Bài giảng Cấu tạo ô tô

tem – Hệ thống nạp khớ cú chiều dài hiệu dụng thay đổi) 79 - Hệ thống AI (Air Injection – Phun khớ) / Hệ thống AS (Air Suction – Hỳt khớ) Hệ thống điều khiển AI/AS là một hệ thống mà cung cấp khụng khớ vào đường ống xả để đốt chỏy lại khớ chưa chỏy hết trong khớ xả nhằm giảm khớ ụ nhiễm HC và CO. Sự chờnh lệch giữa hai hệ thống này là hệ thống điều khiển AI sử dụng bơm để cung cấp cưỡng bức khụng khớ cũn hệ thống điều khiển AS sử dụng độ chõn khụng trong đường ống xả để hỳt khụng khớ vào. Hệ thống điều khiển AI sẽ được mụ tả ở đõy. - Hệ thống kiểm soỏt hơi nhiờn liệu Hệ thống kiểm soỏt hơi nhiờn liệu ngón khụng cho nhiờn liệu bay hơi từ bỡnh nhiờn liệu xả vào trong khớ quyển bằng cỏch làm cho hơi nhiờn liệu tạm thời hấp thụ bằng bộ lọc than hoạt tớnh. Hơi này sau đú được đưa vào đốt chỏy sau khi động cơ đó núng lờn. 80 - Hệ thống điều khiển khớ nạp Hệ thống điều khiển khớ nạp được chia thành 2 đường vào lọc khớ, một trong hai đường vào này cú lắp một van, nú mở và đúng để đạt được hiệu quả nạp khụng khớ phự hợp với tốc độ động cơ. Điều này làm giảm tiếng ồn nạp ở dải tốc độ thấp. - T-VIS (Toyota-Variable Induction System – Hệ thống nạp biến đổi Toyota) Hệ thống điều khiển ỏp suất tuabin tăng ỏp 81 Ch−ơng II Hệ thống truyền lực Hệ thống truyền lực trên ôtô bao gồm tập hợp các cơ cấu, các cụm nối từ động cơ đến bánh xe chủ động có nhiệm vụ: + Truyền, biến đổi mômen quay vμ số vòng quay từ động cơ đến bánh xe chủ động đảm bảo phù hợp giữa chế độ lμm việc của động cơ với mômen cản sinh ra trong quá trình ô tô chuyển động. + Cắt đ−ờng truyền mômen trong thời gian dμi khi động cơ vẫn hoạt động. + Đổi chiều chuyển động ô tô. Hệ thống truyền lực thông th−ờng đ−ợc chia theo hình thức truyền năng l−ợng (mômen xoắn): loại cơ khí, loại thuỷ lực, loại điện từ, loại hỗn hợp: cơ khí- thuỷ lực, cơ khí-thuỷ lực- điện từ. Hiện nay, có kai loại hệ thống truyền lực đ−ợc sử dụng phổ biến trên các ô tô lμ: Truyền lực cơ khí, truyền lực thuỷ - cơ. Trong bμi giảng nμy chủ yếu trình bμy cấu tạo của hai loại truyền lực nμy. 2.1. Hệ truyền lực cơ khí Cấu tạo cơ bản của hệ thống truyền lực cơ khí: + Ly hợp, hộp số chính, hộp phân phối (nếu có), trục các đăng, cầu chủ động, bán trục, khớp nối (nếu có), bánh xe chủ động. 2.1.1. Li hợp ma sát a. Công dụng: Ly hợp lμ một cụm của hệ thống truyền lực nằm giữa động cơ vμ hộp số chính có chức năng: + Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực một cách dứt khoát. + Nối động cơ với hệ thống truyền lực một cách êm dịu vμ phải truyền hết đ−ợc toμn bộ mô men xoắn từ động cơ sang hệ thống truyền lực. + Bảo vệ an toμn cho các cụm khác của HTTL vμ động cơ khi bị quá tải. + Dập tắt các dao động cộng h−ởng nâng cao chất l−ợng truyền lực của HTTL. b. Phân loại li hợp Li hợp đ−ợc phân loại theo các ph−ơng pháp sau: +Theo cách truyền mômen xoắn. - Li hợp ma sát - Li hợp thuỷ lực. - Li hợp điện từ - Li hợp liên hợp +Theo cách tạo lực ép. - Tạo lực ép bằng lò xo: Lμ loại li hợp dùng lò xo tạo lực ép lên đĩa ép. Lò xo có thể lμ lò xo trụ bố trí xung quanh ( một hoặc hai dãy ) hoặc ở giữa, lò xo đĩa, lò xo côn. - Li hợp điện từ : Lực ép lμ lực điện từ. - Li hợp bán li tâm: Lực ép sinh ra bởi các lò xo vμ lực li tâm của các trọng khối phụ. Loại nμy đ−ợc sử dụng trên ôtô du lịch vμ ôtô vận tải nhỏ vì ở đấy momen cực đại của động cơ t−ơng ứng với số vòng quay t−ơng đối cao. - Loại li tâm: Th−ờng dùng để lμm dễ dμng điều khiển ôtô. Trong các li hợp loại li tâm dùng để đóng vμ mở li hợp, còn lực ép để ép lên đĩa lμ do lò xo. +Theo trạng thái làm việc. - Li hợp th−ờng đóng: Loại nμy đ−ợc sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay. - Li hợp th−ờng mở: Loại nμy th−ờng đ−ợc sử dụng trên máy kéo. 82 +Theo ph−ơng pháp dẫn động điều khiển li hợp. - Li hợp điều khiển tự động. - Li hợp điều kiển c−ỡng bức : Loại li hợp nμy, để điều khiển, ng−ời lái tác động một lực cần thiết lên hệ thống truyền động điều khiển li hợp. Loại nμy sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng li hợp ma sát đĩa ở trạng thái th−ờng đóng. Theo đặc điểm kết cấu vμ nguyên lí lμm việc của hệ thống dẫn động điều khiển có các loại dẫn động : • Dẫn động điều khiển bằng cơ khí. • Dẫn động điều khiển bằng thuỷ lực. • Dẫn động điều khiển có trợ lực. c. Cấu tạo vμ nguyên lý lμm việc của li hợp ma sát th−ờng đóng. 1.Bàn đạp ly hợp 2.Cần đẩy 3.Xylanh chớnh 4.Ống dầu thủy lực 5.Xi lanh cắt ly hợp 6.Càng cắt ly hợp 7.Vỏ ly hợp 83 *Trạng thái đóng khi ch−a có lực tác dụng vμo bμn đạp li hợp * Trạng thái mở khi ng−ời lái tác dụng lực vμo bμn đạp ly hợp Cấu tạo: - Phần chủ động: Gồm các chi tiết bắt trực tiếp hoặc gián tiếp với bánh đμ của động cơ: Bánh đμ, đĩa ép, vỏ ly hợp, lò xo ép. - Phần bị động: Gồm các chi tiết lắp trực tiếp hoặc gián tiếp với trục bị động( trục sơ cấp của hộp số): Trục bị động, đĩa bị động( đĩa ma sát). - Phần dẫn động điều khiển: Gồm các chi tiết điều khiển ly hợp: Bạc mở, đòn mở, các chi tiết dẫn động( thuỷ lực, cơ khí). - Bộ phận tạo lực ép: Vỏ ly hợp, lò xo ép, đĩa ép. Nguyên lý lμm việc: - Trạng thái đóng ( trạng thái th−ờng xuyên lμm việc): D−ới tác dụng của lò xo ép: đĩa ép, đĩa bị động vμ bánh đμ bị ép sát với nhau tạo nên các bề mặt lμm việc. Các chi tiết nμy tạo thμnh một khối. Mômen xoắn từ trục khuỷu động cơ truyền từ bánh đμ 1.Bàn đạp ly hợp 2.Cần đẩy 3.Xylanh chớnh 4.Ống dầu thủy lực 5.Xylanh cắt ly hợp 6.Càng cắt ly hợp 7.Vũng bi cắt ly hợp 8.Lũ xo ộp 9.Đĩa ộp 10.Đĩa ma sỏt 84 qua các bề mặt ma sát truyền đến moayơ đĩa bị động tới trục bị động ( trục sơ cấp của hộp số). - Trạng thái mở ( trạng thái không th−ờng xuyên): Ng−ời lái tác dụng lên bμn đạp ly hợp, thông qua cơ cấu điều khiển kéo đĩa ép di chuyển ng−ợc chiều ép của lò xo, bề mặt ma sát giữa bánh đμ, đĩa bị động vμ đĩa ép đ−ợc giải phóng. Phần chủ động quay theo động cơ, lực ép không còn nữa( không còn sự nối giữa phần chủ động vμ bị động) đĩa ma sát không đ−ợc truyền mô men sẽ quay theo bánh xe chủ động. Khi nhả hoμn toμn bμn đạp ly hợp, li hợp sẽ trở lại trạng thái đóng. Giữa hai quá trình trên có sự tr−ợt t−ơng đối trong thời gian ngắn tuy nhiên phát sinh nhiệt rất lớn gây mμi mòn vμ giảm tuổi thọ các chi tiết. - Li hợp một đĩa ma sát lo xo ép ngoại biên 1 - bánh đμ ; 2 - đĩa ma sát; 3 - đĩa ép 4 - lò xo ép ; 5 - vỏ li hợp ; 6 - bạc mở 7 - bμn đạp ; 8 - lò xo hồi vị bμn đạp 9 - đòn kéo ; 10 - cμng mở; 11 - bi "T" 12 - đòn mở ; 13 - lò xo giảm chấn. 85 - Li hợp một đĩa ma sát lo xo ép trung tâm 1. Bánh đμ ; 2. Vỏ ngoμi li hợp ; 3. Đĩa ma sát ; 4. Đĩa ép ; 5. Đòn mở li hợp ; 6. ống bơm mỡ ; 7. Đai ốc điều chỉnh ; 8. Cμng nối ; 9. Bạc tr−ợt ; 10. Trục li hợp ; 11. Cμng mở li hợp ; 12. Đinh tán nối các tấm đĩa ; 13. Vỏ trong li hợp ; 14. Lò xo ép ; 15. Đai ốc điều chỉnh ; 16. Thanh kéo ; 17. Lò xo hồi vị cμng mở li hợp ; 18. Lò xo giảm chấn ; 19. X−ơng đĩa ; 20. Đế cách nhiệt lò xo ép. 86 - Li hợp hai đĩa ma sát lo xo ép ngoại biên Đĩa ma sát Đĩa ép Lò xo đĩa Vỏ li hợp 87 Lihợp lắp trên xe MA3-5335 1. Lò xo đẩy đĩa ép trung gian ; 2. Bulông hạn chế ; 3. Vỏ trong li hợp ; 4. Đai ốc điều chỉnh ; 5. Đòn mở li hợp ; 6. Cμng nối đòn mở li hợp ; 7. Đai ốc điều chỉnh đòn mở ; 8. Tấm hãm ; 9. Quang treo ; 10. Lò xo đỡ tấm chặn ; 11. Bi “T” ; 12. ống bơm mỡ ; 13. Cμng mở li hợp ; 14. Tấm chặn đầu đòn mở ; 15. Trục của cμng mở li hợp ; 16. Tay đòn ; 18. Nắp của cácte li hợp ; 19. Vỏ trong li hợp ; 20. Lò xo ép ; 21. Đệm cách nhiệt ; 22. Đĩa ép ngoμi ; 23. Nút xả mạt ; 24. Bánh đμ ; 25. Đĩa ma sát ; 26. Đĩa ép trung gian ; 27. Thanh tựa ; 28. Moayơ ; 29. Bulông bắt chặt các tấm đĩa ; 30. Lò xo giảm chấn. 88 Li hợp lắp trên xe KAMAZ-5511 1. X−ơng đĩa ; 2. Đĩa ép trung gian ; 3. Bulông hạn chế ; 4. Đĩa ép ngoμi ; 5. Cμng nối ; 6. Đòn mở li hợp ; 7. Lò xo đỡ tấm chặn ; 8. ống bơm mỡ ; 9. Vòng bắt lò xo với tấm chặn ; 10. Bi “T” ; 11. Lò xo hồi vị khớp nối ; 12. Khớp nối ; 13. Cμng mở li hợp ; 14. Tấm chặn đầu đòn mở ; 15. Trục của cμng mở li hợp ; 16. Lò xo ép ; 17. Vỏ trong li hợp ; 18. Đệm cách nhiệt ; 19. Bulông bắt chặt vỏ li hợp với bánh đμ ; 20. Nắp của cácte li hợp ; 21. Bánh đμ ; 22. Đĩa ma sát ; 23. Trục li hợp ; 24. Moayơ ; 25. Lò xo giảm chấn ; 26. Tấm đĩa ; 27. Bulông bắt đòn tách đĩa ép trung gian. 89 - Dẫn động li hợp bằng cơ khí - Dẫn động bằng thuỷ lực: - Dẫn động cơ khí trợ lực khí nén: 90 - Dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén: 91 92 93 94 2.1.2. Hộp số cơ khí Hộp số lμ bộ phận đ−ợc bố trí sau li hợp vμ tr−ớc các đăng trong hệ thống truyền lực. 1. Công dụng hộp số. - Truyền công suất từ động cơ đến bánh xe chủ động - Thay đổi tỉ số truyền vμ mô men - Cho phép ô tô chuyển động lùi, ô tô dừng tại chỗ mμ không cần tắt máy hoặc cắt li hợp. - Trích công suất cho các bộ phận công tác khác:xe có tời kéo, xe có thùng tự chút hμng... 2. Phân loại hộp số cơ khí + Hộp số 2 trục Hộp số hai trục bốn cấp số. Trục sơ cấp nhận mômen xoắn trực tiếp từ động cơ, thông qua các cặp bánh răng ăn khớp trên hai trục vμ tỉ số truyền của các cặp bánh răng ăn khớp truyền mô men xoắn đến bánh xe chủ động. Có hai bộ đồng tốc để gμi các số 1-2 vμ 3-4. Riêng gμi số lùi thì dịch chuyển bánh răng thẳng 2 tạo thμnh sự ăn khớp 1-2 vμ 2- 3. Bánh răng 3 đ−ợc chế tạo riêng biệt vμ lắp cố định trên trục di động. So 3 - So 4So 1 - So 2 95 Hộp số hai trục th−ờng sử dụng với kiểu động cơ đặt ngang (F-F) 96 97 + Hộp số 3 trục Số1 Số 5 Số 3 Số2 Số lùi Số 4 Số lùi Số 3 Số Số 1 Số 5 Số Số 5 Số 4 Số 1 Số lùiSố 3 Số 2 Đ−ờng truyền công suất Sơ đồ cấu tạo 98 99 + Dẫn động điều khiển hộp số - Điều khiển trực tiếp: Loại này lắp cần chuyển số trực tiếp trờn hộp số. Người ta dựng loại này ở cỏc xe FR vỡ cỏc thao tỏc chuyển số nhanh và dễ xử lý. - Điều khiển gián tiếp: Loại này liờn kết cần chuyển số với hộp số bằng cỏp hoặc cỏc thanh nối, v.v.. Người ta dựng loại này ở cỏc xe FF, và cú đặc điểm là gõy ra ớt rung động và tiếng ồn, và cú thể dễ dàng thiết kế vị trớ của cần chuyển số. + Cơ cấu đồng tốc: - Bộ đồng tốc dùng để lμm đồng điều tốc độ của các bánh răng khi gμi số, tránh đ−ợc va chạm các bánh răng khi gμi số không xảy ra tiếng kêu vμ đảm bảo cho sang số nhẹ nhμng. - Bộ đồng tốc th−ờng đặt ở những tay số cao: số 2, 3, 4, 5 (có tỷ số truyền nhỏ) vì những tay số nμy có tốc độ góc của các cặp bánh răng chênh lệch nhau lớn. 100 -Vị trí trung gian: Mỗi bỏnh răng số được vào khớp với bỏnh răng bị động tương ứng và chạy lồng khụng trờn trục. -Bắt đầu đồng tốc: Khi dịch chuyển cần chuyển số, cần chuyển số nằm trong rónh trong ống trượt, dịch chuyển theo chiều mũi tờn. Vỡ phần nhụ ra ở tõm của khoỏ chuyển số được gài vào rónh của ống trượt, khoỏ chuyển số cũng dịch chuyển theo chiều mũi tờn cựng một lỳc, và đẩy vũng đồng tốc vào mặt cụn của bỏnh răng số, bắt đầu quỏ trỡnh đồng tốc. - Giữa quá trình đồng tốc: Khi dịch chuyển tiếp cần chuyển số, lực đặt lờn ống trượt sẽ thắng lực lũ xo của khoỏ chuyển số và ống trượt trựm lờn phần nhụ ra của khoỏ này. - Kết thúc đồng tốc: Lực đang tỏc dụng lờn vũng đồng tốc trở nờn mạnh hơn và đẩy phần cụn của bỏnh răng số. Điều này làm đồng bộ tốc độ của bỏnh răng số với tốc độ của ống trượt gài số. Khi tốc độ của ống trượt gài số và bỏnh răng số trở nờn bằng nhau, vũng đồng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều quay này. Do đú, cỏc then của ống trượt gài số ăn khớp với cỏc rónh then của vũng đồng tốc. 101 - Kết thúc chuyển số: Sau khi then của ống trượt gài số ăn khớp với rónh then của vũng đồng tốc, ống trượt tiếp tục dịch chuyển và ăn khớp với rónh then của bỏnh răng số. Khi đú, việc chuyển số sẽ kết thỳc. *Cơ cấu đồng tốc kiểu cú ba/hai mặt cụn: Để tăng khả năng ăn khớp đồng tốc, cỏc kiểu xe gần đõy đó ứng dụng cơ cấu ăn khớp đồng tốc kiểu cú ba/hai mặt cụn, đặc biệt cho cỏc bỏnh răng số 2 và số 3. * Cơ cấu đồng tốc kiểu khụng cú khoỏ: Một cơ cấu đồng tốc khụng cú khoỏ cú lũ xo khoỏ đúng vai trũ của khoỏ chuyển số và dựng cho bỏnh răng số 5 hộp số ngang ở một số kiểu xe. 102 Một số loại đồng tốc 103 + Cơ cấu định vị và khoá chống nhảy số Đảm bảo tại một thời điểm chỉ có một tay số hoạt động, tránh việc vμo nhầm số lùi khi ô tô đang chạy tiến. 104 + Hộp số có nhiều tay số - Hộp chia + Hộp số chính: dùng để tăng vận tốc chuyển động trung bình của ô tô Hộp số có 2 chế độ lμm việc: Hộp chia ở tay số cao(H) vμ hộp chia ở tay số thấp(L) 105 - Hộp số chính + hộp số phụ: Hộp số phụ dùng để tăng thêm tỷ số truyền của hệ thống truyền lực, tăng thêm lực kéo ở bánh xe chủ động nhằm khắc phục lực cản lớn của mặt đ−ờng. 106 Hộp số phụ đ−ợc đặt tách rời với hộp số chính (đôi khi nối với nhau băng trục cardan trung gian). Tỷ số truyền giảm của hộp số phụ th−ờng từ 7,24,1 ữ , đối với tỷ số truyền tăng của hộp số phụ th−ờng từ 9,07,0 ữ . 107 + Hộp phân phối: - Hộp số phân phối dùng dùng để phân phối moment quay truyền từ hộp số chính đến các cầu chủ động. Ngoμi ra còn lμm thêm nhiệm vụ tăng thêm lực kéo cho bánh xe chủ động (tức lμ lμm nhiệm vụ của hộp số phụ). - Hộp số phân phối đ−ợc dùng trên ôtô có nhiều cầu chủ động vμ đ−ợc đặt tách với hộp số chính (đôi khi nối với nhau bằng trục trung gian) 108 109 2.1.3. Truyền động các đăng a. Công dụng: lμ cơ cấu nối vμ truyền dẫn mômen xoắn giữa hai tổng thμnh có đ−ờng tâm trục không trùng nhau vμ có dịch chuyển t−ơng đối với nhau. b. Phân loại: - Theo công dụng: các đăng nối các cụm trong hệ thống truyền lực, nối giữa các thiết bị phụ - Theo đặc điểm động học: các đăng khác tốc, các đăng đồng tốc, khớp nối - Theo kết cấu: có trục chữ thập, bi, ... A.Loại 3 khớp nối B.Loại 2 khớp nối 1.Cỏc khớp cỏc đăng 2.Vũng bi đỡ giữa 3.Ống chữ thập 4.Khớp nối mềm 110 - Khớp các đăng khác tốc: 111 - Khớp các đăng đồng tốc: Cỏc khớp nối này chủ yếu được sử dụng ở cỏc bỏn trục của xe với cỏc hệ thống treo độc lập và xe cú cầu trước chủ động. 112 113 2.1.4. Truyền lực chính a. Công dụng: - Tăng mô men quay vμ thay đổi ph−ơng truyền mô men từ động cơ đến bánh xe chủ động. b. Phân loại - Theo loại bộ truyền: Bộ truyền bánh răng côn, bánh răng trụ, bánh vít - trục vít - Theo số cặp bánh răng ăn khớp: Truyền lực chính đơn, truyền lực chính kép - Theo số cấp truyền: Truyền lực một cấp, truyền lực hai cấp c. Cấu tạo truyền lực chính đơn: Có một bộ truyền bánh răng 114 Một số truyền lực chính th−ờng gặp: bánh răng côn răng thẳng, côn xoắn, côn hypôít 115 d. Truyền lực chính kép: Tăng tỷ số truyền vμ tăng khoảng sáng gầm xe - Kép tập trung: hai bộ truyền bánh răng bố trí gần nhau - Kép phân tán: Hai bộ truyền bánh răng bố trí cách nhau (một ở cum truyền lực chính, một ở bánh xe) 116 Truyền lực chính thay đổi tỷ số truyền. 117 2.1.5. Vi sai a. Công dụng vi sai: Bộ vi sai đảm bảo cho các bánh xe quay với tốc độ khác nhau lúc xe quay vòng hay chuyển động trên đ−ờng không bằng phẳng, hoặc có sự sai lệch về kích th−ớc của lốp, đồng thời phân phối lại moment xoắn cho hai nữa trục. b. Phân loại - Theo công dụng: vi sai giữa các bánh xe, vi sai giữa các cầu, vi sai giữa các truyền lực cạnh. - Theo kết cấu: vi sai bánh răng nón, vi sai bánh răng trụ, vi sai cam, vi sai trục vít, vi sai ma sát thuỷ lực, vi sai có tỷ số truyền thay đổi. - Theo đặc tính phân phối moment xoắn: vi sai đối xứng (moment xoắn phân phối điều trên các trục), vi sai không đối xứng (moment xoắn phân phối không điều trên các trục). c. Cấu tạo vi sai 118 + Cμi vi sai c−ỡng bức: - Vi sai hạn chế tr−ợt bằng khớp nối thuỷ lực: Khớp nối thuỷ lực là một loại khớp (ly hợp) thuỷ lực truyền mụmen quay bằng sức cản nhớt của dầu. Nú sử dụng sức cản nhớt này để hạn chế sự trượt vi sai. 119 Vi sai hạn chế tr−ợt kiểu bánh răng xoắn: Độ hạn chế trượt được thực hiện chủ yếu nhờ lực ma sỏt được tạo ra giữa cỏc đỉnh răng của bỏnh răng hành tinh và vỏch trong của hộp vi sai, và ma sỏt được tạo ra giữa mặt đầu của bỏnh răng bỏn trục và vũng đệm chặn. 120 121 2.1.6. Bán trục a. Công dụng: Dùng để truyền mômen từ truyền lực chính đền các bánh xe chủ động. b. Phân loại: Theo kết cấu của các ổ tựa : - Bán trục không giảm tải - Bán trục giảm tải 1/2. - Bán trục giảm tải 3/4. - Bán trục giảm tải hoμn toμn. + Bán trục không giảm tải: ổ tựa bên trong vμ bên ngoμi đặt trực tiếp lên bán trục. Loại nμy hiện nay không sử dụng vì tuổi bền không cao + Bán trục giảm tải 1/2 : ổ tựa bên trong đặt trên vỏ vi sai vμ ổ tựa bên ngoμi đặt trực tiếp lên bán trục. + Bán trục giảm tải 3/4: ổ tựa bên trong đặt trên vỏ vi sai vμ ổ tựa bên ngoμi đặt lên dầm cầu vμ may ơ bánh xe mμ không đặt trực tiếp lên bán trục. + Bán trục giảm tải hoàn toàn: ổ tựa bên trong đặt trên vỏ vi sai vμ 2 ổ tựa bên ngoμi đặt lên dầm cầu vμ may ơ bánh xe mμ không đặt trực tiếp lên bán trục. 122 2.2. Hệ thống truyền lực thuỷ cơ + Hộp số thuỷ cơ, hộp phân phối ( nếu có), trục các đăng, cầu chủ động, bán trục, bánh xe chủ động. 2.2.1. Biến mô thuỷ lực 123 Bộ biến mô bao gồm: phần chủ động đ−ợc gọi lμ bánh bơm (B) dẫn động bằng trục khuỷu, phần bị động gọi lμ bánh tuabin (T) nối với trục sơ cấp của hộp số, phần phản ứng gọi lμ bánh dẫn h−ớng (D). Bộ biến mụ vừa truyền vừa khuyếch đại mụ men từ động cơ vào hộp số (Bộ truyền bỏnh răng hành tinh) thụng qua mụi chất là dầu hộp số tự động (ATF) . + Nguyên lý khuyếch đại mômen: Việc khuyếch đại mômen bằng biến mô đ−ợc thực hiện bằng cách sử dụng bộ phận đảo chiều (bánh dẫn h−ớng). Nếu không có bánh dẫn h−ớng thì dòng dầu khi quay trở lại bánh bơm từ bánh tuabin nó sẽ đối diện với chiều của dòng dầu đi ra từ bánh bơm. Bánh bơm phải sử dụng một phần mômen từ động cơ để lμm thay đổi chiều chuyển động của dòng dầu đến từ bánh tuabin. Khi sử dụng bánh dẫn h−ớng, nó điều chỉnh chiều chuyển động của dòng dầu sau khi ra khỏi bánh tuabin đến bánh bơm có chiều chuyển động cùng với chiều của dòng dầu đi ra khỏi bánh bơm, do vậy không có sự hao tổn mômen. Dòng dầu đ−ợc điều chỉnh lại dòng chuyển động nμy còn có tác dụng lμm cho bánh bơm biến đổi mômen tăng thêm. Vì dòng dầu nμy đi vμo bánh bơm với một động năng sẵn có, do vậy động năng của dòng dầu trong bánh bơm tăng lên rất nhanh, sự tăng động năng nμy sẽ lμm cho dòng dầu văng ra khỏi bánh bơm vμ đi đến cánh tuabin với một động năng rất lớn. Hình. H−ớng của dòng dầu khi có bánh dẫn h−ớng Tuy nhiên không phải lúc nμo việc khuyếch đại mômen cũng xảy ra. Việc khuyếch đại mômen chỉ xảy ra khi sự chênh lệch về tốc độ quay của bánh bơm vμ bánh tuabin lμ lớn. Khi sự chênh lệch nμy lớn, tốc độ của dầu (dòng chảy xoáy) tuần hoμn qua bánh bơm vμ bánh tuabin lμ lớn, do vậy dầu chảy từ bánh tuabin đến bánh dẫn h−ớng theo h−ớng sao cho nó ngăn cản chuyển động quay của bánh bơm, nh− hình vẽ (điểm A hình 2-8). Tại đây dầu sẽ đập vμo mặt tr−ớc của cánh quạt trên bánh dẫn h−ớng lμm cho nó quay theo h−óng ng−ợc với h−ớng quay của bánh bơm. Do bánh dẫn h−ớng bị khoá cứng bởi khớp một chiều nên nó không quay, nh−ng các cánh của nó lμm cho h−ớng của dòng dầu thay đổi sao cho chúng sẽ trợ giúp cho chuyển động quay của bánh bơm, do đó thực hiện việc khuyếch đại mômen. Khi tốc độ quay của bánh tuabin đạt đ−ợc đến tốc độ của bánh bơm, tốc độ của dầu (dòng chảy xoáy) tuần hoμn qua bánh bơm vμ bánh tuabin giảm xuống. Do vậy, h−ớng của dòng chảy dầu mμ đi từ bánh tuabin đến bánh dẫn h−óng cùng h−ớng với h−ớng quay của bánh bơm, lúc nμy dầu đập vμo mặt sau của các cánh trên bánh dẫn h−ớng nên các cánh nμy ngăn dòng chảy của dầu lại. Trong tr−ờng hợp nμy, khớp một chiều cho phép bánh dẫn 124 h−ớng quay cùng với bánh bơm, nh− vậy cho phép dầu trở về bánh bơm. Khi bánh dẫn h−ớng bắt đầu quay theo cùng h−ớng với bánh bơm lúc tốc độ quay của bánh tuabin đạt đến một tỷ lệ nhất định so với tốc độ quay của bánh bơm. Hiện t−ợng đó đ−ợc gọi lμ điểm ly hợp hay điểm nối. 2.2.2. Hộp số thuỷ cơ điều khiển tự động Trong hệ thống truyền lực hộp số hμnh tinh đ−ợc đặt sau bộ biến mô, có nhiệm vụ truyền mômen của động cơ từ trục sơ cấp đến trục thứ cấp của hộp số, cung cấp những tỷ số truyền khác nhau để cho xe vận hμnh trong những điều kiện khác nhau. Cấu tạo của hộp số hμnh tinh dùng trên ôtô đ−ợc tổ hợp từ các cơ cấu hμnh tinh (CCHT) cơ bản hoặc từ các cơ cấu hμnh tinh tổ hợp. Trên ôtô con dùng ở ba dạng cơ bản: + CCHT kiểu wilson độc lập; + CCHT theo sơ đồ Sympson; + CCHT theo sơ đồ Ravigneaux. a. Cấu tạo của CCHT Wilson độc lập (CCHT cơ bản) .Các phần tử của cơ cấu hμnh tinh cơ bản CCHT cơ bản lμ cơ cấu có hai bậc tự do, cho nên để xác lập một tốc độ quay ổn định ở trục vμo vμ một tốc độ quay ổn định ở trục ra, ta phải hạn chế một bậc tự do của cơ cấu. Để hạn chế một bậc tự do của cơ cấu có hai cách: + Khoá một phần tử với vỏ hộp số; + Khoá hai phần tử với nhau. Tuỳ theo việc xác định phần tử chủ động, phần tử bị động, phần tử khoá của CCHT khác nhau mμ ta có trạng thái lμm việc của CCHT lμ tăng tốc, giảm tốc, truyền thẳng hay đảo chiều. * Giảm tốc Hoạt động của các bánh răng: Bánh răng bao lμ phần tử chủ động, bánh răng mặt trời cố định, cần dẫn lμ phần tử bị động. Khi bánh răng bao quay theo chiều kim đồng hồ, các bánh răng hμnh tinh sẽ quay xung quanh 125 bánh răng mặt trời trong khi cũng quay quanh trục của nó theo chiều kim đồng hồ. Điều đó lμm cho tốc độ quay của cần dẫn giảm xuống tuỳ theo số răng của bánh răng bao vμ bánh răng mặt trời. * Tăng tốc Hoạt động cảu các bánh răng: Bánh răng bao lμ phần tử bị động, bánh răng mặt trời cố định, cần dẫn lμ phần tử chủ động. Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ các bánh răng hμnh tinh quay xung quanh bánh răng mặt trời trong khi chúng cũng quay quanh trục của nó theo chiều kim đồng hồ. Điều đó lμm cho các bánh răng bao tăng tốc tuỳ thuộc vμo số răng của bánh răng bao vμ mặt trời. *Đảo chiều Hoạt động của các bánh răng: Bánh răng bao lμ phần tử bị động, bánh răng mặt trời lμ phần tử chủ động, cần dẫn cố định. Khi bánh răng mặt trời quay theo chiều kim đồng hồ, cần dẫn bị cố định cho nên các bánh răng hμnh tinh lúc nμy chỉ quay quanh trục của nó vμ đóng vai trò nh− những bánh răng trung gian. Bánh răng trung gian sẽ đảo chiều chuyển động quay * Truyền thẳng Chế độ truyền thẳng, trục chủ động vμ trục bị động quay cùng tốc độ. Để thực hiện đ−ợc chế độ truyền thẳng thì hai trong ba phần tử trong cơ cấu hμnh tinh phải khoá với nhau. Trong tr−ờng hợp nμy CCHT đóng vai trò nh− một khớp nối cứng. 126 127 128 129 2.2.3. Hộp số vô cấp điều khiển tự động 130 131 2.2.4. Hệ thống điều khiển Trong hộp số tự động việc thay đổi các số truyền đ−ợc thực hiện nhờ tác dụng của chế độ lμm việc của động cơ vμ mômen cản gây ra đối với hệ thống truyền lực. Các cảm biến theo dõi liên tục quá trình thay đổi trên, tạo lên các tín hiệu điều khiển vμ thông qua cơ cấu thừa hμnh tác dụng vμo các phần tử điều khiển của hộp số tự động, các phần tử điều khiển nμy sẽ thực hiện việc khoá thích hợp khâu của CCHT để có tỷ số truyền phù hợp. Các phần tử điều khiển trong hộp số hμnh tinh gồm các loại sau: Các loại ly hợp khoá lμm việc trong dầu, các loại phanh dải, các khớp một chiều. a. Ly hợp khoá Ly hợp khoá th−ờng dùng để khoá một khâu của CCHT với vỏ tạo nên phanh dừng hoặc khoá hai khâu của CCHT với nhau tạo nên liên kết cùng quay với tốc độ nh− nhau. Ly hợp khoá dùng ở dạng ly hợp ma sát nhiều đĩa lμm việc trong dầu, hoạt động bằng áp lực dầu của hệ thống thuỷ lực điều khiển. Cấu tạo của ly hợp khoá gồm các đĩa ma sát có răng trong vμ ngoμi. Các đĩa ma sát răng trong gắn với phần thân trong của bộ phận nμy, còn các đĩa ma sát răng ngoμi gắn với một bộ phận khác tạo nên vỏ của ly hợp. Cấu tạo của ly hợp khoá 1. Xi lanh (vỏ ly hợp) 6. Vòng hãm 2. Phớt chắn dầu chịu lực (xéc măng) 7. Đĩa ép 3. Bộ lò xo hồi vị 8. Đĩa ma sát 4. Đĩa thép 9. Piston 5. Moay ơ b.Phanh dải Trong hộp số hμnh tinh phanh dải để khoá một chi tiết nμo đó với vỏ hộp số hoặc dùng để khoá trục bị động của hộp số khi cần chọn số ở vị trí P. 132 Cấu tạo của phanh dải bao gồm: Bề mặt trụ của chi tiết cần khoá đ−ợc gọi lμ trống phanh, dải phanh quấn quanh vòng ngoμi của chống phanh. Một đầu của dải phanh đ−ợc bắt chặt với vỏ của hộp số bằng chốt, đầu còn lại tiếp xúc với piston phanh qua cần đẩy piston.. Khi áp suất thuỷ lực tác dụng lên piston lμm cho piston dịch chuyển trong xi lanh nén lò xo lại, cần đẩy dịch chuyển cùng với với piston vμ ấn vμo một đầu của dải phanh. Do đầu kia của dải phanh đ−ợc bắt chặt vμo vỏ hộp số, đ−ờng kính của dải phanh giảm xuống, vì vậy dải phanh sẽ