thẳng đường truyền từ trục sơ cấp sang trục thứ cấp. - Vị trí cấp tăng tốc: Bánh răng số 6 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh răng số 5 trên trục trung gian. V. HỘP SỐ PHÂN PHỐI TRÊN ÔTÔ: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 32
  33. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Hộp số phân phối dùng dùng để phân phối moment quay truyền từ hộp số chính đến các cầu chủ động. Ngoài ra còn làm thêm nhiệm vụ tăng thêm lực kéo cho bánh xe chủ động (tức là làm nhiệm vụ của hộp số phụ ). - Hộp số phân phối được dùng trên ôtô có nhiều cầu chủ động và được đặt tách với hộp số chính (đôi khi nối với nhau bằng trục trung gian). Ngoài ra, hộp số phân phối còn được dùng để dẫn động các trang thiết bị máy móc của các ôtô chuyên dùng như: dẫn động cơ cấu nâng hạ thùng xe của các xe ben chở đất, đá; dẫn động hệ thống cẩu hàng của các xe cẩu, Dưới đây là một hộp số phân phối thường dùng. a). Sơ đồ cấu tạo: b). Hoạt động: Đặc điểm của hộp số này là bánh răng số 4 và bánh răng số 5 có cùng số răng như nhau. Khi truyền dẫn momen từ hộp số chính ra cầu sau và cầu trước, sẽ có 02 vị trí như sau: - Vị trí giảm tốc: bánh răng số 1 ở vị trí ăn khớp với bánh răng số 2. - Vị trí truyền thẳng: bánh răng số 1 ở vị trí ăn khớp với bánh răng số 4 Muốn phân phối momen quay truyền ra cầu trước, bánh răng số 6 được cài qua ăn khớp với phần răng trong của bánh răng số 5. Khi muốn cắt momen quay ra cầu trước, bánh răng số 6 sẽ được tách ra khỏi phần răng ăn khớp với bánh răng số 5. VI. CẤU TẠO CÁC CHI TIẾT CHÍNH TRONG HỘP SỐ: 1/- Vỏ và nắp hộp số: Vỏ hộp số làm nhiệm vụ che kín, ngoài ra còn có tác dụng lắp đặt các bộ phận của hộp số và chứa dầu bôi trơn. 2/- Trục sơ cấp: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 33
  34. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô Trục sơ cấp Trục sơ cấp chế tạo bằng thép, đúc liền với bánh răng chủ động chính. Đầu trước trục sơ cấp lắp với ly hợp, đầu sau của trục lắp vào lỗ thành phía trước của vỏ hộp số. 3/- Trục trung gian: Trục trung gian Trục trung gian gồm các bánh răng có đường kính khác nhau, chế tạo thành một khối và bắt chặt trên trục. Trục trung gian luôn quay với trục sơ cấp vì bánh răng truyền động trên trục trung gian thường xuyên ăn khớp với bánh răng trên trục sơ cấp. 4/- Trục thứ cấp: Trục thứ cấp có các rãnh then hoa, đầu trước trục lắp vào lỗ đầu sau của trục sơ cấp, đầu sau trục lắp vào lỗ của vỏ hộp số. Trên rãnh then hoa của trục thứ cấp có lắp các bánh răng di động. Trục thứ cấp thẳng hàng với tâm của trục sơ cấp. Trục thứ cấp 5/- Trục số lùi: Trục số lùi được lắp chặt vào lỗ trên thành vỏ hộp số, bánh răng số lùi có thể quay trên trục số lùi. 6/- Cơ cấu sang số: Trong quá trình sang số, cần số phải thực hiện cùng lúc 02 động tác: - Chọn bánh răng di động hay bộ đồng tốc cần thiết. - Dịch đúng hướng bánh răng di động hay bộ đồng tốc đã chọn để cài răng. Bộ phận dùng để sang số gọi là cơ cấu sang số, bao gồm: cần số, ống trượt (ống song hành), gắp sang số, lò xo và bi định vị, chốt hãm và khóa an toàn số lùi. Hình vẽ dưới đây giới thiệu cơ cấu sang số lắp ráp trong nắp hộp số. Dọc theo nắp hộp số có khoan lỗ chứa các ống trượt (6,7). Trên ống trượt gắn cố định gắp sang số (9) và khớp gạt số (10). Đầu cuối cần số cắm vào khớp gạt số. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 34
  35. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô Muốn sang số, ta đẩy đầu trên cần số vào vị trí nhất định, đầu dưới cần số sẽ dẫn động ống trượt và gắp sang số cài bánh răng. Các ống trượt được giữ ở vị trí cài số hay vị trí tử điểm (vị trí số 0) nhờ khóa định vị. Khóa định vị gồm viên bi tròn và lò xo (4,5) nằm trong lỗ khoan trên nắp hộp số. Trên ống trượt có số lỗ khuyết tương ứng với số lượng cấp số cần cài và thêm chỗ lõm cho vị trí tử điểm (số 0). Ở mỗi vị trí cài số, lò xo ấn viên bi lọt vào lỗ khuyết và hãm ống trượt tại vị trí nhất định đó. Để di chuyển ống trượt phải tác động một lực bật viên bi ra khỏi chỗ lõm. Nhằm ngăn ngừa việc cài hai số một lúc gây hư hỏng làm bể răng, vỡ hộp số, người ta có bố trí chốt hãm (8). Chốt này là một thỏi thép dài ráp vào trong rãnh giữa hai ống trượt. Trên các ống trượt có khoét lỗ lõm đối diện với rãnh chốt hãm khi chúng ở vị trí tương ứng với vị trí tử điểm. Chiều dài chốt hãm bằng khoảng cách giữa hai ống trượt cộng với một chỗ lõm trên ống trượt. Mỗi ống trượt sau khi cài số phải trở về tử điểm để cho ống trướt kia có thể di chuyển, lúc này chốt hãm sẽ lọt vào lỗ khuyết của ống trượt đang ở vị trí tử điểm. Để ngăn ngừa tình trạng cài nhầm số lùi trong lúc xe đang chạy số tới, trong khớp gạt số có bố trí khóa an toàn dành cho số lùi. Khóa này gồm một Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 35
  36. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô piston và lò xo làm cho ta phải dùng một lực lớn hơn bình thường để đẩy cần số khi muốn sang số lui. 7/- Bộ đồng tốc: a)- Nhiệm vụ: - Bộ đồng tốc dùng để làm đồng đều tốc độ của các bánh răng khi gài số, tránh được va chạm các bánh răng khi gài số không xảy ra tiếng kêu và đảm bảo cho tài xế gài số được nhẹ nhàng. - Bộ đồng tốc thường đặt ở những tay số cao: số 3, 4, 5 (có tỷ số truyền nhỏ) vì những tay số này có tốc độ góc của các cặp bánh răng chênh lệch nhau lớn. b)- Cấu tạo: Cấu tạo của bộ đồng tốc gồm : Vòng răng 7 của ống trượt được lồng vào trục thứ cấp bằng các rãnh then hoa. Số răng của vòng răng này không liên tiếp nhau mà bị ngắt quãng bởi ba lỗ khuyết để lắp với nêm 2. Hai đầu của ống trượt có lắp vòng đồng tốc 8, trên vòng này cũng có ba rãnh khuyết. Vỏ điều khiển (ống nối) 6 lắp lồng vào ống trượt lò – xo 5 và bi hãm 4 nằm trong các lỗ khuyết của vỏ điều khiển để giữ cho bộ đồng tốc luôn luôn nằm ở vị trí trung gian. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 36
  37. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô c)- Hoạt động: Khi chưa gài số, nhờ lực đẩy của lò xo 5 ấn hòn bi 4 tỳ vào vỏ điều khiển 6 giữ cho bộ đồng tốc luôn luôn nằm ở vị trí trung gian. Khi gài số, dưới tác dụng của tay người lái, cần gạt 3 sẽ đẩy vỏ điều khiển 6 về phía trái hoặc phải. Lúc này vỏ điều khiển 6 kéo nêm 2 cùng dịch chuyển. Nêm 2 đẩy các vòng đồng tốc 8 theo hướng dịch chuyển của vỏ điều khiển 6 làm cho mặt côn của vòng đồng tốc 8 tỳ vào mặt côn của bánh răng 1 hoặc 9. Do ma sát sinh ra giữa hai mặt côn làm cho tốc độ quay của vỏ điều khiển 6 và bánh răng bằng nhau. Lúc đó người lái tiếp tục đẩy cần gạt 3 để gạt vỏ điều khiển 6 di chuyển tiếp sang phải hoặc trái để các bánh răng ăn khớp với nhau. Do sự đồng đều tốc độ góc của các bánh răng nên khi ăn khớp rất êm. VII. HỘP SỐ TỰ ĐỘNG: 1. Giới thiệu về hộp số tự động: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 37
  38. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô Ở hộp số thường, việc thay đổi tốc độ thông qua bàn đạp chân ga, nhưng khi cần thay đổi lực kéo cho xe( như leo dốc, kéo tải nặng ) thì cần thiết phải về số thấp nhằm thay đổi lực kéo cho xe. thực hiện công việc trên tài xế phải sang số bằng tay, đòi hỏi người lái phải nhận biết tải, tốc độ động cơ để việc chuyển số thích hợp. Nhưng ở hộp số tự động, việc nhận biết như trên là không cần thiết mà việc lên số hay xuống số là hoàn toàn tự động tại thời điểm phụ thuộc vào tải động cơ và tốc độ xe. Ưu điểm của hộp số tự động: - Giảm mệt mỏi cho tài xế bằng cách loại bỏ các thao tác điều khiển ly hợp và thường xuyên phải chuyển số. - Chuyển số một cách tự động và êm dịu, giảm bớt những kỹ thuật thành thạo trong lái xe. - Tránh cho động cơ và hệ thống truyền lực bị quá tải tốt hơn so với cơ khí( do qua biến mô). Các bộ phận chính trong hộp số tự động: a)- Bộ biến mô(Torque converter): có nhiệm vụ truyền và khuyếc đại mômen từ động cơ bằng cách sử dụng dầu hộp số( ATF Automatic Transmission Fluid) làm môi trường làm việc. b)- Bộ truyền bánh răng hành tinh( Planetary gear set): gồm một hay nhiều bộ bánh răng hành tinh, việc thay đổi tỉ số truyền nhờ vào hoạt động của các cụm chi tiết như: ly hợp(clucth), phanh đai(band brake), phanh đĩa(disk brake), ly hợp một chiều( one way clucth) 2. Bộ truyền bánh răng hành tinh 3 tốc độ: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 38
  39. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Bánh răng trung gian chủ động tương ứng với trục thứ cấp của hộp số trên xe động cơ đặt trước- cầu sau chủ động, được ăn khớp với then hoa của trục trung gian và ăn khớp với bánh răng bị động trung gian. - Bánh răng mặt trời trước và sau quay liền một khối với nhau - Cần dẫn bộ truyền hành tinh trước và bánh răng bao bộ truyền hành tinh sau ăn khớp bằng then hoa với trục trung gian. 3. Hệ thống điều khiển thuỷ lực: Hệ thống điều khiển thuỷ lực biến đổi tải của động cơ (góc mở bướm ga) và tốc độ xe thành các áp suất thuỷ lực khác nhau và đến lượt các áp suất thuỷ lực này sẽ quyết định thời điểm chuyển số. Hệ thống này bao gồm: một bơm dầu, van điều khiển ly tâm và một thân van. Bánh răng dẫn động bơm dầu ăn khớp với cánh bơm của bộ biến mô. Nó luôn quay cùng tốc độ với tốc độ của động cơ. Van ly tâm được dẫn động bằng bánh răng chủ động vi sai và biến đổi tốc quay (tốc độ xe) của trục bánh răng chủ động vi sai thành tín hiệu thủy lực, tín hiệu này được gửi đến thân van. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 39
  40. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô Câu hỏi ôn tập: - Câu 1: Nêu công dụng, phân loại, yêu cầu của hộp số dùng trên ôtô? - Câu 2: Hãy trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại hộp số chính loại cơ khí thường dùng trên ôtô ? - Câu 3: Hãy trình bày nhiệm vụ, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số phụ và hộp số phân phối ? - Câu 4: Hãy trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một bộ đồng tốc thông dụng ? - Câu 5 : Cho biết cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số tự động ? BÀI 3: TRUYỀN ĐỘNG CARDAN Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 40
  41. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô Mục tiêu: Sau khi học bài này, học viên có khả năng: - Hiểu rõ được công dụng, phân loại, yêu cầu của truyền động Cardan - Phân tích được kết cấu và hoạt động của các loại khớp cardan thông dụng hiện đang được bố trí trên ôtô. - Biết được các cách bố trí truyền động cardan. I. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU: 1/. Công dụng: - Cardan dùng để truyền moment quay từ những cụm được đặt cố định trên khung như động cơ và hộp số đến những cụm di động tương đối được với khung như cầu chủ động khi tốc độ thay đổi. 2/. Phân loại: - Theo cứng và mềm: Loại cứng được truyền giữa các trục đặt dưới một góc độ được bảo đảm bằng khớp nối với bộ phận đàn hồi, cardan cứng được dùng nhiều ở ôtô. Loại mềm được dùng ở một số ôtô du lịch và xe chở khách với góc giữa các trục không lớn . - Theo đồng tốc và khác tốc: Ở cardan khác tốc nếu bố trí các trục đặt dưới một góc nào đấy thì trục thứ hai sẽ quay một tốc độ góc thay đổi theo chu kỳ mặc dù trục thứ nhất vẫn quay điều. Ở cardan đồng tốc thì tốc độ góc của trục thứ hai và trục thứ nhất luôn bằng nhau mặc dù góc giữa hai trục thay đổi bất kỳ trong phạm vi cho phép của kết cấu. Ngoài ra, loại đồng tốc còn được chia thành: Loại đồng tốc kép, loại đồng tốc cam, loại đồng tốc bi có rảnh phân chia, loại đồng tốc đĩa 3/. Yêu cầu: - Ở bất kỳ số vòng quay nào, trục cardan cũng không bị võng và va đập, cần phải giảm tải trọng động do moment quán tính gây ra đến một vị trí bảo đảm an toàn. - Trục cardan phải quay điều và không sinh ra tải trọng động. - Cardan đồng tốc phải đảm bảo chính xác về động học trong quá trình làm việc khi trục chủ động và trục bị động lệch với nhau những góc bất kỳ để đảm bảo hai trục quay cùng tốc độ. - Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có độ bền vững cao, hiệu suất truyền động cao. II. KẾT CẤU CARDAN: 1/. Khớp cardan khác tốc: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 41
  42. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Cấu tạo của của khớp cardan khác tốc gồm có hai nạng chữ C, được nối với trục truyền bằng mặt bích hoặc làm liền liên tục. Trục chữ thập được được lắp vào lỗ của nạng bằng các ổ bi đũa. Các ngỗng quay của trục chữ thập điều có rãnh dầu bôi trơn cho ngỗng và ổ bi. Để che kín bụi cho ngỗng quay và ổ bi, phía dưới ổ bi phần tiếp xúc với ngỗng quay có đặt phốt chắn dầu, ổ bi được định vị trong lỗ của nạng chữ C bằng vòng chặn (cirlip) hoặc tấm hãm (mặt bride). - Để bảo đảm tốc độ góc của trục truyền từ hộp số đến cầu xe bằng nhau, trên ôtô thường bố trí hai khớp cardan khác tốc. 3. Khớp cardan đồng tốc: - Để định vị khớp cardan trong khi lắp ghép, người ta đã làm trên viên bi giữa và chạc bị dẫn những chỗ tiếp nhận chốt tựa, chốt tựa không cho dịch chuyển theo chiều trục. - Kết cấu này làm cho các viên bi luôn nằm trong các mặt phẳng phân giác tạo bởi hai đường trục của khớp cardan mặc dù góc giữa các trục cardan có thể thay đổi bất kỳ. Khớp cardan này có thể truyền moment dưới góc α .=35o Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 42
  43. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô 3. Gối đỡ trung gian: - Gối đỡ trung gian chế tạo bằng thép lá và được treo lên xà ngang của khung gầm ôtô bằng bulong. Phía trong của gối đỡ có ổ bi để đặt cardan trung gian, trục này dùng để thu ngắn chiều dài của từng trục cardan nhằm đảm bảo ổn định và cân bằng động trong quá trình làm việc của cardan. III. BỐ TRÍ TRUYỀN ĐỘNG CARDAN TRÊN ÔTÔ: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 43
  44. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Sơ đồ (a) cardan dùng để truyền moment quay từ hộp số đến cầu sau. Trên sơ đồ (b) cardan dùng để truyền nối ly hợp với hộp số, nếu hộp số đặt riêng khỏi động cơ. Ở sơ đồ (c) cardan dùng để truyền moment quay giữa hộp số và bộ phân phối rồi qua bộ phân phối truyền cardan đến cầu trước và cầu sau chủ động ôtô. Nếu trường hợp truyền động cardan từ hộp số đến cầu chủ động quá dài người ta bố trí thêm gối đỡ trung gian như sơ đồ (d), làm như vậy sẽ giảm được dao động và tăng được số vòng quay nguy hiểm của trục cardan. - Hiệu suất và thời hạn làm việc của trục cardan phụ thuộc vào góc đặt giữa các trục. Đối với cardan khác tốc nếu α = 8o thì hiệu suất η = 0.99. Còn đối với cardan khác tốc nếu α = 14o thì hiệu suất η = 0.95, đồng thời lại tăng độ mòn và sinh nhiệt. - Để đảm bảo thời gian làm việc lâu dài của truyền động cardan thì góc đặt lúc chịu tải không vượt quá 70 80 . Trong một số trường hợp để đảm bảo góc đặt này người ta đặt động cơ và cầu sau nghiêng mọt góc độ phù hợp. Câu hỏi ôn tập: - Câu 1: Nêu công dụng, phân loại, yêu cầu của truyền động cardan dùng trên ôtô? - Câu 2: Hãy trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại khớp cardan thường dùng trên ôtô ? BÀI 4: CẦU CHỦ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ Mục tiêu: Sau khi học bài này, học viên có khả năng: - Hiểu rõ được công dụng, phân loại, yêu cầu của các bộ phận chính bố trí trong cầu chủ động dùng trên ôtô. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 44
  45. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Phân tích được kết cấu và hoạt động của các bộ phận như : Truyền lực chính, bộ vi sai, các bán trục Cầu chủ động dùng trên ôtô bao gồm các phần chính như sau: - Bộ truyền lực chính. - Bộ vi sai. - Các bán trục. - Dầm cầu. A. TRUYỀN LỰC CHÍNH: I. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU: 1. Công dụng: - Dùng để tăng moment quay và truyền moment quay từ trục cardan đến các bánh xe chủ động của ôtô. 2. Phân loại: - Theo số cấp truyền: có thể có 1 cấp hoặc 2 cấp tốc độ. - Theo truyền lực chính có loại đơn và loại kép: loại đơn có một cặp bánh răng ăn khớp, loại kép có hai cặp bánh răng ăn khớp. - Theo loại bánh răng có: bánh răng nón, bánh răng nón răng cong, bánh răng hypoit và bánh răng trục vít. Hiện nay trên các ôtô người ta thường dùng bánh răng nón răng cong và bánh răng hypoit. 3. Yêu cầu: - Phải đảm bảo tỷ số truyền cần thiết để phù hợp với chất lượng kéo và tính kinh tế nhiên liệu. - Có kích thước và chiều cao cầu xe không lớn để tăng khoảng sáng gầm xe. - Hiệu suất làm việc cao ngay cả khi thay đổi nhiệt độ và vận tốc quay. - Đảm bảo có độ cứng vững tốt, làm việc không ồn để tăng thời gian làm việc. - Trọng lượng phần không được treo phải nhỏ. II. PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỦA TRUYỀN LỰC CHÍNH: 1. Bánh răng nón răng thẳng: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 45
  46. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Ưu điểm: Dễ chế tạo. - Nhược điểm: Ăn khớp không êm và nhất là chạy ở tốc độ cao rất ồn, khả năng chịu tải kém. Hiện nay loại này rất ít dùng. 2. Bánh răng nón răng cong: - Ưu điểm: Tăng được tỷ số truyền mà không cần tăng kách thước của bánh răng bị động. Vì số lượng răng của bánh răng nón răng thẳng Z1 9 nếu không sẽ không đảm bảo ăn khớp điều đặng, còn đối với bánh răng nón răng cong Z1 có thể Z 2 nhỏ hơn 5. Vì i 0 = mà Z1 nhỏ thì i0 tăng lên mà không cần tăng Z2. Do đó Z 1 giảm được kích thước chung của cầu xe đồng thời tăng được khoảng sáng gầm xe, giảm được trọng lượng phần không treo. - Răng cong làm việc êm dịu với răng thẳng vì khi làm việc các răng ăn khớp từ từ, chiều dài ăn khớp lớn, số răng tham gia ăn khớp nhiều, do đó tuổi thọ bánh răng tăng. Điều này rất quan trọng đối với ôtô du lịch và ôtô chở khách. - Độ êm dịu càng tăng khi khi góc xoắn  của răng càng tăng. Do đó ở ôtô du lịch góc xoắn  của răng thường lớn hơn ôtô chở khách và ôtô chở hàng. - Nhược điểm: Lực chiều dọc trục lớn. 3. Bánh răng hypoit: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 46
  47. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Hai đường trục của hai bánh răng ăn khớp không gặp nhau tại một điểm mà có độ dịch trục e nào đó. - Loại truyền động này có kích thước nhỏ gọn hơn, truyền động êm hơn răng cong, chạy ở tốc độ cao không ồn, có thể đặt thấp thùng xe hơn. Vì vậy, tốc độ chuyển động trung bình của xe được tăng lên, điều này có ý nghĩa quan trọng đối với ôtô du lịch và ôtô chở khách. 4. Trục vít bánh vít: - Ưu điểm: + Có tỷ số truyền i0 lớn mà kích thước lại nhỏ, do đó trọng lượng bé. + Làm việc êm dịu. + Cho phép đặt vi sai ở giữa cầu sau, do đó có thể làm cho cầu sau đối xứng và tháo lắp dễ dàng. + Khi đặt trục vít phía dưới sẽ hạ thấp được sàn xe cho nên giảm được trọng tâm hg, do đó xe sẽ chuyển động ổn định hơn và có thể tăng được tốc độ vận chuyển trung bình. + Nếu đặt trục vít lên trên bánh vít thì bôi trơn kém tuy góc nghiêng trục cardan có giảm. - Khuyết điểm: + Hiệu suất thấp (nếu lắp không chính xác thì trục vít chóng mòn). Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 47
  48. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô + Chế tạo bộ bánh vít phức tạp và phải dùng kim loại màu nên giá thành cao, điều chỉnh khó khăn khi bị mòn. 4. Truyền lực chính kép: - Truyền lực chính thường dùng trên ôtô vận tải loại trung bình và tải nặng. Ngoài ra truyền lực chính kép được chế tạo gồm 2 cấp bánh răng ăn khớp. - Nhờ áp dụng cặp truyền lực thứ 2 ở truyền lực chính nên tăng được tỷ số truyền i0 mà không cần phải tăng khích thước bánh răng bộ vi sai, do đó kích thước cầu sau sẽ nhỏ theo mặt phẳng thẳng đứng cho nên tăng được khoảng sáng gầm xe. III. ĐỘ CỨNG VỮNG CỦA TRUYỀN LỰC CHÍNH: Đôï cứng vững của truyền lực chính phụ thuộc căn bản vào kết cấu của các điểm tựa và phụ thuộc vào độ cứng vững của xe. 1. Độ cứng vững của bánh răng chủ động truyền lực chính: - Qua thực tế người ta thấy rằng góc biến dạng của bánh răng truyền lực chính lúc làm việc do có tác dụng của các lực sẽ phụ thuộc vào ổ bi nằm sát bánh răng nón chủ động; phụ thuộc vào đường kính cổ trục tại các gối tựa và khoảng cách các gối tựa; phụ thuộc vào độ căng lắp ghép ổ tựa và kết cấu ổ bi. - Vì truyền lực chính thường làm bằng bánh răng nón xoắn nên luôn xuất hiện lực chiều trục. Vì thế chọn ổ bi phải khử được lực chiều trục này, cho nên độ cứng vững lớn nhất theo chiều trục phụ thuộc vào độ nghiêng của ổ thanh lăn (ổ bi nón) và ổ bi cầu hai ổ đỡ và chặn (ổ bi cầu hai dãy đỡ chặn thì độ cứng vững theo hướng kính lớn hơn nhiều). - Để giảm góc uốn thì đường kính ổ trục và khoảng cách giữa các điểm tựa phải chọn lớn. - Để giảm công xôn trên bánh răng chủ động, khi lắp ổ thanh lăn hình nón chú ý lắp sao cho các đầu hình nón của chúng hướng vào phía trong trục để giảm độ côngxôn và khoảng cách giữa các gối tựa. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 48
  49. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Để tăng độ cứng vững của bánh răng chủ động người ta đặt ổ bi ở cả hai phía của bánh răng (cách đặt này độ cứng vững tăng lên gấp 30 lần so với đặt côngxôn như xe ( TA3-51 GMC). Tuy nhiên ở một số loại truyền lực kép khó bố trí được theo phương pháp trên vì sẽ vướng cặp bánh răng ăn khớp thứ hai, còn nếu đặt ổ bi ở cả hai phía của bánh răng thì kết cấu vỏ phức tạp. 2. Độ cứng của bánh răng nón bị động: - Độ cứng vững của bánh răng nón bị động phụ thuộc vào loại ổ bi, khoảng cách các điểm tựa, sự phân bố tải trọng lên ổ bi và tỷ lệ giữa các cánh tay đòn c và d. - Để tăng độ cứng vững thì khoảng cách c và d giữa các ổ bi cần phải nhỏ, cho nên khi đặt ổ bi côn trên vỏ vi sai thì đỉnh của hình côn phải được quay ra ngoài. - Khi bố trí ổ bi theo kết cấu chung của cầu cần chú ý đến các cánh tay đòn c và d để tải trọng tác dụng lên ổ gần như gần nhau. - Để bánh răng bị động truyền lực chính làm việc không bị đảo (hay vênh) người ta cần làm thêm chốt tỳ để tăng độ cứng vững và bánh răng truyền lực tốt (mặt tỳ thường làm bằng kim loại mềm hơn như loại đồng thau để giảm ma sát). B. BỘ TRUYỀN VI SAI: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 49
  50. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô I. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU: 1. Công dụng: - Bộ vi sai đảm bảo cho các bánh xe quay với tốc độ khác nhau lúc xe quay vòng hay chuyển động trên đường không bằng phẳng, hoặc có sự sai lệch về kích thước của lốp, đồng thời phân phối lại moment xoắn cho hai nữa trục. 2. Phân loại: - Theo công dụng chia thành: vi sai giữa các bánh xe, vi sai giữa các cầu, vi sai giữa các truyền lực cạnh. - Theo kết cấu chia thành: vi sai bánh răng nón, vi sai bánh răng trụ, vi sai cam, vi sai trục vít, vi sai ma sát thuỷ lực, vi sai có tỷ số truyền thay đổi. - Theo đặc tính phân phối moment xoắn chia thành: vi sai đối xứng (moment xoắn phân phối điều trên các trục), vi sai không đối xứng (moment xoắn phân phối không điều trên các trục). 3. Yêu cầu: - Phân phối moment xoắn từ động cơ cho các bánh xe hay các cầu theo tỷ lệ cho trước, phù hợp với trọng lượng bám của bánh xe với mặt đường. - Đảm bảo số vòng quay khác nhau giữa các bánh xe chủ động khi ôtô vào đường vòng, chạy trên đường gồ ghề hay trong nhiều trường hợp khác. - Kích thước truyền động phải nhỏ. - Hiệu suất truyền động cao. II. PHÂN TÍCH CẤU TẠO BỘ VI SAI: 1. Vi sai đối xứng: - Khi xe chạy thẳng trên đường bằng phẳng, lực cản lăn của hai bánh xe chủ động bằng nhau, truyền lực chính kéo vỏ vi sai quay, trục chữ thập và bánh răng hành tinh quay theo. Các bánh răng bán trục ăn khớp với các bánh răng hành tinh cũng quay theo với tốc độ giống nhau, lúc này bánh răng hành tinh không quay trên trục của nó, do đó hai bánh xe quay cùng tốc độ như nhau. - Khi xe quay vòng, trục phía trong chịu lực cản lớn hơn nên quay chậm lại, lúc này bánh răng hành tinh bắt đầu quay trên trục của nó do chịu tác dụng của lực cản bánh xe phía trong truyền đến cho bánh răng hành tinh. Do đó làm tăng thêm tốc độ bánh xe phía ngoài. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 50
  51. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô 2. Vi sai không đối xứng: - Đặc điểm của loại vi sai này là kích thước bánh răng bán trục bên trái và bên phải khác nhau. - Nhiệm vụ của vi sai là dùng để phân phối moment xoắn không điều ra các trục. 3. Cơ cấu gài vi sai cưỡng bức: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 51
  52. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Có công dụng để tăng tính năng thông qua của xe dùng cơ cấu vi sai cưỡng bức. Nghĩa là nối cứng hai bán trục thành một trục liền, lúc đó moment ở vỏ vi sai có thể truyền hết về một bán trục nào đấy nếu khả năng bám của bánh xe với đường ở bán trục đó cho phép, như vậy tạo điều kiện vượt lầy rất tốt. - Khi xe bị trượt tài xế gài vi sai kịp thời để lợi dụng động năng của xe mà vượt lầy. Khi qua chỗ trượt rồi thì phải mở vi sai ngay để tránh mòn lốp và gây cưỡng bức cho các chi tiết. - Nhược điểm của cơ cấu này là phải có tác động của người tài xế có kinh nghiệm sử dụng. Để khắc phục nhược điểm này người ta nghiên cứu các kết cấu để tăng hệ số ma sát trong lên để khi xe bị trượt thì tự động gài vi sai và khi qua chỗ trượt thì xe làm việc bình thường như: vi sai cam, vi sai bánh răng côn có thêm đĩa ma sát. 4. Vi sai cam: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 52
  53. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Vi sai cam đặt theo hướng kính gồm có: bánh răng côn bị động (2) gắn chặt với vỏ vi sai (3), ở một nữa vỏ vi sai (3) có chế tạo các vành ngăn (4), các cam (5) được lắp vào vành ngăn đó và lại tựa trên vành cam ngoài (6) và vành cam trong (7). Trên vành cam (6) và (7) có rãnh then hoa để nối với hai bán trục truyền ra hai bên bánh xe. Khi moment quay truyền từ động cơ đến bánh răng côn bị động (2) qua vỏ vi sai (3) và qua vành ngăn (4) truyền cho cam (5). Các đầu cam (5) tỳ lên các vành cam (6) và (7) để truyền qua hai bên bán trục qua then hoa. Nếu sức cản ở trên hai bánh xe chủ động như nhau thì cả hai bán trục quay với tốc độ như nhau. Lúc này chốt (5) không dịch chuyển tương đối với bề mặt cam (6) và (7). - Trong trường hợp sức cản trên các bánh xe chủ động khác nhau, sẽ có một bên bánh quay nhanh và một bên bánh quay chậm, cam (5) sẽ quay cùng với bộ phận chủ động (3) đồng thời dịch chuyển theo hướng chiều trục. Khi đó sẽ xảy ra sự trượt ở bề mặt làm việc của cam đối với bề mặt vành cam. Trên mặt cam của bán trục quay chậm, tốc độ trượt của cam hướng theo chiều quay của bộ phận chủ động. Còn trên mặt cam của bán trục quay nhanh hướng về chiều ngược lại. - Vi sai cam có ứng suất tiếp xúc khá lớn, do có sự trượt của cam theo bề mặt theo bề mặt làm việc của vành cam sẽ làm mòn nhanh các chi tiết của vi sai. C. BÁN TRỤC: I. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊUCẦU: 1. Công dụng: - Dùng để truyền moment từ truyền lực chính đền các bánh xe chủ động. 2. Phân loại: Theo kết cấu của các ổ tựa chia ra: - Bán trục không giảm tải 1 - Bán trục giảm tải /2. 3 - Bán trục giảm tải /4. - Bán trục giảm tải hoàn toàn. 3. Yêu cầu: - Truyền được moment quay đến các bánh xe chủ động. - Khi truyền moment đến các bánh xe dẫn hướng và chủ động phải đảm bảo tốc độ góc của bánh xe điều đặn. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 53
  54. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô II. PHÂN TÍCH KẾT CẤU CÁC LOẠI BÁN TRỤC TRÊN ÔTÔ: Tuỳ theo mức độ chịu lực hướng kính và lực chiều trục phân thành bán trục 1 3 không giảm tải, giảm tải /2 , giảm tải /4 và giảm tải hoàn toàn. 1. Bán trục không giảm tải: - Ổ tựa bên trong và bên ngoài đặt trực tiếp lên bán trục. Loại này hiện nay không sử dụng vì làm việc căng thẳng. 1 2. Bán trục giảm tải /2 : - Ổ tựa bên trong đặt trên vỏ vi sai và ổ tựa bên ngoài đặt trực tiếp lên bán trục. 3 3. Bán trục giảm tải /4: - Ổ tựa bên trong đặt trên vỏ vi sai và ổ tựa bên ngoài đặt lên dầm cầu và moyeu bánh xe mà không đặt trực tiếp lên bán trục. 4. Bán trục giảm tải hoàn toàn: - Ổ tựa bên trong đặt trên vỏ vi sai và 2 ổ tựa bên ngoài đặt lên dầm cầu và moyeu bánh xe mà không đặt trực tiếp lên bán trục. D. DẦM CẦU CHỦ ĐỘNG: - Dầm cầu chủ động là vỏ bao bọc bảo vệ các chi tiết của cụm truyền lực chính, vi sai và truyền động đến các bánh xe. Dầm cầu được chế tạo bằng cách uốn các lá thép để có trọng lượng nhỏ, độ cứng vững tốt và giá thành hạ. Dầm cầu loại đúc có độ cứng vững tốt nhưng trọng lượng lớn nên làm tăng trọng lượng của phần không được treo. Dầm cầu chủ động loại liên hợp là loại mà carter của truyền lực chính và vi sai đúc bằng gan rèn và vỏ bọc các bán trục là ống thép nối với carter bằng đinh tán có độ cứng đảm bảo, đồng thời có trọng lượng bé, thường được dùng ở ôtô có tải trọng nhỏ và trung bình. - Những năm gần đây đã chế tạo đầm cầu bằng chất dẻo, loại này có khả năng giảm trọng lượng rất nhiều và chịu tải trọng động tốt, nhưng khó thoát nhiệt và có thể làm nung nóng các chi tiết trong cầu. - Khi tính toán dầm cầu chủ động cần lưu ý các trường hợp sau: + Khi bánh xe có lực kéo cực đại. + Khi phanh ôtô. Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 54
  55. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô + Khi quay vòng có độ trượt ngang. + Khi qua mặt đường gồ ghề. Câu hỏi ôn tập: - Câu 1: Nêu công dụng, phân loại, yêu cầu của các bộ phận chính bố trí trong cầu chủ động dùng trên ôtô? - Câu 2: Hãy phân tích kết cấu của các bộ phân như : truyền lực chính, bộ vi sai, các loại bán trục thường dùng trên ôtô ? BÀI 5: CẦU DẪN HƯỚNG Mục tiêu: Sau khi học bài này, học viên có khả năng: - Hiểu rõ được công dụng, phân loại, yêu cầu của cầu dẫn hướng dùng trên ôtô. - Phân tích được kết cấu của cầu dẫn hướng, vị trí lắp đặt của các bánh xe dẫn hướng. I. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI , YÊU CẦU: 1. Công dụng: - Cầu dẫn hướng dùng để đỡ toàn bộ trọng lượng phần được treo của ôtô: động cơ, ly hợp, hộp số, khung xe, vỏ xe, buồng lái, thùng hàng - Chịu các lực tác dụng giữa mặt đường và khung hoặc vỏ ôtô (lực thẳng đứng, lực dọc và lực ngang) cũng như moment phản lực. 2. Phân loại: Cầu dẫn hướng thường đặt ở đầu trước của xe nên gọi là cầu trước dẫn hướng và được chia ra: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 55
  56. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô * Loại cầu trước dẫn hướng là trục liền: Thường dùng trên ôtô với hệ thống treo phụ thuộc. * Loại cầu trước dẫn hướng cắt (không phải là liền trục): Thường dùng trên ôtô với hệ thống treo độc lập. * Loại cầu trước dẫn hướng chủ động: Ngoài nhiệm vụ dẫn hướng còn làm nhiệm vụ truyền moment quay từ truyền lực chính đến các bánh xe và truyền lực kéo lên khung. 3. Yêu cầu: Ngoài những yêu cầu chung, cầu dẫn hướng còn phải thoả mãn yêu cầu riêng và phải đảm bảo những yêu cầu sau: - Truyền lực tốt giữa khung hoặc vỏ của ôtô với bánh xe dẫn hướng (cùng với bộ phận treo). - Các bánh xe dẫn hướng có động học đúng khi dịch chuyển theo mặt phẳng đứng. - Góc đặt trục đứng và bánh xe phải đúng. - Trọng lượng của phần không được treo phải nhỏ, nhưng phải có độ cứng cao và đủ độ bền. II. PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU DẪN HƯỚNG: 1. Cầu dẫn hướng không chủ động: - Ở ôtô, dầm cầu dẫn hướng không chủ động nối với khung bởi hệ thống treo phụ thuộc gồm: nhíp (1), dầm (2) được nối với khung qua nhíp (1). - Ở hai đầu dầm có hai lỗ trụ là hai trục đứng (4), cam quay (3) nối với cần (2) bởi trục đứng (4), trên cam quay (5) có bánh xe (6) quay tự do. Ở cam quay (5) có đòn quay (3) với đầu hình cầu để nối với hệ thống lái. Việc quay của cam được điều khiển bởi người lái qua hệ thống lái. - Đối với ôtô có hệ thống treo trước độc lập thì không làm dầm cầu liền mà làm dầm cầu cắt. Dùng dầm cầu cắt với hệ thống treo khác nhau được nghiên cứu ở chương hệ thống treo. 2. Cầu dẫn hướng chủ động: Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 56
  57. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Cầu dẫn hướng chủ động được trình bày ở trên. - Truyền động từ hộp số đến bánh răng côn chủ động truyền lực chính (1) rồi đến bánh răng côn bị động (2) qua vi sai (3) đến bán trục (4) rồi qua khớp cardan đồng tốc đến trục (7) để dẫn động bánh xe. - Khi điều khiển bánh xe quay qua phải hoặc qua trái người lái tác dụng vào hệ thống lái qua đòn (5) của cam quay (6) làm cam quay có thể quay quanh dầm cầu (9). Khi cam quay (6) quay quanh dầm cầu (9) thì trục (7) cũng phải quay theo, do đó bánh xe được lái đi một góc. Cardan đồng tốc (8) có tác dụng đảm bảo cho trục quay với tốc độ góc điều khi bánh xe quay đi một góc độ nào bất kỳ trong phạm vi kết cấu cho phép. 3. Vị trí lắp đặt của bánh xe dẫn hướng: Vị trí lắp đặt của bánh xe dẫn hướng đảm bảo ôtô chuyển động ổn định trên đường thẳng cũng như quay vòng, đồng thời điều khiển nhẹ nhàng, tăng thời gian sử dụng lốp. Các bánh xe dẫn hướng đều được đặt ở các góc sau: a. Góc nghiêng ngoài α (Camber Angle) Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 57
  58. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Góc nghiêng ngoài được tạo nên bởi mặt phẳng bánh xe và mặt phẳng thẳng đứng. Góc này có được bằng cách đặt cam quay nghiêng xuống dưới một góc nhất định so với mặt phẳng ngang. - Khi có góc thì khoảng cách giữa hai bánh xe dẫn hướng ở phía dưới sẽ nhỏ hơn ở phía trên và chiều dài cánh tay đòn a sẽ giảm điø do đó người điều khiển ôtô quay vòng sẽ nhẹ nhàng. - Thông thường góc nghiêng ngoài khoảng 0’15- 2o20’ b. Độ chụm bánh xeδ (Toe in; Toe out) - Do ảnh hưởng bởi góc nghiêng ngoài nên hai bánh xe có xu hướng quay theo tâm của nó khi chuyển động, nghĩa là bánh xe bên phải sẽ lăn về phía bên phải và bánh xe bên trái sẽ lăn về phía bên trái. Do đó sẽ làm cho bánh xe chuyển động đi ra ngoài phương chuyển động của ôtô. - Hiện tượng này sẽ gây nên sự hao mòn của lốp và hư hỏng các chi tiết của cụm bánh xe dẫn hướng. - Để khắc phục hiện tượng trên đây các bánh xe dẫn hướng điều được đặt độ chụm nhất định. Khi đặt bánh xe có độ chụm, các bánh xe sẽ lăn theo vòng cung của tâm O1 (hình vẽ). Tâm này sẽ chuyển dịch về phía trước so với trục cầu dẫn hướng. - Thông thường độ chụm bánh xeδ = 1,5- 12 mm - Độ chụm bánh xe phụ thuộc góc nghiêng ngoài. - Độ chụm bánh xe được điều chỉnh nhờ đai ốc điều chỉnh ở giữa đòn ngang của hình thang lái. c. Góc nghiêng trong của trục đứng β (Kingpin Angle) Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 58
  59. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Góc nghiêng trong của trục đứng  tạo thành bởi trục đứng và mặt thẳng đứng. Mục đích là nhằm giảm khoảng cách cánh tay đòn a do đó moment cần thiết để quay vòng xe nhỏ và người lái điều khiển được nhẹ nhàng. - Thông thường góc nghiêng trong của trục đứng  = 0o- 12o - Ngoài ra do cách đặt góc nghiêng này mà còn có tác dụng làm ổn định chuyển động thẳng ôtô. d. Góc nghiêng sau của trục đứng  (Caster Angle) Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 59
  60. Trường CĐ GTVT Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Ô Tô - Khi quay bánh xe sẽ sinh ra moment tạo bởi lực cản ngang của bánh xe tác dụng lên cánh tay đòn x. Cho nên góc nghiêng sau của trục đứng sẽ làm tăng tính ổn định chuyển động thẳng của ôtô. Câu hỏi ôn tập: - Câu 1: Nêu công dụng, phân loại, yêu cầu của cầu dẫn hướng dùng trên ôtô? - Câu 2: Hãy phân tích vị trí lắp đặt của các bánh xe dẫn hướng ? Giáo Trình Cấu tạo Khung-Gầm Ôtô Trang 60