›
›

Hệ thống truyền lực trên ôtô

doc 196 trang phuongnguyen 430
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Hệ thống truyền lực trên ôtô", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • doche_thong_truyen_luc_tren_oto.doc

Nội dung text: Hệ thống truyền lực trên ôtô

  1. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MÔN KHUNG GẦM HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN ÔTÔ TP. HỒ CHÍ MINH – 2009 Hệ thống truyền lực trên ôtô 1
  2. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh MỤC LUC Trang Chương I: Giới thiệu chung về vệ thống truyền lực trên ôtô. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 I. Giới thiệu chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 II. Các kiểu bố trí. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 2
  3. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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). Hệ thống truyền lực trên ôtô 3
  4. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 4
  5. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 5
  6. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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) Hệ thống truyền lực trên ôtô 6
  7. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh - 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 7
  8. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 8
  9. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 9
  10. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 10
  11. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh * 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 11
  12. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh  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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 12
  13. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh * 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 13
  14. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh - 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 14
  15. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 15
  16. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 16
  17. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 17
  18. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 18
  19. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh * 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 - Điều chỉnh sai hành trình tự do → Chỉnh lại 1. Bị trượt bàn đạp ly hợp trong lúc nối - Đĩa ly hợp bị mòn mặt ma sát → Tán bố lại hoặc thay đĩa mới khớp ly hợp - Đĩa ly hợp bị dính dầu mỡ → Rửa sạch hoặc thay mới - Lò xo mâm ép bị gãy → Thay mới - Ba cần đẩy bị cong → Làm thẳng lại hoặc thay mới - Chỉnh sai ba cần đẩy → Chỉnh lại - Mặt bố đĩa ly hợp bị dính dầu mỡ → Làm sạch bề mặt hoặc thay mới 2. Bị rung, hoặc lỏng đinh tán nếu cần thiết không êm khi - Chiều cao ba cần đẩy không → Chỉnh lại đóng ly hợp thống nhất - Đĩa ly hợp bị kẹt trên trục sơ cấp → Bôi trơn, sửa chữa hộp số - Mặt bố đĩa ly hợp, các lò xo, đĩa → Thay mới các chi tiết hỏng ép bị vỡ - Hành trình tự do của bàn đạp ly → Chỉnh lại Hệ thống truyền lực trên ôtô 19
  20. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh hợp không đúng 3. Ly hợp - Đĩa ly hợp hoặc đĩa ép bị cong → Thay mới các chi tiết hỏng không cắt hoàn vênh toàn được - Các mặt bố ma sát ly hợp bị lỏng → Tán đinh lại hoặc thay mới đinh tán đĩa ly hợp - Chiều cao ba cần đẩy không → Chỉnh lại thống nhất - Moay ơ đĩa ly hợp bị kẹt trên trục → Sửa chữa, bôi trơn sơ cấp hộp số *Tiếng kêu phát ra khi nối: - Then hoa trục ly hợp và moayơ → Thay mới 2 chi tiết đĩa ma sát quá mòn 4. Ly hợp phát - Lò xo hay cao su giảm chấn bị hư → Thay mới ra tiếng kêu *Tiếng kêu phát ra khi cắt: - Vòng bi cắt ly hợp mòn, hỏng, → Bôi trơn hoặc thay mới khô dầu mỡ - Vòng bi nối đầu trục ly hợp với → Bôi trơn hoặc thay mới đuôi trục khuỷa bị vỡ, rơ hoặc khô dầu mỡ 5. Bàn đạp ly - Động cơ và hộp số lắp không → Điều chỉnh lại và thay thế các hợp bị rung thẳng hàng chi tiết bị mòn nhiều - Bánh đà bị đảo, lệch tâm → Điểu chỉnh hoặc thay thế - Động cơ và hộp số bị lệch tâm → Điều chỉnh lại 6. Đĩa ma sát - Lò xo ép bị yếu → Thay mới chóng mòn - Đĩa ép, đĩa ma sát bị cong vênh → Kiểm tra, sửa chữa, thay mới - Không có hành trình tự do của → Điều chỉnh lại bàn đạp ly hợp 7. Bàn đạp ly - Cơ cấu điều khiển ly hợp thiếu → Thêm dầu và bôi trơn hợp nặng dầu, mỡ bôi trơn - Bàn đạp ly hợp bị cong vênh → Uốn lại đúng tiêu chuẩn - Cần nối dẫn động bị cong → 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 20
  21. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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: a. Tháo khối chặn dưới các bánh xe và chuyển cần gạt số tới số thấp b. 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 21
  22. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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: a. Chèn khối chặn vào dưới các bánh xe. b. Đạp bàn đạp ly hợp và khởi động động cơ. c. Thả bàn đạp ly hợp trong khi để cần số ở vị trí trung gian. d. 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 khác. Thao tác này đòi hỏi phải tai thính và thật chăm chú. V. THÁO, KIỂM TRA VÀ LẮP LY HỢP (trên xe Toyota Corolla xêri AE) V.1. Kiểm tra vòng bi cắt ly hợp (a) Quay vòng bi bằng tay trong khi ấn theo phương dọc trục. Lưu ý: Do vòng bi là loại bôi trơn vĩnh cửu và do đó không rửa hay bôi trơn vòng bi. (b) Dùng hai tay nắm lấy moayơ và nắp vòng bi lắc đều các phương để xem hệ thống tự định tâm có bị dính không? Moayơ và nắp có độ dịch chuyển khoảng 1mm. Nếu tìm ra trục trặc thì thay thế vòng bi. V.2. Kiểm tra độ thẳng hàng các lá lò xo đĩa V.2.1. Kiểm tra - Dùng SST: Dùng SST và thước đo chiều dày, kiểm tra độ thẳng hàng lá lò xo đĩa. Độ không thẳng hàng lớn nhất:0,5 mm Hệ thống truyền lực trên ôtô 22
  23. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh - Dùng đồng hồ so: Dùng đồng hồ so có con lăn, kiểm tra độ thẳng hàng các lá lò xo đĩa. Độ không thẳng hàng lớn nhất: 0,5 mm Chỉ dẫn: Để đo dễ dàng hơn, lắp thêm một tấm thép dày khoảng 5 mm, bên phía động cơ và đặt bàn từ như chỉ ra ở hình vẽ V.2.2. Sửa chữa (a) Nếu độ thẳng hàng không như đặc tính kỹ thuật, thì dùng SST điều chỉnh lá lò xo đĩa. (b) Dùng SST hoặc đồng hồ so, kiểm tra lại độ thẳng hàng các lá lò xo đĩa. V.3. Tháo và kiểm tra bộ ly hợp V.3.1. Tháo nắp và đĩa ly hợp (a) Đánh dấu vị trí ghi nhớ lên bánh đà và nắp ly hợp. (b) Nới lỏng cùng một lúc mỗi bu lông một vòng cho đến khi lò xo hết căng sau đó tháo nắp và đĩa ly hợp ra. Lưu ý: Tháo nắp ly hợp cẩn thận không để rơi đĩa ly hợp Giữ cho lớp ma sát của đĩa ly hợp, mâm ép và bánh đà không dính dầu và các vật bên ngoài khác. Lau sạch các hạt bụi vì nó gây mòn nắp ly hợp. V.3.2. Kiểm tra độ mòn và hư hỏng của đĩa ly hợp (a) Dùng thước kẹp đo độ sâu của đầu đinh tán. Độ sâu nhỏ nhất đầu đinh tán: 0,3 mm Hệ thống truyền lực trên ôtô 23
  24. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh Lưu ý: Nếu tìm thấy dầu trên đĩa ly hợp thì kiểm tra cẩn thận tất cả các chi tiết kiên quan. (b) Kiểm tra cao su giảm xoắn có hư hỏng gì không? (c) Kiểm tra rãnh then đĩa ly hợp có mòn hoặc hư hại gì không? Cho đĩa ly hợp ăn khớp với trục sơ cấp của hộp số và kiểm tra chúng cẩn thận có kêu nhiều hoặc bám dính không? Nếu tìm thấy hư hỏng thì thay thế đĩa ly hợp. V.3.3. Kiểm tra độ đảo của đĩa ly hợp Dùng đồng hồ so có con lăn, kiểm tra độ đảo của đĩa ly hợp. Độ đảo lớn nhất: 0,8 mm Nếu độ đảo quá lớn thì thay thế đĩa ly hợp. V.3.4. Kiểm tra độ mòn của lò xo đĩa (a) Dùng thước cặp, đo độ sâu và chiều rộng vết mòn. Lớn nhất: Độ sâu 0,6 mm Chiều rộng 5,0 mm (b) Kiểm tra độ mòn và hư hỏng của mâm ép. Chỉ dẫn: Dùng giấy ráp (#180) để sửa các vết xước nhỏ trên mâm ép. Nếu cần thì thay thế đĩa ly hợp. V.3.5. Kiểm tra độ đảo của bánh đà (a) Dùng đồng hồ so kiểm tra độ đảo bánh đà Độ đảo lớn nhất: 0,1 mm Chỉ dẫn: Để đo dễ hơn, lắp tấm thép dày khoảng 5mm, bên phía động cơ và đặt bàn từ như chỉ ra ở hình vẽ. (b) Kiểm tra độ mòn và hư hỏng bánh đà Chỉ dẫn: Sử dụng giấy ráp (#180) để sửa những vết xước nhỏ trên bánh đà. Nếu cần thay thế bánh đà. Hệ thống truyền lực trên ôtô 24
  25. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh V.4. Lắp bộ ly hợp V.4.1. Lắp đĩa và nắp ly hợp lên bánh đà (a) Bôi một lớp mỡ mỏng lên các then hoa đĩa ly hợp (b) Tra dụng cụ chuyên dùng vào đĩa ly hợp, đặt chúng và nắp vào đúng vị trí. Lưu ý: Đĩa ly hợp phải được lắp chỉ theo một hướng nào đó, nên tham khảo cẩm nang sửa chữa. Lắp bánh đà và đĩa ly hợp vào dấu ghi nhớ vị trí đã được đánh dấu trước khi tháo. (c) Khi xiết chặt các bu lông ly hợp, bắt đầu xiết từ bu lông gần chốt định vị. Sau đó xiết dần từng vòng một theo thứ tự như chỉ ra ở hình vẽ. (d) Trước khi xiết bu lông thật hoàn toàn lắc SST theo các phương để đảm bảo độ đồng tâm của bộ ly hợp. Nếu đúng thì tiếp tục xiết bu lông đủ moment xiết yêu cầu. Moment xiết: 195 kg-cm (19 N.m) V.4.2. Bôi mỡ như hình vẽ Chú ý: Bôi một lượng mỡ tối thiểu lên các chi tiết quay để ngăn mỡ bám vào lớp ma sát do lực ly tâm khi ly hợp quay. Hệ thống truyền lực trên ôtô 25
  26. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh CHƯƠNG III: HỘP SỐ THƯỜNG (MT) Sau khi học xong chương này, người học có khả năng:  Giải thích cấu tạo và hoạt động của hộp số thường.  Phân loại các kiểu hộp số thường.  Trình bày được sự khác nhau của các loại hộp số thường  Phân tích các nguyên nhân hư hỏng, biện pháp kiểm tra và sửa chữa. Mô men quay sinh ra bởi động cơ hầu như không đổi. Tuy nhiên khi khởi động hoặc khi lên dốc xe đòi hỏi mô men quay phải lớn hơn, còn khi xe chạy ở tốc độ cao mô men quay lớn lại không cần thiết nữa. Hộp số được cung cấp để giải quyết vấn đề này bằng cách thay đổi tổ hợp bánh răng (thay đổi tỷ số truyền) nhằm biến công suất đầu ra của động cơ thành mô men quay và tốc độ quay phù hợp với điều kiện xe chạy I. CÔNG DỤNG – PHÂN LOẠI – YÊU CẦU I.1. Công dụng:  Tăng mô men dẫn động bánh xe khi ôtô khởi động và leo dốc.  Dẫn động các bánh xe đạt được tốc độ cao khi cần thiết.  Đảo chiều chuyển động của ôtô.  Cắt chuyển động từ động cơ đến bánh xe chủ động (tay số N). I.2. Phân loại hộp số Theo phương pháp thay đổi tỷ số truyền, hộp số được chia thành: hộp số có cấp và hộp số vô cấp. a. Hộp số có cấp được chia theo: - Sơ đồ động học:  Loại có trục cố định (hộp số hai trục, hộp số ba trục . . .)  Loại có trục không cố định (hộp số hành tinh một cấp, hai cấp . . .) - Dãy số truyền:  Một dãy tỷ số truyền (3 số, 4 số, 5 số)  Hai dãy tỷ số truyền. - Phương pháp sang số:  Hộp số điều khiển bằng tay.  Hộp số tự động. b. Hộp số vô cấp được chia theo: - Hộp số thủy lực (hộp số thủy tĩnh, hộp số thủy động). - Hộp số điện. - Hộp số ma sát. I.3. Yêu cầu Hộp số phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:  Sự truyền lực phải chính xác và êm dịu.  Hộp số phải gọn nhẹ và dễ dàng trong điều khiển.  Chịu được sự hoạt động ở các điều kiện khắc nghiệt và có độ bền cao.  Dễ dàng bảo quản và sửa chữa. Hệ thống truyền lực trên ôtô 26
  27. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh * Sự cần thiết của việc chuyển số: - Đồ thị bên phải trình bày các đường cong tính năng truyền động, chỉ rõ mối quan hệ giữa lực dẫn động và tốc độ xe từ số 1 tới số 6. A là đường cong lý tưởng khi chuyển số. Phần gạch chéo là phần mô men xoắn sử dụng không có hiệu quả khi chuyển số. - Khi xe có ít tay số thì phần này sẽ rộng và hộp số sẽ không được sử dụng trong thực tế. - Ngược lại nếu hộp số có quá nhiều tay số thì các đường cong tay số sẽ gần đường A (đường cong lý tưởng), làm giảm phần mô men xoắn không hiệu quả, nhưng hộp số sẽ rất phức tạp khi thiết kế và lái xe gặp nhiều khó khăn khi vận hành.Thường thì hộp số có khoảng 4 hoặc 5 số tiến và 1 số lùi. - Đồ thị trên là quá trình chuyển số từ 1 đến 6 khi người lái muốn tăng tốc độ động cơ thì bắt buộc phải chuyển số.  Khi khởi hành cần có công suất lớn, nên người lái sử dụng số 1 có lực truyền động lớn nhất.  Sau khi khởi hành tài xế dùng số 2, số 3 để tăng tốc độ xe. Tài xế dùng số truyền này vì chúng có giới hạn tốc độ cao hơn số 1 mà không cần nhiều lực truyền động.  Khi xe chạy ở tốc độ cao, tài xế dùng số truyền 4,5,6 để tiếp tục tăng tốc độ xe. Việc sử dụng các số truyền với lực truyền động nhỏ và hạ thấp tốc độ động cơ sẽ giảm mức tiêu thụ nhiên liệu. * Tỷ số truyền Để thay đổi tốc độ chuyển động của ôtô bằng cách thay đổi tỷ số truyền của hộp số thông qua các cặp bánh răng ăn khớp dựa vào nguyên tắc sau: Khi tốc độ đầu ra của hộp số chậm thì mô men của nó sinh ra sẽ cao để ôtô vượt chướng ngại vật và leo dốc dễ dàng. Ngược lại, khi tốc độ đầu ra của hộp số càng nhanh thì mô men ở đầu ra của hộp số bé, được sử dụng cho ôtô hoạt động ở tốc độ cao. Hệ thống truyền lực trên ôtô 27
  28. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh Tỷ số truyền: i12 = n1/n2 = Z2/Z1 Z2: Số răng của bánh răng bị động. Z1: Số răng của bánh răng chủ động. n1: Số vòng quay của bánh răng chủ động. n2: Số vòng quay của bánh răng bị động. - Tỷ số truyền giảm: i>1 (Z2>Z1). Trong hộp số tương ứng với các số 1, 2, 3. - Tỷ số truyền tăng : i<1 (Z2<Z1). Trong hộp số tương ứng với số 5. - Tỷ số truyền không đổi (tỷ số truyền thẳng): i=1 (Z 2=Z1). Trong hộp số tương ứng với số 4. Theo sự truyền động của các cặp bánh răng theo hình vẽ thì chuyển động của trục thứ cấp của hộp số ngược chiều quay với trục sơ cấp. II. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG II.1. Hộp số ngang Loại hộp số đặt ngang được dùng cho các loại xe FF (động cơ đặt ở phía trước và cầu trước chủ động). Sau đây là cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số ngang 5 số tiến và 1 số lùi. II.1.1. Cấu tạo Bên trong hộp số bao gồm:  Trục sơ cấp được truyền chuyển động từ trục khuỷu của động cơ khi ly hợp ở trạng thái hợp. Trên trục sơ cấp hộp số có lắp các bánh răng số 1, số 2, số 3, số 4, số 5 và bánh răng số lùi.  Bánh răng chủ động số 1, 2 và số lùi được kết nối cứng với trục sơ cấp của hộp số.  Bánh răng chủ động số 3, 4 và 5 chuyển động quay trơn trên trục sơ cấp của hộp số.  Trục thứ cấp của hộp số dùng để truyền chuyển động đến bộ truyền lực chính và bộ vi sai. Từ bộ vi sai, chuyển động được truyền đến bán trục để kéo hai bánh xe chủ động trước chuyển động.  Bánh răng bị động số 1, 2 và số lùi quay trơn trên trục thứ cấp hộp số. Bánh răng bị động số 3, 4 và 5 được kết nối cứng trên trục thứ cấp.  Các ống trượt gài số được bố trí trên trục sơ cấp và trục thứ cấp.  Truyền lực chính và bộ vi sai được bố trí bên trong hộp số.  Trục sơ cấp, thứ cấp và bộ vi sai chuyển động trên các vòng bi.  Khi gài số thì các ống trượt sẽ trượt trên then hoa của trục sơ và thứ để kết nối chuyển động từ trục sơ cấp đến trục thứ cấp. II.1.2. Nguyên lý hoạt động 1. Tay số trung gian: Hệ thống truyền lực trên ôtô 28
  29. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh Ở tay số trung gian (Số 0) chuyển động từ trục khuỷu qua ly hợp sẽ làm cho trục sơ cấp hộp số chuyển động làm bánh răng chủ động số 1 và số 2 chuyển động theo. Do bánh răng bị động quay trơn trên trục thứ cấp hộp số. Vì thế không có mô men truyền cho truyền lực chính nên xe sẽ đứng yên khi động cơ đang nổ máy. Bộ vi sai Hình 3.4: Hoạt động ở tay số số trung gian Trục sơ cấp kéo bánh răng chủ Bánh răng bị động 1 và 2 quay động số 1 và 2 chuyển động trơn trên trục thứ cấp 2. Chuyển sang số 1 . Hệ thống truyền lực trên ôtô 29
  30. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh Khi tay số được chuyển sang số 1 thì ống trượt trên trục thứ cấp được đẩy sang phải để liên kết với bánh răng bị động số 1. Chuyển động từ trục sơ cấp hộp số làm cho bánh răng chủ động số 1 kéo bánh răng bị động số 1. Bánh răng bị động số 1 truyền chuyển động cho ống trượt làm cho trục thứ cấp của hộp số chuyển động Trục sơ cấp kéo bánh Bánh răng bị Ống trượt, trục thứ cấp răng chủ động số 1 động số 1 hộp số 3. Chuyển sang số 2 Nguyên lý làm việc tương tự số 1 nhưng ở trường hợp này ống trượt trên trục thứ cấp hộp số được đẩy sang trái ăn khớp với bánh răng bị động số 2. Trục sơ cấp hộp số kéo Bánh răng bị Ống trượt, trục thứ cấp bánh răng chủ động số 2. động số 2 hộp số. 4. Chuyển sang số 3 Khi nguời lái xe chuyển sang tay số thứ 3, thì ống trượt giữa trên trục sơ cấp của hộp số được đẩy sang bên phải để kết nối với bánh răng chủ động số 3. Chuyển động từ trục sơ cấp hộp số truyền đến ống trượt. Ống trượt kéo bánh răng chủ động số 3 làm bánh răng bị động số 3 quay theo. Do bánh răng bị động số 3 được kết nối cứng trên trục thứ cấp hộp số nên trục thứ cấp sẽ truyền chuyển động đến truyền lực chính, vi sai, các trục dẫn động và làm cho các bánh xe chủ động quay. Trục sơ cấp kéo Bánh răng chủ Bánh răng bị Trục thứ cấp ống trượt ở giữa động số 3 động số 3 hộp số. Hệ thống truyền lực trên ôtô 30
  31. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 5. Chuyển sang số 4 Khi tay số được chuyển sang số 4 thì ống trượt giữa được chuyển sang bên trái để kết nối với bánh răng bị động số 4. Khi trục sơ cấp chuyển động làm cho ống trượt giữa chuyển động theo. Ống trượt sẽ kéo bánh răng chủ động số 4 quay và bánh răng chủ động số 4 truyền chuyển động đến bánh răng bị động số 4 làm cho trục thứ cấp của hộp số chuyển động. Mô men từ trục thứ cấp hộp số được truyền đến các bánh xe qua trung gian của truyền lực chính và bộ vi sai. Quan sát trên hình vẽ chúng ta thấy kích thước của bánh răng chủ động và bị động ở tay số 4 là như nhau. Do vậy ở trường hợp này tốc độ chuyển động của trục thứ cấp bằng với trục sơ cấp của hộp số hay còn gọi là tay số truyền thẳng. Trục sơ cấp kéo Bánh răng chủ Bánh răng bị Trục thứ ống trượt giữa động số 4 động số 4 cấp hộp số 6. Chuyển sang số 5 Số răng của bánh răng chủ động nhiều hơn bánh răng bị động, do vậy khi hộp số ở tay số 5 thì tốc độ của trục thứ cấp hộp số nhanh hơn tốc độ của trục sơ cấp. Đây chính là tay số có tỉ số truyền tăng. Khi chuyển sang số 5 thì ống trượt bố trí bên trái của trục sơ cấp được kết nối với bánh răng chủ động số 5. Vì vậy, khi trục sơ cấp chuyển động thì ống trượt sẽ chuyển động theo và nó sẽ kéo bánh răng chủ động quay. Bánh răng chủ động số 5 sẽ truyền mô men đến bánh răng bị động số 5 để làm cho trục thứ cấp của hộp số chuyển động. Trục sơ cấp hộp Bánh răng chủ Bánh răng bị Trục thứ cấp số kéo ống trượt động số 5 động số 5 hộp số 7. Chuyển sang số lùi Hệ thống truyền lực trên ôtô 31
  32. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh Khi tay số ở vị trí số lùi thì bánh răng trung gian được đẩy ăn khớp với bánh răng chủ động và bị động của tay số này. Do vậy, khi trục sơ cấp chuyển động, qua bánh răng trung gian sẽ kéo bánh răng bị động làm trục thứ cấp quay cùng chiều quay với trục sơ cấp hộp số và xe sẽ đổi chiều chuyển động. Hình 3.8: Hoạt động ở vị trí tay số lùi Trục sơ cấp hộp số kéo bánh Bánh răng Bánh răng bị Trục thứ răng chủ động số lùi trung gian động số lùi cấp hộp số II.2. Hộp số dọc Hộp số dọc sẽ được bố trí khi động cơ đặt dọc. Ở loại hộp số này các bánh xe chủ động có thể là các bánh xe trước hoặc các bánh xe sau. II.2.1. Cấu tạo Hộp số đặt dọc có 3 trục trong đó trục sơ cấp và thứ cấp được bố trí trên cùng một đường tâm còn trục trung gian được bố trí ở bên dưới trục sơ cấp và thứ cấp. Hình 3.9: Cấu tạo hộp số dọc Hệ thống truyền lực trên ôtô 32
  33. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh Trục sơ cấp: Truyền chuyển động từ trục khuỷu động cơ thông qua bộ ly hợp. Một đầu của trục sơ cấp được kết nối với đĩa ma sát của ly hợp và được gá vào đuôi của trục khuỷu qua một vòng bi hoặc một bạc thau. Đầu còn lại được gá vào hộp số trên một vòng bi. Một bánh răng chủ động được lắp cố định ở một đầu của trục sơ cấp. - Trục trung gian: bố trí bên dưới trục sơ cấp và thứ cấp. Hai đầu trục được gá trên hai vòng bi của vỏ hộp số. Một bánh răng được kết nối cứng với trục trung gian và luôn ăn khớp với bánh răng chủ động trên trục sơ cấp hộp số. - Trục thứ cấp hộp số để truyền chuyển động đến các bánh xe chủ động. Một đầu của trục thứ cấp được lồng vào một đầu của trục sơ cấp và đầu còn lại truyền chuyển động ra bên ngoài. Trục thứ cấp chuyển động trên các vòng bi. - Chuyển động từ trục sơ cấp hộp số được truyền đến bánh răng chủ động để kéo trục trung gian và trục trung gian sẽ truyền chuyển động đến trục thứ cấp hộp số để truyền moment đến các bánh xe chủ động. II.2.2. Nguyên lý hoạt động Nguyên lý sang số thì tương tự như loại hộp số đặt ngang. Số lượng tay số được thay đổi tuỳ theo đặc tính từng loại ô tô sử dụng. II.3. Cơ cấu đồng tốc Người ta sử dụng cơ cấu đồng tốc để tránh tiếng ồn của bánh răng và làm cho việc sang số được êm dịu. Người ta gọi cơ cấu này là đồng tốc vì hai bánh răng có tốc độ quay khác nhau được lực ma sát làm đồng tốc trong khi chuyển số. Hộp số có cơ cấu đồng tốc có các ưu điểm sau:  Giúp người lái không phải đạp bàn đạp ly hợp 2 lần trong khi chuyển số.  Khi chuyển số có thể truyền công suất ngay.  Có thể chuyển số êm mà không làm hỏng các bánh răng. * Xét cơ cấu đồng tốc loại có khóa và loại không có khóa II.3.1. Cơ cấu đồng tốc loại có khóa 1. Cấu tạo: Hình bên là mặt cắt ngang của loại hộp số có vi sai C50 (dùng cho xe FF) sử dụng cơ cấu đồng tốc loại có khóa, được dùng trên xe Toyota. Hình 3.10: Cấu tạo hộp số C50 Hệ thống truyền lực trên ôtô 33
  34. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh (1) Mỗi bánh răng số tiến trên trục sơ cấp luôn được ăn khớp với bánh răng tương ứng trên trục thứ cấp. (2) Vì các bánh răng này quay tự do trên trục của chúng nên chúng luôn quay khi động cơ đang hoạt động và ly hợp được ăn khớp. (3) Các moayơ ly hợp được lắp với trục của chúng bởi các then hoa. Tương tự, một ống trượt được lắp vào từng moayơ bởi then hoa dọc theo mặt ngoài của moayơ ly hợp và trượt theo phương dọc trục. (4) Moay ơ ly hợp có 3 rãnh song song với trục và có 1 khóa đồng tốc, có một phần lồi lên khớp với tâm của mỗi khe. (5) Các khóa đồng tốc luôn được ấn ép vào ống trượt bằng lò xo hãm. (6) Khi cần gạt số đang ở vị trí trung gian, phần lồi của từng khóa đồng tốc lắp bên trong rãnh của ống trượt. (7) Vòng đồng tốc đặt giữa moayơ ly hợp và phần côn của từng bánh răng số. Và nó bị ép vào một trong các mặt côn này. Rãnh hẹp trên phần côn bên trong của vòng đồng tốc để đảm bảo vào ly hợp chính xác. Vòng đồng tốc còn có 3 rãnh để khớp với các khóa đồng tốc. Hệ thống truyền lực trên ôtô 34
  35. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 2. Nguyên lý hoạt động (1) Vị trí số trung gian: Mỗi bánh răng số được vào khớp với bánh răng bị động tương ứng và chạy lồng không trên trục. (2) Bắt đầu quá trình đồng tốc: Khi dịch chuyển cần chuyển số, cần chuyển số nằm trong rãnh trong ống trượt, dịch chuyển theo chiều mũi tên. Vì phần nhô ra ở tâm của khoá chuyển số được gài vào rãnh của ống trượt, khoá chuyển số cũng dịch chuyển theo chiều mũi tên cùng một lúc, và đẩy vòng đồng tốc vào mặt côn của bánh răng số, bắt đầu quá trình đồng tốc. Hình 3.12: Bắt đầu quá trình đồng tốc (3) Giữa quá trình đồng tốc: Khi dịch chuyển tiếp cần chuyển số, lực đặt lên ống trượt sẽ thắng lực lò xo của khoá chuyển số và ống trượt trùm lên phần nhô ra của khoá này. Hệ thống truyền lực trên ôtô 35
  36. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh (4) Kết thúc quá trình đồng tốc: Lực đang tác dụng lên vòng đồng tốc trở nên mạnh hơn và đẩy phần côn của bánh răng số. Điều này làm đồng bộ tốc độ của bánh răng số với tốc độ của ống trượt gài số. Khi tốc độ của ống trượt gài số và bánh răng số trở nên bằng nhau, vòng đồng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều quay này. Do đó, các then của ống trượt gài số ăn khớp với các rãnh then của vòng đồng tốc Hình 3.13: Kết thúc quá trình đồng tốc (5) Kết thúc việc chuyển số: Sau khi then của ống trượt gài số ăn khớp với rãnh then của vòng đồng tốc, ống trượt tiếp tục dịch chuyển và ăn khớp với rãnh then của bánh răng số. Khi đó, việc chuyển số sẽ kết thúc. Lưu ý: Nếu mặt trong của vòng đồng tốc và mặt côn của bánh răng số bị mòn, không thể đồng tốc cả hai tốc độ được sẽ có tiếng kêu bất thờng và khó chuyển số. Hệ thống truyền lực trên ôtô 36
  37. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh II.3.2. Cơ cấu đồng tốc không có khóa Một cơ cấu đồng tốc không có khóa có lò xo đóng vai trò của khóa chuyển số và dùng cho bánh răng số 5 hộp số ngang ở một số kiểu xe. 1. Cấu tạo (1) Ống trượt: Có 3 rãnh bên trong ống trượt, nó đẩy lò xo khóa trong quá trình chuyển số. (2) Moayơ đồng tốc: Ba vấu lồi được bố trí xung quanh moayơ đồng tốc để giữ vành đồng tốc và lò xo hãm đúng vị trí. (3) Lò xo hãm: Lò xo hãm có 4 vấu lưỡi cảy. Một vấu giữ vòng hãm đúng vị trí, còn 3 vấu khác dùng định vị khóa đồng tốc và lò xo hãm. (4) Vòng đồng tốc: Các góc vát được tạo ra tại 3 điểm dọc theo vành ngoài của vòng đồng tốc và có một rãnh trên nó để giữ chặt một vấu của lò xo hãm. Hình 3.15: Cấu tạo đồng tốc không có khóa 2. Hoạt động Hoạt động gẩn giống với loại không có khóa Hệ thống truyền lực trên ôtô 37
  38. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh II.4. Cơ cấu vận hành II.4.1. Loại điều khiển từ xa Loại này liên kết cần chuyển số với hộp số bằng cáp hoặc các thanh nối, v.v Người ta dùng loại này ở các xe FF, và có đặc điểm là gây ra ít tiếng động và tiếng ồn, và có thể dễ dàng thiết kế vị trí của cần chuyển số. II.4.2. Loại điều khiển trực tiếp Loại này lắp cần chuyển số trực tiếp trên hộp số. Người ta dùng loại này ở các xe FR vì các thao tác nhanh và dễ xử lý. II.5. Cơ cấu chuyển số II.5.1. Cấu tạo Trục cần chuyển và chọn số được đặt ở các góc bên phải của các trục càng chuyển số, ở phía trên của vỏ hộp số. Người ta áp dụng cơ cấu tránh ăn khớp hai số (kép) và cơ cấu tránh gài nhầm số lùi. Người ta cũng áp dụng cơ cấu khoá chuyển số và cơ cấu khoá số lùi trên trục càng gạt số. Hệ thống truyền lực trên ôtô 38
  39. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh II.5.2. Cơ cấu tránh ăn khớp kép Cơ cấu này để tránh khả năng gài hai số cùng một lúc. Khi đồng thời dịch chuyển hai càng gạt số, chúng sẽ ăn khớp trong khi chọn và các bánh răng bị gài hai số. Kết quả là các bánh răng không quay được, xe như là bị phanh lại, và các bánh bị khoá cứng lại gây ra tình trạng rất nguy hiểm. Một bu lông được bố trí để ngăn không cho tấm khoá càng gạt số quay làm cho trục cần chuyển và chọn số chỉ trượt đi theo chiều được chọn. II.5.3. Vận hành của cơ cấu tránh ăn khớp kép Tấm khoá càng gạt số luôn luôn cài vào hai trong số ba khe ở đầu càng gạt số và khoá tất cả các càng gạt số, trừ bánh răng phải sử dụng. Chẳng hạn như khi đặt cần chuyển số vào bánh răng số 1 hoặc số 2, tấm khoá càng gạt số và cần chuyển số bên trong No.1 dịch chuyển sang bên phải như trình bày ở sơ đồ bên phải. Tấm khoá càng gạt số ngăn không cho các đầu càng gạt số 3/4 và số 5/lùi dịch chuyển, do đó chỉ có đầu càng gạt số 1/2 có thể dịch chuyển Hệ thống truyền lực trên ôtô 39
  40. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh II.5.4. Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi Nếu cài hộp số sang số lùi trong khi xe đang chạy, có thể làm vỡ ly hợp và hộp số ngang kiểu thường, đồng thời khoá cứng các bánh xe, gây ra tình trạng rất nguy hiểm. Do đó, người ta bố trí cơ cấu này để người lái buộc phải chuyển về vị trí số không trước khi gài số lùi. Hình 3.21: Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi II.5.5. Hoạt động của cơ cấu tránh gài nhầm số lùi (1) Trong khi chuyển số Khi dịch chuyển cần chuyển số đến vị trí chọn số 5/lùi (vị trí số 0 nằm giữa số 5 và số lùi), cần chuyển trong số 2 sẽ dịch chuyển theo chiều “số 5/lùi” làm quay chốt chặn số lùi theo chiều biểu hiện bằng mũi tên A. (2) Chuyển sang số 5 Khi đã chuyển hộp số vào số 5, cần chuyển trong số 2 quay theo chiều biểu mũi tên B, nhả chốt chặn số lùi. Do đó, chốt chặn số lùi được một lò xo phản hồi đẩy trở về vị trí ban đầu của nó. (3) Chuyển trực tiếp từ số 5 sang số lùi Nếu cố chuyển trực tiếp từ số 5 sang số lùi (như biểu hiện bằng mũi tên C), cần chuyển trong số 2 đụng vào chốt chặn số lùi, ngăn không cho hộp số chuyển sang số lùi từ số 5. Hệ thống truyền lực trên ôtô 40
  41. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh (4) Chuyển sang số lùi Sau khi cần chuyển số trở về vị trí số 0 giữa số 3 và số 4 và dịch chuyển vào vị trí chọn số 5/lùi, cần chuyển số bên trong No. 2 và chốt chặn số lùi sẽ ở vị trí như trình bày ở bên trái. Ở vị trí này, việc chuyển sang số lùi sẽ làm quay cần chuyển số bên trong No.2 theo chiều mũi tên D, chốt chặn số lùi sẽ không gây cản trở gì. II.5.6. Cơ cấu hãm số lùi Bánh răng trung gian số lùi chỉ dịch chuyển khi hộp số được chuyển sang số lùi. Khi gài vào số 5, bánh răng trung gian số lùi sẽ bị giữ ở vị trí số trung gian. Hình 3.22: Cơ cấu hãm số lùi 1. Chuyển sang số 5 Khi hộp số được chuyển sang số 5, trục càng gạt No.3 dịch chuyển sang bên phải, đẩy các viên bi vào các rãnh xoi của trục càng gạt No.2. Điều đó ngăn không cho càng chuyển số lùi hoạt động. 2. Chuyển số lùi Khi hộp số được chuyển sang số lùi, càng gạt số lùi dịch chuyển sang bên trái bằng vòng lò xo được lắp trên trục càng gạt No.3. Hình 3.23: Hoạt động của cơ cấu hãm số lùi Hệ thống truyền lực trên ôtô 41
  42. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 3. Chuyển từ số lùi sang vị trí số trung gian Tất cả trục càng gạt No.3, các viên bi và càng gạt số lùi đều dịch chuyển sang bên phải. II.5.7. Cơ cấu hãm chuyển số 1. Trên các trục càng chuyển số Có ba rãnh trên mỗi trục càng gạt số, và lò xo đẩy viên bi khoá vào rãnh khi chuyển số. Điều này không những ngăn chặn hộp số bị nhảy số mà còn làm cho người lái có cảm giác rõ rệt hơn đối với việc chuyển số. Bi hãm bánh răng số 1 và số 2 đặt ở phía đầu vào của hộp số, còn bi hãm của số 3, 4 và 5 đặt ở phía ra của hộp số. Trong cơ cấu hãm chuyển số của hộp số W55, có rãnh bi trên mỗi trục chuyển số. Bi hãm bị ép và trong rãnh bởi lò xo để tránh hiện tượng trượt răng hộp số. Nó có tác dụng tích cực tới cảm giác chuyển số của người lái. Các lò xo bị hãm có thể thay thế nếu cần. - Tuy nhiên, nếu dùng lò xo quá mạnh thì khi chuyển số yêu cầu gạt cần số mạnh hơn mặc dầu bánh răng không bao giờ nhảy ra ngoài. - Nếu dùng lò xo yếu hơn thì hoạt động cần số dể dàng hơn. Nhưng bánh răng trong hộp số dễ trượt ra. Hệ thống truyền lực trên ôtô 42
  43. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 2. Trên ống trượt Để tránh không bị nhảy số, người ta vát côn then hoa giữa ống trượt và bánh răng số để tạo thành một cạnh vát và làm cải thiện sự ăn khớp giữa ống trượt và bánh răng số. Mục đích này áp dụng ở vị trí số lùi, người ta vát côn các bánh răng đầu vào, trung gian và số lùi một chút. Hình 3.26: Ăn khớp bánh răng và ống trượt Trong một vài hộp số, các then có chiều dài khác nhau đã được dùng ở nơi các bánh răng ăn khớp với ống trượt để tăng lực ăn khớp giữa ống trượt và bánh răng và để tránh nhảy số (1) Khi lực dẫn động được truyền từ bánh răng vào ống trượt. Các then trên bánh răng ăn khớp với tất cả các rãnh then hoa của ống trượt. (2) Khi lực dẫn động được truyền từ ống trượt vào một bánh răng (trong khi phanh bằng động cơ) Một số ít hơn then bánh răng sẽ ăn khớp với ống trượt. Điều này làm tăng áp lực ăn khớp của ống trượt và bánh răng, do đó sẽ ngăn được nhảy số. * Lưu ý: Nếu phần vát cạnh của then ống trượt bị mòn, hộp số sẽ bị nhảy số. Hình 3.27: Ăn khớp bánh răng và ống trượt Hệ thống truyền lực trên ôtô 43
  44. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh II.5.8. Cơ cấu khóa số lùi Có một rãnh ở mặt trên của càng gạt số lùi, một lò xo đẩy viên bi khoá vào rãnh này. Khi hộp số không được cài số lùi, rãnh này ngăn không cho bánh răng trung gian số lùi dịch chuyển. Ngòai ra, khi hộp số được chuyển sang số lùi, nó còn báo cho người lái biết các bánh răng đã vào khớp hoàn toàn chưa. Hình 3.28: Cơ cấu khóa số lùi II.5.9. Cơ cấu cản trước số lùi Cơ cấu này giảm quán tính quay của trục sơ cấp hộp số bằng cách ép nhẹ cơ cấu đồng tốc No.2 để phanh trục sơ cấp một chút trước khi bánh răng được vào số. Điều này cho phép bánh răng trung gian số lùi ăn khớp êm với bánh răng số lùi trục sơ cấp. * Hoạt động: Khi chuyển sang số lùi, cần chuyển số bên trong No.2 di chuyển trục càng chuyển No.3 theo hướng đảo chiều. Ngay lúc đó, cần chuyển số bên trong No.3 tiếp xúc với chốt trên trục càng chuyển số No.1 di chuyển nó theo hướng bánh răng No.2 một khoảng A như hình vẽ. Hệ thống truyền lực trên ôtô 44
  45. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh Điều này làm cho vành đồng tốc ép nhẹ nhàng lên bánh răng số 2, hạ thấp tốc độ quay trục sơ cấp. Khi cần chuyển số bên trong No.3 di chuyển ra khỏi chốt của trục càng chuyển No.1, quá trình chuyển sang số lùi kết thúc hoàn toàn. IV. HƯ HỎNG, NGUYÊN NHÂN VÀ CÁCH KHẮC PHỤC Hư hỏng Nguyên nhân Cách khắc phục - Chỉnh sai cơ cấu cài số. → Chỉnh lại. - Cơ cấu cài số thiếu bôi trơn. → Tiến hành bôi trơn. - Ly hợp không cắt. → Chỉnh lại. - Khoảng cách hành trình tự do bàn → Chỉnh lại. đạp ly hợp quá lớn. 1. Cài số khó - Gắp cài số bị cong. → Nắn lại. - Bánh răng di động hay bộ đồng tốc → Thay mới các chi tiết kẹt trên trục thứ cấp. hỏng. - Bánh răng bị sứt mẻ. → Thay thế. - Bộ đồng tốc hỏng hay ráp sai lò xo. → Thay mới chi tiết hỏng hay cả bộ đồng tốc, ráp đúng các lò xo. - Vòng bi hay bạc thau đuôi trục → Bôi trơn hay thay mới khuỷa hỏng làm lệch tâm trục sơ cấp vòng bi. hộp số. - Các cần cài số chỉnh sai hay bị sút, → Chỉnh hay xiết lại. hỏng. - Cơ cấu cài số thiếu bôi trơn. → Bôi trơn. - Ly hợp không cắt. → Chỉnh lại. 2. Bị kẹt số - Các viên bi định vị ống trượt bị kẹt. → Bôi trơn, cho di chuyển tốt. - Bộ đồng tốc hỏng. → Sửa chữa. - Hộp số thiếu bôi trơn. → Châm thêm nhớt đúng mức quy định. - Hỏng bên trong hộp số. → Tháo hộp số, kiểm tra sửa chữa. - Chỉnh sai cơ cấu cài số. → Chỉnh lại. - Cần sang số bị cong. → Chữa lại. - Lo xo bi định vị yếu. → Thay mới. 3. Số nhảy trở - Bạc đạn hay bánh răng bị mòn. → Thay mới. về - Độ lỏng dọc của trục hay của các → Thay mới hay sửa chữa. bánh răng quá lớn. - Bộ đồng tốc mòn hay hỏng. → Sửa chữa hoặc thay mới. - Hộp số xiết không chặt tay bị lệch → Chỉnh ngay lại rồi xiết đối với bộ ly hợp. chặt. Hệ thống truyền lực trên ôtô 45
  46. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh - Bộ ly hợp bị lệch đồi với động cơ. → Chỉnh lại ngay tâm. - Bạc thau nơi rốn đuôi trục khuỷa bị → Thay mới. vỡ. - Chụp đậy trục sơ cấp bị lỏng hay → Xiết chặt hay thay mới. vỡ. - Chân máy bị vỡ. → Thay mới. 4. Mô men - Ly hợp bị trượt. → Chỉnh lại. của trục - Bánh răng bị lờn răng. → Thay mới. khuỷa không - Có chi tiết trong cơ cấu cài số bị vỡ. → Thay mới. truyền đến - Bánh răng hay trục bị vỡ. → Thay mới. hộp số được - Bứt chốt clavet. → Thay mới. - Các bánh răng mòn, răng bị vỡ hay → Thay mới các bánh trờn. răng. - Bạc đạn gối các trục khô mỡ hay bị → Bôi trơn hay thay mới. 5. Hộp số mòn. khua ở vị trí - Bạc đạn trục sơ cấp hỏng. → Thay mới. số 0 - Bạc thau đuôi trục khuỷa mòn hay → Thay mới. hỏng. - Hộp số gắn lệch với động cơ. → Chỉnh lại. - Trục trung gian mòn hay cong, → Thay mới các chi tiết miếng chận hay rônđen giữ bị hỏng. hỏng. - Đĩa ma sát hỏng. → Thay mới - Bôi trơn không đủ. → Châm đúng loại và đúng dầu bôi trơn. 6. Hộp số - Bạc đạn (vòng bi) sau của trục thứ → Bôi trơn hay thay mới. khua khi cài cấp khô hay mòn cũ. số - Bánh răng lỏng trên trục thứ cấp. → Thay mới chi tiết mòn. - Bộ đồng tốc mòn hay hỏng. → Thay mới. - Bánh răng dẫn động dây cáp tốc độ → Thay mới. kế bị mòn. - Bộ đồng tốc hỏng. →Chữa hay thay mới. - Ly hợp cắt không tốt, hành trình tự → Chỉnh lại. do bàn đạp ly hợp quá lớn. 7. Khua bánh - Cơ cấu thủy lực điều khiển ly hợp → Kiểm tra, thêm dầu. răng trong lúc hỏng gài số - Vận tốc cầm chừng động cơ quá → Chỉnh lại. cao. - Bạc thau hay vòng bi cuối đuôi trục → Thay mới. khuỷa hỏng. - Các gắp gài số hỏng. → Chỉnh lại. - Nhớt bôi trơn không đúng loại. → Thay nhớt tốt. Hệ thống truyền lực trên ôtô 46
  47. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh - Bánh răng lùi hay bạc thau gối trục → Thay mới. 8. Hộp số của bánh răng này mòn, hỏng. khua khi cài - Bánh răng trục trung gian mòn, → Thay mới. số hỏng. - Cơ cấu cài số hỏng. → Sửa chữa. - Dùng dầu nhờn kém chất lượng làm → Thay dầu tốt. 9. Hộp số bị sủi bọt. rò, nhiễu dầu - Mức dầu nhờn trong hộp số quá → Châm nhớt đúng mức. nhờn cao. - Đệm hỏng. → Thay mới. - Phốt nhớt hỏng. → Thay mới. - Nút xả nhớt xiết không chặt. →Siết chặt. - Bu lông gắn hộp số lỏng. → Siết chặt. - Vỏ hộp số nức. → Thay mới. - Ốc chụp giữ bánh răng dẫn động tốc →Siết chặt. độ kế lỏng. - Nắp hông bị lỏng. → Siết chật. V. PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA V.1. Kiểm tra trên xe Mỗi bánh răng và vòng bi của hộp số luôn luôn phải chịu ma sát (ma sát lăn và ma sát trượt). Dầu hộp số giúp làm giảm ma sát hoặc tản nhiệt sinh ra bởi ma sát. Tuy nhiên các chi tiết không thể được bảo vệ để hoàn toàn không mòn hoặc mỏi trong thời gian dài. Hầu hết các sự cố liên quan đến hộp số xảy ra khi độ mòn hoặc mỏi vượt qua giới hạn nào đó. Các sự cố này được tìm ra theo dạng kêu bánh răng khi chuyển số, khó vận hành cần gạt số, nhảy số, tiếng lêu lạ hoặc ồn từ hộp. V.1.1. Tiếng kêu bánh răng khi chuyển số 1. Hiện tượng: Tiếng kêu hoặc tiếng nghiến các răng nghe được từ bên trong hộp số khi lên số hoặc lùi 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 47
  48. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 48
  49. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 49
  50. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh  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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 50
  51. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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 120 o) 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 51
  52. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 52
  53. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 53
  54. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh - 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). Hệ thống truyền lực trên ôtô 54
  55. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 55
  56. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh  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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 56
  57. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh - 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 57
  58. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 58
  59. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 59
  60. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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. Hệ thống truyền lực trên ôtô 60
  61. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 61
  62. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 62
  63. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 63
  64. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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). Hệ thống truyền lực trên ôtô 64
  65. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 65
  66. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 66
  67. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 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 B 3 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 67
  68. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh * 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 Hệ thống truyền lực trên ôtô 68
  69. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh C1 và C2 là các ly hợp nối và ngắt công suất. Ly hợp C 1 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 C 2 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, và dầu Hệ thống truyền lực trên ôtô 69
  70. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh trong xy lanh được xả ra ngòai qua van một chiều. Kết quả là píttông trở về vị trí ban đầu của nó nhờ lò xo hồi và nhả li hợp. Chú ý: Khi thay các đĩa ma sát li hợp bằng các đĩa ma sát mới phải ngâm các đĩa ma sát mới vμo ATF khoảng 15phút hoặc lâu hơn trớc khi lắp chúng. 3. Khớp một chiều F1 và F2 Khớp một chiều No.1 (F1) hoạt động thông qua phanh B2 để ngăn không cho bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. Khớp 1 chiều No.2 (F2) ngăn không cho cần dẫn bộ truyền hành tinh quay ngược chiều kim đồng hồ. Vành ngoài của khớp 1 chiều No.2 (F2) được cố định vào vỏ hộp số. Nó được lắp ráp sao cho nó sẽ khóa khi vành trong (cần dẫn bộ truyền bánh răng hành tinh sau) quay ngược chiều kim đồng hồ và quay tự do khi vành trong quay theo chiều kim đồng hồ. Hình 4.20: Cấu tạo và vị trí của khớp một chiều Hệ thống truyền lực trên ôtô 70
  71. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 4. Các bánh răng hành tinh 4.1. Cấu tạo Hình 4.21: Cấu tạo bộ bánh răng hành tinh Khuếch đại moment phải phù hợp với hoạt động của xe. Các bánh răng là cần thiết để thực hiện điều đó. Để hoàn thành điều này, hộp số tự động sử dụng bộ bánh răng hành tinh. Một bộ bánh răng hành tinh có thể sử dụng để giảm tốc, tăng tốc, truyền động trực tiếp và đảo chiều quay. Bộ bánh răng hành tinh mang tên như vậy vì nó giống với hệ thống mặt trời. Bánh răng ỡ giữa là bánh răng mặt trời. Xung quanh bánh răng mặttrời là các bánh răng hành tinh quay trên trục của nó. Các bánh răng hành tinh được giữ trên cần dẫn, nhưng có thể quay trên trục của nó. Bánh răng ngoài cùng là bánh răng bao. Tất cả bộ truyền bánh răng hành tinh sử dụng cách sắp xếp này. 4.2. Hoạt động  Giảm tốc Nếu bánh răng bao được giữ và công suất được truyền đến bánh răng mặt trời , các bánh răng hành tinh được kéo quay và dy chuyển xung quanh bánh răng bao. Điều này làm cần dẫn quay chậm hơn bánh răng mặt trời. Tốc độ đầu ra giảm và moment tăng lên đáng kể. Nếu giữ bánh răng mặt trời và dẫn động bánh răng bao, các bánh răng hành tinh sẽ dy chuyển xung quanh bánh răng mặt trời. Đây là nguyên nhân làm cần dẫn dịch chuyển chậm hơn bánh răng bao. Moment sẽ tăng lên đáng kể nhưng tốc độ giảm không đáng kể. Hệ thống truyền lực trên ôtô 71
  72. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh  Dẫn động trực tiếp Công suất đưa vào cả hai bánh răng mặt trời và bánh răng bao, công suất được đưa ra ở cần dẫn. Do bánh răng bao và bánh răng mặt trời quay cùng với nhau với cùng một tốc độ nên cần dẫn cũng quay cùng tốc độ đó.  Tăng tốc Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ các bánh răng hành tinh quay xung quanh bánh răng mặt trời trong khi chúng quay quanh trục của nó theo chiều kim đồng hồ. Làm cho bánh răng bao tăng tốc tùy thuộc vào số răng của bánh răng bao và mặt trời.  Đảo chiều Bánh răng giữ cần dẫn và dẫn động bánh răng mặt trời, các bánh răng hành tinh bị kéo quay quanh trục của nó. Điều này làm cho bánh răng bao quay theo chiều ngược lại ở một tốc độ thấp hơn. Hình 4.22: Hoạt động của bộ bánh răng hành tinh Hệ thống truyền lực trên ôtô 72
  73. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 4.3. Tốc độ và chiều quay Tốc độ và chiều quay của bộ bánh răng hành tinh có thể được tóm tắt như sau: Cố định Phần tử dẫn động Phần tử bị động Tốc độ Chiều quay quay Bánh răng Bánh răng mặt trời Cần dẫn Giảm tốc Cùng hướng với bao Cần dẫn Bánh răng mặt trời Tăng tốc bánh răng chủ động Bánh răng Bánh răng bao Cần dẫn Giảm tốc Cùng hướng với mặt trời Cần dẫn Bánh răng bao Tăng tốc bánh răng chủ động Cần dẫn Bánh răng mặt trời Bánh răng bao Giảm tốc Cùng hướng với Bánh răng bao Bánh răng mặt trời Tăng tốc bánh răng chủ động 4.4. Tỷ số truyền Tỷ số truyền của bánh răng hành tinh được tính bằng công thức sau: Tỷ số truyền của bộ truyền hanh tinh được xác định bằng số răng của cần dẫn, bánh răng bao và bánh răng mặt trời. Số răng của cần dẫn Zc được tính bằng công thức sau: Zc = Zr + Zs Trong đó: Zc: số răng cần dẫn Zr: số răng của bánh răng bao Zs: số răng của bánh răng mặt trời Ví du: Zr = 56 răng, Zs = 24 răng, cố định bánh răng mặt trời và bánh răng bao hoạt động như phần tử chủ động, tỷ số truyền của bộ bánh răng hành tinh được tính nhu sau: = (Zr + Zs) / Zr = (56 + 24) / 56 = 1.429 Hình 4.23: Cấu tạo bộ bánh răng hành tinh Hệ thống truyền lực trên ôtô 73