Bài giảng Kết cấu ô tô
Bài giảng Kết cấu ô tô GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 1 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ ..................................................................................... 9 1. Lịch sử phát triển ............................................................................................................... 9 1.1. Trên thế giới ................................................................................................................
Tóm tắt tài liệu Bài giảng Kết cấu ô tô, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
. 9
1.2. Tại Việt Nam ............................................................................................................. 10
2. Công dụng, cấu tạo và yêu cầu chung của ô tô ............................................................... 10
2.1. Cấu tạo chung của ô tô .............................................................................................. 11
2.1.1. Động cơ ............................................................................................................... 11
2.1.2. Khung-gầm ô tô .................................................................................................. 11
2.1.3. Thân vỏ ô tô ........................................................................................................ 11
2.1.4. Điện thân ô tô ...................................................................................................... 11
2.2. Phân loại ô tô ............................................................................................................. 12
2.2.1. Theo tải trọng và số chỗ ngồi ............................................................................. 12
2.2.2. Theo nhiên liệu sử dụng ..................................................................................... 12
2.2.3. Theo công dụng .................................................................................................. 13
2.3. Yêu cầu chung của ô tô ............................................................................................. 14
2.3.1. Những yêu cầu về thiết kế chế tạo ...................................................................... 14
2.3.2. Những yêu cầu về sử dụng ................................................................................. 14
2.3.3. Những yêu cầu về bảo dƣỡng sửa chữa .............................................................. 15
CHƢƠNG 2. BỐ TRÍ CHUNG TRÊN Ô TÔ ........................................................................ 16
1. Công thức bánh xe ........................................................................................................... 16
2. Bố trí động cơ .................................................................................................................. 17
3. Bố trí hệ thống truyền lực ................................................................................................ 18
CHƢƠNG 3. LY HỢP ............................................................................................................ 23
1. Công dụng, phân loại, yêu cầu ........................................................................................ 23
1.1. Công dụng ................................................................................................................. 23
1.2. Phân loại .................................................................................................................... 23
1.3. Yêu cầu ...................................................................................................................... 24
2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát .................................................. 25
2.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo trụ bố trí xung quanh............................... 25
2.1.1. Cấu tạo ................................................................................................................ 25
2.1.2. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................... 26
2.2. Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình đĩa ............................................... 26
2.2.1. Cấu tạo ................................................................................................................ 26
2.2.2. Nguyên lý làm việc ............................................................................................. 27
2.3. Ly hợp ma sát nhiều đĩa ............................................................................................ 28
2.3.1. Cấu tạo và hoạt động .......................................................................................... 28
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 2
2.3.2. So sánh ƣu và nhƣợc điểm của ly hợp một đĩa và ly hợp nhiều đĩa ................... 29
3. Cấu tạo các cụm chi tiết chính trong ly hợp ma sát......................................................... 29
3.1. Cấu tạo đĩa ly hợp ..................................................................................................... 30
3.2. Cấu tạo đòn mở ly hợp .............................................................................................. 30
4. Cơ cấu điều khiển ly hợp ................................................................................................. 31
4.1. Điều khiển cơ khí ...................................................................................................... 31
4.2. Điều khiển thủy lực ................................................................................................... 32
4.2.1. Cấu tạo ................................................................................................................ 32
4.2.2. Hoạt động ............................................................................................................ 33
4.3. Điều khiển điện tử ..................................................................................................... 34
5. Trợ lực ly hợp .................................................................................................................. 35
5.1. Dẫn động cơ khí cƣờng hóa khí nén ......................................................................... 35
5.1.1. Cấu tạo ................................................................................................................ 35
5.1.2. Nguyên lý làm việc ............................................................................................. 35
5.2. Dẫn động thủy lực cƣờng hóa khí nén ...................................................................... 36
5.2.1. Cấu tạo ................................................................................................................ 36
5.2.2. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................... 36
6. Ly hợp thủy lực ............................................................................................................... 38
6.1. Cấu tạo ...................................................................................................................... 38
6.2. Nguyên lý hoạt động ................................................................................................. 39
6.3. Ƣu và nhƣợc điểm của ly hợp thủy lực ..................................................................... 39
CHƢƠNG 4. HỘP SỐ ............................................................................................................ 40
1. Công dụng, phân loại và yêu cầu..................................................................................... 40
1.1. Công dụng ................................................................................................................. 40
1.2. Phân loại .................................................................................................................... 40
1.3. Yêu cầu ...................................................................................................................... 40
2. Truyền động bánh răng .................................................................................................... 41
2.1. Truyền động bánh răng ............................................................................................. 41
2.2. Tỷ số truyền trong truyền động bánh răng ................................................................ 41
2.2.1. Khái niệm về tỷ số truyền ................................................................................... 41
2.2.2. Công thức tỷ số truyền ........................................................................................ 42
3. Cấu tạo của hộp số chính thông dụng .............................................................................. 42
3.1. Hộp số 3 tiến 1 lùi, loại 2 trục ................................................................................... 42
3.1.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động ................................................................ 42
3.1.2. Những điều cần lƣu ý.......................................................................................... 43
3.2. Hộp số ô tô 3 số tiến, 1 số lùi, loại 3 trục.................................................................. 44
3.2.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động ................................................................ 44
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 3
3.2.2. Những điều cần lƣu ý.......................................................................................... 45
3.3. Hộp số 4 số tiến, 1 số lùi, 3 trục ................................................................................ 46
3.3.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động ................................................................ 46
3.3.2. Những điều cần chú ý ......................................................................................... 47
3.4. Hộp số ô tô 5 số tiến, 1 lùi loại 3 trục ( có tỷ số truyền tăng) ................................... 48
3.4.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động ................................................................ 48
3.4.2. Những điều cần lƣu ý.......................................................................................... 50
4. Cấu tạo các chi tiết chính trong hộp số ........................................................................... 50
4.1. Vỏ và nắp hộp số ....................................................................................................... 50
4.2. Trục sơ cấp ................................................................................................................ 50
4.3. Trục trung gian .......................................................................................................... 50
4.4. Trục thứ cấp .............................................................................................................. 51
4.5. Trục số lùi ................................................................................................................. 51
4.6. Cơ cấu sang số........................................................................................................... 51
4.7. Bộ đồng tốc ............................................................................................................... 52
4.7.1. Nhiệm vụ ............................................................................................................ 52
4.7.2. Cấu tạo ................................................................................................................ 53
4.7.3. Hoạt động ............................................................................................................ 54
CHƢƠNG 5. HỘP SỐ TỰ ĐỘNG ......................................................................................... 55
1. Giới thiệu về hộp số tự động ........................................................................................ 55
2. Các bộ phận chính trong hộp số tự động ......................................................................... 55
2.1. Bộ biến mô ................................................................................................................ 56
2.1.1. Đặc điểm kết cấu ................................................................................................ 56
2.1.2. Nguyên lý làm việc ............................................................................................. 59
2.1.3. Chức năng của khớp một chiều .......................................................................... 60
2.1.4. Một số thông số và đặc tính biến mô .................................................................. 61
2.1.5. Cơ cấu ly hợp khóa biến mô ............................................................................... 62
2.2. Bộ bánh răng hành tinh ............................................................................................. 63
2.2.1. Chức năng ........................................................................................................... 63
2.2.2. Cấu tạo chung của bộ bánh răng hành tinh ......................................................... 64
2.2.3. Nguyên lý hoạt động của cơ cấu hành tinh ......................................................... 65
2.2.4. Tỷ số truyền của bộ bánh răng hành tinh ............................................................ 67
2.3. Phanh hãm và ly hợp ................................................................................................. 68
2.3.1. Phanh hãm .......................................................................................................... 68
2.3.2. Phanh dải ............................................................................................................ 70
2.3.3. Ly hợp và khớp một chiều .................................................................................. 71
2.3.4. Hệ thống điều khiển hộp số tự động ................................................................... 71
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 4
CHƢƠNG 6. HỘP PHÂN PHỐI ............................................................................................ 74
1. Công dụng, phân loại của hộp phân phối ........................................................................ 74
1.1. Công dụng ................................................................................................................. 74
1.2. Phân loại .................................................................................................................... 74
1.2.1. Theo cấp số truyền .............................................................................................. 74
1.2.2. Theo tỷ lệ phân chia moment ra các cầu ............................................................ 74
1.2.3. Theo dạng điều khiển gài cầu ............................................................................. 74
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp phân phối ........................................................ 75
2.1. Cấu tạo chung của hộp phân phối ............................................................................. 75
2.2. Cấu tạo của một số hộp phân phối trên ô tô du lịch .................................................. 76
2.2.1. Hộp phân phối trên ô tô Toyota Land Cruiser 4WD .......................................... 76
2.2.2. Hộp phân phối trên ô tô Mitsubishi Pajero 4WD ............................................... 77
2.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp phân phối trên xe tải ................................ 78
2.3.1. Hộp phân phối hai cấp không thƣờng xuyên gài cầu trƣớc ................................ 78
2.3.2. Hộp phân phối hai cấp gài hai cầu thƣờng xuyên có vi sai giữa các cầu ........... 80
CHƢƠNG 7. CÁC ĐĂNG ..................................................................................................... 82
1. Công dụng, phân loại, yêu cầu ........................................................................................ 82
1.1. Công dụng ................................................................................................................. 82
1.2. Phân loại .................................................................................................................... 82
1.2.1. Theo công dụng .................................................................................................. 82
1.2.2. Theo đặc điểm động học ..................................................................................... 83
1.2.3. Yêu cầu .............................................................................................................. 83
2. Các đăng khác tốc ............................................................................................................ 83
2.1. Sơ đồ cấu tạo và động học ........................................................................................ 83
2.1.1. Sơ đồ cấu tạo ....................................................................................................... 83
2.1.2. Động học ............................................................................................................. 84
2.2. Cấu tạo ...................................................................................................................... 86
3. Các đăng đồng tốc ........................................................................................................... 88
3.1. Nguyên lý hình thành các đăng đồng tốc kiểu bi ...................................................... 88
3.2. Các đăng đồng tốc kiểu Veise ................................................................................... 90
3.3. Các đăng đồng tốc kiểu bi Rzeppa ............................................................................ 90
3.4. Các đăng đồng tốc dạng Tripod ................................................................................ 91
3.5. Các đăng đồng tốc kiểu chữ thập kép ....................................................................... 93
CHƢƠNG 8. CẦU DẪN HƢỚNG ........................................................................................ 94
1. Công dụng, phân loại, yêu cầu ........................................................................................ 94
1.1. Công dụng ................................................................................................................. 94
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 5
1.2. Phân loại .................................................................................................................... 94
1.3. Yêu cầu ...................................................................................................................... 94
2. Phân tích các kết cấu của cầu dẫn hƣớng ........................................................................ 95
2.1. Cầu dẫn hƣớng không chủ động ............................................................................... 95
2.2. Cầu dẫn hƣớng chủ động .......................................................................................... 95
2.3. Vị trí lắp đặt của bánh xe dẫn hƣớng ........................................................................ 96
2.3.1. Góc nghiêng ngoài (Camber).............................................................................. 97
2.3.2. Độ chụm bánh xe (Toe in, Toe out) ................................................................. 98
2.3.3. Góc nghiêng trong của trục đứng (Kingpin) ................................................... 99
2.3.4. Góc nghiêng sau của trục đứng (Caster) .......................................................... 99
CHƢƠNG 9. CẦU CHỦ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ .................................................................... 100
A. Truyền lực chính ........................................................................................................... 100
1. Công dụng, phân loại, yêu cầu ...................................................................................... 100
1.1. Công dụng ............................................................................................................... 100
1.2. Phân loại .................................................................................................................. 100
1.3. Yêu cầu .................................................................................................................... 101
2. Phân tích kết cấu của truyền lực chính .......................................................................... 101
2.1. Bánh răng nón răng thẳng ....................................................................................... 101
2.2. Bánh răng nón răng cong ........................................................................................ 102
2.3. Bánh răng hypoit ..................................................................................................... 103
2.4. Trục vít-bánh vít ...................................................................................................... 103
2.5. Truyền lực chính kép .............................................................................................. 104
3. Độ cứng vững của truyền lực chính .............................................................................. 105
3.1. Độ cững vững của bánh răng chủ động truyền lực chính ....................................... 105
3.2. Độ cứng vững của bánh răng nón bị động .............................................................. 106
B. Bộ truyền vi sai ............................................................................................................. 107
1. Công dụng, phân loại, yêu cầu ...................................................................................... 107
1.1. Công dụng ............................................................................................................... 107
1.2. Phân loại .................................................................................................................. 107
1.3. Yêu cầu .................................................................................................................... 107
2. Phân tích kết cấu bộ vi sai ............................................................................................. 108
2.1. Vi sai đối xứng ........................................................................................................ 108
2.2. Vi sai không đối xứng ................................................................................................ 109
3. Cơ cấu gài vi sai cƣỡng bức .......................................................................................... 109
C. Bán trục ......................................................................................................................... 110
1. Công dụng, phân loại, yêu cầu ...................................................................................... 110
1.1. Công dụng ............................................................................................................... 110
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 6
1.2. Phân loại .................................................................................................................. 110
1.3. Yêu cầu .................................................................................................................... 111
2. Phân tích kết cấu các loại bán trục trên ô tô .................................................................. 111
2.1. Bán trục không giảm tải .......................................................................................... 111
2.2. Bán trục giảm tải ½ ................................................................................................. 111
2.3. Bán trục giảm tải ¾ ................................................................................................. 111
2.4. Bán trục giảm tải hoàn toàn .................................................................................... 111
D. Dầm cầu chủ động ........................................................................................................ 112
CHƢƠNG 10. HỆ THỐNG PHANH ................................................................................... 114
1. Công dụng, phân loại, yêu cầu ...................................................................................... 114
1.1. Công dụng ............................................................................................................... 114
1.2. Phân loại .................................................................................................................. 114
1.3. Yêu cầu .................................................................................................................... 115
2. Phân tích kết cấu của hệ thống phanh ........................................................................... 115
2.1. Cơ cấu phanh ........................................................................................................... 115
2.1.1. Cơ cấu phanh trống-guốc .................................................................................. 115
2.1.2. Phanh đĩa .......................................................................................................... 122
2.1.3. So sánh ƣu và nhƣợc điểm của cơ cấu phanh đĩa so với cơ cấu phanh trống guốc
.................................................................................................................................... 124
2.2. Dẫn động phanh ...................................................................................................... 124
2.2.1. Dẫn động phanh thủy lực .................................................................................. 125
2.2.2. Dẫn động phanh khí nén ................................................................................... 126
2.3. Trợ lực phanh .......................................................................................................... 129
2.3.1. Trợ lực phanh thủy lực-chân không ................................................................. 129
2.3.2. Trợ lực phanh khí nén-thủy lực ........................................................................ 130
2.4. Cấu tạo của một vài chi tiết điển hình ..................................................................... 133
2.4.1. Xilanh chính ...................................................................................................... 133
2.4.2. Xi lanh con ........................................................................................................ 134
2.4.3. Xi lanh chính loại 2 dòng.................................................................................. 135
2.4.4. Các loại van điều chỉnh trong hệ thống phanh ................................................. 136
3. Hệ thống phanh ABS ..................................................................................................... 139
3.1. Giới thiệu chung về hệ thống ABS ......................................................................... 139
3.2. Sơ đồ chung hệ thống phanh ABS .......................................................................... 139
3.3. Các bộ phận chính trong hệ thống phanh ABS ....................................................... 139
3.3.1. Cảm biến tốc độ bánh xe .................................................................................. 141
3.3.2. Cảm biến giảm tốc ............................................................................................ 143
3.3.3. Bộ chấp hành ABS............................................................................................ 143
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 7
CHƢƠNG 11. HỆ THỐNG LÁI .......................................................................................... 149
1. Công dụng, phân loại, yêu cầu ...................................................................................... 149
1.1. Công dụng ............................................................................................................... 149
1.2 Phân loại ................................................................................................................... 149
1.2.1. Theo bố trí bánh lái ........................................................................................... 149
1.2.2. Theo số lƣợng bánh dẫn hƣớng ........................................................................ 149
1.2.3. Theo kết cấu và nguyên lý của cơ cấu lái ......................................................... 149
1.2.4. Theo kết cấu của bộ trợ lực .............................................................................. 149
1.3. Yêu cầu .................................................................................................................... 150
2. Động lực học quay vòng của ô tô .................................................................................. 150
3. Phân tích kết cấu của hệ thống lái ................................................................................. 151
3.1. Cơ cấu lái ................................................................................................................ 152
3.1.1. Trục vít-cung răng ............................................................................................ 152
3.1.2. Trục vít-con lăn ................................................................................................. 152
3.1.3.Trục vít-chốt quay .............................................................................................. 153
3.1.4. Loại liên hợp ..................................................................................................... 153
3.2. Dẫn động lái ............................................................................................................ 154
3.3. Trợ lực lái ................................................................................ dầu xuống xi lanh con gắn trên
hông cac te ly hợp. Trong xi lanh con có piston và cuppen tác động đẩy điều khiển đòn mở
ly hợp.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 33
Hình 3.8. Kết cấu dẫn động thủy lực trong ly hợp ma sát
4.2.2. Hoạt động
Khi tác dụng lực vào bàn đạp, 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
sang bên phải và đẩy cần đến đòn mở ly hợp.
Khi thôi tác dụng lực lên bàn đạp, các lò xo kéo các chi tiết dẫn động về vị trí ban đầu
Hình 3.9. Sơ đồ nguyên lý dẫn động thủy lực trong ly hợp ma sát
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 34
4.3. Điều khiển điện tử
Hình 3.10. Sơ đồ nguyên lý điều khiển điện tử
Hình vẽ dƣới 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 đƣợc điều khiển bằng điện tử. Trong phƣơng pháp
này ngƣời ta thƣờng không cần dùng bàn đạp ly hợp. Một loạt các cảm biến thu nhận thông
tin về mức độ đóng mở bƣớm ga bộ chế hòa khí, về chế độ đang hoạt động của động cơ, của
bộ ly hợp của một số hộp số. Sau đó gửi các thông tin này đến modun xử lý và điều khiển
điện tử trung ƣơng ECM.
Mỗi khi ngƣời lái dịch chuyển cần sang số để gài số, ECM tức thì đánh tín hiệu điều
khiển đến bộ nguồn thủy lực. Bộ này kiểm soát áp suất thủy lực để cắt hoặc nối khớp ly hợp.
Nhận đƣợc tín hiệu điều khiển của ECM, bộ ly hợp đƣợc cắt khớp tức thì và nó duy trì chế
độ cắt khớp này cho đến khi ngƣời lái buông tay ra khỏi cần số.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 35
11
1
2
1
3
10
1
2
7
8
9 K
3 4 C 5
6 D
1
5
5. Trợ lực ly hợp
5.1. Dẫn động cơ khí cƣờng hóa khí nén
5.1.1. Cấu tạo
Dẫn động cơ khí cƣờng hóa khí nén là sự kết hợp giữa dẫn động cơ khí và dẫn động
khí nén. Dẫn động cơ khí nhằm thực hiện việc điều khiển van phân phối cấp khí nén cho xi
lanh thực hiện dẫn động khí nén để mở ly hợp. Vì vậy, ở đây lực mở ly hợp chủ yếu do dẫn
động khí nén thực hiện. Ƣu điểm cơ bản của kiểu dẫn động này là có thể tăng đƣợc lực mở
ly hợp theo mong muốn. Vì vậy kiểu dẫn động này thƣờng đƣợc áp dụng trên các ô tô khách
đặc biệt trên các ô tô tải cỡ lớn cần lực mở ly hợp lớn.
Sơ đồ cấu tạo của hệ thống dẫn động cơ khí cƣờng hóa khí nén đƣợc thể hiện trên
hình. Hệ thống gồm các bộ phận cơ bản sau: Bàn đạp 1, cụm van phân phối 3 và cụm xi lanh
lực 12.
Hình 3.11. Sơ đồ nguyên lý dẫn động cơ khí trợ lực khí nén
5.1.2. Nguyên lý làm việc
Khi ly hợp đóng, trạng thái của van phân phối và xi lanh lực nhƣ hình vẽ. Lúc này
nắp van 5 của van phân phối dƣới tác dụng của lò xo 4 đóng sự lƣu thông khí nén từ cửa C
đến cửa D nên xi lanh lực 12 cũng ở trạng thái chƣa làm việc.
Khi mở ly hợp, ngƣời lái tác dụng một lực vào bàn đạp 1 và làm thanh đẩy 2 dịch
chuyển sang phải do thanh đẩy 2 gắn với vỏ của van phân phối 3 nên làm van phân phối 3
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 36
cũng dịch chuyển sang phải làm các thanh đẩy 8 và càng mở 9 tác dụng lên bạc mở làm bạc
mở di chuyển để khắc phục khe hở giữa bạc mở và đòn mở. Khi bạc mở đã chạm vào đòn
mở, lực cản sẽ truyền tới thanh 8 làm piston 7 của van phân phối tạm thời dừng lại. Trong
khi đó, ngƣời lái tiếp tục tác dụng vào bàn đạp làm vỏ van 3 tiếp tục dịch chuyển sang phải.
Khi khe hở giữa thân van 7 và nắp van 5 đƣợc khắc phục thì nắp van 5 sẽ mở, khí nén từ cửa
C thông qua cửa van sang khoang B vào cửa D theo ống dẫn 15 đến xi lanh lực 12. Dƣới tác
dụng của khí nén piston 13 dịch chuyển tác dụng vào càng mở 10 ép bạc mở dịch chuyển
sang trái tì vào các đòn mở tách đĩa ép ra khỏi đĩa ma sát, ly hợp đƣợc mở.
Khi thôi tác dụng lên bàn đạp ly hợp, dƣới tác dụng của lực ép và các lò xo hồi vị,
toàn bộ hệ thống dẫn động sẽ trở lại trạng thái ban đầu. Khi nắp van 5 của van phân phối
đƣợc đóng lại thì khí nén ngừng cung cấp cho xi lanh 12, còn khí nén ở khoang dƣới của xi
lanh 12 sẽ theo đƣờng ống 15 trở về cửa D vào khoang B và thông qua kênh dẫn a để xả ra
ngoài, kết thúc quá trình mở ly hợp.
5.2. Dẫn động thủy lực cƣờng hóa khí nén
5.2.1. Cấu tạo
Dẫn động thủy lực cƣờng hóa khí nén là sự kết hợp giữa dẫn động thủy lực và dẫn
động khí nén. Trong đó dẫn động thủy lực là chủ yếu để điều khiển hoạt động của van phân
phối khí nén. Dẫn động khí nén sẽ tạo ra nguồn lực chính để thực hiện việc mở ly hợp. Vì
vậy ngƣời ta cũng có thể tạo ra lực mở ly hợp theo mong muốn. chính vì lý do đó mà dẫn
động thủy lực cƣờng hóa khí nén cũng đƣợc áp dụng nhiều trên các xe khách và xe tải lớn.
Sơ đồ cấu tạo của hệ thống dẫn động thủy lực cƣờng hóa khí nén đƣợc thể hiện hình
dƣới. Các chi tiết và tên gọi của chúng đƣợc thể hiện qua hình vẽ, hệ thống bao gồm các bộ
phận chính: Xi lanh chính 3, xi lanh công tác 8, cụm van phân phối khí nén và xi lanh lực 5
5.2.2. Nguyên lý hoạt động
Khi cần mở ly hợp, ngƣời lái tác dụng một lực Q vào bàn đạp ly hợp thông qua các
khâu khớp ty đẩy tác dụng vào piston của xi lanh công tác 3 dồn ép dầu theo đƣờng ống 4 tới
khoang C của xi lanh công tác 8, làm piston dịch chuyển sang phải, ty đẩy 10 tác dụng vào
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 37
càng mở 11 ép bạc mở 12 dịch chuyển sang trái khắc phục khe hở giữa bạc mở và các đầu
đòn mở. Khi bạc mở chạm vào đầu đòn mở, lực cản sẽ truyền đến piston 9 làm nó tạm thời
dừng lại. Khi ngƣời lái tiếp tục tác dụng lực vào bàn đạp, áp suất dầu trong khoang C tiếp
tục tăng, dẫn đến piston 14 của van phân phối dịch chuyển sang trái làm cốc 15 dịch chuyển
sang trái theo.
Hình 3.12. Sơ đồ nguyên lý dẫn động thủy lực trợ lực khí nén
Sau khi cốc 15 tì vào van xả 17 và tiếp tục dịch chuyển sang trái làm van nạp 18 mở,
khí nén từ ống dẫn 19 đi qua cửa nạp đã mở để vao khoang B của xi lanh lực. Nhờ áp lực
của khí nén piston 6 dịch chuyển sang phải, đẩy càng mở 11 tiếp tục ép bạc mở 12 lên các
đòn mở để tách đĩa ép ra khỏi đĩa ma sát và ly hợp đƣợc mở.
Khi thôi tác dụng lực lên bàn đạp, dƣới tác dụng của lò xo ép càng mở 11 bị đẩy trở
lại làm piston 9 dịch chuyển sang trái. Do không tác dụng lực lên bàn đạp nên áp suất dầu
trong khoang C giảm. Do đó piston 14, cốc 15 và cụm van nạp/xả cùng dịch chuyển sang
phải. Khi van nạp 18 đã đóng cửa nạp thì cụm van nạp/ xả dừng, còn cốc 15 và piston 14
tiếp tục dịch chuyển sang phải làm cửa xả mởi, khí nén từ khoang B của xi lanh lực qua cửa
xả thoát ra ngoài kết thúc quá trình mở ly hợp.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 38
6. Ly hợp thủy lực
6.1. Cấu tạo
Các bộ phận chính của ly hợp thủy lực là: Bơm, tuabin đặt đối diện nhau, bên trong
bơm và tua bin đều có cánh dẫn hƣớng chất lỏng. Bơm cùng vỏ của ly hợp thủy lực tạo
thành một khối cứng, moay ơ của khối này lắp chặt trên đầu trục khuỷu 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 ra ngoài.
Hình 3.13. Cấu tạo chung của ly hợp thủy lực
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 39
6.2. Nguyên lý hoạt động
Khác với ly hợp ma sát là loại hoạt động theo nguyên tắc ma sát khô, ly hợp thủy lực
đƣợc truyền moment bằng chất lỏng.
Khi động cơ làm việc đĩa bơm quay, do lực ly tâm, chất lỏng chuyển động từ tâm với
vận tốc tuyệt đối V1 theo các cánh ra ngoài rìa với tốc độ tuyệt đối V2 ( V2 >V1) bắn vào
cánh tua bin, buộc đĩa này phải quay theo, chất lỏng tiếp tục di chuyển từ đĩa vào tâm đĩa
tuabin và sang đĩa bơm, chu kỳ tuần hoàn đƣợc lặp lại.
Hình 3.14. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của ly hợp thủy lực
6.3. Ƣu và nhƣợc điểm của ly hợp thủy lực
- Ƣu điểm: Kết cấu đơn giản, các chi tiết ít bị hao mòn, khi hoạt động êm dịu, không ồn
và không giật khi thay đổi tốc độ xe.
- Nhƣợc điểm: Có hiện tƣợng trƣợt trong ly hợp, hiệu suất truyền lực thấp nên xe chạy
tốn nhiều nhiên liệu;ngoài ra nếu không có cơ cấu gài đặc biệt thì không thể dùng biện pháo
đóng ly hợp gài số, đẩy xe hoặc nhả phanh cho xe lăn xuống dốc khi khởi động động cơ nhƣ
trƣờng hợp ly hợp ma sát.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 40
CHƢƠNG 4. HỘP SỐ
1. Công dụng, phân loại và yêu cầu
1.1. Công dụng
- Thay đổi lực kéo ở bánh xe chủ động của ô tô cho phù hợp với điều kiện cản của
mặt đƣờng.
- Thay đổi chiều chuyển động của ô tô (tiến hoặc lùi)
- Cho xe dừng lại tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc cắt bộ ly hợp (vị trí số 0)
- Dẫn động lực ra ngoài cho các bộ phận công tác đối với xe chuyên dùng.
1.2. Phân loại
- Theo bánh răng
- Theo cơ cấu đổi số
- Theo phƣơng pháp điều khiển
Hiện nay, trên ô tô thƣờng sử dụng 2 loại hộp số sau:
- Hộp số cơ khí: bao gồm nhiều cấp: 3,4,5 cấp
- Hộp số tự động
1.3. 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 xe chủ động và đảm bảo tính kinh tế của ô tô.
- 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 gang, chắc chắn, dễ điều khiển, bảo dƣỡng hoặc kiểm tra khi hƣ hỏng.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 41
2. Truyền động bánh răng
2.1. Truyền động bánh răng
Để truyền chuyển động và làm thay đổi moment xoắn từ trục khuỷu động cơ đến các
bánh xe chủ động, thông thƣờng trên ô tô đƣợc truyền qua các bánh răng hộp số, đƣợc gọi là
truyền động bánh răng.
Hình 4.1. Kết cấu truyền động bánh răng
2.2. Tỷ số truyền trong truyền động bánh răng
2.2.1. Khái niệm về tỷ số truyền
Tốc độ quay của hai bánh răng khớp với nhau, tùy thuộc vào số răng hay đƣờng kính
của mỗi bánh răng đó. Ví dụ bánh răng A dẫn động bánh răng B cùng đƣờng 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 tỷ số truyền động 2:1
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 42
2.2.2. Công thức 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.
i= nCD/nBD=NBD/NCD=DBD/DCD
Trong đó: n: Số vòng quay bánh răng
N: Số răng của bánh răng
D: Đƣờng kính bánh răng
Nếu:
i<1: Tỷ số truyền tăng
i=1: Tỷ số truyền thẳng
i>1: Tỷ số truyền giảm
3. Cấu tạo của hộp số chính thông dụng
3.1. Hộp số 3 tiến 1 lùi, loại 2 trục
3.1.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 43
Hình 4.2. Sơ đồ kết cấu của hộp số 3 tiến, 1 lùi loại 2 trục
- Vị trí tay số 1:
Lúc này bánh răng số 4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh
răng số 1 trên trục sơ cấp. Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
Trục sơ cấp Bánh răng số 1Bánh răng số 4Trục thứ cấp
- Vị trí tay số 2:
Lúc này bánh răng 5 trên trục thứ cấp sẽ dịch chuyển qua ăn khớp với bánh
răng số 2 trên trục sơ cấp. Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
Trục sơ cấp Bánh răng số 2Bánh răng số 5Trục thứ cấp
- Vị trí tay số 3:
Lúc này bánh răng 6 trên trục thứ cấp sẽ dịch chuyển qua ăn khớp với bánh
răng số 3 trên trục sơ cấp. Đƣờng truyền moment nhƣ sau: Trục sơ cấpBánh răng số
3Bánh răng số 6Trục thứ cấp
- Vị trí tay số lùi:
Lúc này bánh răng số 4 trên trục thứ cấp sẽ dịch 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 làm cho trục thứ cấp quay ngƣợc với chiều quay ban đầu.
Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
Trục sơ cấpBánh răng số 7Bánh răng số 8Bánh răng số 4Trục thứ
cấp.
3.1.2. Những điều cần lưu ý
- Hộp số này bao gồm 3 trục: trục sơ cấp, thứ cấp và trục số lùi. Không có trục trung
gian.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 44
- Bánh răng số 7 và 8 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 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.
3.2. Hộp số ô tô 3 số tiến, 1 số lùi, loại 3 trục
3.2.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý của hộp số 3 tiến, 1 lùi loại 3 trục
Do bánh răng số 1 và số 2 thƣờng xuyên ăn khớp với nhau nên trục sơ cấp chuyển
động sẽ làm 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:
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 45
Lúc này bánh răng số 4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh
răng số 3 trên trục trung gian. Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
Trục sơ cấpBánh răng số 1Bánh răng số 2Trục trung gianBánh răng
số 3Bánh răng số 4Trục thứ cấp
- Vị trí tay số 2
Lúc này bộ đồng tốc trên trục thứ cấp sẽ dịch chuyển qua ăn khớp với bánh
răng số 6 trên trục thứ cấp. Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
Trục sơ cấpBánh răng số 1Bánh răng số 2Trục trung gianBánh răng
số 5Bánh răng số 6Bộ đồng tốcTrục thứ cấp
- Vị trí tay số 3:
Lúc này bộ đồng tốc trên trục thứ cấp sẽ dịch chuyển qua ăn khớp với bánh
răng số 1 trên trục sơ cấp. Đƣờng truyền moment nhƣ sau: Trục sơ cấpBánh răng số
1Bộ đồng tốcTrục thứ cấp. Đây chính là tay số truyền thẳng có tỷ số truyền bằng 1.
- Vị trí tay số lùi
Lúc này bánh răng số 4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua 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 theo ngƣợc chiều với chiều quay ban
đầu. Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
Trục sơ cấpBánh răng số 1Bánh răng số 2Trục trung gianBánh răng
số 7Bánh răng số 8Bánh răng số 4Trục thứ cấp
3.2.2. Những điều cần lưu ý
Hộp số này gồm 4 trục: trục sơ cấp, thứ cấp, trục trung gian và trục số lùi.
Các bánh răng 1,2,5,6,7,8 luôn ăn khớp với nhau
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 46
Bánh răng 3,4,7,8 là răng thẳng và bánh răng 1,2,5,6 là răng nghiêng
Loại này đƣợc sử dụng nhiều trên các ô tô
3.3. Hộp số 4 số tiến, 1 số lùi, 3 trục
3.3.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Hình 4.4. Sơ đồ nguyên lý hộp số 4 tiến, 1 lùi loại 3 trục
Do bánh răng số 1 và số 2 thƣờng xuyên ăn khớp với nahu nên khi trục sơ cấp chuyển
động sẽ làm cho trục trung gian quay theo, các bánh răng số 6,8 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 số 4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với bánh
răng số 3 trên trục trung gian. Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
-Trục sơ cấpBánh răng số 1Bánh răng số 2Trục trung gianBánh răng
số 3Bánh răng số 4Trục thứ cấp
- Vị trí tay số 2:
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 47
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. Đƣờng truyền moment nhƣ sau: Trục sơ cấpBánh
răng số 1Bánh răng số 2Bánh răng số 2Trục trung gianBánh răng số 5Bánh răng
số 6Bộ đồng tốcTrục 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. Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
Trục sơ cấpBánh răng số 1Bánh răng số 2Trục trung gianBánh răng
số 7Bánh răng số 8Bộ đồng tốcTrục thứ cấp.
- Vị trí tay số 4:
Lúc này bộ đồng tốc của số 3-4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua ăn khớp với
bánh răng số 1 trên sơ cấp. Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
Trục sơ cấpBánh răng số 1Bộ đồng tốcTrục 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 ngƣợc với chiều quay ban đầu.
Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
Bánh răng số 1Bánh răng số 2Trục trung gianBánh răng số 9Bánh
răng số 10Bánh răng số 4Trục thứ cấp
3.3.2. Những điều cần chú ý
- Hộp số bao gồm 4 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 ăn khớp với nhau.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 48
- Bánh răng 3,4,9,10 là răng thẳng và bánh răng 1,2,5,6,7,8 là bánh răng nghiêng
- Loại này đƣợc sử dụng nhiều trên các ô tô
3.4. Hộp số ô tô 5 số tiến, 1 lùi loại 3 trục ( có tỷ số truyền tăng)
3.4.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Hình 4.5. Sơ đồ nguyên lý của hộp số 5 tiến, 1 lùi loại 3 trục
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 6,8, 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 dịch chuyển qua ăn khớp với bánh
răng số 3 trên trục trung gian. Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
Bánh răng số 1Bánh răng số 2Trục trung gianBánh răng số 3Bánh
răng số 4Trục thứ cấp
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 49
- 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. Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
Trục sơ cấpBánh răng số 1Bánh răng số 2Trục trung gianBánh răng
số 5Bánh răng số 6Bộ đồng tốcTrục thứ cấp
- Vị trí tay số 3:
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. Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
Trục sơ cấpBánh răng số 1Bộ đồng tốcTrục thứ cấp. Đây chính là tay
số truyền thẳng, có tỷ số truyền bằng 1.
- Vị trí tay số truyền 5:
Lúc này bộ đồng tốc của tay số 4-5 trên trục thứ cấp sẽ dịch chuyển qua ăn
khớp với bánh răng số 10 trên trục thứ cấp. Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
Trục thứ cấpBánh răng số 1Bánh răng số 2Trục trung gianBánh răng
số 9Bánh răng số 10Bộ đồng tốcTrục thứ cấp. Đây là tay số truyền nhanh có tỷ số
truyền nhỏ hơn 1.
- Vị trí tay số lùi
Lúc này bánh răng số 4 trên trục thứ cấp sẽ di chuyển qua phải ăn khớp với
bánh răng số 12 trên trục số lùi. Do bánh răng số 11 trên trục trung gian luôn ăn khớp với
bánh răng số 12 trên trục số lùi nên sẽ làm cho trục thứ cấp quay ngƣợc chiều quay ban đầu.
Đƣờng truyền moment nhƣ sau:
Trục sơ cấp Bánh răng số 1Bánh răng số 2Trục trung gianBánh răng
số 11Bánh răng số 12Bánh răng số 4Trục thứ cấp
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 50
3.4.2. Những điều cần lưu ý
- Hiện nay ở một số ô tô du lịch ( dùng 3 hoặc 4 cấp số) hay ở ô tô tải nhẹ ( dùng hộp
số 4 cấp) thì imax/imin =6.5 và tỷ số truyền thẳng bằng 1
- Đối với ô tô có tải trọng lớn dùng hộp số 5 cấp với imax/imin =7-8, khi đó tỷ số truyền
thẳng bằng 1 hoặc tay số truyền nhanh với i=0.75-0.8
4. Cấu tạo các chi tiết chính trong hộp số
4.1. Vỏ và nắp hộp số
Vỏ và nắp hộp số làm nhiệm vụ che kín, ngoài ra còn tác dụng lắp đặt các bộ phận
của hộp số và chứa dầu bôi trơn
4.2. Trục sơ cấp
Hình 4.6. Kết cấu trục sơ cấp hộp số
Trục sơ cấp đƣợc chế tạo bằng thép, đúc liền với bánh răng chủ động chính. Đầu
trƣớc của trục sơ cấp gắn với ly hợp, đầu sau của trục lắp vào lỗ thành phía trƣớc của vỏ hộp
số.
4.3. Trục trung gian
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 51
Hình 4.7. Kết cấu trục trung gian hộp số
Trục trung gian gồm các bánh răng có đƣờng 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 thƣờng xuyên ăn khớp với bánh răng trên trục sơ cấp.
4.4. Trục thứ cấp
Trục thứ cấp có các rãnh then hoa, đầu trƣớc trục lắp vào lỗ đầu sau của trục thứ cấp,
đầu sau 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 trục sơ cấp.
Hình 4.8. Kêt cấu trục thứ cấp hộp số
4.5. Trục số lùi
Trục số lùi đƣợc lắp chặt vào lỗ trên thành vỏ hộp số, bánh răng số lùi có thể quay
trên trục số lùi.
4.6. Cơ cấu sang số
Trong quá trình sang số, cần số phải thực hiện cùng một lúc hai động tác:
- Chọn bánh răng di động hay bộ đồng tốc cần thiết.
- Dịch đúng hƣớng 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 trƣợt (ống song
hành), gắp sang số, lò xo và bi định vị, chốt hãm và khóa an toàn số lùi.
Hình vẽ dƣới đây giới thiệu cơ cấu sang số lắp ráp trong nắp hộp số.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 52
Dọc theo nắp hộp số có khoan lỗ chƣa các ống trƣợt (6,7). Trên ống trƣợt gắn cố định
gắp sang số (9) và khớp gạt số (10). Đầu cuối cần số cắm vào khớp gạt số.
Muốn sang số, ta đẩy đầu trên cần số vào vị trí nhất định, đầu dƣới cần số sẽ dẫn
động ống trƣợt và gắp sang số cài bánh răng. Các ống trƣợt đƣợc giữ ở vị trí gài số hay vị trí
số 0 nhờ khóa định vị.
Hình 4.9. Cấu tạo của cơ cấu sang số
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 piston và lò xo làm cho ta phải
dùng một lực lớn hơn bình thƣờng để đẩy cần số khi muốn sang số lùi.
4.7. Bộ đồng tốc
4.7.1. Nhiệm vụ
- Bộ đồng tốc có nhiệm vụ dùng để đồng đều tốc độ của các bánh răng khi gài số,
tránh đƣợc va chạm các bánh răng khi gài số không xảy ra tiếng kêu và đảm bảo cho tài xế
gài số đƣợc nhẹ nhàng.
- Bộ đồng tốc thƣờng đƣợc đặt ở những tay số truyền cao vì những tay số này có tốc
độ góc của các cặp bánh răng chênh lệch nhau lớn.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 53
4.7.2. Cấu tạo
Hình 4.10. Kết cấu bộ đồng tốc
Cấu tạo của bộ giảm tốc gồm: Vòng răng 7 của ống trƣợt 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 trƣợt có lắp vòng đồng tốc 8, trên vòng này
cũng có ba rãnh khuyết. Vỏ điều khiển (ống nối) 6 lắp lồng vào ống trƣợt. Lò xo 5 và bi hãm
4 nằm trong lỗ khuyết của vỏ điều khiển để giữ cho bộ đồng tốc luôn luôn nằm ở vị trí trung
gian.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 54
Hình 4.11. Kết cấu bộ đồng tốc loại chốt hãm
4.7.3. Hoạt động
Khi chƣa 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 ở vị trí trung gian. Khi gài số, dƣới tác dụng của tay ngƣời 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 hƣớng 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 giữa hai
mặt côn sinh ra làm cho tốc độ quay của vỏ điều khiển 6 và bánh răng bằng nhau. Lúc đó
ngƣời 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 sẽ rất êm.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 55
CHƢƠNG 5. HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
1. Giới thiệu về hộp số tự động
Hình 5.1. Kết cấu hộp số tự động
Ở hộp số thƣờng, việc thay đổi tốc độ thông qua bàn đạp chân ga, nhƣng khi cần thay
đổi lực kéo cho xe (nhƣ leo dốc, kéo tải nặng,) thì nhất 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 ngƣời lái phải
nhận biết tải, tốc độ động cơ để việc chuyển số thích hợp.
Nhƣng ở hộp số tự động, việc nhận biết nhƣ 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.
2. Các bộ phận chính trong hộp số tự động
- Bộ biến mô (Torque Converter): Có nhiệm vụ truyền và khuếch đại moment từ động
cơ bằng cách sử dụng dầu hộp số làm môi trƣờng làm việc.
- Bộ truyền bánh răng hành tinh: Gồm một hay nhiều bộ bánh răng hành tinh, việc
thay đổi tỷ số truyền nhờ vào hoạt động của các cụm chi tiết nhƣ: ly hợp, phanh đai, phanh
đĩa, ly hợp một chiều
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 56
2.1. Bộ biến mô
2.1.1. Đặc điểm kết cấu
Hình 5.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bộ biến mô
Về cấu tạo, biến mô bao gồm: cánh bơm, roto tuabin, khớp một chiều và ly hợp khóa
biến mô.
- Cánh bơm
Cánh bơm đƣợc gắn liền với vỏ biến mô, có rất nhiều cánh có biên dạng con
đƣợc bố trí theo đƣờng kính ở bên trong. Vành dẫn hƣớng đƣợc bố trí trên cạnh trong của
cánh bơm để dẫn hƣớng dòng chảy của dầu. Vỏ biến mô đƣợc nối với trục khuỷu của động
cơ qua tấm dẫn động.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 57
Hình 5.3. Đặc điểm cấu tạo của bánh bơm
- Roto tuabin
Cũng nhƣ bánh bơm, tuabin có rất nhiều cánh dẫn đƣợc bố trí bên trong roto
tuabin. Hƣớng cong của cánh dẫn này ngƣợc chiều với cánh dẫn trên bánh bơm, roto tuabin
đƣợc lắp với trục sơ cấp của hộp số. Cấu tạo của roto tuabin đƣợc chỉ ra hình dƣới
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 58
Hình 5.4. Đặc điểm cấu tạo của tuabin biến mô
- Stator và khớp một chiều
Stator đƣợc đặt giữa cánh bơm và roto tuabin. Nó đƣợc lắp trên trục stator,
trục này lắp cố định vào vỏ hộp số qua khớp một chiều. Các cánh dẫn của stator nhận dòng
dầu khi nó đi ra khỏi rotor tuabin và hƣớng cho nó đập vào mặt sau của cánh dẫn trên cánh
bơm làm cho cánh bơm đƣợc cƣờng hóa
Hình 5.5. Đặc điểm cấu tạo của stator và khớp một chiều
Khớp một chiều cho phép stator quay cùng chiều với trục khuỷu động cơ. Tuy
nhiên nếu stator có xu hƣớng quay theo chiều ngƣợc lại, khớp một chiều sẽ khóa stator lại và
không cho nó quay. Do vậy stator quay hay bị khóa phụ thuộc vào hƣớng của dòng dầu đập
vào các cánh dẫn của nó. Sơ đồ cấu tạo của stator và khớp một chiều đƣợc thể hiện ở hình
trên.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 59
2.1.2. Nguyên lý làm việc
a. Nguyên lý truyền công suất
Hình 5.6. Sơ đồ nguyên lý truyền công suất trong biến mô
Khi cánh bơm đƣợc dẫn động quay từ trục khuỷu động cơ, dầu trong cánh bơm
sẽ quay cùng với cánh bơm. Khi tốc độ của cánh bơm tăng lên, lực ly tâm làm cho dầu bắt
đầu văng ra và chảy từ trong ra phía ngoài dọc theo các bề mặt của của cánh dẫn. Khi tốc độ
của cánh bơm tăng lên nữa, dầu sẽ bị đẩy ta khỏi cánh bơm và đập vào các cánh dẫn của roto
tuabin làm cho roto quay cùng một hƣớng với cánh bơm. Sau khi dầu giảm năng lƣợng do
va đập vào các cánh dẫn của roto tua bin, nó tiếp tục chảy dọc theo máng cánh dẫn của roto
tuabin từ ngoài vào trong để lại chảy ngƣợc về bánh bơm và một chu kỳ mới lại bắt đầu.
b. Nguyên lý khuếch đại moment
Việc khuếch đại moment bằng biến mô đƣợc thực hiện bằng cách trong cấu tạo
của biến mô, ngoài cánh bơm và rotor tuabin còn có stator
Với cấu tạo và cách bố trí các bánh công tác nhƣ vậy thì dòng dầu thủy lực sau
khi ra khỏi rotor tuabin sẽ qua các cánh dẫn của stator. Do góc nghiêng của cánh dẫn stator
đƣợc bố trí sao cho dòng dầu ra khỏi cánh dẫn stator sẽ có hƣớng trùng với hƣớng quay của
cánh bơm. Vì vậy cánh bơm không những chỉ truyền moment từ động cơ mà nó còn đƣợc bổ
sung một lƣợng moment của chất lỏng từ stator tác dụng vào. Điều đó có nghĩa là cánh bơm
đƣợc cƣờng hóa và sẽ khuếch đại moment đầu vào để truyền đến rotor tuabin.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 60
Hình 5.7. Sơ đồ nguyên lý khuếch đại moment của biến mô
2.1.3. Chức năng của khớp một chiều
Khi tốc độ quay của bánh bơm và roto tuabin có sự chênh lệch tƣơng đối lớn (tốc độ
cánh bơm lớn hơn tốc độ roto tuabin) thì dòng dầu sau khi ra khỏi roto tuabin vào cánh dẫn
của stator sẽ tác dụng lên stator một moment có xu hƣớng làm stator quay theo hƣớng ngƣợc
với cánh bơm.
Để tạo ra hƣớng dòng dầu sau khi ra khỏi cánh dẫn của stator tác dụng lên cánh dẫn
của bánh bơm...y có ƣu điểm cơ bản là có thể có tỷ số truyền thay đổi.
Cơ cấu lái loại này đƣợc dùng ở hệ thống lái không có cƣờng hóa, chủ yếu đối với ô
tô tải và khách.
3.1.4. Loại liên hợp
Thƣờng dùng nhất là loại trục vít-ecu-thanh răng-cung răng
Sự nối tiếp giữa trục và error đên dãy bi nằm theo rãnh của trục vít.
Loại này thƣờng đƣợc sử dụng của ô tô đơi mới.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 154
Hình 11.6. Kết cấu cơ cấu lái loại liên hợp
3.2. Dẫn động lái
Dẫn đông lái bao gồm hệ thống đòn để truyền lực từ cơ cấu lái đến quay bánh xe
CFD. Đồng thời đảm bảo cho các bánh xe khi quay vòng với động lực học hoi đúng.
Bộ phận quan trọng nhất trong dẫn động lái là hình thang lái. Hình thang lái có
nhiệm vụ đảm bảo động học bánh dẫn hƣớng làm cho bánh xe khỏi trƣợt lê khi lái, do đó bớt
hao mòn.
3.3. Trợ lực lái
3.3.1. Khái quát chung
Do nhu cầu tải trọng và vận chuyển, ô tô ngày nay đƣợc chế tạo ngày càng lớn, công
suất động cơ ngày càng cao, nhiều ô dùng bánh xe có hông lốp rộng hơn. Với những thay
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 155
tính năng này của ô tô, hệ thống lái cơ khí thông thƣờng bằng tay gặp phải rất nhiều bất lợi.
Để cải tiến, ngƣời ta thiết kế bộ trợ lực lái nhƣ hình dƣới. Bộ trợ lực lái này cung cấp một
lực đẩy phụ để xoay vành lái điều khiển hai bánh xe dẫn hƣớng.
Thông thƣờng ô tô không có hệ thống lái tiếp sức hoàn toàn nhƣng có bộ trợ lực lái. Ô
tô trang bị bộ trợ lực, nếu gặp phải tình huống hệ thống lái trợ lực bị hỏng, hoặc động cơ
chết máy, vẫn có thể điều khiển lái xe bình thƣờng. Bộ trợ lực lái đƣợc tác động do khí nén,
điện hay thủy lực. Ngày nay bộ trợ lực lái đƣợc trang bị cho nhiều ô tô du lịch và tất cả ô tô
tải.
Về mặt kết cấu của hệ thống lái cơ khí bình thƣờng, nghĩa là vẫn có cơ cấu lái, cơ cấu
dẫn động lái, vành lái và cột lái, điều khác biệt là có thêm bơm thủy lực và xi lanh lực. Khi
tác động một lực xoay vành tay lái khoảng 0.68-3.17 kg, van dầu sẽ mở, bơm thủy lực đẩy
dầu vào xi lanh lực tạo công suất bẻ lái các bánh xe trƣớc. Khi động cơ hoạt động, bơm thủy
lực bơm liên tục để tạo sức đẩy này. Có hai kiểu hệ thống trợ lực thủy lực phổ biến đƣợc
trang bị cho ô tô.
+ Loại cùng khối: trong loại này, piston và xi lanh lực đƣợc đặt trực tiếp cùng khối
với cơ cấu lái tại cột lái.
+ Loại cần đẩy: Trong loai xi lanh này và piston lực đƣợc lắp ráp bên sƣờn xe.
Bộ trợ lực lái cùng khối đƣợc dùng rộng rãi. Bộ trợ lực lái cần đẩy đƣợc dùng nhiều
cho ô tô tải.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 156
Hình 11.7. Sơ đồ nguyên lý của trợ lực lái loại cùng khối
3.3.2. Bơm thủy lực
Trong lúc xe lăn bánh, bơm thủy lực hoạt động liên tục để cung cấp áp suất cao cho cơ
cấu lái. Bơm đƣợc dẫn động thông qua dây cuaroa và puly đai trục khuỷu. Hình dƣới trình
bày kết cấu của một bơm thủy lực loại cánh van. Các cánh van trƣợt vào và ra trong roto và
luôn luôn tiếp xúc với vách bơm dạng ovan. Khi roto quay, các cánh van bung ra trong
khoang lơn và thu vào trong khoang hẹp giữa roto và vách bơm, tạo sức hút, đẩy dầu thủy
lực. Trong bơm có trang bị van điều áp để giới hạn áp suất tối đa của bơm khoảng 750Psi
(52.5 kg/cm
2
)
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 157
Hình 11.8. Sơ đồ nguyên lý của bơm thủy lực
3.3.3. Bộ trợ lực thủy lực cùng khối
Piston-thanh răng 2 của xi lanh thủy lực 1 khớp răng với bánh răng rẽ quạt kép 4.
Đầu răng thứ hai của 4 khớp với phần răng của đai ôc bi hồi chuyển 5 trên trục vít 6. Trục
của bánh răng rẽ quạt kép 4 điều khiển đòn quay đứng. Van trƣợt 3 cùng khối với trụ lái và
trục vít 6 đƣợc lắp ráp trong vỏ 7 có công dụng đóng mở các mạch dầu 1’, 2’, 3’, 4’ và 5’.
Mặt trƣớc và sau của piston 2 liên lạc với bơm thủy lực 8 và bình chứa dầu 9 qua van trƣợt
3.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 158
Hình 11.9. Đặc điểm kết cấu của cụm trợ lực thủy lực cùng khối
Do đặc tính liên kết giữa trục vít 6 và đai ốc bị hồi chuyển 5, nên ta xoay vành tay lái,
một lực cản nhẹ ban đầu sẽ tạo ra lực đẩy dọc tác động lên trụ lái. Chính lực đẩy dọc này
làm cho van 3 dịch chuyển theo chiều dọc một khoảng nhỏ. Hƣớng dịch chuyển của van 3
tùy thuộc vào chiều xoay vành tay lái và sẽ đóng hoặc mở các mạch dầu, nhờ vậy, mặt trƣớc
hay mặt sau của piston lực 2 liên lạc đƣợc với bơm thủy lực và bình chứa dầu.
Khi xoay vành tay lái sang trái, van trƣợt 3 sẽ dịch qua phải đóng mạch dầu 5’ và
mạch dầu 2’ cách ly khỏi bơm thủy lực. Lúc này mặt trƣớc của piston lực 1 liên lạc với bơm
thủy lực qua mạch dầu 4’ mặt sau của nó liên lạc với bình chứa dầu qua mạch 2’ và 1’. Vì
vậy piston lực đƣợc áp suất đẩy qua phải điều khiển cho xe rẽ trái.
Khi hai bánh xe dẫn hƣớng đã đạt đƣợc góc độ rẽ hƣớng cần thiết, vành tay lái ngƣng
xoay, lực cản nhẹ ban đầu không còn, lực đẩy dọc trụ lái cũng triệt tiêu. Lúc này các chốt và
lò xo 1 đƣa van trƣợt 3 về trung hòa hay vị trí hƣớng thẳng. Ở vị trí này của van, tất cả các
mạch 1’, 2’ 3’, 4’, 5’ đều mở. Áp suất thủy lực tác động đều lên hai mặt piston lực, giữ nó
đứng tại chỗ duy trì góc rẽ hƣớng cần thiết có sẵn của hai bánh xe dẫn hƣớng. Nhờ vậy góc
dẫn hƣớng của hai bánh trƣớc không tự tăng quá ý muốn của ngƣời lái xe.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 159
Lúc xoay vành tay lái sang phải, van 3 sẽ dịch qua trái đóng mở các mạch dầu điều
khiển cho bơm thủy lực tác động vào mặt sau của piston lực qua mạch 3’ và mạch 2’. Số dầu
phía trƣớc piston lực sẽ theo mạch 4’, 5’ trở lại thùng chứa.
Sau khi xe qua khúc cua, ngƣời lái buông hẳn mạch 5’ trở lại buồng chứa. Đồng thời
hai bánh xe trƣớc tự trả về vị trí thẳng hƣớng ban đầu, van 3 mở thông tất cả 5 mạch, dầu hồi
về thùng chứa.
Khi xe chạy thẳng, cả hai mặt piston đều có tác động lực do áp suất của dầu thủy lực,
lúc này bơm thủy lực hoạt động không tải nên bớt tiêu tốn công suất của động cơ.
Hình 11.10. Lƣu thông mach dầu khi xe rẽ trái
3.3.4. Bộ trợ lực lái loại cần đẩy
Trong hệ thống này, một xi lanh lực 4 và một van phân phối 3 đƣợc dùng để tạo
ra lực tác động hai bánh xe trƣớc khi xoay vành tay lái. Hệ thống này dùng cơ cấu lái thông
thƣờng để điều khiển đòn quay đứng đóng mở van phân phối. Một đầu của xi lanh lực đƣợc
gắn vào khung xe qua đầu ngoài của piston lực. Đầu kia của xi lanh lực đƣợc gắn với relay
rod. Đầu còn lại của relay rod tích hợp với van phân phối và cơ cấu dẫn động lái. Van phân
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 160
phối và xi lanh lực liên lạc với nhau nhờ các ống dẫn dầu cao áp. Đầu cuối của đòn quay
đứng có dạng hình cầu ráp khớp vào lỗ hình cầu của van phân phối điều khiển van này.
Hình 11.11. Kết cấu của trợ lực lái loại cần đẩy
Khi xoay vành tay lái sang trái hay qua phải, đòn quay đứng sẽ tác động van phân
phối. Van sẽ điều khiển phân phối áp suất thủy lực vào mặt này hay mặt kia của piston trong
xi lanh lực. Việc điều khiển bánh xe dẫn hƣớng cũng nhƣ nguyên lý kết cấu và hoạt động
của van phƣơng pháp loại này hoàn toàn giống nhƣ trợ lực lái thủy lực loại cùng khối.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 161
Hình 11.12. Bộ trợ lực lái loại cần đẩy khi xe rẽ phải
Hình 11.13. Bộ trợ lực lái loại cần đẩy khi xe rẽ trái
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 162
3.3.5. Bộ trợ lực lái bằng khí nén
Hình 11.14. Sơ đồ hệ thống trợ lực lái bằng khí nén
4. Hệ thống lái điện tử
4.1. Giới thiệu về hệ thống lái điện tử
Trợ lực lái cải tiến sử dụng một ECU trợ lực lái để điều khiển lực quay vô lắn cần
thiết phù hợp với tốc độ xe, tạo lực lái nhỏ khi tốc độ xe thấp và tạo lực lái lớn khi tốc độ xe
tăng để đạt đƣợc cảm giác lái tốt nhất. Có hai phƣơng pháp để thay đổi lực lái là: Hệ thống
trợ lực lái cải tiến với sự phân nhánh áp suất dầu tác dụng lên piston và hệ thống trợ lực lái
kiểu mới thay đổi moment xoắn của thanh xoắn trong van điều khiển.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 163
Hình 11.15. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống lái điện tử
4.2. Các bộ phận trong hệ thống lái điện tử
Hệ thống lái điện tử ngoài các bộ phận giống nhƣ hệ thống lái thƣờng còn có thêm các
bộ phận sau:
4.2.1. Cảm biến tốc độ
Đƣợc gắn bên trong đồng hồ đo tốc độ, nó bao gồm một công tắc đƣợc đóng ngắt liên
tục bởi chuyển động quay của dây đồng hô đo tốc độ. Các loại cảm biến tốc độ đang đƣợc sử
dụng:
a. Kiểu lƣỡi gà: Nam châm trên cáp đồng hồ tốc độ quay và từ trƣờng của nam châm
làm công tắc lƣỡi gà đóng và mở. Một đầu của công tắc lƣỡi gà đƣợc nối mass, đầu kia đƣợc
nối với ECU. Công tắc lƣỡi gà bật và tắt điện áp cung cấp tạo xung tƣơng ứng với sự hoạt
động bật-tắt của công tắc.
Bốn xung đƣợc sinh ra trong vòng mỗi vòng quay của dâu, tốc độ xe cao hơn thì sẽ
sinh ra nhiều xung hơn trong một đơn vị thời gian .
b. Kiểu tế bào quang điện: Một đĩa xẻ rãnh trên dây đồng hồ tốc độ quay và tế bào
quang điện bị bật-tắt do ánh sáng chiếu vào đến nó bị gián đoạn liên tục do sự che khuất của
đĩa xẻ rãnh. Khi điện áp cấp đến mạch này sẽ sinh ra xung tƣơng ứng với sự bật-tắt của tế
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 164
bào quang điện. 20 xung đƣợc sinh ra trong một vòng quay của đồng hồ tốc độ. Tốc độ xe
cao hơn thì sinh ra nhiều xung hơn.
4.2.2. ECU trợ lực lái
ECU này đƣợc dùng để điều khiển van điện. Nó gửi tín hiệu điều khiển tới van điện
phù hợp với các tín hiệu tốc độ của xe từ cảm biến tốc độ.
Các tín hiệu ra từ ECU thay đổi hệ số tác dụng của tín hiệu xung 250Hz theo tốc độ
xe, vì vậy sinh ra tín hiệu điện áp cƣờng độ trung bình thay đổi.
4.2.3. Van điện
Van điện đƣợc gắn trong cơ cấu lái, nó có tác dụng làm thay đổi kích thƣớc mạch
dầu nối hai phía xi lanh lực,
Ống của van bị kéo khi van bị kích thích bởi tín hiệu từ ECU trợ lực lái.
Hệ số tác động của tín hiệu thay đổi khi tốc độ xe thay đổi, làm thay đổi điện áp dẫn
đến thay đổi lực điện từ của cuộn dây theo tốc độ xe. Vì vậy, mức độ ống bị kéo và kích
thƣớc của cửa dầu thay đổi theo tốc độ xe.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 165
CHƢƠNG 12. HỆ THỐNG TREO
1. Công dụng, phân loại, yêu cầu
1.1. Công dụng
Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi giữa khung với hệ thống chuyển động. Nhiệm vụ chủ
yếu của hệ thống treo là giảm va đập sinh ra khi ô tô chuyển động thẳng, làm êm dịu khi qua
các mặt đƣờng gồ ghề không bằng phẳng.
1.2. Phân loại
1.2.1. Theo bộ phận hướng
- Hệ thống treo độc lập
- Hệ thống treo phụ thuộc
1.2.2. Theo phần tử đàn hồi
- Nhíp
- Lò xo
- Thanh xoắn
- Cao su
- Khí nén
- Thủy khí
1.3. Yêu cầu
- Có tần số dao động riêng của vỏ thích hợp, tần số dao động này đƣợc xác định bằng
độ võng tĩnh ft.
- Có độ võng động fđ đủ để cho không sinh ra va đập trên các trụ đỡ cao su.
- Có độ dập tắt dao động của vỏ và bánh xe thích hợp
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 166
- Khi quay vòng hoặc khi phanh thì vỏ ô tô không bị nghiêng
- Đảm bảo cho chiều rộng cơ sở và góc đặt các trục đứng của bánh dẫn hƣớng không
đổi.
- Đảm bảo sự tƣơng ứng giữa động học các bánh xe và động học của truyền động lái.
2. Phân tích các kết cấu của hệ thống treo
Ở ô tô sử dụng hệ thống treo độc lập và hệ thống treo phụ thuộc. Hệ thống treo phụ
thuộc đƣợc sử dụng nhiều ở ô tô tải, hành khách và một số ô tô du lich. Còn hệ thống treo
độc lập đƣợc sử dụng khá nhiều ở ô tô du lịch và một số ô tô tải.
Ƣu điểm của hệ thống treo phụ thuộc là đơn giản về mặt kết cấu, trong khi đó vẫn đảm
bảo đƣợc yêu cầu cần thiết của ô tô nhất đó là nhƣng ô tô tốc độ lớn. Khuyết điểm là tốn
nhiều thép và thời gian phục vụ ít.
Hình 12.1. Hệ thống treo độc lập
Hệ thống treo độc lập có ƣu điểm chủ yếu là tăng đƣợc khá nhiều tính êm dịu của ô tô
khi chuyển động ở các điều kiện đƣờng sá khác nhau, nhƣng còn nhƣợc điểm là kết cấu
phức tạp, vì thế nó đƣợc sử dụng nhiều trên ô tô tốc độ cao.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 167
Hình 12.2. Hệ thống treo phụ thuộc
2.1. Bộ phận hƣớng
2.1.1. Nhiệm vụ
Dùng để xác định động học và tính chất dịch chuyển của các bánh xe tƣơng đối với
khung hay vỏ ô tô và dùng để truyền lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh), lực ngang cũng nhƣ
các moment phản lực.
Ở hệ thống treo phụ thuộc, nhíp vừa làm nhiệm vụ bộ phận đàn hồi vừa làm nhiệm
vụ bộ phận hƣớng.
Ở hệ thống treo độc lập, bộ phận hƣớng đƣợc làm riêng lẻ. Yêu cầu là phải đảm bảo
vị trí bánh xe khi ô tô chuyển động thì sự dịch chuyển của bánh xe sẽ không làm thay đổi
chiều rộng và chiều dài cơ sở của ô tô.
2.1.2. Đặc điểm kết cấu
a. Hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi là nhíp
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 168
Hình 12.3. Bố trí hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi là nhíp
Hệ thống treo phụ thuộc phần tử đàn hồi là nhíp có thể đƣợc bố trí ở trục chủ động
hoặc trục bị động nhƣ hình trên.
Trong cả hai trƣờng hợp trên, nhíp vừa là phần tử đàn hồi đồng thời làm luôn bộ
phận hƣớng. Với chức năng bộ phận hƣớng, nhíp có thể truyền đƣợc lực dọc và lực ngang từ
bánh xe qua cầu xe lên khung. Ngoài ra nhíp còn có khả năng truyền moment từ bánh xe lên
khung, đó là moment kéo hoặc moment phanh.
Vì nhíp làm luôn bộ phận hƣớng nên ở các sơ đồ này chung ta không thấy các đòn
treo và các thanh giằng.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 169
Trong quá trình biến dạng, chiều dài của nhíp thay đổi nên hai tai nhíp bắt lên khung
hoặc dầm xe có một đầu cố định còn một đầu di động. Đối với nhíp sau thƣờng đầu cố định
ở phía trƣớc còn đầu di động nằm ở phía sau để phù hợp với khả năng chịu đƣợc lực đẩy và
lực kéo tác dụng lên bánh xe qua cầu xe lên nửa nhíp phía trƣớc có đầu cố định. Đối với
nhíp trƣớc đầu cố định ở phía trƣớc hay sau tùy theo vị trí đặt cơ cấu lái để phối hợp đúng
động học giữa hệ thống treo và hệ thống lái.
b. Hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi là lò xo trụ
Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi là lò xo trụ cũng có thể đƣợc bố trí ở trục
bị động hoặc ở cầu chủ động. Vì lò xo trụ chỉ có khả năng chịu lực theo phƣơng thẳng đứng
nên ngoài lò xo trụ phải bố trí các phần tử các bộ phận dẫn hƣớng.
Daàm
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 170
Hình 12.4. Bố trí hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi là lò xo trụ
Đối với kết cấu hình thứ nhất, hai đòn treo dọc cùng với thanh giằng ngang là các
phần tử của bộ phận dẫn hƣớng. Nó có nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang và các
moment từ bánh xe qua dầm cầu, qua các phần tử của bộ phận hƣớng lên khung ô tô
Đối với kết cấu ở hình thứ hai là loại bốn thanh giằng dọc và một thanh giằng ngang
làm các phần tử của bộ phận dẫn hƣớng. Các thanh giằng này đều có một đầu bắt với cầu xe
bằng khớp bản lề có cao su và một đầu còn lại bắt với khung cũng bằng các khớp bản lề có
cao su.
Ngoài các thanh giằng của bộ phận hƣớng nói trên còn bố trí thanh ổn định với mục
đích giảm sự biến dạng chênh lệch lớn giữa các phần tử đàn hồi hai bánh xe đảm bảo ổn
định cho thân ô tô.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 171
c. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn treo dọc
Hệ thống treo đòn dọc nghĩa là các thanh liên kết của phần tử dẫn hƣớng giữa bánh
xe với khung ô tô bằng đòn dọc. Các đòn dọc thƣờng đƣợc bố trí song song hai bên bánh xe.
Số lƣợng đòn dọc có thể là hai, ba hoặc bốn và có thể bố trí cả ở hệ thống treo phụ thuộc và
hệ thống treo độc lập.
Hình 12.5. Bố trí hệ thống treo độc lập, lò xo trụ, đòn treo dọc
Trên hình là sơ đồ và cấu tạo của hệ thống treo độc lập phần tử đàn hồi là lò xo với
đòn treo dọc. Loại lực này chỉ bố trí hai đòn treo dọc phía dƣới. Để các đòn treo có thể chịu
đƣợc lực dọc, lực ngang và moment thì các đòn treo này phải có cấu tạo sao cho độ cứng
vững lớn. Thƣờng thì đòn treo loại này có kết cấu dạng hộp với tiết diện ngang tƣơng đối
lớn. Một đầu đòn treo đƣợc cố định với moay ơ bánh xe, đầu còn lại đƣợc liên kết bản lề với
khung hoặc dầm ô tô. Khớp bản lề có chiều dài tƣơng đối lớn nhằm mục đích để các đòn dọc
có thể chịu đƣợc lực ngang hoặc moment theo các hƣớng khác nhau.
Vì lò xo có dạng hình trụ rỗng nên ngƣời ta tận dụng không gian bên trong lò xo bố
trí giảm chấn. Do những đặc điêm cấu tạo trên nên hệ thống đòn treo dọc có kết cấu nhỏ
gọn, trọng lƣợng phần không đƣợc treo nhỏ.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 172
d. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi là lò xo, hai đòn ngang
Hình 12.6. Bố trí hệ thống treo độc lập, lò xo trụ, hai đòn ngang
Cấu tạo dạng khung hình tam giác hoặc hình thang. Cấu tạo nhƣ vậy cho phép các
đòn ngang làm đƣợc chức năng của bộ phận hƣớng. Đầu trong của mỗi đòn ngang đƣợc liên
kết bản lề với khung hoặc dầm ô tô. Đầu còn lại đƣợc liên kết với đòn đứng bởi các khớp
cầu. Bánh xe đƣợc cố định với đòn đứng. Nếu là bánh xe dẫn hƣớng thì bánh xe cùng đòn
đứng có thể quay xung quanh một trụ để quay bánh xe khi ô tô quay vòng.
Nếu chiều dài của đòn ngang trên và đòn ngang dƣới bằng nhau thì hai đòn ngang
nhƣ hai cạnh của một hình bình hành. Do đó khi bánh xe dao động lên xuống thì bánh xe
còn bị trƣợt ngang do khoảng cách giữa hai bánh xe thay đổi, điều này sẽ làm lốp chóng
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 173
mòn. Vì vậy để khắc phụ nhƣợc điểm này thì ngƣời ta thƣờng bố trí đòn ngang trên có kích
thƣớc ngắn hơn đòn ngang dƣới và khi đó hai đòn ngang nhƣ hai cạnh của một hình thang
vuông. Nhờ bố trí nhƣ vậy mà khi bánh xe dao động lên xuống thì khoảng cách giữa hai
bánh xe thay đổi không đáng kể, hạn chế mài mòn lốp bánh xe.
Đòn treo trên có dạng hình tam giác hai đầu phía trong đƣợc liên kết bản lề hoặc
khớp cầu với khung hoặc dầm ô tô. Đầu ngoài đƣợc liên kết bằng khớp cầu với đòn quay
đứng trên đó lắp bánh dẫn hƣớng. Đòn dƣới dạng thanh đơn có một đầu liên kết bản lề hoặc
khớp cầu với khung hoặc dầm ô tô, đầu còn lại liên kết với trụ xoay đứng. Để tăng cƣờng
khả năng truyền lực dọc, lực ngang và moment trong bộ phận hƣớng còn bố trí thêm thanh
giằng. Thực chất thanh giằng cùng với đòn treo dƣới cũng hợp thành một hình tam giác.
Phần tử đàn hồi là lò xo trụ bố trí kết hợp với giảm chấn ống thủy lự có đầu trên
liên kết với gối tựa trên khung hoặc vỏ ô tô, đầu dƣới liên kết bản lề hoặc khớp cầu với đòn
treo dƣới. Một thanh ổn định ngang hai đầu liên kết với hai giá bánh xe và đƣợc giữ trên
khung hoặc dầm ô tô bằng hai khớp bản lề. Thanh ổn định có tác dụng hạn chế biến dạng
quá mức của một bên bánh xe nhằm giữ cho thân ô tô đƣợc ổn định.
e. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo loại Macpherson
Nếu kích thƣớc đòn trên của hệ thống treo độc lập hai đòn ngang giảm về 0 thì ta
có hệ thống treo độc lập loại Macpherson.
Cấu tạo cụ thể của hệ thống treo Macpherson đƣợc mô tả hình dƣới
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 174
Hình 12.7. Hệ thống treo độc lập loại Macpherson
Cấu tạo của hệ thống treo loại Macpherson bao gồm một đòn treo dƣới 3. Đầu
trong của đòn treo dƣới đƣợc liên kết bản lề với khung hoặc dầm ô tô, đầu ngoài liên kết với
thanh xoay đứng đồng thời là vỏ của giảm chấn ống thủy lực. Đầu trên của giảm chấn ống
thủy lực đƣợc liên kết với gối tựa trên khung hoặc vỏ ô tô. Phần tử đàn hồi lò xo 4 đƣợc đặt
một đầu tì vào tấm chặn trên vỏ giảm chấn còn một đầu tì vào gối tựa trên khung hoặc vỏ ô
tô. Trục bánh xe đƣợc lắp cố định với trụ xoay đứng (vỏ giảm chấn)
Trong kết cấu này, vì đòn treo dƣới chỉ gồm một thanh nên có bố trí thêm một
thanh giằng. Ngoài ra đây là bánh xe dẫn hƣớng nên trụ xoay đứng là vỏ giảm chấn có thể
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 175
quay quanh trụ của nó khi bánh xe quay vòng. Để tăng tính ổn định của phần thân vỏ ô tô
trong hệ thống treo này cũng bố trí một thanh ổn định.
f. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo trụ, đòn chéo
Hình 12.8. Hệ thống treo độc lập loại hai đòn chéo
Đây là hệ thống treo độc lập đƣợc thiết kế với mục đích tăng độ cứng vững để tăng
khả nang chịu lực ngang đồng thời giảm thiểu sự thay đổi của góc đặt bánh xe xảy ra do
bánh xe dao động trong phƣơng thẳng đứng. Do kết cấu đơn giản và chiếm ít không gian nên
thƣờng đƣợc sử dụng trên hệ thống treo sau của ô tô du lịch.
Cấu tạo chung của hệ thống treo đòn chéo đƣợc mô tả ở hình trên.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 176
Đòn treo dƣới của hệ thống treo loại này có vai trò nhƣ đòn treo ngang dƣới của hệ
thống treo Macpherson. Tuy nhiên kết cấu của đòn treo có dạng tấm với kích thƣớc khá lớn;
mặc khác đầu trong của đòn treo đƣợc liên kết với khung hoặc dầm ô tô bằng hai khớp bản
lề khoảng cách xa nhau nhằm tăng khả năng chịu lực. Đòn treo dƣới không song song với
trục dọc của ô tô nhƣ ở loại đòn treo dọc và cũng không vuông góc với trục dọc ô tô nhƣ ở
đòn treo ngang mà bố trí ở vị trí trung gian giữa hai phƣơng án này tạo với trục dọc của ô tô
một góc nào đó, vì vậy gọi là đòn chéo.
g. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi là thanh xoắn
Trong hệ thống treo với phần tử đàn hồi là thanh xoắn có ƣu điểm kết cấu, kích
thƣớc và trọng lƣợng của phần tử đàn hồi là nhỏ, không gian chiếm chỗ ít, bố trí thuận tiện.
Vì vậy loại hệ thống treo phần tử đàn hồi là thanh xoắn đƣợc sử dụng không những trên ô tô
du lịch mà còn ô tô tải.
Đối với hệ thống treo độc lập hai đòn ngang thì thanh xoắn thƣờng đƣợc bố trí dọc
theo thân ô tô. Một đầu thanh xoắn đƣợc ngàm cố định trên khung hoặc dầm, đầu còn lại
đƣợc liên kết cố định bằng then hoa với đầu trong của đòn treo trên hoặc đòn treo dƣới.
Nhƣ vậy khi chịu tải, thông qua các đòn treo, thanh xoắn sẽ chịu một moment xoắn
và biến dạng góc.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 177
Hình 12.9. Bố trí hệ thống treo độc lập, thanh xoắn
2.2. Bộ phận đàn hồi
2.2.1. Nhiệm vụ
Bộ phận đàn hồi dùng để truyền chủ yếu các lực theo phƣơng thẳng đứng và giảm tải
trọng khi ô tô chuyển động thẳng trên đƣờng không bằng phẳng và đảm bảo độ êm dịu cần
thiết. Bộ phận đàn hồi có thể là: nhíp, lò xo, thanh xoắn, cao su, thủy khí, liên hợp
2.2.2. Kết cấu
a. Nhíp
Nhíp đƣợc sử dụng khá nhiều ở ô tô tải, hành khách và du lịch với dầm cầu liền
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 178
Hình 12.10. Kết cấu nhíp lá
Kết cấu của nhíp bao gồm nhiều lá nhíp ghép lại. Các lá nhíp này đƣợc ghép lại
với nhau bằng bu lông trung tâm. Các lá nhíp có thể dịch chuyển tƣơng đối với nhau theo
chiều dọc. Do đó khi nhíp biến dạng sẽ sinh ra sự ma sát làm giảm các dao động khi ô tô
chuyển động.
Trong trƣờng hợp tải trọng tác dụng lên cầu có thể thay đổi đột ngột nhƣ ở cầu sau
của ô tô tải ngƣời ra bố trí nhíp đôi, gồm nhíp chính và nhíp phụ. Khi không chở hàng thì
nhíp chính làm việc, còn khi tải trọng thêm thì nhíp phụ làm việc. Sử dụng nhíp đôi sẽ làm
cho hệ thống treo có độ êm dịu tốt hơn.
Nhíp phụ có thể đặt trên hoặc dƣới nhíp chính tùy theo vị trí của cầu và khung,
kích thƣớc của nhíp và biến dạng yêu cầu của nhíp.
Khi bố trí nhíp dọc thì lá trên cùng của nhíp sẽ làm việc nặng hơn vì ngoài nhiệm
vụ đàn hồi còn truyền lực đẩy và phanh.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 179
Hình 12.11. Bố trí nhíp trên ô tô
b. Lò xo
Lò xo đƣợc dùng nhiều ở ô tô du lich với hệ thống treo độc lập. Lò xo trụ có ƣu điểm
là kết cấu đơn giản, kích thƣớc gọn gàng nhất là khi bố trí giảm chấn nằm lồng trong lò xo.
Hình 12.12. Kết cấu lò xo trụ
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 180
c. Thanh xoắn
Thanh xoắn đƣợc dùng ở một số ô tô du lịch kết cấu đơn giản nhƣng bố trí khó khắn
vì chiều dài khá lớn
Hình 12.13. Kết cấu thanh xoắn
d. Loại khí
Loại khí đƣợc sử dụng tốt ở các loại ô tô có trọng lƣợng đƣợc treo thay đổi khá
lớn nhƣ ô tô tải, ô tô khách, đoàn xe.
Bộ phận đàn hồi loại khí có cấu tạo theo kiểu hình cao su, trong đó có chứa khí
nén.
Hình 12.14. Kết cấu phần tử đàn hồi loại khí
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 181
e. Loại thủy khí
Bộ phận đàn hồi thủy khí có sự kết hợp giữa chất lỏng và chất khí, vì ở đây áp suất
của khí đƣợc truyền qua chất lỏng sẽ tiến hành dập tắt dao động. Vì thế bộ phận đàn hồi thủy
khí sẽ làm luôn nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn
Hình 12.15. Kết cấu phần tử đàn hồi loại thủy khí
2.3. Bộ phận giảm chấn
2.3.1. Nhiệm vụ
Cùng với sự ma sát của hệ thống treo (gồm ma sát giữa các lá nhíp và các khớp nối)
sẽ sinh ra lực cản của ô tô và chuyển cơ năng của dao động thành nhiệt năng.
Bộ giảm chấn có hai loại thông dụng: loại đòn và loại ống
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 182
2.3.2. Bộ giảm chấn đòn
Hình 12.16. Kết cấu giảm chấn đòn
Các đƣờng dầu rất nhỏ gây ra ma sát, do đó tạo nên hiện tƣợng giảm chấn
2.3.3. Giảm chấn ống
Hình 12.17. Kết cấu giảm chấn ống
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 183
Hình 12.18. Nguyên lý làm việc của giảm chấn ống
Nguyên lý làm việc của bộ phận giảm chấn dựa trên nguyên tắc chuyển dịch chất
lỏng từ buồng này sang buồng khác qua các van tiết lƣu nhỏ. Khi chất lỏng qua van tiết lƣu
đó sẽ sinh ra lực cản lớn của chất lỏng. Do đó dập tắt các dao động của ô tô khi chuyển
động.
3. Hệ thống treo điện tử
3.1. Giới thiệu chung về hệ thống treo điện tử (TEMS)
TEMS viết tắt của Toyota Electronically Modulated Suspension tức là hệ thống treo
điều khiển điện tử của Toyota.
Với hệ thống này, ngƣời lái có thể dùng công tắc để lựa chon một trong hai chế độ lực
giảm chấn của giảm chấn: bình thƣờng hay thể thao, mà ngƣời lái yêu thích. Lực giảm chấn
sau đó đƣợc tự động điều chỉnh đến một trong ba chế độ (mềm, tung bình, cứng) nhờ TEMS
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 184
ECU (bộ điều chỉnh điện tử) dựa trên chế độ đã lựa chọn và điều kiện lái xe. Nó làm tăng
tính êm dịu chuyển động và cải thiện tính ổn định lái.
3.2. Đặc điểm của hệ thống treo điện tử
3.2.1. Thay đổi chế độ giảm chấn
Hình 12.19. Các chế độ hoạt động của hệ thống treo điện tử
Ngƣời lái có thể lựa chọn chế độ bình thƣờng hay thể thao bằng công tắc lựa chọn chế
độ. Khi xe chạy ở chế độ bình thƣờng, do phải đảm bảo cho việc duy trì tính êm dịu chuyển
động, nên ECU đặt lực giảm chấn ở chế độ mềm. Ở chế độ thể thao, lực giảm chấn đƣợc đặt
ở chế độ trung bình.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 185
3.2.2. Điều khiển chống chúi đuôi xe
Hình 12.20. Điều khiển chống chúi đuôi xe
Nó hạn chế sự chúi đuôi của những xe có hộp số tự động khi khởi hành hoặc khi
tăng tốc đột ngột. Lúc này ECU đặt lực giảm chấn của giảm chấn ở chế độ cứng làm ổn định
chuyển động của xe.
3.2.3. Điều khiển chống nghiêng ngang
Hình 12.21. Điều khiển chống nghiêng ngang
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 186
Nó giới hạn độ nghiêng ngang của thân xe khi quay vòng hau đi lên đƣờng ngoằn
ngoèo. Lúc đó lực giảm chấn đƣợc đặt ở chế độ cứng. Vì vậy cải thiện đƣợc tính ổn định khi
điều khiển.
3.2.4. Chống chúi mũi
Hình 12.22. Điều khiển chống chúi mũi
Nó hạn chế mũi xe chùi xuống khi phanh. Do đó lực giảm chấn đƣợc đặt ở chế độ
cứng, làm ổn định chuyển động của xe.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 187
3.2.5. Điều khiển ở tốc độ cao
Hình 12.23. Điều khiển xe chạy tốc độ cao
Khi xe chuyển động ở tốc độ cao, lực giảm chấn đƣợc đặt ở chế độ trung bình, cải
thiện khả năng điều khiển.
3.2.6. Chống chúi đuôi khi chuyển số
Hình 12.24. Điều khiển khi xe sang số
Nó hạn chế sự chúi đuôi của những xe có hộp số tự động khi khởi hành. Khi tay số
đƣợc chuyển đến vị trí khác từ N hay P, lực giảm chấn đƣợc đặt ở chế độ cứng.
Bài giảng Kết cấu ô tô
GV. ThS. Nguyễn Hoài- Khoa Cơ khí- Trƣờng Cao đẳng Công nghệ- Đại học Đà Nẵng Trang 188
3.3. Sơ đồ hệ thống treo điện tử
Hình 12.25. Sơ đồ bố trí hệ thống treo điện tử
Các file đính kèm theo tài liệu này:
bai_giang_ket_cau_o_to.pdf
