Giáo trình Hệ thống truyền lực trên ôtô

. . . . . . . 8 III. Các kí hiệu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 Chương II: Ly hợp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 I. Công dụng – Phân loại – Yêu cầu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 III. Các hư hỏng của ly hợp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23 IV. Kiểm tra trên xe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 V. Tháo, kiểm tra và lắp ly hợp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 Chương III: Hộp số thường. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 I. Công dụng – Phân loại – Yêu cầu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 IV. Hư hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 V. Phương pháp kiểm tra và sửa chữa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 VI. Tháo lắp hộp số. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54 Chương IV. Hộp số tự động. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 I. Công dụng – Phân loại – Yêu cầu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..59 II. Các bộ phận chính và chức năng cơ bản của chúng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 III. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số tự động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..62 IV. Hộp số tự động điều khiển bằng điện tử . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..90 V. Hư hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93 VI. Kiểm tra và sửa chữa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94 VII. Tháo lắp hộp số tự động. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Chương V: Trục các đăng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..102 I. Công dụng – Phân loại – Yêu cầu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103 III. Nguyên nhân – Hư hỏng – Kiểm tra và sửa chữa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 IV. Chương VI: Cầu chủ động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120 I. Công dụng – Phân loại – Yêu cầu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120 II. Cấu tạo của cầu chủ động. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 III. Nguyên nhân – Hư hỏng – Kiểm tra và sửa chữa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156 Chương VII: 4WD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180 I. Công dụng – Phân loại – Yêu cầu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180 II. Giới thiệu chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 III. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 IV. Chức năng của các hệ thống trong 4WD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187 V. Hư hỏng – Nguyên nhân – Cách khắc phục . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN Ô TÔ I. GIỚI THIỆU CHUNG Hình 1.1: Hệ thống truyền lực trên ô tô Hệ thống truyền lực hoàn chỉnh của một chiếc xe gồm có ly hợp, hộp số, trục các đăng, cầu chủ động (vi sai và bán trục) Công dụng của hệ thống truyền lực: - Truyền và biến đổi mô men xoắn từ động cơ đến bánh xe chủ động sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mô men cản sinh ra trong quá trình ô tô chuyển động. - Cắt dòng công suất trong thời gian ngắn hoặc dài. - Thực hiện đổi chiều chuyển động giúp ô tô chuyển động lùi. - Tạo khả năng chuyển động êm dịu và thay đổi tốc độ cần thiết trên đường. I.1. Ly hợp Ly hợp dùng để truyền hay không truyền công suất từ động cơ đến hệ thống truyền lực. Cắt truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực nhanh và dứt khoát trong những trường hợp cần thiết như khi chuyển số một cách êm dịu. Nó cũng cho phép động cơ hoạt động khi xe dừng và không cần chuyển hộp số về số trung gian. I.2. Hộp số Nhiệm vụ của hộp số là biến đổi mô men xoắn của động cơ truyền tới các bánh xe sao cho phù hợp với các chế độ tải.. Chắc chắn sự mất mát công suất ở hộp số là không tránh khỏi, vì thế công suất thực tế đưa đến các bánh xe luôn luôn nhỏ hơn công suất đưa ra của trục khuỷu động cơ (hiệu suất của hộp số). I.3. Trục các đăng Truyền động các đăng dùng để truyền mô men xoắn giữa các trục không thẳng hàng. Các trục này lệch nhau một góc α>0o và giá trị của α thường thay đổi. I.4. Cầu chủ động Cầu chủ động nhận công suất từ động cơ truyền tới để phân phối đến các bánh xe theo phương vuông góc. Cầu xe nâng đỡ các phần gắn lên nó như hệ thống treo, sắc xi. II. CÁC KIỂU BỐ TRÍ Hình 1.2a: FF Hình 1.2b: FR Hệ thống truyền động chủ yếu sử dụng là: - FF (Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động). - FR (Động cơ đặt trước – Bánh sau chủ động). Ngoài xe FF và FR còn có các loại xe 4WD (4 bánh chủ động), RR (động cơ đặt sau – cầu sau chủ động) hiện nay ít được sử dụng, và xe hybrid đang bắt đầu được phát triển. II.1. FF (Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động): Trên xe với động cơ đặt trước cầu trước chủ động. Động cơ, ly hợp, hộp số, cầu chủ động tạo nên một khối lượng đơn. Mô men động cơ không truyền xa đến bánh sau, mà đưa trực tiếp đến các bánh trước. Bánh trước dẫn động rất có lợi khi xe quay vòng và đường trơn. Sự ổn định hướng tuyệt với này tạo được cảm giác lái xe khi quay vòng. Do không có trục các đăng nên gầm xe thấp hơn giúp hạ được trọng tâm của xe, làm cho xe ổn định khi di chuyển. Hình 1.2: Xe FF với hộp số thường II.2. FR (Động cơ đặt trước – Bánh sau chủ động) Hình 1.4: Xe FR với hộp số thường Kiểu bố trí động cơ đặt trước – bánh sau chủ động làm cho động cơ được làm mát dễ dàng. Tuy nhiên, ở bên trong thân xe không được tiện nghi ở trung tâm do trục các đăng đi qua nó. Điều này là không tiện nghi nếu gầm xe ở mức quá thấp. Kiểu động cơ đặt ngoài buồng lái sẽ tạo điều kiện cho công việc sửa chữa, bảo dưỡng được thuận tiện hơn, nhiệt sinh ra và sự rung động ít ảnh hưởng đến người lái và hành khách. Nhưng hệ số sử dụng chiều dài xe sẽ giảm xuống, nghĩa là thể tích chứa hàng hóa và hành khách giảm xuống. Đồng thời tầm nhìn của tài xế bị hạn chế, ảnh hưởng đến độ an toàn chung. Ngược lại động cơ đặt trong buồng lái khắc phục được những nhược điểm nói trên. II.3. Kiểu 4 bánh chủ động (4WD – 4 wheel driver) Hình 1.5: Xe 4WD thường xuyên loại FR Các kiểu xe cần hoạt động ở tất cả các loại địa hình và điều kiện chuyển động khó khăn cần được trang bị với 4 bánh chủ động và dẫn động thông qua hộp số phụ. Các xe 4WD hiện nay được chia thành hai loại chính là 4WD thường xuyên và 4WD gián đoạn. Khác với xe 2WD, điểm đặc trưng của xe 4WD là có các bộ vi sai phía trước và phía sau. Mục đích là để triệt tiêu sự chệnh lệch của các bánh xe khi đi vào đường vòng. Đối với loại 4WD thường xuyên, người ta bố trí thêm một bộ vi sai trung tâm ở giữa bộ vi sai trước và bộ vi sai sau để triệt tiêu sự chênh lệch tốc độ quay của các bánh xe trước và sau. Có 3 bộ vi sai khác nhau làm cho xe chạy được êm do đảm bảo việc truyền công suất đều nhau đến cả bốn bánh xe, kể cả khi quay vòng. Đây là ưu điểm chủ yếu của loại 4WD thường xuyên, nó có thể sử dụng trên đường xá bình thường, đường gồ ghề hay đường có độ ma sát thấp. Tuy nhiên, để tránh cho bộ sai trung tâm phải liên tục làm việc, các lốp trước và sau phải có đường kính giống nhau, kể cả các bánh bên trái và bên phải. II.4. Kiểu truyền động xe hybrid Hybrid nghĩa là lai, ôtô hybrid là dòng ôtô sử dụng động cơ tổ hợp. Động cơ hybrid là sự kết hợp giữa động cơ đốt trong thông thường với một động cơ điện dùng năng lượng ắc quy. Bộ điều khiển điện tử sẽ quyết định khi nào thì dùng động cơ điện, khi nào thì dùng động cơ đốt trong, khi nào dùng vận hành đồng bộ và khi nào nạp điện vào ắc quy để sử dụng về sau. Ưu điểm lớn nhất của xe hybrid là giảm ô nhiễm môi trường, một vấn đề quan trọng hiện nay. Ngoài ra xe hybrid còn có các ưu điểm sau: - Tận dụng năng lượng khi phanh: khi cần phanh hoặc khi xe giảm tốc năng lượng phanh được tận dụng để tạo ra dòng điện nạp cho ắc-quy. - Giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu (động cơ hybrid tiêu thụ lượng nhiên liệu ít hơn nhiều so với động cơ đốt trong thông thường) - Động cơ điện được dùng trong các chế độ gia tốc hoặc tải lớn nên động cơ đốt trong chỉ cần cung cấp công suất vừa đủ nên động cơ đốt trong có kích thước nhỏ gọn. - Có thể sử dụng vật liệu nhẹ để giảm khối lượng tổng thể của ôtô. Hình 1.6: Nguyên lý hoạt động xe hybrid Động cơ hybrid được sử dụng trên các xe như: Honda Insight, Honda Civic, Toyota Prius và rất nhiều hãng khác. III. CÁC KÝ HIỆU III.1. Công thức bánh xe Công thức bánh xe được ký hiệu tổng quát là axb Trong đó: a là số lượng bánh xe b là số lượng bánh xe chủ động Thí dụ cho các trường hợp : 4×2 : Xe có một cầu chủ động (có 4 bánh trong đó có 2 bánh chủ động). 4×4 : Xe có hai cầu chủ động (có 4 bánh, cả 4 bánh đều chủ động). 6×4 : Xe có hai cầu chủ động, một cầu bị động (có 6 bánh xe trong đó có 4 bánh chủ động). 6×6 : Xe có ba cầu chủ động (có 6 bánh xe và cả 6 bánh đều chủ động). 8×8 : Xe có bốn cầu chủ động (có 8 bánh xe và cả 8 bánh đều chủ động). III.2. Ký hiệu hệ thống truyền lực  Vì mức độ phức tạp của hệ thống truyền lực, một số xe cụ thể được thể hiện qua công thức bánh xe như trên, nên hệ thống truyền lực có các hệ thống thường dùng như : Loại ký hiệu 4WD: Cho tất cả các xe có 4 bánh chủ động. Loại ký hiệu AWD: Cho tất cả các xe có cấu trúc kiểu cầu trước thường xuyên ở trạng thái chủ động, cầu sau truyền lực trong một số trường hợp nhất định CHƯƠNG II: LY HỢP (CLUTCH) Sau khi học xong chương này, người học có khả năng: Định nghĩa các bộ phận của ly hợp. Nắm được nhiệm vụ, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp. Phân loại các kiểu ly hợp. Phân tích các nguyên nhân hư hỏng, biện pháp kiểm tra và sửa chữa. Ly hợp được đặt giữa động cơ và hộp số. Có nhiệm vụ nối và ngắt công suất động cơ thông qua bàn đạp ly hợp làm cho bánh xe chủ động quay (nối) hoặc động cơ quay tự do không truyền công suất đến bánh xe (ngắt). Mặc dù có nhiều kiểu ly hợp nhưng tất cả đều làm việc trên nguyên tắc giống nhau. Phần này chủ yếu giới thiệu về ly hợp ma sát loại một đĩa còn ly hợp thủy lực (biến mô thủy lực) sẽ được đề cập trong chương hộp số tự động. Hình 2.1: Vị trí ly hợp I. CÔNG DỤNG – PHÂN LOẠI – YÊU CẦU I.1. Công dụng Nối động cơ với hệ thống truyền lực một cách êm dịu và ngắt truyền động đến hộp số một cách nhanh chóng, dứt khoát trong những trường hợp cần thiết (khi chuyển số, khi phanh). Khi chịu tải quá lớn ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằm tránh quá tải cho hệ thống truyền lực và động cơ. I.2. Phân loại a. Theo cách truyền mô men xoắn từ trục khuỷu đến trục của hệ thống truyền lực: Ly hợp ma sát: loại một đĩa và nhiều đĩa, loại lò xo màng, loại lò xo nén biên, loại lò xo nén trung tâm, loại càng tách ly tâm và nửa ly tâm. Ly hợp thủy lực: loại thủy tĩnh và thủy động. b. Theo cách điều khiển Điều khiển do lái xe (loại đạp chân, loại có trợ lực thủy lực hoặc khí). Loại tự động. Hiện nay trên ô tô được sử dụng nhiều loại ly hợp ma sát. Ly hợp thủy lực cũng đang được phát triển trên ô tô vì có ưu điểm là giảm được tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực. I.3. Yêu cầu Ly hợp phải truyền được mô men xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt trong mọi điều kiện, bởi vậy ma sát của ly hợp phải lớn hơn mô men xoắn của động cơ. Khi kết nối phải êm dịu để không gây ra va đập ở hệ thống truyền lực. Khi tách phải nhanh và dứt khoát để dễ gài số và tránh gây tải trọng động cho hộp số. Mô men quán tính của phần bị động phải nhỏ. Ly hợp phải làm nhiệm vụ của bộ phận an toàn. Điều khiển dễ dàng. Kết cấu đơn giản và gọn. Đảm bảo thoát nhiệt tốt khi ly hợp trượt. II. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG II.1. Cấu tạo chung Ôtô trang bị hộp số thường dùng loại ly hợp ma sát. Kích thước của bộ ly hợp được xác định bởi đường kính ngoài của đĩa ly hợp và căn cứ theo yêu cầu truyền mô men xoắn lớn nhất của động cơ. Bộ ly hợp ma sát gồm có 3 phần: Phần chủ động: Gồm bánh đà lắp cố định trên trục khuỷu, nắp ly hợp bắt chặt với bánh đà bằng các bu lông, mâm ép lắp qua cần đẩy và giá đỡ trên nắp ly hợp. Mâm ép cùng quay với nắp ly hợp và bánh đà. Phần bị động: Gồm đĩa ly hợp (đĩa ma sát) và trục bị động (trục sơ cấp của hộp số). Đĩa ly hợp có moay ơ được lắp then hoa trên trục bị động để truyền mô men cho trục bị động và có thể trượt dọc trên trục bị động trong quá trình ngắt và nối ly hợp. Cơ cấu điều khiển ngắt ly hợp gồm có 2 loại: + Loại cơ khí gồm có: bàn đạp, thanh kéo, càng cắt, vòng bi cắt ly hợp. + Loại thủy lực gồm có: bàn đạp, xy lanh chính, xy lanh con, càng cắt, vòng bi cắt ly hợp. Hình 2.2: Cấu trúc bộ ly hợp II.2. Cấu tạo và chức năng từng bộ phận II.2.1. Bánh đà - Bánh đà được thêm vào nhằm tạo ra mô men quán tính khối lượng giúp động cơ hoạt động, trên bánh đà có vòng răng khởi động để khởi động động cơ. Trên bánh đà động cơ có các lỗ khoan xiên nhằm mục đích lưu thông không khí mang theo nhiệt độ, bụi, dầu mỡ (nếu có) ra ngoài. Trong trường hợp bị tắc khả năng tản nhiệt sẽ kém đi chút ít. Ngoài ra, bánh đà được làm dày để hấp thụ nhiệt lượng lớn tỏa ra từ hoạt động của ly hợp. - Có bề mặt được gia công nhẵn để tạo ra bề mặt ma sát. Trên bề mặt bánh đà được khoan các lỗ để gắn các bộ phận ly hợp. Một lỗ được khoan vào giữa bánh đà để lắp bạc đạn đỡ trục sơ cấp của hộp số. - Bạc đạn ở tâm của bánh đà đóng vai trò giữ cho đầu ngoài cùng của trục sơ cấp hộp số. Nó giống như một ổ lót dẫn hướng, ổ lót dẫn hướng có thể là bạc đạn bi hay ống lót đồng. Cả hai phải được bôi trơn. * Bánh đà khối lượng kép Hình 2.4: Bánh đà khối lượng kép Thường được sử dụng trong động cơ Diesel, nó hấp thu các rung động của động cơ. Lò xo gắn bên trong bánh đà hoạt động như một bộ phận giảm chấn khi ép một phần của bánh đà, làm êm dịu dòng công suất truyền ra. Bánh đà cũng giúp làm giảm mỏi trên các phần của ly hợp và hộp số. II.2.2. Nắp ly hợp - Chức năng chính của nắp ly hợp là nối và cắt công suất động cơ chính xác, kịp thời. - Nắp ly hợp được lắp ghép với bánh đà của động cơ bằng các bu lông. Tốc độ quay của nắp ly hợp bằng với tốc độ của trục khuỷu động cơ. Do vậy nắp ly hợp phải được cân bằng thật tốt và tỏa nhiệt thật tốt tại thời điểm ăn khớp ly hợp. - Nắp ly hợp có các lò xo để ép đĩa ép ly hợp vào đĩa ly hợp. Các lò xo này có thể là lò xo trụ hoặc là lò xo đĩa. Hình 2.5a: Ly hợp lò xo đĩa Hình 2.5b: Ly hợp lò xo trụ Lò xo trụ: - Lò xo trụ được sử dụng để cung cấp áp lực tác dụng lên đĩa ép. Số lượng lò xo trụ sử dụng thay đổi tùy thuộc vào nhiệm vụ của đĩa được thiết kế. Các lò xo trụ tác dụng lên nắp ly hợp và đĩa ép. - Cần ép ly hợp được thiết kế để kéo đĩa ép ra khỏi đĩa ly hợp. Một đầu của cần ép ly hợp dính vào đĩa ép, đầu còn lại tự do và được thiết kế để ép vào trong. - Lò xo trụ thường được sử dụng ở xe thương mại hạng nặng. * Hoạt động: - Ở trạng thái hợp thì các lò xo trụ ép mạnh vào đĩa ép làm cho đĩa ly hợp được ép chặt vào bánh đà để truyền mô men của động cơ đến trục sơ cấp hộp số. - Khi đạp bàn đạp ly hợp, thì vòng bi sẽ ép mạnh vào ba cần ép làm cho đĩa ép thả lỏng đĩa ly hợp, nên mô men từ bánh đà không được truyền đến trục sơ cấp hộp số. Đây chính là trạng thái ngắt của ly hợp. Hình 2.6: Hoạt động của ly hợp lò xo trụ Lò xo đĩa: - Lò xo đĩa tròn và mỏng, được chế tạo từ thép lò xo. Nó được tán bằng đinh tán hoặc bắt chặt bằng bu lông vào nắp ly hợp. Có vòng trụ xoay ở mỗi phía của lò xo đĩa làm việc như một trụ xoay trong khi lò xo đĩa đang quay. - Hầu hết bánh đà và đĩa ép có dấu cân bằng động. Sau khi cân bằng động, chúng được làm dấu để khi bảo dưỡng hộp số hay ly hợp, lắp lại đúng vị trí đã cân bằng. - Lò xo đĩa được sử dụng rất phổ biến ở các xe du lịch, xe tải nhỏ và các xe hiện nay nhờ các ưu điểm so với lò xo trụ: Lực bàn đạp ly hợp được giữ ở mức thấp nhất. Lực tác dụng của nó lên mâm ép đều hơn lò xo trụ. Đĩa ly hợp có thể mòn rộng hơn mà không làm giảm áp lực vào đĩa ép. Lực lò xo không giảm ở tốc độ cao. Các lá tản nhiệt có thể được lắp trên đĩa ép. Vì các chi tiết có dạng tròn nên cân bằng tốt hơn. Có cấu trúc đơn giản hơn lò xo trụ * Hoạt động: - Khi đạp bàn đạp ly hợp, lực từ bàn đạp sẽ được truyền đến càng cắt ly hợp làm cho vòng bi cắt ly hợp bị dịch chuyển sang trái và ép mạnh vào lò xo đĩa làm cho đĩa ép chuyển động sang phải (hình vẽ). Sự chuyển động của đĩa ép làm cho đĩa ly hợp tách khỏi bánh đà và quay tự do. Do đĩa ly hợp được kết nối với trục sơ cấp của hộp số bằng then hoa, vì vậy khi đĩa ép được tách ra thì chuyển động từ bánh đà không được truyền đến hộp số. - Khi nhả ly hợp, lực đàn hồi của lò xo đĩa sẽ đẩy vòng bi chuyển động ngược lại và đĩa ép sẽ ép chặt đĩa ly hợp vào bánh đà. Do vậy, khi bánh đà quay thì mô men từ bánh đà sẽ truyền qua đĩa ly hợp làm trục sơ cấp quay cùng với động cơ. II.2.3. Đĩa ly hợp - Đĩa ly hợp dùng để truyền chuyển động từ bánh đà động cơ đến trục sơ cấp hộp số Đĩa ly hợp tròn và mỏng được làm chủ yếu từ thép. Hình 2.8: Đĩa ly hợp - Cấu trúc của đĩa ly hợp gồm: Mặt ma sát: Thường được làm từ amian hay những vật liệu chịu nhiệt độ cao khác và dây đồng đan lại hay đúc lại với nhau. Tiếp xúc một cách đồng đều với bề mặt ma sát của đĩa ép ly hợp và bánh đà để truyền công suất được êm và không bị trượt. Moayơ đĩa ly hợp:được lắp xen vào giữa các tấm và nó được thiết kế để có thể chuyển động một chút theo chiều quay của lò xo giảm chấn (lò xo trụ hay cao su xoắn). Thiết kế như vậy để giảm va đập khi áp lực bị ngắt. Ăn khớp bằng then hoa vào trục sơ cấp của hộp số, giúp đĩa ly hợp di chuyển dọc trục trong quá trình ly hợp hoạt động. Cao su chịu xoắn: được đưa vào moay ơ ly hợp để làm dịu va đập quay khi vào ly hợp bằng cách dịch chuyển một chút theo vòng tròn. Một số loại đĩa dùng lò xo giảm chấn chức năng cũng giống như cao su chịu xoắn. Tấm đệm: được tán đinh tán kẹp giữa các mặt ma sát của đĩa ly hợp. Khi ăn khớp ly hợp đột ngột, phần cong này khử va đập và làm dịu việc chuyển số và truyền công suất. Hình 2.9: Hình cắt đĩa ly hợp * Lưu ý: Nếu cao su chịu xoắn bị mòn và tấm đệm bị vỡ sẽ gây ra va đập và tiếng ồn lớn khi vào ly hợp. II.2.4. Vòng bi cắt ly hợp Là một bộ phận quan trọng của ly hợp dùng để đóng ngắt ly hợp, được gắn trên ống trượt và có thể trượt dọc trục. Vòng bi cắt ly hợp cần được bôi mỡ đầy đủ. Chức năng: Hấp thụ sự chênh lệch tốc độ quay giữa càng cắt ly hợp (không quay) và lò xo đĩa quay (quay) để truyền chuyển động của càng cắt vào lò xo đĩa. Bởi vậy vòng bi phải có cấu tạo đặc biệt, làm bằng vật liệu bền và có tính chịu mòn cao. * Vòng bi cắt ly hợp tự định tâm: Trong các ly hợp của xe FF, trục khuỷu và trục sơ cấp thường dịch chuyển với nhau một chút, nghĩa là đường tâm của lò xo đĩa và đường tâm của vòng bi cắt ly hợp dịch chuyển với nhau một chút nên gây ra tiếng ồn do ma sát giữa vòng bi cắt ly hợp và lò xo đĩa. Để giảm tiếng ồn này, vòng bi này thường được chế tạo đặc biệt tự động điều chỉnh để đường tâm của lò xo đĩa và vòng bi cắt ly hợp trùng nhau. Hình 2.10: Vòng bi cắt ly hợp tự định tâm II.3. Cơ cấu điều khiển Một thiết bị phải được cung cấp để nối càng cắt ly hợp đến bàn đạp ly hợp. Điều này được thực hiện bằng cơ cấu điều khiển ly hợp. Có 2 phương pháp điểu khiển ly hợp được sử dụng để hoạt động càng cắt ly hợp. Đó là phương pháp điều khiển bằng cơ khí và phương pháp điều khiển bằng thủy lực. II.3.1. Loại điều khiển cơ khí: Ở kiểu này, lực từ bàn đạp ly hợp được truyền đến càng cắt ly hợp bằng các cơ cấu cơ khí (dây cáp). Hình 2.11: Điều khiển ly hợp bằng cơ khí II.3.2. Loại điều khiển thủy lực Trong loại ly hợp này chuyển động của bàn đạp ly hợp được xy lanh chính chuyển thành áp suất thủy lực, sau đó áp suất thủy lực này truyền đến cần đẩy thông qua xy lanh cắt ly hợp (xy lanh con). Trong loại điều khiển này lái xe không khó chịu bởi tiếng ồn, rung động từ động cơ giảm và ly hợp cũng vận hành dễ hơn. Loại này được sử dụng phổ biến hiện nay. Hình 2.12: Điểu khiển ly hợp bằng thủy lực 1. Xylanh chính a. Cấu tạo: Xylanh chính của ly hợp bao gồm: cần đẩy, bình chứa, pittông, các lò xo hãm, cupen, van Hình 2.13: Cấu tạo xylanh chính b. Hoạt động: Trong quá trình hoạt động, sự trượt của pittông tạo ra áp suất thuỷ lực để điều khiển đóng ngắt ly hợp, đồng thời lò xo phản hồi của bàn đạp liên tục kéo thanh đẩy về phía bàn đạp ly hợp. - Đạp bàn đạp ly hợp: Khi đạp chân vào bàn đạp, lực tác dụng lên bàn đạp đẩy thanh dịch chuyển về phía bên trái (mũi tên mầu trắng), dầu trong xylanh chính chảy theo hai đường, một đường đi đến xylanh cắt ly hợp (buồng A) và một đường dầu chảy vào bình chứa (buồng B). Khi thanh nối tách khỏi bộ phận hãm lò xo, chuyển động sang trái đóng đường dầu vào buồng B làm áp suất dầu trong xylanh chính tăng lên, áp suất này đi đến điều khiển pít tông trong xylanh cắt ly hợp. Hình 2.14: Đạp bàn đạp ly hợp - Nhả bàn đạp ly hợp: Khi nhả bàn đạp dưới tác dụng của lò xò nén đẩy pít tông về phía bên phải, áp suất dầu thuỷ lực giảm xuống. Khi pít tông trở lại hoàn toàn kéo thanh nối mở van nạp, dầu từ buồng B trở về xy lanh chính. Hình 2.15: Nhả bàn đạp ly hợp *Lưu ý: Nếu không khí lọt vào đường dẫn dầu, khi tác dụng lực, không khí bị tăng áp, dãn nở và không tạo được đủ áp suất cần thiết. Dẫn đến không thể ngắt hoàn toàn công suất do tác dụng của ly hợp bị kém đi. 2. Xylanh cắt ly hợp (xylanh con) - Chức năng: Làm dịch chuyển pittông bằng áp suất thủy lực từ xylanh chính và điểu khiển càng cắt ly hợp qua cần đẩy. Gồm có 2 loại: a. Xy lanh cắt ly hợp có thể điều chỉnh - Cấu tạo của xylanh cắt ly hợp được minh họa ở hình bên. Dầu thủy lực từ xylanh tổng làm cho pittông của xy lanh đẩy thanh đẩy làm thanh đẩy đẩy càng cắt ly hợp. - Xylanh cắt có một nút xả khí để xả khí từ đường ống thủy lực và lò xo hồi luôn luôn giữ càng cắt ly hợp và thanh đẩy thường xuyên tiếp xúc với nhau. - Khi vị trí của đầu lò xo đĩa đã bị thay đổi do đĩa ly hợp mòn, cần phải điều chỉnh hành trình tự do này bằng cần đẩy. Hình 2.16: Xy lanh có thể điều chỉnh b. Xy lanh cắt ly hợp tự điều chỉnh: - Hành trình tự do của càng cắt ly hợp được điều chỉnh bằng cách thay đổi độ dài cần đẩy. Tuy nhiên trên một số xe hiện đại, việc điều chỉnh liên tục các hành trình tự do thường được loại bỏ bằng cách sử dụng xylanh cắt ly hợp tự điều chỉnh. - Xylanh tự điều chỉnh không có lò xo hồi càng cắt , thay vào đó là một lò xo côn được lắp trong xylanh cắt ly hợp luôn luôn ép cần đẩy vào càng cắt bằng lực lò xo để giữ cho hành trình tự do của bàn đạp không thay đổi. Hình 2.17: Xy lanh tự điều chỉnh * Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp: Là khoảng cách từ điểm mà tại đó bàn đạp bắt đầu chuyển động khi ấn nhẹ bằng ngòn tay cho đến khi bắt đầu cảm thấy áp lực nặng do vòng bi cắt ly hợp bắt đầu ép vào lò xo ly hợp. Khi đĩa ly hợp bị mòn, hành trình tự do này giảm đi. Nếu đĩa tiếp tục mòn và bàn đạp không có hành trình tự do, thì sẽ làm cho ly hợp bị trượt. Do đó cần phải điều chỉnh chiều dài của cần đẩy xy lanh cắt ly hợp bằng cách nới lỏng đai ốc hãm và quay bu lông chặn đến khi đạt chiều cao cần thiết sau đó xiết chặt đai ốc hãm lại. * Trong các kiểu xe hiện nay, người ta sử dụng xy lanh cắt ly hợp tự điều chỉnh, do đó hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không thay đổi. III. CÁC HƯ HỎNG CỦA LY HỢP Các hỏng hóc thường gặp của bộ ly hợp gồm một số trường hợp: bị trượt, bị rung động mạnh khi nối khớp ly hợp, không nhả hoàn toàn khi cắt, ly hợp phát ra tiếng kêu, bàn đạp ly hợp bị rung, và đĩa ly hợp chóng mòn. . . Phân tích nguyên nhân hỏng hóc và biện pháp sửa chữa Hỏng hóc Nguyên nhân Biện pháp sửa chữa 1. Bị trượt trong lúc nối khớp ly hợp - Điều chỉnh sai hành trình tự do bàn đạp ly hợp - Đĩa ly hợp bị mòn mặt ma sát - Đĩa ly hợp bị dính dầu mỡ - Lò xo mâm ép bị gãy - Ba cần đẩy bị cong - Chỉnh sai ba cần đẩy → Chỉnh lại → Tán bố lại hoặc thay đĩa mới → Rửa sạch hoặc thay mới → Thay mới → Làm thẳng lại hoặc thay mới → Chỉnh lại 2. Bị rung, không êm khi đóng ly hợp - Mặt bố đĩa ly hợp bị dính dầu mỡ hoặc lỏng đinh tán - Chiều cao ba cần đẩy không thống nhất - Đĩa ly hợp bị kẹt trên trục sơ cấp hộp số - Mặt bố đĩa ly hợp, các lò xo, đĩa ép bị vỡ → Làm sạch bề mặt hoặc thay mới nếu cần thiết → Chỉnh lại → Bôi trơn, sửa chữa → Thay mới các chi tiết hỏng 3. Ly hợp không cắt hoàn toàn được - Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không đúng - Đĩa ly hợp hoặc đĩa ép bị cong vênh - Các mặt bố ma sát ly hợp bị lỏng đinh tán - Chiều cao ba cần đẩy không thống nhất - Moay ơ đĩa ly hợp bị kẹt trên trục sơ cấp hộp số → Chỉnh lại → Thay mới các chi tiết hỏng → Tán đinh lại hoặc thay mới đĩa ly hợp → Chỉnh lại → Sửa chữa, bôi trơn 4. Ly hợp phát ra tiếng kêu *Tiếng kêu phát ra khi nối: - Then hoa trục ly hợp và moayơ đĩa ma sát quá mòn - Lò xo hay cao su giảm chấn bị hư *Tiếng kêu phát ra khi cắt: - Vòng bi cắt ly hợp mòn, hỏng, khô dầu mỡ - Vòng bi nối đầu trục ly hợp với đuôi trục khuỷa bị vỡ, rơ hoặc khô dầu mỡ → Thay mới 2 chi tiết → Thay mới → Bôi trơn hoặc thay mới → Bôi trơn hoặc thay mới 5. Bàn đạp ly hợp bị rung - Động cơ và hộp số lắp không thẳng hàng - Bánh đà bị đảo, lệch tâm - Động cơ và hộp số bị lệch tâm → Điều chỉnh lại và thay thế các chi tiết bị mòn nhiều → Điểu chỉnh hoặc thay thế → Điều chỉnh lại 6. Đĩa ma sát chóng mòn - Lò xo ép bị yếu - Đĩa ép, đĩa ma sát bị cong vênh - Không có hành trình tự do của bàn đạp ly hợp → Thay mới → Kiểm tra, sửa chữa, thay mới → Điều chỉnh lại 7. Bàn đạp ly hợp nặng - Cơ cấu điều khiển ly hợp thiếu dầu, mỡ bôi trơn - Bàn đạp ly hợp bị cong vênh - Cần nối dẫn động bị cong → Thêm dầu và bôi trơn → Uốn lại đúng tiêu chuẩn → Uốn lại đúng tiêu chuẩn IV. KIỂM TRA TRÊN XE Mục đích: Học những điểm chủ yếu và phương pháp kiểm tra hoạt động ly hợp Tìm những vùng trục trặc một cách có hệ thống Tìm hiểu những triệu trứng do các trục trặc trong các chi tiết, bộ phận của ly hợp gây nên IV.1. Trục trặc khi cắt ly hợp - Nếu ly hợp không cắt, chuyển số chậm và hoặc có tiếng va bánh răng. Cách xác định xem có trục trặc khi cắt ly hợp hay không a. Chèn các khối chặn vào dưới các bánh xe. b. Kéo hết phanh tay. c. Đạp bàn đạp ly hợp và khởi động động cơ. d. Thả bàn đạp ly hợp khi cần gạt số ở vị trí trung gian. e. Chuyển cần số chậm và thật nhẹ nhàng đến vị trí lùi mà không đạp lên bàn đạp ly hợp và đợi đến lúc phát ra tiếng va bánh răng. f. Khi có tiếng va bánh răng thì đạp bàn đạp ly hợp chầm chậm. - Nếu tiếng va bánh răng không còn khi đạp thêm bàn đạp ly hợp và chuyển số êm thì bạn chắc chắn rằng không có trục trặc về việc cắt ly hợp. * Lưu ý: + Đừng bao giờ chuyển số mạnh vì làm như vậy sẽ hỏng bánh răng. + Trong thao tác kiểm tra này, cần gạt số được chuyển từ số trung gian tới số lùi trong hầu hết các hộp số, bánh răng đảo chiều không có cơ cấu đồng tốc. Bánh răng không thể được ăn khớp dễ và thỉnh thoảng không ăn khớp khi có trục trặc về sự cắt ly hợp, vì vậy vấn đề được xác định dễ dàng hơn so với khi chuyển cần số về số tiến. IV.2. Sự trượt ly hợp Sự trượt ly hợp thường được kết hợp với các triệu chứng sau: - Tốc độ xe không tăng cùng với tốc độ động cơ khi tăng tốc đột ngột - Mùi cháy khét từ ly hợp. - Giảm công suất động cơ khi lái xe lên dốc. Cách xác định xem ly hợp có bị trượt hay không: a. Chèn khối chặn dưới các bánh xe. b. Kéo hết phanh tay. c. Đạp bàn đạp ly hợp và khởi động động cơ. d. Đặt cần số ở vị trí số cao nhất (số 4 hoặc số 5). e. Tăng đều tốc độ động cơ và thả chậm bàn đạp ly hợp. Bạn kết luận rằng ly hợp không trượt nếu máy bị chết. *Lưu ý: Đừng bao giờ kiểm tra trong thời gian dài vì làm như vậy có thể làm quá nóng ly hợp. IV.3. Trục trặc khi ly hợp ăn khớp Sự cắt ly hợp (khi xe đang ở trạng thái tĩnh) thỉnh thoảng gặp một số rung động ngắt quãng và đôi khi xe chồm lên trước khi ly hợp cắt hoàn toàn. Trong cả hai trường hợp trên xe sẽ khởi hành không êm. Hiện tượng này gọi là sự trục trặc khi ăn khớp ly hợp (ly hợp rung). Cách tìm ra trục trặc ăn khớp ly hơp: Tháo khối chặn dưới các bánh xe và chuyển cần gạt số tới số thấp Ăn khớp ly hợp và cho xe khởi hành chậm Nếu xe chuyển động mà không bị rung động không bình thường, thì không có trục trặc khi ăn khớp ly hợp. *Lưu ý: Dao động nhỏ xảy ra khi xe khởi động có thể trở nên đáng kể hơn khi xe khởi động trên dốc hoặc chạy với chế độ có tải. IV.4. Ly hợp có tiếng kêu không bình thường Thỉnh thoảng nghe tiếng kêu không bình thường phát ra từ ly hợp khi bàn đạp ly hợp đang được đạp hoặc được thả. Cách tìm ra tiếng kêu không bình thường: Chèn khối chặn vào dưới các bánh xe. Đạp bàn đạp ly hợp và khởi động động cơ. Thả bàn đạp ly hợp trong khi để cần số ở vị trí trung gian. Đạp hết bàn đạp ly hợp một lần nữa. Đạp và thả bàn đạp nhiều lần cả nhanh và chậm kiểm tra tiếng kêu không bình thường phát ra từ ly hợp. *Lưu ý: Tiếng kêu phát ra từ ly hợp có thể trở nên nhỏ hơn mức có thể phát hiện được sau khi động cơ được khởi động, vì lúc này động cơ còn phát ra các âm thanh ...i số trong khi lái xe. Vì hiện tượng này liên quan chặt chẽ tới hoạt động của ly hợp, do đó ly hợp nên được kiểm tra trước để xem tính năng của nó chính xác không. 2. Các bước kiểm tra - Kiểm tra chức năng của ly hợp theo các bước kiểm tra “vấn đề khi cắt ly hợp”. - Lái xe, thỉnh thỏang lên số hoặc lùi số. Ly hợp hoạt động đúng chức năng nếu bánh răng không kêu ở tất cả các vị trí số. Nếu kêu bánh răng xảy ra khi chuyển sang một số bất kỳ nào đó, thì hầu như chắc chắn là sự cố xảy ra trong bản thân hộp số. Nếu nó xảy ra ở tất cả các vị trí số thì vấn đề chắc chắn là cắt ly hợp kém. Nếu vấn đề thuộc về ly hợp thì tiến hành kiểm tra và sửa chữa ly hợp, nếu vấn đề thuộc về hộp số thì tiến hành kiểm tra và sửa chữa hộp số. V.1.2. Các vấn đề khi chuyển số 1. Hiện tượng Các vấn đề khi chuyển số có thể là cần chuyển số cần một lực vận hành lớn để ăn khớp hoặc nhả khớp bánh răng. Một vấn đề chuyển số là cẩn chuyển số yêu cầu một lực vận hành rất lớn để ăn khớp hoặc nhả khớp bánh răng. 2. Các bước kiểm tra Nếu xảy ra hiện tượng sang số khó tiến hành kiểm tra các vấn đề sau: - Kiểm tra xem ly hợp có hoạt động đúng chức năng không. - Chuyển sang kiểm tra các chi tiết trong hộp số: kiểm tra cơ cấu đồng tốc, kiểm tra thanh nối cần chuyền số. Nếu ly hợp có vần đề thì tiến hành kiểm tra sửa chữa lại. Nếu vấn đề thuộc về hộp số thì tiến hành tháo, kiểm tra, sửa chữa hay thay thế các chi tiết hộp số. Vấn đề chuyển số có xu hướng xảy ra thường xuyên đối với hộp số điều khiển gián tiếp hơn là so với hộp số điều khiển trực tiếp. Nó thỉnh thoảng là do mòn hoặc hỏng cơ cấu tránh ăn khớp kép. V.1.3. Nhảy số 1. Hiện tượng: Trong trường hợp nhảy số, một bánh răng đã ăn khớp đột nhiên không ăn khớp mà không có tác động chuyển số của người lái, nó thường xảy ra khi rung động hoặc thay đổi tải của hộp số. Vấn đề cũng hay gặp khi tăng tốc hay giảm tốc nhanh. 2. Các bước kiểm tra Nếu xảy ra hiện tượng nhảy số thì ta chuyển sang kiểm tra hộp số - Kiểm tra vị trí tương đối của bánh răng ăn khớp tại thời điểm chuyển số, thay đổi tải hay dao động. Tiến hành điều chỉnh lại. - Kiểm tra ống trượt và then của bánh răng, mòn bánh răng, khe hở dọc trục của bánh răng. Tiến hành điều chỉnh lại hay thay mới. V.1.4. Tiếng kêu lạ hoặc tiếng ồn 1. Hiện tượng Vấn đề này là tiếng ồn trong hộp số vì khe hở do mòn của các chi tiết bên trong, tiếng kêu lạch cạch, hoặc tiếng ồn rung động từ cần chuyển số. 2. Các bước kiểm tra Nếu vấn đề nảy sinh ra từ hộp số hoặc từ các chi tiết khác, ta tiến hành kiểm tra để xác định nguyên nhân và biện pháp sửa chữa: - Kiểm tra xem tiếng ồn có xuất phát từ hộp số hay không. Cho ly hợp ăn khớp khi xe chạy không tải. Nếu tiếng kêu nghe được khi ly hợp ăn khớp và mất khi cắt ly hợp thì ta kết luận nguyên nhân là do hộp số. Tiến hành tháo rã hộp số và kiểm tra các chi tiết hộp số để chỉnh lại hay thay mới. - Kiểm tra khi xe đang chạy vì lúc này hộp số đang hoạt động. Nếu có trục trặc tháo và kiểm tra các chi tiết trong hộp số. V.2. Kiểm tra và sửa chữa các chi tiết của hộp số (hộp số C50) V.2.1. Kiểm tra và sửa chữa vành đồng tốc Xoay và ấn vành đồng tốc để kiểm tra tác dụng hãm. Nếu tác dụng hãm không đủ thì thay mới. - Kiểm tra các then của vành đồng tốc (tiếp xúc với ống trượt) có bị hỏng hay bị mòn hay không? Nếu có vấn đề thì tiến hành thay mới. - Đo khe hở giữa lưng vành đồng tốc và các đầu then của bánh răng. Nếu khe hở quá nhỏ hay quá lớn thì tiến hành sửa chữa hay thay mới. Khe hở tiêu chuẩn: 0.8 – 1.6mm Khe hở lớn nhất: 0.6mm V.2.2. Đo khe hở của càng gạt số và ống trượt Dùng thước đo chiều dày, đo khe hở giữa vành trược và càng gạt số. - Đo khe hở toàn bộ xung quanh vành ngoài của ống trượt. - Kiểm tra khe hở tiêu chuẩn ống trượt và càng gạt số. Khi đó, kiểm tra ống trượt và càng gạt cẩn thận về hư hỏng, độ mòn và điều kiện tiếp xúc giữa phần dưới rãnh trong ống trượt và càng. Khe hở lớn nhất: 1.0mm Nếu khe hở lớn quá mức giới hạn, thì thay thế càng gạt hay ống trượt V.2.3. Kiểm tra moayơ ly hợp, ống trượt, khóa chuyển số và lò xo hãm - Kiểm tra hư hỏng và mòn của các chi tiết sau: Then bên trong ống trượt. Then của moayơ. Rãnh ăn khớp khóa đồng tốc giữa moayơ và ống trượt. Vấu 1 tại tâm của khóa đồng tốc. Phần 2 của lò xo hãm tiếp xúc với khóa đồng tốc. Nếu xảy ra mòn hay hư hỏng: - Kiểm tra ăn khớp moayơ ly hợp và ống trượt xem chúng có bị cản trở và dính không. Nếu xảy ra hư hỏng thì tiến hành bôi trơn hay thay mới. VI. THÁO LẮP HỘP SỐ (hộp số C50) VI.1. Tháo hộp số VI.1.1 Tháo trục cần chọn và chuyển số Tháo trục cần chọn và chuyển số khi hộp số ở vị trí trung gian. VI.1.2. Tháo ốc hãm trục thứ cấp (a)Ăn khớp hai bánh răng bất kỳ để ngăn không cho trục xoay. (b)Đục các tai của đai ốc hãm. (c)Tháo đai ốc hãm. (d)Nhả khớp hai bánh răng đã cho ăn khớp ở bước đầu. VI.1.3. Tháo vòng hãm của bánh răng số 5 Dùng tuốc nơ vít có chiều dài qui định và búa đóng vòng hãm ra. Vòng hãm dùng cho trục càng chuyển số và cho ống trượt có qui trình tháo như nhau. VI.1.4. Tháo bánh răng số 5, Moayơ No.3 và vành đồng tốc Dùng SST tháo bánh răng số 5, moayơ No.3 và vành đồng tốc. Đặt các móc của SST song song với bánh răng. Đừng để chúng bị chéo nhau. VI.2. Lắp hộp số VI.2.1. Lắp moayơ ly hợp và ống trượt 1. Lắp moayơ ly hợp và các khóa đồng tốc vào ống trượt. - Lắp các chi tiết theo vị trí đúng như chỉ ra ở hình vẽ bên. - Ghi nhớ rằng khóa đồng tốc No.3 đối xứng và phải lắp đúng vị trí. - Ống trượt có 3 răng dài (cách nhau 1 góc 120o) để lắp vào 3 rãnh sâu trên ống trượt khi lắp ráp. 2. Lắp các lò xo khóa đồng tốc vào khóa đồng tốc. - Lắp các lò xo đồng tốc đúng vị trí sao cho khe hở các đầu của nó không thẳng hàng. VI.2.2. Lắp cụm vòng đồng tốc và ống trượt 1. Bôi dầu hộp số lên vành đồng tốc và ống trượt. 2. Đặt vòng đồng tốc lên bánh răng và gióng thẳng các khe của vòng với khóa đồng tốc. - Lắp ống trượt lên trục sơ cấp theo hướng đứng - Lắp moayơ ly hợp No.1, No.2 và No.3 sao cho rãnh vòng và khóa đồng tốc đã được gióng thẳng. 3. Dùng máy ép lắp cụm ống trượt - Lắp ép ống trượt cho đến khi nó chạm vào tấm chặn. - Sau khi lắp moayơ, kiểm tra xem bánh răng quay có êm và các vòng đồng tốc không tiếp xúc với bánh răng. - Khi lắp ép cụm ống trượt No.2 vào trục thứ cấp, đảm bảo bánh răng bị hãm nằm trong rãnh trên đệm chặn. VI.2.3. Lắp vòng hãm a. Chọn vòng hãm sao cho có khe hở dọc trục bé nhất. b. Lắp vòng hãm lên trục. - Khi lắp vòng hãm, làm cẩn thận để không làm hỏng cổ trục sơ cấp. c. Sau khi lắp vòng hãm, kiểm tra khe hở dọc trục bằng thước lá - Đo khe hở dọc trục xung quanh toàn bộ vòng ngoài bánh răng VI.2.4. Điều chỉnh tải ban đầu của vòng bi bên vi sai a. Lắp vi sai vào vỏ hộp số. b. Lắp vỏ hộp số. c. Lắp và xiết chặt 16 bulông bắt vỏ hộp số. Mô men xiết: 300kg.cm (29N.m). d. Dùng SST, xoay vi sai một vài lần theo cả hai hướng để lắp vòng bi e. Dùng SST và clê lực nhỏ, đo tải ban đầu khi bắt đầu quay. Tải ban đầu (khi bắt đầu quay): Vòng bi mới: 8 – 16kg.cm Vòng bi dùng lại: 5 – 10kg.cm f. Nếu tải ban đầu không như thông số kỹ thuật, tháo vòng ngoài của vòng bi bằng SST. g. Chọn lại tấm đệm điều chỉnh - Chọn đệm rất cẩn thận, không bao giờ dùng đệm mà sẽ tạo ra moment xoắn lớn hơn giới hạn trên của moment ban đầu. - Tải ban đầu sẽ thay đổi khoảng 3 – 4 kg.cm tương ứng với mỗi chiều dày tấm đệm. VI.2.5. Lắp vỏ hộp số a. Loại bỏ bất cứ vật liệu keo nào và cẩn thận đừng làm rơi dầu lên bề mặt tiếp xúc của vỏ hộp số phía vỏ hộp số và vi sai. b. Bôi keo làm kín lên vỏ hộp số - Lắp vỏ hộp số ngay khi bôi keo làm kín. - Bôi keo làm kín cẩn thận để không đẩy vào trong hộp số. c. Lắp và xiết 16 bulông Moment xiết: 300 kg.cm (29N.m). VI.2.6. Lắp nắp vỏ hộp số a. Loại bỏ bất cứ vật liệu keo nào và cẩn thận đừng làm rơi dầu lên bề mặt tiếp xúc của vỏ và nắp vỏ hộp số. b. Bôi keo làm kín vào vỏ hộp số như hình vẽ. - Keo làm kín: 08826 – 00090THREE 1281 hoặc tương đương. - Lắp nắp vỏ hộp số sau khi bôi keo làm kín. - Bôi keo làm kín cẩn thận không để giây vào trong nắp vỏ hộp số. c. Lắp và xiết 9 bulông Moment xiết: 185 kg.cm (18N.m). CHƯƠNG VI: HỘP SỐ TỰ ĐỘNG Sau khi học xong chương này, người học có khả năng: Giải thích cấu tạo và hoạt động của một hộp số tự động. Mô tả các bộ phận của hộp số tự động cho động cơ đặt dọc và đặt ngang. Phân loại các kiểu hộp số tự động khác nhau. Trình bày sự khác nhau giữa hộp số tự động cho động cơ đặt dọc và đặt ngang. Phân tích các nguyên nhân hư hỏng, biện pháp kiểm tra sửa chữa. Khi tài xế dang lái xe có hộp số thường, cần sang số được sử dụng để chuyển số khi đạp chân ga nhằm mục đích tăng tốc độ xe. Khi lái xe lên dốc hay khi động cơ không có đủ lực để leo dốc tại số đang chạy, hộp số được chuyển về số thấp. Vì các lý do trên, nên điều cần thiết với lái xe là phải thường xuyên nhận biết tải và tốc độ động cơ để chuyển số một cách phù hợp. Ở hộp số tự động, những nhận biết như vậy của lái xe là không cần thiết, lái xe không cần phải chuyển số mà việc chuyển số lên hay xuống đến số thích hợp nhất được thực hiện một cách tự động tại thời điểm thích hợp nhất theo tải động cơ và tốc độ xe. I. CÔNG DỤNG – PHÂN LOẠI – YÊU CẦU I.1. Công dụng Hộp số tự động cho phép đơn giản hóa việc điều khiển hộp số. Quá trình chuyển số êm dịu, không cần cắt công suất truyền từ động cơ xuống khi sang số. Hộp số tự động tự chọn tỷ số truyền phù hợp với điều kiện chuyển động. Do đó tạo điều kiện sử dụng gần như tối ưu công suất của động cơ. I.2. Phân loại Hiện nay sử dụng trên xe có hai loại hộp số tự động: Hộp số tự động có cấp. Hộp số tự động vô cấp. Hộp số tự động vô cấp ít được sử dụng hơn do công nghệ chế tạo phức tạp, giá thành cao. Do đó trong chương này chủ yếu giới thiệu hộp số tự động có cấp, còn hộp số tự động vô cấp, chúng tat ham khảo thêm ở các chuyên đề. Hộp số tự động có cấp gồm có 3 bộ phận chính: Truyền động thủy lực (ly hợp thủy lực hay biến mô thủy lực). Bộ bánh răng hành tinh.. Hệ thống điều khiển. I.3 Yêu cầu Hộp số tự động đảm bảo các yêu cầu sau: Thao tác điều khiển hộp số đơn giản nhẹ nhàng. Đảm bảo chất lượng động lực kéo cao. Hiệu suất truyền động phải tương đối lớn. Độ tin cậy lớn, ít hư hỏng, tuổi thọ cao. Kết cấu phải gọn, trọng lượng nhỏ. * Các ưu điểm của hộp số tự động  So với hộp số thường, hộp số tự động có các ưu điểm sau: Hộp số tự động thực hiện việc chuyển số chính xác hơn. Nó làm giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thường chuyên phải chuyển số. Nó chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với các chế độ lái xe do vậy giảm bớt cho lái xe sự cần thiết phải thành thạo các kĩ thuật lái xe khó khăn và phức tạp như vận hành ly hơp. Nó tránh cho động cơ và dòng dẫn động khỏi bị quá tải, do nó nối chúng bằng thủy lực (qua biến mô) tốt hơn so với nối bằng cơ khí. II. CÁC BỘ PHẬN CHÍNH VÁ CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA CHÚNG Có nhiều hộp số tự động khác nhau, chúng được cấu tạo theo một vài cách khác nhau nhưng chức năng cơ bản và nguyên lý hoạt động của chúng là giống nhau. Hộp số tự động bao gồm một số bộ phận chính. Chúng thực hiện phần lớn chức năng của hộp số tự động, các bộ phận này vận hành chính xác cũng như phải kết hợp chặt chẽ với nhau. Để hiểu biết đầy đủ hoạt động của hộp số tự động, điều quan trọng là phải nắm được các nguyên lý cơ bản của các bộ phận chính. Hộp số tự động gồm các bộ phận chính sau: Bộ biến mô. Bộ bánh răng hành tinh. Bộ điều khiển thủy lực. Bộ truyền động bánh răng cuối cùng. Các thanh điều khiển. Dầu hộp số tự động. II.1. Biến mô thủy lực Biến mô thủy lực được gắn ở trục vào hộp số và được lắp bằng bulông vào trục khuỷa thông qua tấm truyền động. Biến mô có tác dụng như bánh đà động cơ. Chức năng của bộ biến mô: Tăng mô men do động cơ tạo ra. Đóng vai trò như một ly hợp thủy lực để truyền hay không truyền mô men động cơ đến hộp số. Hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống thủy lực. Dẫn động bơm dầu của hệ thống điều khiển thủy lực. II.2. Bộ bánh răng hành tinh Bộ bánh răng bao gồm: các bánh răng hành tinh để thay đổi tốc độ đầu ra, ly hợp và phanh hãm dẫn động bằng áp suất dầu thủy lực để điều khiển hoạt động của bánh răng hành tinh, các trục để truyền công suất động cơ, và các vòng bi giúp cho truyền động quay của trục được êm. Chức năng của bộ bánh răng hành tinh như sau: Cung cấp một vài tỷ số truyền bánh răng để đạt được mô men và tốc độ quay phù hợp với các chế độ chạy xe và điều khiển của lái xe. Cung cấp bánh răng đảo chiều để chạy lùi. Cung cấp vị trí số trung gian để cho phép động cơ chạy không tải khi xe đỗ II.3. Hệ thống điều khiển thủy lực Hệ thống điều khiển thủy lực bao gồm: các te dầu, bơm dầu, các loại van với các chức năng khác nhau, các khoang và ống dẫn dầu, phanh và các bộ phận khác của hệ thống điều khiển thủy lực. Chức năng của hệ thống điều khiển thủy lực như sau: Cung cấp dầu thủy lực đến bộ biến mô. Điều chỉnh áp suất thủy lực do bơm dầu tạo ra. Chuyển hóa tải trọng động cơ và tốc độ xe thành “tín hiệu” thủy lực. Cung cấp áp suất thủy lực đến các ly hợp và phanh để điều khiển hoạt động của bánh răng hành tinh. Bôi trơn các chi tiết chuyển động quay bằng dầu. Làm mát biến mô và hộp số bằng dầu. II.4. Liên kết điều khiển bằng tay Hộp số tự động chuyển lên số cao và xuống số thấp một cách tự động. Tuy nhiên cũng có hai liên kết để cho phép lái xe điều khiển hộp số tự động bằng tay. Các liên kết này bao gồm: Cần và cáp chọn số, cáp dây ga và bướm ga. Cần chọn số dùng để chọn chế độ lái xe: Tiến hay lùi, số trung gian hay đỗ xe. Lượng nhấn bàn đạp ga – có nghĩ là độ mở của bướm ga – được truyền chính xác đến hộp số bằng cáp này. Hộp số tự động tăng hoặc giảm tốc dựa vào tải của động cơ và lái xe có thể thay đội điều đó bằng lượng nhấn bàn đạp ga. II.5. Bộ truyền động cuối cùng Trong hộp số tự động có vi sai được đặt nằm ngang, hộp số và bộ truyền động cuối cùng được đặt chung trong cùng một vỏ. Bộ truyền động cuối cùng bao gồm một cặp bánh răng giảm tốc cuối cùng và các bánh răng vi sai. Chức năng của bộ truyền động cuối cùng cũng giống như trên xe có cầu sau chủ động, nhưng nó dùng các bánh răng xoắn làm các bánh răng giảm tốc cuối cùng. II.6. Dầu hộp số tự động Dầu hộp số tự động (viết tắt là ATF) để phân biệt với các loại dầu khác. Chức năng của dầu hộp số tự động (ATF): Truyền mô men trong bộ biến mô. Điều khiển hệ thống điều khiển thủy lực, cũng như hoạt động của ly hợp và phanh trong phần hộp số. Bôi trơn các bánh răng hành tinh và các chi tiết chuyển động khác. Làm mát các chi tiết chuyển động. II.7. Vỏ hộp số Vỏ hộp có chứa biến mô, bộ bánh răng hành tinh và phần lớn hệ thống điều khiển thủy lực; và đuôi hộp số có chứa trục thứ cấp (hộp số tự động có vi sai không chứa phần đuôi, và truyền động cuối cùng được đặt trong vỏ hộp số phía có vi sai). Một ống thông hơi được lắp ở phía trên hộp số để ngăn không cho áp suất trong vỏ tăng lên quá cao. III. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG III.1. Cấu tạo III.1.1. Bộ biến mô Hình 4.1: Cấu tạo bộ biến mô Bộ biến mô có chức năng như một ly hợp tự động. Bộ biến mô vừa truyền vừa khuếch đại mô men từ động cơ bằng cách sử dụng dầu hộp số làm môi trường làm việc. Bộ biến mô bao gồm có: Cánh bơm được dẫn động bằng trục khuỷa, cánh tuabin được nối với trục sơ cấp hộp số. Stato được bắt chặt vào vỏ hộp số qua khớp một chiều và trục stato, vỏ bộ biến mô chứa tất cả các phần trên. Biến mô được đổ đầy dầu thủy lực cung cấp bởi bơm dầu. Dầu này được văng ra khỏi cánh bơm thành một dòng truyền công suất làm quay cánh tuabin. 1.Kết cấu 1.1. Cánh bơm Cánh bơm được gắn liền với vỏ biến mô, rất nhiều cánh có dạng cong được lắp theo hướng kính ở bên trong. Vòng dẫn hướng được lắp trên cạnh trong của cánh để dẫn hướng cho dòng chảy được êm. Vỏ biến mô được nối với trục khuỷa qua tấm dẫn động. 1.2. Cánh tuabin Cũng như cánh bơm rất nhiều cánh được lắp trong cánh tuabin. Hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của các cánh trên cánh bơm. Cánh tuabin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh của nó đồi diện với các cánh trên cánh bơm, giữa chúng có một khe hở rất nhỏ. 1.3. Stato Stato được đặt giữa cánh bơm và cánh tuabin. Nó được lắp trên trục stato, trục này lắp cố định vào vỏ hộp số qua khớp một chiều. Các cánh của stato nhận dòng dầu khi nó đi ra khỏi cánh tuabin và hướng cho nó đập vào mặt sau của các cánh trên cánh bơm làm cho cánh bơm quay “cường hóa”. Khớp một chiều cho phép stato quay cùng chiều với trục khuỷa động cơ. Tuy nhiên nếu stato cố gắng quay theo chiều ngược lại, khớp một chiều sẽ khóa stato lại và không cho nó quay. Do vậy stato quay hay bị khóa phụ thuộc vào hướng dòng dầu đập vào các cánh của nó. 2. Hoạt động * Hoạt động của khớp một chiều Khi vòng ngoài cố gắng quay theo hướng như mũi tên A trong hình bên dưới đây, nó sẽ ấn vào phần đầu của các con lăn. Do khoảng cách L1 ngắn hơn L nên con lăn bị nghiêng đi cho phép vòng ngoài quay. Tuy nhiên, khi vòng ngoài cố gắng quay theo chiều ngược lại (chiều B), con lăn không thể nghiêng đi do khoảng cách L2 ngắn hơn L. Kết quả là làm cho con lăn có tác dụng như một miếng chêm khóa vành ngoài và giữ không cho nó chuyển động. Lò xo giữ được lắp thêm để trợ giúp cho con lăn, nó giữ cho các con lăn luôn nghiêng một chút theo hướng khóa vòng ngoài. 3. Nguyên lý truyền công suất Hình 4.6: Nguyên lý truyền công suất của biến mô Khi cánh bơm được dẫn động bởi trục khuỷa, dầu trong cánh bơm sẽ quay với cánh bơm theo cùng một hướng. Khi tốc độ của cánh bơm tăng lên, lực ly tâm làm cho dầu bắt đầu chảy ra phía ngoài tâm của cánh bơm. Khi tốc độ của cánh bơm tăng lên nữa, dầu sẽ bị đẩy ra khỏi cánh bơm và đập vào các cánh của tuabin làm cho tuabin bắt đầu quay cùng một hướng với cánh bơm. Dầu chảy vào trong dọc theo các cánh của cánh tuabin, khi nó chạm vào phần trong của cánh tuabin, bề mặt cong bên trong này sẽ hướng dòng dầu chảy ngược trở lại cánh bơm và chu kì lại bắt đầu. 4. Nguyên lý khuếch đại mômen Việc khuếch đại mômen do bộ biến mô thực hiện bằng cách dầu vẫn còn năng lượng sau khi nó đã đi qua cánh tuabin trở về cánh bơm qua cánh stato. Nói cách khác, cánh bơm được quay bởi mô men từ động cơ và nó được thêm vào một mô men của dòng dầu thủy lực chảy hồi về từ cánh tuabin. Điều đó có nghĩa là: cánh bơm sẽ khuếch đại mô men ban đầu để dẫn động cánh tuabin. 5. Chức năng của khớp một chiều stato Hướng của dòng dầu đi từ cánh tuabin vào stato phụ thuộc vào sự chênh lệch tốc độ quay của cánh bơm và cánh tuabin. Khi chênh lệch lớn về tốc độ quay: thì dầu chảy từ cánh tuabin tới stato sao cho nó ngăn cản chuyển động quay của cánh bơm. Tại đây dầu sẽ đập vào mặt trước của cánh trên stato làm cho nó quay theo hướng ngược lại với cánh bơm. Do stato bị khóa cứng bởi khớp một chiều nên nó không quay. Do đó hướng của dòng dầu bị thay đổi sao cho chúng sẽ trợ giúp cho chuyển động quay của cánh bơm. Hình 4.8: Chức năng của khớp một chiều stato Khi chênh lệch nhỏ về tốc độ quay: Khi tốc độ quay của cánh tuabin đạt đến tốc độ của cánh bơm, tốc độ của dòng dầu tuần hoàn qua cánh bơm và cánh tuabin giảm xuống. Lúc này dầu từ cánh tuabin sẽ đập vào mặt sau của các cánh trên stato nên các cánh này ngăn dòng chảy của dầu lại. Trong trường hợp này, khớp một chiều cho phép stato quay cùng hướng với cánh bơm, như vậy cho phép dòng dầu trở về cánh bơm. 6. Đặc tính của biến mô 6.1. Tỉ số truyền mômen và hiệu suất truyền Hình 4.9: Đặc tính của bộ biến mô Độ khuyếch đại mô men do bộ biến mô sẽ tăng theo tỷ lệ với dòng xoáy. Có nghĩa là mô men sẽ trở thành cực đại khi bánh tuabin dừng. Hoạt động của bộ biến mô được chia thành hai dải hoạt động: - Dải biến mô, trong đó có sự khuyếch đại mô men. - Dải khớp nối, trong đó chỉ thuần tuý diễn ra việc truyền mô men và sự khuyếch đại mô men không xảy ra. Điểm ly hợp là đường phân chia giữa hai phạm vi đó. Hiệu suất truyền động của bộ biến mô cho thấy năng lượng truyền cho cánh bơm được truyền tới cánh tuabin với hiệu quả ra sao. Năng lượng ở đây là công suất của bản thân động cơ, tỷ lệ với tốc độ động cơ (vòng/phút) và mô men động cơ. Do mô men được truyền với tỷ số gần 1:1 trong khớp thuỷ lực nên hiệu suất truyền động trong dải khớp nối sẽ tăng tuyến tính và tỷ lệ với tỷ số tốc độ. Tuy nhiên, hiệu suất truyền động của bộ biến mô không đạt được 100% và thường đạt khoảng 95%. Sự tổn hao năng lượng là do nhiệt sinh ra trong dầu và do ma sát. Khi dầu tuần hoàn nó được bộ làm mát dầu làm mát. 6.2. Điểm dừng và điểm ly hợp a.Điểm dừng Điểm dừng chỉ tình trạng mà ở đó cánh tuabin không chuyển động. Sự chênh lệch về tốc độ quay giữa cánh bơm và cánh tuabin là lớn nhất. Tỷ số truyền mô men của bộ biến mô là lớn nhất tại điểm dừng (thường trong phạm vi từ 1,7 đến 2,5). Hiệu suất truyền động bằng 0. b. Điểm ly hợp Khi cánh tuabin bắt đầu quay và tỷ số truyền tốc độ tăng lên, sự chệnh lệch tốc độ quay giữa cánh tuabin và cánh bơm bắt đầu giảm xuống. Tuy nhiên, ở thời điểm này hiệu suất truyền động tăng. Hiệu suất truyền động đạt lớn nhất ngay trước điểm ly hợp. Khi tỷ số tốc độ đạt tới một trị số nào đó thì tỷ số truyền mô men trở nên gần bằng 1:1. Nói cách khác, stato bắt đầu quay ở điểm ly hợp và bộ biến mô sẽ hoạt động như một khớp nối thuỷ lực để ngăn không cho tỷ số truyền mô men tụt xuống dưới 1. 7. Hoạt động của bộ biến mô Dưới đây sẽ mô tả khái quát hoạt động của bộ biến mô với cần chọn ỡ vị trí “D”, “2”, “L” hay “R”. 7.1. Động cơ chạy không tải, xe dừng Khi động cơ chạy không tải thì mô men do động cơ sinh ra là nhỏ nhất. Nếu gài phanh (phanh tay/hoặc phanh chân) thì tải trên cánh tuabin rất lớn vì nó không thể quay được. Tuy nhiên, do xe bị dừng nên tỷ số truyền tốc độ của cánh tuabin so với cánh bơm bằng không trong khi tỷ số truyền mô men ở trị số lớn nhất. Do đó, cánh tuabin luôn sẵn sàng để quay với một mô men lớn hơn mô men do động cơ sinh ra (Hình 4.10A). 7.2. Xe bắt đầu chuyển động Khi nhả các phanh thì cánh tuabin có thể quay cùng với trục sơ cấp của hộp số. Do đó, cánh tuabin quay với một mô men lớn hơn mô men do động cơ sinh ra khi đạp bàn đạp ga. Như vậy xe bắt đầu chuyển động (Hình 4.10B) 7.3. Xe chạy với tốc độ thấp Khi tốc độ xe tăng lên, thì tốc độ quay của cánh tuabin sẽ nhanh chóng tiến gần tới tốc độ quay của cánh bơm. Vì vậy, tỷ số truyền mô men nhanh chóng tiến gần tới 1.0. Khi tỷ số truyền tốc độ giữa cánh tuabin và cánh bơm đạt tới điểm ly hợp thì stato bắt đầu quay và sự khuyếch đại mô men giảm xuống. Nói cách khác, bộ biến mô bắt đầu hoạt động như một khớp nối thuỷ lực. Do đó, tốc độ xe tăng gần như theo tỷ lệ thuận với tốc độ động cơ.(Hình 4.10C) 7.4. Xe chạy ổn định ở tốc độ trung bình hoặc tốc độ cao. Bộ biến mô chỉ hoạt động như một khớp nối thuỷ lực. Cánh tuabin quay ở tốc độ gần đúng tốc độ của cánh bơm (Hình 4.10D). 8. Cơ cấu khóa biến mô Hình 4.11: Cơ cấu khóa biến mô 8.1. Kết cấu Cơ cấu khóa biến mô truyền công suất từ động cơ tới hộp số một cách trực tiếp và cơ học. Do bộ biến mô sử dụng dòng thủy lực để gián tiếp truyền công suất nên có sự tổn hao công suất. Vì vậy khóa biến mô được lắp trong bộ biến mô để nối trực tiếp động cơ với hộp số để giảm tổn hao công suất. Khi xe đạt một tốc độ nhất định, thì cơ cấu khóa biến mô được sử dụng để nâng cao hiệu quả sử dụng công suất và nhiên liệu. Khóa biến mô được lắp trong moayơ của cánh tuabin , phía trước cánh tuabin. Lò xo giảm chấn sẽ hấp thụ lực xoắn khi ăn khớp khóa biến mô để ngăn không cho sinh ra va đập. Một vật liệu ma sát (cùng dạng vật liệu sử dụng trong các phanh và đĩa ly hợp) được gắn trên vỏ biến mô hoặc pit tông khóa của bộ biến mô để ngăn sự trượt ở thời điểm ăn khớp khóa biến mô. 8.2. Hoạt động: Khi khóa biến mô được kích hoạt thì nó sẽ quay cùng với cánh bơm và cánh tuabin. Việc ăn khớp và nhả khóa biến mô được xác định từ những thay đổi về hướng của dòng thủy lực trong bộ biến mô khi xe đạt được một tốc độ nhấn định. a. Nhả khớp: Khi xe chạy ở tốc độ thấp thì dầu bị nén (do áp suất của bộ biến mô) sẽ chảy vào phía trước của khoá biến mô. Do đó, áp suất trên mặt trước và mặt sau của khoá biến mô trở nên cân bằng và do đó khoá biến mô được nhả khớp. Hình 4.12a: Khớp khóa biến mô nhả b.Ăn khớp: Khi xe chạy ổn định ở tốc độ trung bình hoặc cao (thờng trên 60 km/h) thì dầu bị nén sẽ chảy vào phía sau của khoá biến mô. Do đó, vỏ bộ biến mô và khoá biến mô sẽ trực tiếp nối với nhau. Do đó, khoá biến và vỏ bộ biến mô sẽ quay cùng nhau (ví dụ, khoá biến mô đã được ăn khớp). Hình 4.12b: Khớp khóa biến mô đóng III.1.2. Bộ truyền bánh răng hành tinh Trong hộp số tự động của Toyota, sử dụng một bộ bánh răng hành tinh loại Simpson. Có nghĩ là: một bộ truyền động có 2 bộ bánh răng hành tinh đơn giản được bố trí trên cùng một trục. Hai bộ bánh răng này được gọi là bộ bánh răng hành tinh trước và sau tương ứng với vị trí của chúng trong hộp số. Thông thường hai bộ bánh răng này được nối với nhau bằng một khối đó là bánh răng mặt trời. Khi sử dung hai bộ bánh răng hành tinh, hộp số tự động là loại có 3 tốc độ, có 3 số tiến và một số lùi. Bộ truyền bánh răng hành tinh gồm: các bánh răng hành tinh, các phanh, ly hợp, khớp một chiều. Hình 4.13: Mặt cắt bộ truyền bánh răng hành tinh 1. Các phanh 1.1. Mô tả Có hai kiểu phần tử cố định phanh: kiểu dải và kiểu nhiều đĩa ướt. Kiểu dải được sử dụng cho phanh B1 và kiểu nhiều đĩa ướt cho phanh B2 và B3. Trong một số hộp số tự động, hệ thống nhiều đĩa ướt còn đợc sử dụng cho phanh B1. a. Phanh dải (B1) Hình 4.14: Vị trí của phanh dải B1 Dải phanh được quấn vòng lên đường kính ngòai của trống phanh. Một đầu của dải phanh được hãm chặt vào vỏ hộp số bằng một chốt, còn đầu kia tiếp xúc với píttông phanh qua cần đẩy píttông chuyển động bằng áp suất thuỷ lực. Píttông phanh có thể chuyển động trên cần đẩy píttông nhờ việc nén các lò xo. Người ta bố trí các cần đẩy píttông có hai chiều dài khác nhau để có thể điều chỉnh khe hở giữa dải phanh và trống phanh. Chú ý: Khi thay dải phanh bằng một dải mới trong khi đại tu một hộp số tự động, phải ngâm dải phanh mới khoảng 15 phút hoặc lâu hơn vào trong dầu hộp số tự động (ATF) trước khi lắp. * Hoạt động của phanh dải (B1) Khi áp suất thuỷ lực tác động lên píttông thì píttông di chuyển sang phía trái trong xy lanh và nén các lò xo. Cần đẩy píttông chuyển sang bên trái cùng với píttông và đẩy một đầu của dải phanh. Do đầu kia của dải phanh bị cố định vào vỏ hộp số nên đường kính của dải phanh giảm xuống và dải phanh xiết vào trống làm cho nó không chuyển động được. Tại thời điểm này, sinh ra một lực ma sát lớn giữa dải phanh và trống phanh làm cho trống phanh hoặc một phần tử của bộ truyền bánh răng hành tinh không thể chuyển động được. Khi dầu có áp suất được dẫn ra khỏi xy lanh thì píttông và cần đẩy píttông bị đẩy ngược lại do lực của lò xo ngòai và trống được dải phanh nhả ra. Ngòai ra, lò xo trong có hai chức năng: để hấp thu phản lực từ trống phanh và để giảm va đập sinh ra khi dải phanh xiết trống phanh. b. Phanh ướt nhiều đĩa (B2 và B3) Phanh B2 hoạt động thông qua khớp một chiều số 1 (No.1) để ngăn không cho các bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. Các đĩa ma sát được gài bằng then hoa vào vòng lăn ngòai của khớp một chiều số 1 và các đĩa ép được cố định vào vỏ hộp số. Vòng lăn trong của khớp một chiều số 1 (các bánh răng mặt trời trớc và sau) được thiết kế sao cho khi quay ngược chiều kim đồng hồ thì nó sẽ bị khoá, nhưng khi quay theo chiều kim đồng hồ thì nó có thể xoay tự do. Mục đích của phanh B3 là ngăn không cho cần dẫn sau quay. Các đĩa ma sát ăn khớp với moayơ B3 của cần dẫn sau. Moayơ B3 và cần dẫn sau được bố trí liền một cụm và quay cùng nhau. Các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số. Hình 4.16: Cấu tạo và vị trí phanh ướt nhiều đĩa * Hoạt động của phanh ướt nhiều đĩa (B2 và B3) Hình 4.17: Hoạt động của phanh ướt nhiều đĩa Khi áp suất thuỷ lực tác động lên xy lanh thì píttông sẽ dịch chuyển và ép các đĩa ép và đĩa ma sát tiếp xúc với nhau. Do đó tạo nên một lực ma sát lớn giữa mỗi đĩa ép và đĩa ma sát. Kết quả là cần dẫn hoặc bánh răng mặt trời bị khoá vào vỏ hộp số. Khi dầu có áp suất được xả ra khỏi xy lanh thì píttông bị lò xo phản hồi đẩy về vị trí ban đầu của nó và làm nhả phanh. Lưu ý: Khi thay mới đĩa ma sát của ly hợp, ngâm đĩa mới trong dầu hộp số tự động trong 15 phút hay lâu hơn trước khi lắp đặt. 2. Ly hợp C1 và C2 2.1. Cấu tạo C1 và C2 là các ly hợp nối và ngắt công suất. Ly hợp C1 hoạt động để truyền công suất từ bộ biến mô tới bánh răng bao trước qua trục sơ cấp. Các đĩa ma sát và đĩa ép được bố trí xen kẽ với nhau. Các đĩa ma sát được nối bằng then với bánh răng bao trước và các đĩa ép được khớp nối bằng then với tang trống của ly hợp số tiến. Bánh răng bao trước được lắp bằng then với mặt bích bánh răng bao, còn tang trống của ly hợp số tiến được lắp bằng then với moayơ của ly hợp số truyền thẳng. Ly hợp C2 truyền công suất từ trục sơ cấp tới tang của ly hợp truyển thẳng (bánh răng mặt trời). Các đĩa ma sát được lắp bằng then với moayơ của ly hợp truyền thẳng còn các đĩa thép được lắp bằng then với tang trống ly hợp truyền thẳng. Tang trống ly hợp truyền thẳng ăn khớp với tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời và tang trống này lại được ăn khớp với các bánh răng mặt trời trước và sau. Kết cấu được thiết kế sao cho ba cụm đĩa ma sát, đĩa ép và các tang trống quay cùng với nhau. 2.2. Hoạt động a. Ăn khớp (C1) Khi dầu có áp suất chảy vào trong xy lanh, nó sẽ đẩy viên bi van của pít tông đóng kín van một chiều và làm píttông di động trong xy lanh và ép các đĩa ép tiếp xúc với các đĩa ma sát. Do lực ma sát lớn giữa các đĩa ép và đĩa ma sát nên các đĩa ép dẫn và đĩa ma sát bị dẫn quay cùng một tốc độ. Có nghĩa là ly hợp được ăn khớp, trục sơ cấp được nối với bánh răng bao,và công suất từ trục sơ cấp được truyền tới bánh răng bao. Hình 4.19: Hoạt động của ly hợp C1 b. Nhả khớp (C1) Khi dầu có áp suất được xả thì áp suất dầu trong xy lanh giảm xuống. Điều này cho phép viên bi rời khỏi van một chiều nhờ lực li tâm tác động lên nó, ...ngoài Lắp bán trục 1. Lắp tạm thời cao su che bụi khớp ngoài và kẹp mới Chú ý : Cao su và kẹp của khớp ngoài nhỏ hơn so với khớp trong a. Trước khi lắp cao su,quấn bằng nhựa quanh then hoa của bán trục để tránh làm hỏng cao su b. Lắp tạm cao su che bụi mới và kẹp mới của khớp ngoài bán trục Chú ý : Cẩn thận không làm dính dầu mỡ và sơn lên phớt của cao su che bụi và bán trục 2. Lắp tạm giảm chấn và kẹp giảm chấn mới Chú ý: + Lắp kẹp cao su cho nó khớp với rãnh trên bán trục + Không được lắp nhầm hướng lắp giảm chấn 3. Lắp tạm cao su khớp trong mới và kẹp mới Lắp tạm cao su chắn bụi và 2 kẹp mới của khớp trong lên bán trục 4. Lắp khớp chạc ba a. Đặt phía vát của then hoa trong khớp chạc ba hướng về phía khớp ngoài b. Khớp theo dấu ghi nhớ vị trí đã đánh trứơc lúc tháo c. Dùng búa và thanh đồng thau,gõ khớp chạc ba vào bán trục Chú ý : không gõ vào con lăn d. Dùng kim tháo phanh :lắp phanh hãm mới 5. Lắp cao su che bụi vào ,khớp ngoài Trước khi lắp cao su che bụi khớp ngoài,bôi mỡ vào khớp ngoài và cao su Chú ý : Mỡ màu đen, khối lượng 120-130g 6. Lắp cánh khớp trong vào bán trục trước a. Nhét mỡ vào cánh khớp trong và cao su che bụi( màu mỡ : vàng tươi) b. Khớp theo dấu ghi nhớ vị trí đã đánh dấu trước khi tháo và lắp cánh khớp vào bộ bán trục c. Lắp cao su che bụi lên cánh khớp trong 7. Lắp kẹp của vỏ cao su che bụi và kẹp của giảm chấn a. Chắc chắn rằng cao su che bụi lọt vào rãnh trên trục b. Dùng tô vít bẻ cong dải kẹp và khoá nó như hình vẻ c. Chắc chắn rằng cao su che bụi không bị dãn hay bị ép co lại khi bán trục ở chiều dài tiêu chuẩn: Chiều dài tiêu chuẩn bán trục: Trái: 5285mm Phải 8435mm d. Lắp phanh hãm mới vào trục khớp trong Lắp bán trục 1. Lắp bán trục a. Bôi mỡ MP lên miệng phớt dầu b. Dùng búa và thanh đồng thau lắp bán trục đến khi nó tiếp xúc với trục vi sai c. Lắp phía khớp ngoài của bán trục vào moayơ 2. Kiểm tra sự lắp bán trục trứơc a. Kiểm tra rằng có độ rơ 2-3mm theo phương dọc trục b. Kliểm tra rằng bán trục không bị tụt ra ngoài nếu kéo nó hết sức bằng tay 3. Lắp cam quay vào đòn treo dưới Môment xiết: 1450 kgf.cm 4. Lắp đầu thanh nối vào cam quay Lắp và xiết đai ốc hãm bằng chốt chẻ mới (moment xiết : 500 kgf.cm) 5. Lắp đai ốc hãm ổ bi,nắp đai ốc hãm và chốt chẻ a. Xiết đai ốc hãm ổ bi trong khi đạp phanh Môment xiết 1900 kgf.cm b. Lắp nắp đai ốc hãm rồi dùng kim lắp chốt chẻ mới 6. Đổ dầu hộp số 7. Lắp tấm che dưới động CHƯƠNG VII : 4WD Sau khi hoc xong chương này người học có khả năng : Giải thích mục đích của 4WD. Giải thích hoạt động của 4wd gián đoạn và thường xuyên. Phân biệt các bộ phận của 4wd Phân tích sự khác nhau giữa 4wd gián đoạn và thường xuyên Trình bày mục đích của vi sai giữa và hoạt động của nó. I. CÔNG DỤNG- PHÂN LOẠI- YÊU CẦU 1. Công dụng - Tăng moment kéo của xe bằng cách tăng moment bám ở bánh xe chủ động. - Giúp xe vượt qua những địa hình khó phức tạp, địa hình trơn trượt. - Tăng tính ổn định của xe trên đường. 2. Phân loại -4WD thường xuyên -4WD gián đoạn 3. Yêu cầu -Kết cấu đơn giản, ít hư hỏng và sửa chữa -Mất mát công suất nhỏ nhất khi truyền động -Đảm bảo tính linh hoạt của xe trong bất cứ trường hợp nào -Rẽ tiền và dễ sử dụng. II. GIỚI THIỆU CHUNG 1. Thế nào là 4WD ? 4WD (4 Wheel Drive ) khác với loại 2WD:cả 4 bánh xe đều được dẫn động và dẫn động thông qua hộp số phụ. Nhìn chung các xe 4wd có thể chia thành xe chạy trên đường tốt và trên đường xấu tuy theo mục đích sử dụng của chúng. Những xe chạy đường xấu với gầm và thân được thiết kế cứng,có khoảng sáng gầm xe lớn hơn vì vậy phù hợp hoạt động ở địa hình đồi núi, sông suối. Ngược lại, những xe 4wd chạy đường tốt được dùng để chạy đường tốt, những đường bình thường,mặc dù gầm và thân xe thiết kế cứng vững hơn nhưng hình dáng bên ngoài giống hệt như các xe du lịch bình thường. 2. Ưu điểm 4WD Tiêu chuẩn đặt ra là một chiếc xe phải có khả năng chạy được trên nhiều loại đường xá từ địa hình bằng phẳng cho đến các địa hình có tuyết hoặc có bề mặt thay đổi do điều kiện thời tiết. Cách tốt nhất để chạy trên các đường gồ ghề là xe có cả bốn bánh đều được truyền lực. Về mặt này, các xe 4WD có một số ưu điểm vượt trội hơn các xe 2WD loại FF, FR hoặc MR (động cơ đặt ở giữa xe, bánh sau dẫn động): a. Tính ổn định khi quay vòng Vì cả 4 bánh xe đều được truyền lực như nhau,thay vì chỉ có hai bánh truyền lực,tải trọng trên mỗi lốp xe sẽ giảm đi,có thể sử dụng lực quay vòng của các lốp có hiệu quả,tạo ra sự quay vòng rất ổn định. b. Tính ổn định khi xe chạy trên đường thẳng Với xe 4WD,vì lực bám dư của mỗi lốp xe tăng lên,các thay đổi bên ngoài không ảnh hưởng đến xe.Nhờ vậy đạt được tính ổn định khi chạy trên đường thẳng. c. Tính năng khởi hành và tăng tốc Độ bám của lốp các xe 4WD gần gấp đôi độ bám của các xe 2WD,nên thậm chí xe được trang bị động cơ có công suất cao,các lốp cũng không quay trượt khi vận hành hoặc tăng tốc. Điều này làm tăng tính khởi hành và tăng tốc của xe. d. Tính năng leo dốc Vì có lực bám gần gấp 2 lần lực bám của xe 2WD,xe 4WD có thể leo những dốc mà xe 2WD không leo được. e. Chạy trên các đường gồ ghề và có tuyết Ở xe 4WD,vì cả 4 bánh xe đều truyền lực,nên lực truyền vào đường có thể gấp đôi lực truyền vào đường của xe 2WD trên đường có tuyết,và có tính năng chạy thông trên các đường có hệ số ma sát thấp rất tốt.Khi chạy trên các đường cát,bùn hoặc cực kỳ gồ ghề cần có công suất lớn hơn.Vì cả 4 bánh của xe 4WD đều truyền lực,các bánh xe trước và sau sẽ hỗ trợ lẫn nhau,nên có thể đạt được tính năng chạy thông cao. 3. Nhược điểm của 4WD Do nối trực tiếp trục các đăng giữa cầu trước và cầu sau nên không thể triệt tiêu được sự chênh lệch về tốc độ quay giữa các bán trục trước và bán trục sau. Đặc biệt là trên các đường có hệ số ma sát cao. Sở dĩ như vậy là vì khi đi trên đường có hệ số ma sát thấp, nếu có lốp xe nào bị trượt quay thì sẽ triệt tiêu được sự chệnh lệch về tốc độ quay giữa các bán trục trước và sau. Nhưng đối với đường có hệ số ma sát cao điều này khó xảy ra nên làm cho hệ thống truyền lực phải chịu tải quá mức. Hiện tượng này gọi là “Phanh góc hẹp” tương tự như khi ta đạp phanh. Ngoài ra xe 4WD còn có những nhược điểm dễ nhận thấy là cấu tạo phức tạp vì cần thêm hộp số phụ, trục các đăng, bộ vi sai, làm tăng trọng lượng xe, tăng số nguồn phát sinh rung động và tiếng ồn, tăng giá thành sản phẩm. a. Trọng lượng tăng lên Do số bộ phận tăng lên nên trọng lượng của xe cũng tăng lên. b. Giá thành tăng Do cấu tạo của xe phức tạp hơn và số bộ phận của xe cũng tăng lên dẫn đến giá thành của xe tăng lên. c. Cấu tạo phức tạp Cần phải có một hộp số phụ,trục các đăng,bộ vi sai v.vđể phân phối công suất đến các bánh trước và sau,làm cho cấu tạo phức tạp. d. Các nguồn rung động và tiếng ồn tăng Việc tăng các bộ phận quay(hộp số phụ,trục các đăng v.v) làm tăng số nguồn phát sinh rung động và tiếng ồn. 4. Sự khác nhau giữa 4WD gián đoạn và 4WD thường xuyên Bên cạnh mục đích sử dụng khác nhau,có hai kiểu cơ cấu 4wd cơ bản : Loại thứ nhất là 4wd gián đoạn mà thường chỉ dùng ở chế độ 2wd ( 2 bánh xe chủ động) và người lái chỉ chuyển sang 4wd khi cần, Loại thứ 2 là 4wd thường xuyên mà luôn hoạt động ở chế độ 4wd. Sự khác nhau giữa chúng là loại 2wd chỉ có 1 vi sai cho cầu trước và 1 cho cầu sau, trong khi 4wd thường xuyên có thêm 1 vi sai giữa cầu trước và cầu sau ( vi sai giữa) . III. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG III.1. Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động 1. Cấu tạo chung Các bộ phận chính : Các bộ phận chính của 4wd là : hộp số phụ, trục các đăng vi sai trước và sau và 1 hệ thống lực chạy dẫn động.Một số loại sử dụng cơ cấu khác moayơ trước ăn khớp với bánh chủ động trước ,trục các đăng và bộ vi sai.Tương tự như chúng được sử dụng trong xe 2 bánh chủ động. Kết cấu của 4WD Có hai hệ thống 4wd cơ bản trên xe.Trong xe với động cơ đặt theo kiểu truyền thống, các bộ phận bánh sau chủ động tương tự như lắp đặt hai bánh trước chủ động. Một hộp số phụ được lắp giữa trục ra của hộp số và trục các đăng. Hộp số phụ trực tiếp đưa công suất trước khi cần.Cả hai trục các đăng được gắn đến hộp số phụ,trục các đăng sau đưa công suất đến bộ vi sai giống như hệ thống dẫn động hai bánh trước .Trục các đăng trước đưa công suất đến bộ vi sai trước. Thiết kế này là loại thông dụng nhất trong thiết kế hai bánh trước chủ động. Trong dẫn động hai bánh trước,hai bánh trước được dẫn động giống nhau như kiểu xe dẫn động hai bánh sau. Hộp số phụ được lắp trên hộp số đặt ngang hay trên 1 phần của nó.Thêm một số thiết kế,cả hai bán trục có bộ vi sai riêng lẻ. Các kết cấu khác bộ vi sai trước là 1 phần của hộp số đặt ngang. Các bánh trước được dẫn động lien tục.Trong hệ thống 4 bánh dẫn động, công suất truyền qua trục các đăng sau đến bộ vi sai sau. III.2. Nguyên lý hoạt động 1. 4WD thường xuyên: 4WD thường xuyên dẫn động tất cả các bánh xe chủ động khi xe chuyển động.Loại này sử dụng 1 bộ vi sai giữa hay 1 khớp độ nhớt để bù trừ sự khác nhau về tốc độ giữa bánh trước và bánh sau khi xe quay vòng và qua bề mặt địa hình không đều.Bằng cách bù trừ điều kiện dẫn động khác nhau này,4wd thường xuyên sẽ cho phép xe chuyển động lien tục ở chế độ 4 bánh chủ động trên đường cứng và khô. 4WD thường xuyên với vi sai giữa: Trên hình vẽ dưới đây xích dẫn động truyền công suất từ bánh xe chủ động đến bánh xích vỏ vi sai.Một bộ vi sai bên trong vỏ truyền moment đến cả hai trục của hộp số phụ.Bộ vi sai cho phép trục trước và sau quay khác tốc độ trong khi vẫn truyền động công suất.Điều này cho phép sử dụng lien tục ở chế độ 4wd. Bộ vi sai được trang bị với 1 bộ vi sai chống trượt, nó cung cấp sự dẫn động đến cả hai trục trước và sau nếu 1 trong các bánh xe bị quay.Trong điều kiện kéo xấu,bộ vi sai có cơ cấu để khóa hoạt động vi sai.Điều này cung cấp 1 sự dẫn động trực tiếp đến cả hai trục trước và sau. Một hộp số phân phối chỉ ra trong hình dưới đây, nó sử dụng xích dẫn động và 1 bộ vi sai.Dãy tốc độ thấp và cao được hoàn thành qua các bánh răng.Bộ vi sai này có thể khóa khi 1 bánh quay trơn,khóa không dính khi xe dịch chuyển trên đường khô. b. 4WD thường xuyên và gián đoạn với khớp thủy lực - Những hộp số phân phối này hoạt động 1 phần giống với bộ vi sai trang bị ở trên.Sự khác nhau cơ bản là khớp thủy lực trang bị để thay thế bộ vi sai hạn chế trượt kiểu cơ khí. - Khớp nối thủy lực gồm 1 chuổi các đĩa thép và rãnh các đĩa không chạm vào nhau.Khớp nối được đổ đầy dầu silicon trong không gian giữa các đĩa.Khớp thủy lực được đặt ở chổ maø công suất truyền đến các bánh sau phải qua nó. - Trong suốt quá trình hoạt động bình thường (bánh xe không trượt) khớp thủy lực không hoạt động.Khi một bánh xe quay trơn xảy ra, khớp sẽ truyền moment đến các cầu để điều kiện kéo tốt nhất. - Chất lỏng silicon trong khớp thủy lực rất đặc, hay lầy nhầy và không lỏng vì nhiệt.Khi một trục quay nhiều bởi vì các bánh xe trượt, tốc độ khớp nối cũng tăng lên.Các đĩa ly hợp được đẩy quay trong dầu cũng như tốc độ của chúng tăng lên.Khi chất lỏng được kéo giữa các đĩa và dịch chuyển, nó giản nở,tăng ma sát và cản trở tốc độ trục quay nhanh. - Khớp nối không khóa các trục với nhau,nhưng nó điều khiển độ trượt bằng cách gửi môment đến trục quay chậm.Chỉ biết rằng khớp nối thủy lực hộp số phụ cũng có 1 bộ vi sai bên trong. 2. 4WD gián đoạn Trục ra của hộp số chia thành 2 thành phần,phần dài được dẫn động bởi 1 càng gạt. Phần dài của trục ra quay sẽ dẫn động cácđăng sau.Phần ngắn hơn phía trước được nối đến phần dài chỉ khi càng gạt dẫn động 4 bánh xe được dịch chuyển ăn khớp với đầu trục của trục ngắn. - Khi muốn 2 bánh dẫn động, trục ra không nối bởi sự dịch chuyển càng gạt dẫn động 4 bánh không ăn khớp.Trục dài dẫn động trục các đăng sau.Nhưng không truyền mô ment ra trước.Dẫn động 4 bánh được ăn khớp bằng cách dịch chuyển càng gạt 4 bánh ăn khớp với trục ngắn.Môment được truyền đến cả 2 trục các đăng trước và sau. - Xe trang bị kiểu hộp số phụ này không được hoạt động ở chế độ 4wd trên mặt đường cứng và khô.Các bánh trước của xe sẽ quay nhanh hơn các bánh sau.Kết quả là sự quay tăng lên của bánh chủ động dẫn đến hư hỏng chúng. - Sự quay là sự phát triển của ứng suất bên trong giữa các phần của trục trước và sau,nguyên nhân của sự khác nhau tốc độ của trục trước và sau.Và các bánh xe sẽ bị mòn lốp ,hay các bộ phận dẫn động sẽ bị hư hỏng.Rất khó cho các bánh xe trươt trên đường cứng và khô,xe sẽ bị hư hỏng. 3. 4WD thường xuyên có khớp mềm V Hệ thống 4WD thường xuyên có khớp mềm V làm cho xe có thể hoạt động thích hợp với chế độ 2WD trong thời gian chạy bình thường khi không có sự chênh lệch về tốc độ quay giữa các bánh trước và sau. Nhờ vậy,nó đảm bảo điều kiện ổn định trong khi chạy ở các điều kiện đường xá và chạy xe khác nhau. III.3. Đường truyền công suất Đối với các loại xe 4WD, đường truyền công suất từ động cơ đến các bánh xe khác nhau giữa xe 4WD loại FF và 4WD loại FR. Hình 7.4 : 4WD thường xuyên loại FF Các xe 4WD thường xuyên loại FF, công suất được truyền từ hộp số ngang đến bộ vi sai trung tâm rồi đến bộ vi sai trước và bộ vi sai sau. Bộ vi sai trước và bộ vi sai trung tâm cùng nằm trong hộp số phụ. Hình 7.5: 4WD thường xuyên loại FR Các xe 4WD thường xuyên loại FR, công suất truyền từ hộp số dọc đến bộ vi sai trung tâm nằm trong hộp số phụ, đến bộ vi sai trước và bộ vi sai sau, đóng hoặc gài hộp số phụ. Khi không gài hộp số phụ, công suất truyền từ hộp số dọc đến bộ vi sai sau. Các xe 4WD gián đoạn loại FR, loại này không có bộ vi sai trung tâm nên phải Nếu hộp số phụ được gài, công suất được truyền đến cả hai bộ vi sai trước và sau. Hình 7.6: 4WD gián đoạn loại FR IV. CHỨC NĂNG CỦA CÁC HỆ THỐNG TRONG 4WD : IV.1. Hộp số phân phối . Mục đích của hộp số phân phối là phân phối công suất đến hai bánh trứơc và sau được dẫn động bởi công suất động cơ khi cần thiết.Công suất động cơ đưa vào hộp số phân phối từ trục ra đầu hộp số.Công suất được truyền đến mỗi trục các đăng cũng như qua các bánh răng hay xích truyền động.Hình dưới đây mô tả dòng truyền công suất trong hệ bốn bánh chủ động của một hộp số phân phối. Hộp số phân phối cũng có thể là loại sử dụng cho 4WD thường xuyên hay gián đoạn.Loại thường xuyên với dẫn động xích đựơc sử dụng hầu hết nay.Các loại thường xuyên có một vi sai giữa hay một khớp nối nhớt để bù cho sự thay đổi tốc độ bánh trước và bánh sau. IV.1.1. Công dụng – Phân loại – Yêu cầu 1. Công dụng Phân phối mô men xoắn cho các cầu chủ động. Cài cào hay tách ra cầu chủ động trước đồi với hộp số chính. Đổi số chậm nhằm tăng mô men xoắn cho các bánh xe chủ động khi xe phải dy chuyển trên mặt đường xấu. 2. Phân loại: a. Theo cấp số truyền Một cấp số truyền. Hình 7.7: Các dạng sơ đồ 1 cấp của hộp phân phối a) Dang một cấp có khớp gài b) Dạng một cấp có vi sai côn c) Dạng một cấp có vi sai trụ Hai cấp số truyền, trong đó một số truyền có i=1 và một số truyền có i>1. Số truyền i>1 chỉ sử dụng khi cần tăng lực kéo trên các bánh xe và tốc độ sẽ giảm được gọi là số truyền thấp, còn lại sử dụng i=1 gọi là tỷ số truyền cao. b. Theo tỷ lệ phân chia mô men ra các cầu Tỉ lệ phân chia bằng 1: sử dụng cho ôtô du lịch với cơ cấu bánh răng có kích thước hình học như nhau, hay vi sai bánh răng côn đối xứng. Tỉ lệ phân chia khác 1: sử dụng cho các ôtô với cơ cấu vi sai bánh răng trụ kiểu cơ cấu hành tinh hay vi sai bánh răng côn không đối xứng. c. Theo phương pháp truyền mô men xoắn Dạng nối cứng các trục đưa ra các cầu: dạng này hoạt động của xe không linh hoạt, khi cần gài cả 2 cầu phải dừng xe. Dạng có khớp nối mềm: như dạng có khớp ma sát, vi sai côn hoặc trụ, khớp tự đóng mở nối giữa 2 cầu. d. Theo dạng điều khiển gài cầu Dạng điều khiển bằng tay: loại này để điều khiển gài cầu được thực hiện bằng tay thông qua các cơ cấu cơ khí. Dạng điều khiển bằng điện từ: được thực hiện bằng rơle điện từ, điều khiển đóng ngắt dòng điện bằng công tắc. Dạng điều khiển bằng khí nén: loại này thường sử dụng ở ôtô tải, lực điều khiển gài cầu được thực hiện bằng một cặp pittông xi lanh khí nén. Dạng điều khiển tự động: loại này thường sử dụng ở các ôtô du lịch hiện đại. IV.1.2. Cấu tạo và hoạt động của hộp phân phối hai cấp số truyền Hộp phân phối không vi sai là loại có hai cấp số truyền thường xuyên gài cầu sau. Nó được đặt ngay sau hộp số nhưng không gian chứa dầu bôi trơn độc lập. 1. Cấu tạo Vỏ hộp phân phối chế tạo từ hợp kim nhôm ghép liền với hộp số nhờ mộ mặt phằng lắp ghép chặt bằng bulông. Trục chủ động của hộp phân phối ghép then hoa với trục thứ cấp của hộp số và quay trên hai ổ bi cầu. Trên trục có bố trí bánh răng nghiêng gắn then hoa với trục và được cố định. Hình 7.9: Cấu tạo hộp phân phối Trục trung gian và bánh răng liên kết cố định quay trên vỏ nhờ hai ổ thanh lăn côn. Trục có cấu trúc rỗng vừa làm nhiệm vụ chứa dầu bôi trơn và dẫn dầu cấp cho các ổ bi. Trên trục có 2 bánh răng: Bánh răng chủ động nằm bên trái dùng để dẫn động bánh răng tốc độ cao với tỷ số truyền i1=1 Bánh răng tốc độ thấp nằm bên phải dùng để dẫn động trục thứ cấp với tỷ số truyền i2>1. Trục thứ cấp cầu trước gồm có 2 bánh răng: Bánh răng tốc độ cao luôn luôn ăn khớp với bánh răng chủ động của trục trung gian. Bánh răng này luôn luôn quay trơn trên trục thứ cấp cầu trước. Bánh răng trượt: Có thể điều khiển trượt dọc trục thứ cấp để ăn khớp hay không ăn khớp với bánh răng tốc độ thấp của trục trung gian hay ăn khớp với trục bánh răng tốc độ cao. Trục thứ cấp cầu sau gồm một bánh răng, bánh răng này có thể được điều khiển trượt dọc trục để ăn khớp với bánh răng bánh răng tốc độ thấp của trục trung gian hay nối trực tiếp với trục chủ động của hộp phân phối. 2 Hoạt động Khi khớp gài ở vị trí trung gian: Khi hộp phân phối ở vị trí trung gian, công suất từ trục thứ cấp hộp số được truyền đến trục chủ động và bánh răng chủ động của hộp phân phối. Điều này làm trục trung gian quay, bánh răng tốc độ cao quay mà bánh răng này quay trơn trên trục. Vì vậy ở vị trí trung gian công suất không được truyền ra cầu trước và cầu sau hình 5.3) 4 bánh tốc đô thấp (4L) Khi hôp phân phối chuyển sang 4L, điều này làm 2 bánh răng trượt dịch chuyển sang phải để ăn khớp với bánh răng tốc độ thấp của trục trung gian đang quay. Do 2 bánh răng này ăn khớp với trục thứ cấp nên 4 bánh quay ở tốc độ thấp. Bánh sau tốc độ cao (2H): Khi hộp phân phối chuyển sang vị trí 2H, 2 bánh răng trượt được đẩy sang phải để không ăn khớp với bánh răng tốc độ thấp, bánh răng trượt của trục thứ cấp cầu trước trở về vị trí trung gian còn bánh răng trượt của trục thứ cấp cầu sau tiếp tục được đẩy xa hơn để nối cứng với trục chủ động. Công suất được truyền trục tiếp từ hộp số đến trục thứ cấp cầu sau. Điều này làm 2 bánh sau quay ở tốc độ cao (i=1). 4 bánh tốc độ cao (4H): Khi hộp phân phối chuyển sang 4H, 2 bánh răng trượt được đẩy sang phải. Bánh răng trượt trục thứ cấp cầu sau nối trực tiếp với trục bị động. Còn bánh răng trượt cầu trước ăn khớp với trục bánh răng tốc độ cao. Điều này làm 4 bánh cùng quay ở tốc độ cao (i=1). 3. Hộp số phân phối cho 4WD thường xuyên: Hầu hết các xe hơi,xe tải và một số xe tải nhẹ sử dụng hộp số phụ thường xuyên.Hộp số phụ thường xuyên phân phối công suất đến các cầu trước và cầu sau mọi lúc.Vỏ hộp số được cấu tạo từ nhôm hay sắt đúc.Hầu hết các hộp số có một dãy tốc độ thấp và tốc độ cao.Tỷ số truyền dãy tốc độ cao là 1:1 và dãy tỷ số truyền tốc độ thấp là 2:1. 4. Hộp số phân phối cho 4WD gián đoạn: Nhiều hệ thống 4WD cũ sử dụng hộp số phụ gián đoạn.Hộp số phụ loại gián đoạn cũng được sử dụng trên một số kiểu xe sau này.Hộp số phụ loại gián đoạn chỉ phân phối công suất đến các bánh sau,hay đến các bánh trước và sau bằng quyết định của người lái.Chế độ 4WD của loại 4WD gián đoạn không hoạt động trên đường khô,cứng. Vỏ hộp số phụ loại gián đoạn được làm từ sắt đúc hay nhôm.Công suất được truyền qua một chuỗi các bánh răng hay xích.Hầu hết đều tích hợp hai dãy tỷ số truyền cao và thấp.Nó cung cấp một tỷ số truyền khoảng 1:1 (dãy tỷ số truyền cao) hay 2.6:1 (dãy tỷ số truyền thấp). Các chế độ hoạt động: - Chế độ số 0 : Các bánh răng trượt cầu trước và cầu sau không ăn khớp với moayơ cũng như không ăn khớp với bánh răng trung gian,hình trên. - Chế độ 2WD – Hi : Dịch bánh răng trượt cầu sau ăn khớp với moayơ trong khi bánh răng trượt cầu trước ở chế độ không ăn khớp.Vì vậy công suất được truyền ra cầu sau,như hình vẽ ở trên. - Chế độ 4WD – Hi : Cho cả bánh răng trượt cầu trước và cầu sau ăn khớp với moayơ.Do đó,công suất được truyền đến cho cả hai cầu. - Chế độ 4WD – Lo : Cho cả hai bánh răng trượt cầu trước và cầu sau ăn khớp với bánh răng trung gian.Do đó,công suất được truyền ra cả hai cầu. IV.2. Các kiểu cơ cấu hạn chế vi sai giữa: 1. Vi sai giữa với khoá cơ khí: Cơ cấu hạn chế vi sai này khoá cứng vi sai giữa,thay đổi hệ thống truyền lực như sự nối trực tiếp của xe 4WD gián đoạn.Cơ cấu hạn chế vi sai được sử dụng trong vi sai giữa kiểu khoá cơ khí có thể được đặt bằng tay giữa hai vị trí “FREE”(tự do) và “LOCK”(khóa) bởi người lái.Tuy nhiên,ở điều kiện bình thường ,nó hầu như không bao giờ dùng đến. a. Cấu tạo: Cụm vi sai giữa này bao gồm hộp bên phải vi sai giữa,hộp bên trái vi sai giữa,các bánh răng vi sai của vi sai giữa,bánh răng bên phải của vi sai giữa,bánh răng bên trái của vi sai giữa. Hộp bên phải vi sai giữa được gắn liền với một trục rỗng có các răng ly hợp vấu ở đầu phíabên phải để khóa vi sai giữa. Hộp bên trái vi sai giữa(cùng với hộp bên phải của vi sai giữa) được lắp lên bánh răng vành chậu vi sai giữa bằng các bu lông. Bánh răng bên phải của vi sai giữa được gắn liền với một trục rỗng mà đầu bên phải của trục có then hoa. Một ống ly hợp vấu được lắp trên phần then hoa để khóa vi sai giữa. Bánh răng bên trái của vi sai giữa gắn liền với hộp vi sai trước. Vi sai trước được đặt trong hộp bên trái của vi sai giữa để cho phép nó dịch chuyển tự do. Bánh răng bán trục phải của vi sai trước được nối với trục trung gian.Trục này xuyên qua bánh răng bên phải của vi sai giữa. b. Hoạt động: Công tắc khoá vi sai giữa tắt(OFF) Khi công tắc khoá vi sai giữa tắt cả VSV số 1 và số 2 đều tắt.VSV số 1 hút chân không từ bình chân không đến buồng A của bộ chấp hành chân không và VSV số 2 hút không khí đến buồng B của bộ chấp hành chân không. Vì vậy màng bộ chấp hành chân không dịch sang phía buồng A (sang phải) và cần được gắn với màng làm ống khóa,càng gài số và trục cùng dịch sang phải.Nó tách ống gài ra khỏi hộp vi sai và vi sai giữa hoạt động và điều chỉnh sự sai khác về tốc độ góc giữa các bánh răng trước và sau. Công tắc đèn báo khóa tắt ở trạng thái này. Công tắc khoá vi sai giữa bật (ON). Khi ấn công tắc khoá vi sai giữa,VSV số 1 và số 2 bật.VSV số 1 cho không khí vào buồng A của bộ chấp hành chân không,VSV số 2 cho chân không từ bình chân không vào buồng B của bộ chấp hành . Vì vậy,màng bộ chấp hành chân không dịch về phái buồng B (sang trái). Cần (nối với màng) đẩy ống khóa càng gài số và trục sang trái nên ống khoá ăn khớp với hộp qua ly hợp vấu.Kết quả là,hộp vi sai giữa và bánh răng bên phải của vi sai giữa bị khoá cứng như một cụm.Do bánh răng vi sai của vi sai giữavà các bánh răng bên phải và bên trái bị khoá với hộp vi sai giữa và cùng quay như một khối,lực truyền đều đến vi sai trước và sau. Công tắc đèn khoá bật và đèn báo sáng trong trạng thái này. 2. Vi sai giữa với khớp thuỷ lực Kiểu vi sai giữa này dùng một khớp thuỷ lực để hạn chế tác dụng của vi sai.Nếu có bánh chủ động nào bị trượt quay.lực được tự động truyền đến các bánh không bị trượt vì vậy cải thiện tính ổn định điều khiển,không bị mất mát công suất của động cơ,cung cấp lực kéo cần thiết để đưa xe ra khỏi hố bùnkhi nó bị kẹt. Kiểu này có ưu điểm so với kiểu khoá cơ khí là không cần chuyển đổi giữa hai vị trí “FREE” và “LOCK”. Cấu tạo Bố trí của vi sai giữa,vi sai trước,bánh răng dẫn động hộp số phụ,bánh răng bị động hộp số phụ hầu như giống với kiểu khoá cơ khí vi sai giữa,nhưng có một khớp thuỷ lực được gắn trong hộp số phụ để hạn chế tác dụng của vi sai giữa. b. Hoạt động Khi xe khởi hành,khi đạp phanh hay khi leo dốc hoặc xuống dốc,trọng tâm xe thay đổi và tải trọng tác dụng lên bánh trước và sau thay đổi.Nó sinh ra sự chênh lệch lực cản quay(tương ứng với mặt đường) giữa các bánh trước và sau.Phần lực lớn hơn được truyền bởi vi sai giữa đến bánh trước hay sau mà lực cản quay nhỏ hơn.Vì vậy ở điều kiện này,lực không được truyền đến mặt đường tốt hơn. Khớp thuỷ lực triệt tiêu tác dụng của vi sai giữa ở những điều kiện đó và tăng phần lực được truyền đến các bánh khác(không bị trượt).Vì vậy,lực được truyền đến mặt đường hiệu quả hơn. Khi xe bắt đầu chuyển động,trọng tâm của xe dịch chuyển về phía sau và tải trọng tác dụng lên cầu sau tăng.Vì vậy,tải trọng tác dụng lên cầu tước giảm. Do đó các bánh trước có xu hướng quay nhanh hơn các bánh sau bởi vi sai giữa và bánh răng bên trái của vi sai giữa quay nhanh hơn bánh răng bên phải .Tuy nhiên,nếu bánh răng bên trái quay nhanh hơn thì lực cản sinh ra bởi khớp thuỷ lực cũng tăng.Nó ngăn cản sự quay của bánh răng bên trái và làm tăng tốc độ quay của bánh răng bên phải.Vì vậy,lực truyền đến các bánh răng trước giảm và có thêm lực đến các bánh sau. IV.3. Khóa Moay-ơ bánh xe Một số xe 4wd sử dụng khóa moay-ơ trước để khóa hay không khóa các bánh trước và trục dẫn động trước.Loại này này sử dụng trong kết cấu của hệ thống 4wd gián đoạn,nhưng nó không được điều khiển bởi các bộ phận bên trong vỏ hộp số.Khóa moay-ơ là 1 thiết bị khóa các bánh trước đến trục trước tại moay-ơ ở bánh xe. Một số khóa moay-ơ là khóa hay không khóa 1 cách tự động bằng cách sử dụng ly hợp 1 chiều trong trục trước .Ly hợp 1 chiều này truyền công suất theo 1 chiều,nhưng nó sẽ khóa nếu công suất truyền theo chiều ngược lại.Những ly hợp này sẽ khóa bất kỳ khi nào động cơ được dẫn động bởi các bánh trước qua hộp số phụ không khóa khi truyền công suất từ hộp số phụ đến các bánh trước chủ động.Những kiểu moay-ơ khác có thể tự động ngắt bởi sự dịch chuyển vỏ hộp số phụ đến vị trí bánh trước và khoảng cách ngắn lại. V. HƯ HỎNG – NGUYÊN NHÂN VÀ CÁCH KHẮC PHỤC HƯ HỎNG NGUYÊN NHÂN CÁCH KHẮC PHỤC 1. Hộp phân phối khó chuyển số hoặc không chuyển đổi được. - Tốc độ quá mức cho phép. - Cơ cấu bên trong hộp phân phối bị kẹt. - Dầu bôi trơn thiếu hoặc không đúng chủng loại. - Các chi tiết bên trong bị mòn, kẹt hay hỏng. Gảm tốc độ tới khoảng 3-4Km/h hoặc dừng xe khi chuyển số. Bôi trơn, sữa chửa hoặc thay thế cơ cấu chuyển số.Xiết chặt các cơ cấu chuyển số. Châm thêm hay thay dầu bôi trơn đúng chủng loại,số lượng. Tháo rời hộp phân phối kiểm tra,thay thế chi tiết bị hỏng. 2.Hộp phân phôi gây ồn ở mọi chế độ truyền động. - Dầu bôi trơn thiếu hoặc không đúng chủng loại. - Không ăn khớp vào chế độ 4H hoàn toàn. - Châm thêm hoặc thay dầu.Nếu tiếng ồn vẫn còn thì phải tháo hộp phân phối và kiểm tra. - Dừng xe, chuyển hộp phân phối sang số 0 rồi chuyển lại vị trí 4H. 3. Khi ăn khớp phát ra tiếng ồn. - Cơ cấu đòn bẩy bị kẹt hay lỏng. Các bánh răng trong hộp phân phối bị kẹt hay bị hỏng. Xiết chặt,bôi trơn,sữa chữa. Tháo rời hộp phân phối và sửa chữa. 4.Dầu bôi trơn bị mòn. - Mức dầu quá cao - Lỗ thông hơi bị nghẹt -Các đệm kín bị hỏng hoặc lắp ráp không đúng. Xả bớt tới mức thích hợp Làm sạch hoặc thay thế Thay thế, kiểm tra cách lắp đặt. 5. Vỏ xe mòn không bình thường. - Hoạt động kéo dài ở chế độ 4H trên đường bêtông - Điều chỉnh để vận hành ở chế độ 2H. TÀI LIỆU THAM KHẢO Cấu tạo hệ thống truyền lực ôtô con, Nguyễn Khắc Trai Ôtô, Dương Văn Đức Giáo trình ôtô 2, MSC Đặng Quý Khung gầm bệ ôtô, Nguyễn Oanh Tài Liệu Đào Tạo cấu thành Giai Đoạn 2, Toyota Từ điển Anh – Việt chuyên ngành công nghệ ôtô, PGS-TS Đỗ Văn Dũng, 2003 KẾT LUẬN Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện đồ án tốt nghiệp, bằng sự cố gắng của nhóm thực hiện cùng với sự huớng dẫn tận tình của thầy huớng dẫn, nhóm thực hiện đã hoàn thành nhiệm vụ đồ án tố nghiệp “ Nghiên cứu hệ thống truyền lực trên ô tô”. Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện đồ án nhóm đã có được những hiểu biết sâu và kỹ hơn về hệ thống truyền lực trên ô tô. Trong quá trình thực hiện đồ án mặc dù đã nỗ lực cố gắng nhưng vẫn không thể tránh được sai sót. Điều này cũng giúp cho chúng em thêm được nhiều kinh nghiệm khi ra đời. ĐỀ NGHỊ Từ những kết quả nhóm đã làm được, bên cạnh đó còn những vấn đề chưa thực hiện được do thời gian và kinh phí có hạn, đó là: Tìm hiểu sâu hơn nữa về hệ thống truyền lực giúp đề tài dễ hiểu và cô đọng hơn. Nghiên cứu kỹ hơn về hệ thống truyền lực trên ôtô hiện đại. Sau cùng một lần nữa em xin chân thành cảm ơn Thầy Th.S Huỳnh Phước Sơn cùng Quý Thầy trong Khoa Cơ Khí Động Lực trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM và các bạn cùng lớp đã đóng góp ý kiến giúp nhóm hoàn tất đề tài.