Sinh viên : PHẠM TRUNG THẮNG Đồ án môn: Kết cấu tính toán ô tô Lớp : CĐ ĐỘNG LỰC1_K9 Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TUẤN NGHĨA Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 1.1 Công dụng của hệ thống truyền lực : Hệ thống truyền lực của ô tô có tác dụng truyền chuyển động hay lực hoặc mô men xoắn từ động cơ đến các bánh xe chủ động. Trị số của lực hay mô men xoắn này có thể thay đổi, tùy theo điều kiện làm việc của ôtô. Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực trên xe. Hệ thống truyền lực có thể tập hợp nhiều cụm có chức năng khác nhau, thông thường bao gồm: - Li hợp, hộp số chính, cầu chủ động, trục các đăng, bánh xe. - Li hợp, hộp số chính, hộp phân phối, cầu chủ động, trục các đăng, khớp nối, bánh xe…. Số lượng cụm có thể khác nhau tùy thuộc vào tính năng kỹ thuật của ô tô (hình 1.1 ). Giới thiệu các sơ đồ thường gặp: + Sơ đồ a : Động cơ, li hợp, hộp số đặt hàng dọc phía trước đầu xe, cầu chủ động đặt sau xe, trục các đăng nối giữa hộp số và cầu chủ động. Chiều dài từ hộp số đến cầu sau khá lớn nên giữa trục phải đặt ổ treo. + Sơ đồ b: Động cơ, li hợp, hộp số chính, cầu xe nằm dọc và ở trước xe tạo nên cầu trước chủ động. Toàn bộ cụm truyền lực làm liền khối lớn, gọn. Nhờ cấu trúc này trọng tâm nằm lệch về phía đầu xe, kết hợp với cấu tạo vỏ xe tạo khả năng ổn định cao khi có lực ngang tác dụng, đồng thời giảm độ nhạy cảm với gió bên. Không gian đầu xe rất chật hẹp. + Sơ đồ c: Động cơ, li hợp, hộp số nằm ngang đặt trước xe, cầu trước chủ động,toàn cụm truyền lực thành một khối. Trọng lượng khối động lực nằm lệch hẳn vềphía trước đầu xe giảm đáng kể độ nhạy cảm của ô tô với lực bên, nhằm nâng cao khả năng ổn định với tốc độ cao. Trong cầu chủ động bộ truyền bánh răng trụ thay thế cho bộ truyền bánh răng côn. + Sơ đồ d: Động cơ, li hợp, hộp số, cầu chủ động làm thành một khối gọn ở phía sau xe, cầu sau chủ động. + Sơ đồ e: Động cơ, li hợp, hộp số, cầu chủ động đặt trước, động cơ đặt ngược lại so với sơ đồ d. + Sơ đồ g: Động cơ, li hợp đặt trước xe, hộp số chính, cầu chủ động đặt sau xe và tạo nên một khối lớn. Trong trường hợp này thì có các đăng truyền mô men từ động cơ, li hợp tới hộp số. Trọng lượng san đều cho cả hai cầu. + Sơ đồ h: Động cơ, li hợp, hộp số chính, hộp phân phối đặt dọc phía đầu xe, cầu trước và cầu sau chủ động. Sơ đồ này thường gặp ở ô tô có khả năng việt giả cao, ô tô chạy đường xấu . + Sơ đồ i: Động cơ, hộp số, li hợp, cầu trước tạo thành một khối nằm phía đầu xe đáp ứng nhu cầu tăng trọng lượng lên cầu trước. Cầu sau chủ động nối với Sinh viên : PHẠM TRUNG THẮNG Đồ án môn: Kết cấu tính toán ô tô Lớp : CĐ ĐỘNG LỰC1_K9 Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TUẤN NGHĨA hộp số chính thông qua khớp ma sát, không có hộp phân phối, kết cấu đơn giản, có tính năng việt giả tốt, nhất là khi hoạt động trên đường trơn. Sinh viên : PHẠM TRUNG THẮNG Đồ án môn: Kết cấu tính toán ô tô Lớp : CĐ ĐỘNG LỰC1_K9 Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TUẤN NGHĨA Sinh viên : PHẠM TRUNG THẮNG Đồ án môn: Kết cấu tính toán ô tô Lớp : CĐ ĐỘNG LỰC1_K9 Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TUẤN NGHĨA Hình 1.1 Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực. 1.2 Một số bộ phận chính của hệ thống truyền lực trên ôtô 1.2.1 Li hợp. Li hợp có tác dụng nối êm và tách thanh truyền động từ trục khuỷu động cơ với trục của hộp số. Khi li hợp nối trục khuỷu động cơ với trục hộp số êm sẽ đảm bảo cho các bánh răng truyền động không va đập vào nhau, các bộ phận đang ở vị Sinh viên : PHẠM TRUNG THẮNG Đồ án môn: Kết cấu tính toán ô tô Lớp : CĐ ĐỘNG LỰC1_K9 Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TUẤN NGHĨA trí đứng yên sẽ chuyển động từ từ, làm cho bánh xe chủ động của ô tô chuyển động nhẹ nhàng. Li hợp có tách nhanh thì gài số mới được nhanh, dễ dàng, không sinh ra hiện tượng va đập giữa các bánh răng. Ngoài ra li hợp cần có tác dụng bảo vệ khi xe làm việc quá tải, nghĩa là li hợp tự động cắt sự truyền dẫn khi mô men xoắn ở bánh xe chủ động quá trị số quy định. + Li hợp có các loại: - Li hợp ma sát. Ở li hợp ma sát sự truyền mô men xoắn từ phần chủ động đến phần bị động nhờ vào ma sát tiếp xúc giữa các bề mặt làm việc của phần bị động và phần chủ động của li hợp. Để tăng cường lực ma sát tiếp xúc này người ta dùng cơ cấu ép bằng lò xo, tay đòn hoặc hỗn hợp (lò xo, tay đòn) - Li hợp ma sát loại màng. + Yêu cầu của li hợp ma sát Truyền được mô men xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt trong bất kỳ trường hợp nào. Muốn vậy thì mô men ma sát sinh ra trong li hợp phải lớn hơn mô men xoắn của động cơ. M1 = β Memax Trong đó : M1: Mô men ma sát sinh ra trong li hợp [N.m]. Memax: Mô men xoắn lớn nhất của động cơ [N.m]. β : Hệ số dự trữ của li hợp. Khi nối li hợp phải êm dịu để không gây ra va đập giữa các chi tiết trong hệ thống truyền lực. Khi cắt li hợp phải dứt khoát để dễ gài số . Mô men quán tính của phần bị động li hợp phải nhỏ. Li hợp phải làm nhiệm vụ của bộ phận an toàn, do đó hệ số β phải nằm trong giới hạn nhất định. Nếu β quá nhỏ thì khi ma sát làm việc sẽ bị trượt. Nếu β quá lớn thì khi ma sát làm việc sẽ không tự động cắt. + Li hợp thủy lực. Ở li hợp thủy lực sự truyền mô men xoắn từ phần chủ động đến phần bị động được thực hiện nhờ năng lượng của dòng chất lỏng do bơm đặt trên trục khuỷu động cơ cung cấp. Sinh viên : PHẠM TRUNG THẮNG Đồ án môn: Kết cấu tính toán ô tô Lớp : CĐ ĐỘNG LỰC1_K9 Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TUẤN NGHĨA Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lí của li hợp thủy lực. 1.2.2 Biến mô thủy lực. Biến mô thủy lực có cấu tạo tương tự như li lợp thủy lực nhưng biến mô thủy lực có thêm bộ cánh D (stato) nối với vỏ hộp số thông qua khớp một chiều, một chiều cho quay, một chiều không cho quay. Sinh viên : PHẠM TRUNG THẮNG Đồ án môn: Kết cấu tính toán ô tô Lớp : CĐ ĐỘNG LỰC1_K9 Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TUẤN NGHĨA Hình 1.3: Mô hình của biến mô thủy lực. Hình 1.3 Mô tả cấu tạo của biến mô thủy lực. Khi động cơ làm việc thì trục khuỷu động cơ truyền công suất tới cánh bơm thông qua các đinh ốc bắt chặt giữa tấm thép nối với mặt bích của động cơ với cánh bơm. Công suất này được truyền tới bánh tua bin và truyền tới hộp số. Trong bộ biến mô có thêm stato có tác dụng tăng mô men xoắn từ bánh bơm sang bánh tua bin Biến mô thủy lực lắp ngay ở đầu vào của hộp số, và thay thế bánh đà bình thường. - Bộ biến mô có chức năng: Tăng mô men do động cơ tạo ra. Đóng vai trò li hợp thủy lực, truyền mô men từ động cơ đến hộp số. Hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực. Thay thế chức năng của bánh đà. Sinh viên : PHẠM TRUNG THẮNG Đồ án môn: Kết cấu tính toán ô tô Lớp : CĐ ĐỘNG LỰC1_K9 Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TUẤN NGHĨA Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý biến mô thủy lực. a) Cấu tạo bộ biến mô; b) Nguyên lí cấu tạo. Cấu tạo của biến mô thủy lực bao gồm: Bánh bơm B lắp trên trục dẫn hay trục khuỷu động cơ. Bánh tua bin T lắp trên trục bị dẫn (thường nối trục vào hay trục sơ cấp của hộp số có cấp, loại cơ cấu hành tinh). Còn có bánh dãn hướng D nối với vỏ qua khớp một chiều (một chiều cho quay, một chiều không cho quay). Tất cả các bánh (B, T, D) đều có các cánh dẫn và đặt trong vỏ có chứa chất lỏng, tạo thành buồng làm việc của biến mô thủy lực. + Ảnh hưởng của biến mô thủy lực đến chất lượng kéo của ôtô Biến mô thủy lực làm nhiệm vụ thay đổi vô cấp tự động tỷ số truyền của hệ thống truyền lực theo trị số của các lực cản chuyển động bên ngoài, khi động cơ làm việc ở một chế độ ổn định và cho phép tiến hành tăng tốc ô tô một cách êm dịu, không ngắt dòng công suất truyền tới các bánh xe chủ động. Dựa vào lý thuyết về máy thủy lực thì người ta đã chứng minh được rằng. Khi biến mô thủy lực làm việc ở chế độ ổn định thì tổng số mô men xoắn tác dụng lên các bánh công tác của nó bằng không. M3 + M4 +M5 = 0 M4 +M5 = - M3 (I) Ở đây: M3: là mô men xoắn của bánh tua bin. M4 : là mô men xoắn của bánh đà. M5 : là mô men xoắn của bánh phản ứng. Dấu (-) đặt trước mô men xoắn của bánh tua bin chứng tỏ rằng bánh tua bin là bánh bị động. Từ phương trình (I) ta nhận xét rằng : Do có mô men xoắn M5 của bánh phản ứng mà có sự biến đổi mô men xoắn từ trục bánh bơm tới trục bánh tua bin. Sự hình thành M5 là do các cánh của bộ phản ứng cố định làm thay đổi Sinh viên : PHẠM TRUNG THẮNG Đồ án môn: Kết cấu tính toán ô tô Lớp : CĐ ĐỘNG LỰC1_K9 Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TUẤN NGHĨA hướng của dòng chất lỏng chảy từ bánh tua bin quay trở lại bánh bơm. Nếu bộ phận bánh phản ứng có khả năng quay tự do trong dòng chất lỏng thì việc biến đổi mô men xoắn sẽ không xảy ra và biến mô thủy lực trở thành li hợp thủy lực. 1.3 Hộp số + Công dụng. Các hộp số nói chung dùng để thay đổi tốc độ giữa động cơ và cầu chủ động. Nói một cách khác nếu không có hộp số, chiếc xe chỉ chạy được ở một tốc độ duy nhất với một tốc độ cực đại nhất định. Ngoài ra khả năng tăng tốc từ khi xuất phát cùng với khả năng leo dốc cũng bị hạn chế nếu như xe không sử dụng hộp số. Vì vậy hộp số sử dụng một hệ thống bánh răng khác nhau từ thấp đến cao để biến đổi mô men xoắn của động cơ phù hợp với điều kiện vận hành. Hộp số cũng có tác dụng dùng để thay đổi lực kéo của ô tô, khi xe chuyển động tiến hoặc lùi và cắt truyền động từ động cơ, qua li hợp đến bánh xe chủ động, khi cần dừng xe trong một thời gian nhất định. Dẫn động lực học ra ngoài làm việc khác. + Hộp số có các loại: - Hộp số có cấp: Hộp số có cấp hay hộp số phân chia thành nhiều cấp độ khác nhau với hộp số này việc thay đổi tỷ số truyền không thực hiện được liên tục, mà cách nhau từng cặp một, nhờ các cặp bánh răng ăn khớp có đường kính khác nhau. Ở ô tô con hộp số thường có 3 đến 5 cấp, ô tô tải và ô tô chở khách thường không vượt quá 6 cấp. Việc hộp số càng nhiều cấp thì cấu tạo lại càng phức tạp, người điều khiển khó khăn trong việc chọn số, giá thành lại cao. - Sơ đồ của hộp số 4 cấp Sinh viên : PHẠM TRUNG THẮNG Đồ án môn: Kết cấu tính toán ô tô Lớp : CĐ ĐỘNG LỰC1_K9 Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TUẤN NGHĨA Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý của hộp số 4 cấp. 1. bánh răng, 2. trục chủ động, 3. cơ cấu đồng tốc, 4. trục bị động. + Hộp số DCT có 6 số truyền. Hình 1.7 Cấu tạo của hộp số DCT có 6 số truyền. 1,2. Cặp bánh răng của cơ cấu đảo chiều quay; 3. Ổ đỡ; 4.Mô men quay; 5. Ống nối giữa li hợp và cặp bánh răng truyền; 6. Li hợp điện từ; 7. li hợp đĩa kép; 8,9 cặp bánh răng của trục bị động, BR số truyền của hộp số. + Hộp số vô cấp Hộp số vô cấp hay hộp số không phân chia thành cấp tốc độ khác nhau hoặc hộp số liên tục. Ở hộp số này, cho phép thay đổi tỷ số truyền một cách liên tục, trong một khoảng xác định, làm cho ô tô làm việc với những chỉ tiêu cao nhất. Trong mọi điều kiện làm việc khác nhau, việc thay đổi tỷ số truyền ở hộp số vô cấp có thể thực hiện tự động tùy theo lực cản khi ô tô chuyển động trên đường hoặc do người lái điều khiển. + Hộp số vô cấp kiểu truyền động đai