Đề tài Nghiên cứu thiết kế và công nghệ chế tạo cụm cầu sau của xe tải dưới 3 tấn nâng cao năng lực nội địa hoá phụ tùng ô tô

m C - N chiều dày 0.8-1.1 mm, bề mặt đạt độ cứng 56 – 60 HRC; lõi 40 – 46 HRC. Bánh răng đ−ợc kiểm tra gồm bánh răng vành chậu của Trung Quốc và bánh răng vành chậu của đề tài chế tạo. + Bảng kết quả kiểm tra độ cứng mặt răng Điểm đo (*) Số BR Tên gọi Đơn vị đo 1 2 3 Giá trị trung bình 1 Bánh răng vành chậu chế tạo HRC 56-58 56-59 56-57 57 2 Bánh răng vành chậu chế tạo HRC 57-58 57-59 58-60 58 3 Bánh răng vành chậu Trung Quốc nguyên bản HRC 58-60 58-60 59-61 59,3 + Bảng kết quả kiểm tra độ cứng phần lõi răng Điểm đo Số BR Tên gọi Đơn vị đo 1 2 3 Giá trị trung bình 1 Bánh răng vành chậu chế tạo HRC 42-45 41-43 42-44 42,8 2 Bánh răng vành chậu chế tạo HRC 41-44 42-45 43-45 43,3 3 Bánh răng vành chậu Trung Quốc nguyên bản HRC 40-43 41-43 41-43 41,8 Ghi chú: (*) Cho phép đo theo kinh nghiệm bằng ph−ơng pháp dũa rồi so sánh với các bánh răng đã đo đ−ợc độ cứng. 1 2 3 (a) Sản phẩm chế tạo B A C (c) Vị trí kiểm tra độ cứng mặt răng (c) Vị trí kiểm tra độ cứng phần lõi (b) Máy đo độ cứng 20 Bánh răng quả dứa Bánh răng quả dứa làm bằng thép 20XM thấm C - N chiều dày 0.8-1.0 mm, bề mặt đạt độ cứng 58 – 62 HRC; lõi 44 – 46 HRC. Hai bánh răng đ−ợc kiểm tra gồm bánh răng quả dứa của Trung Quốc nguyên bản và bánh răng quả dứa của đề tài chế tạo. + Bảng kết quả kiểm tra độ cứng mặt răng Điểm đo Số BR Tên gọi Đơn vị đo 1 2 3 Giá trị trung bình 1 Bánh răng quả dứa chế tạo HRC 58-60 59-61 59-60 59,5 2 Bánh răng quả dứa chế tạo HRC 57-60 58-60 58-61 59 3 Bánh răng quả dứa Trung Quốc nguyên bản HRC 58-62 58-60 59-61 59,7 + Bảng kết quả kiểm tra độ cứng phần lõi răng Điểm đo Số BR Tên gọi Đơn vị đo 1 2 3 Giá trị trung bình 1 Bánh răng quả dứa chế tạo HRC 44-45 43-45 44-46 44,5 2 Bánh răng quả dứa chế tạo HRC 45-46 44-46 45-46 45,3 3 Bánh răng quả dứa Trung Quốc nguyên bản HRC 44-45 44-45 44-46 44,7 1 2 3 (a) Sản phẩm chế tạo B A C (c) Vị trí kiểm tra độ cứng mặt răng (c) Vị trí kiểm tra độ cứng phần lõi (b) Máy đo độ cứng 21 Bánh răng hành tinh Bánh răng hành tinh làm bằng thép 20XM thấm C - N chiều dày 0.8-1.0 mm, bề mặt đạt độ cứng 56 – 58 HRC; lõi 40 – 44 HRC. Hai bánh răng đ−ợc kiểm tra gồm bánh răng hành tinh của Trung Quốc nguyên bản và bánh răng hành tinh của đề tài chế tạo. + Bảng kết quả kiểm tra độ cứng mặt răng Điểm đo Số BR Tên gọi Đơn vị đo 1 2 3 Giá trị trung bình 1 Bánh răng hành tinh chế tạo (**) HRC 55-58 56-58 57-59 57,2 2 Bánh răng hành tinh Trung Quốc nguyên bản HRC 55-58 56-59 55-58 56,8 + Bảng kết quả kiểm tra độ cứng phần lõi răng Điểm đo Số BR Tên gọi Đơn vị đo A B C Giá trị trung bình 1 Bánh răng hành tinh chế tạo (**) HRC 40-44 41-46 41-44 42,8 2 Bánh răng hành tinh Trung Quốc nguyên bản HRC 42-44 42-44 41-44 42,8 Ghi chú: (**) Các bánh răng hành tinh còn lại cho phép dùng ph−ơng pháp kinh nghiệm dũa rồi so sánh với các bánh răng đã đo đ−ợc độ cứng. 1 2 3 (a) Sản phẩm chế tạo bánh răng hành tinh B A C (c) Vị trí kiểm tra độ cứng mặt răng (c) Vị trí kiểm tra độ cứng phần lõi (b) Máy đo độ cứng 22 Bánh răng bán trục Bánh răng bán trục làm bằng thép 20XM thấm C - N chiều dày 0.8-1.0 mm, bề mặt đạt độ cứng 58 – 60 HRC; lõi 40 – 46 HRC. Hai bánh răng đ−ợc kiểm tra gồm bánh răng bán trục của Trung Quốc nguyên bản và bánh răng bán trục của đề tài chế tạo. + Bảng kết quả kiểm tra độ cứng mặt răng Điểm đo Số BR Tên gọi Đơn vị đo 1 2 3 Giá trị trung bình 1 Bánh răng bán trục chế tạo (***) HRC 58-60 59-60 58-60 59,2 2 Bánh răng bán trục Trung Quốc nguyên bản HRC 60-62 60-62 61-63 61,3 + Bảng kết quả kiểm tra độ cứng phần lõi răng Điểm đo Số BR Tên gọi Đơn vị đo A B C Giá trị trung bình 1 Bánh răng bán trục chế tạo (***) HRC 40-44 41-46 41-44 42,8 2 Bánh răng bán trục Trung Quốc nguyên bản HRC 42-44 42-44 41-44 42,8 Ghi chú: (***) Các bánh răng bán trục còn lại cho phép dùng ph−ơng pháp kinh nghiệm dũa rồi so sánh với các bánh răng đã đo đ−ợc độ cứng. 1 2 3 (a) Sản phẩm chế tạo B A C (c) Vị trí kiểm tra độ cứng mặt răng (c) Vị trí kiểm tra độ cứng phần lõi (b) Máy đo độ cứng 23 Trục láp Trục láp làm bằng thép 20XM thấm C - N chiều dày 0.8-1.0 mm, bề mặt đạt độ cứng 52 – 56 HRC; lõi 38 – 42 HRC. Hai trục láp đ−ợc kiểm tra gồm trục láp của Trung Quốc nguyên bản và trục láp của đề tài chế tạo. + Bảng kết quả kiểm tra độ cứng mặt răng Điểm đo Số Tr. Tên gọi Đơn vị đo 1 2 3 Giá trị trung bình 1 Trục láp chế tạo (****) HRC 53-55 52-55 53-54 53,7 2 Trục láp Trung Quốc nguyên bản HRC 55-57 56-57 56-57 56,3 + Bảng kết quả kiểm tra độ cứng phần lõi răng Điểm đo Số Tr. Tên gọi Đơn vị đo A B Giá trị trung bình 1 Trục láp chế tạo (****) HRC 38-40 38-42 - 39,5 2 Trục láp Trung Quốc nguyên bản HRC 40-42 41-42 - 41,3 Ghi chú: (****) Các bán trục còn lại cho phép dùng ph−ơng pháp kinh nghiệm dũa rồi so sánh với các trục láp đã đo đ−ợc độ cứng. 1 2 3 (c) Vị trí kiểm tra độ cứng mặt răng (c) Vị trí kiểm tra độ cứng phần lõi (b) Máy đo độ cứng (a) Sản phẩm trục láp chế tạo A B 24 4.2 Thí nghiệm đo khả năng quá tải của cầu sau Mục đích: - Kiểm tra sự vận hành của cầu sau, khả năng phù hợp của cầu chế tạo với xe thử nghiệm - Kiểm tra một số thông số động học, động lực học của xe gồm: thời gian tăng tốc, khả năng vượt dốc - Kiểm tra khả năng qúa tải của cầu sau ở một số trường hợp tải trọng động rất lớn như khi phanh, khi quá tải 180%. Phương pháp kiểm tra - Vận hành theo tiêu chuẩn 22 TCN 307-06 - Phương tiện giao thông cơ giới đường bộ - Ôtô - An toàn chung - Đường thử tiêu chuẩn của Khu công nghiệp ôtô Nguyên Khê, Đông Anh, Hà Nội. - Các chế độ thử nghiệm: Không tải, đầy tải, 180% tải tại các tốc độ 20 km/h, 40 km/h, 60 km/h. Vận hành đảm bảo thời gian tăng tốc theo tiêu chuẩn. Kết quả đo đ−ợc thực tế khi xe chạy trên đ−ờng thử với các điều kiện vận hành của thí nghiệm không có xảy ra hỏng hóc hoặc có tiếng kêu lạ đối với hệ thống truyền lực và cầu sau. Hình ảnh thử nghiệm khả năng quá tải của cầu sau Tải trọng chất lờn xe • 0% = khụng tải • 100% = 2 900 kg • 180% = 5 800 kg Đường thử khu cụng nghiệp ụtụ Nguyờn Khờ, Đụng Anh 25 4.3 Thí nghiệm đo độ ồn cầu sau Xe thử nghiệm Xe tải 3 tấn hiệu Lifan Trung Quốc do nhà máy ôtô Cổ Loa chế tạo có cụm cầu sau làm mẫu thiết kế chế tạo, sau khi chế tạo xong sẽ đ−ợc lắp lên chính xe này để kiểm tra so sánh với nguyên gốc. Hình 4.2.2 Xe tải thí nghiệm và các vị trí đặt micro Ghi ký hiệu các thí nghiệm Tốc độ xe trên bệ thử V1 = 20 km/h V2 = 40km/h V3 = 60km/h L− ợt đo Ký hiệu Tải trọng (kG) Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 1 Lần 2 Lần 3 1 L 0 L- 20.1 L- 20.2 L- 20.3 L- 40.1 L- 40.2 L- 40.3 L- 60.1 L- 60.2 L- 60.3 2 M 1500 M- 20.1 M- 20.2 M- 20.3 M- 40.1 M- 40.2 M- 40.3 M- 60.1 M- 60.2 M- 60.3 3 N 3000 N- 20.1 N- 20.2 N- 20.3 N- 40.1 N- 40.2 N- 40.3 N- 60.1 N- 60.2 N- 60.3 Kết quả phép đo Các kết quả đo đ−ợc đ−a ra ở hai dạng: - Kết quả đo đ−ợc l−u d−ới dạng file ASCI và các đồ thị từ phần mềm đo. - Phân tích kết quả đánh giá chỉ tiêu độ ồn cầu sau bằng thông số dB(A) (b) Bệ thử tốc độ (Speed Tester) Mặt nền phản xạ âm cao (a) 0.5m ≥ 3m 0.5m ≥ 3m Micro A B 26 Một số hình ảnh thí nghiệm Xe thử nghệm đo rung động và tiếng ồn trên băng thử Vị trí gắn cảm biến đo rung động Vị trí đặt microphone đo tiếng ồn Máy phân tích rung động và tiếng ồn Đoàn chuyên gia và cán bộ thực hiện LMS SCADAS Mobile thí nghiệm 27 Kết quả đo đạc thử nghiệm tại chế độ 100 % tải N Date: 18/11/2008 Time: 10:39:15 OCTAB M-20.1 OCTAB M-20.2 OCTAB M-40.1 Bộ dữ liệu kết quả thí nghiệm đ−ợc l−u trong đĩa CD theo đúng tên các file đã đặt tên gồm các flie ecxel ch−a qua xử lý. Các số liệu này sẽ đ−ợc phân tích FFT xác định các vùng cộng h−ởng, xác định các vùng tần số có khả năng gây ra cộng h−ởng giúp cho việc phân tích kết cấu hệ thống truyền lực, thiết kế các gối treo hoặc các đệm giảm chấn dập tắt các dao động gây ra độ ồn lớn vào không gian. Kết luận Trong tất cả các tr−ờng hợp tải trọng, tại các tay số và với các tốc độ khác nhau, độ ồn của cầu sau chế tạo luôn đạt ở mức 80 ~ 84 dB(A). Nh− vậy đạt chỉ tiêu chất l−ợng về độ ồn của cầu sau và đạt chỉ tiêu đề tài đã dăng ký. 28 phần v các nội dung v−ợt chỉ tiêu Công tác đào tạo Kết hợp nghiên cứu khoa học với đào tạo nâng cao trình độ chuyên môn cho các cán bộ kỹ s− Công ty Cổ phần Cơ khí Cổ Loa và các đơn vị phối hợp thực hiện. Hợp tác với các chuyên gia tổ chức hai khóa đào tạo ngắn, gồm: - Lớp học nâng cao phần mềm 3D do các chuyên gia Học viện Kỹ thuật Quân sự giảng 4/2008 - Lớp học về chuyên ngành ồn rung do chuyên gia hãng LMS-Bỉ phụ trách, tháng 11/2008. H−ớng dẫn luận văn 01 thạc sĩ chuyên ngành ôtô, tốt nghiệp Đại học Bách khoa Hà Nội, tháng 11/2008. Các bài báo và công trình khoa học đã công bố 1) Kiểm tra đánh giá chất l−ợng bộ cầu sau chế tạo trong n−ớc/ Đỗ Giao Tiến, Nguyễn Thanh Quang/ Tạp chí Giao thông vận tải 12/2008. 2) Sổ tay linh kiện phụ tùng ôtô tải thông dụng/ Nguyễn Thanh Quang, Lê Hồng Quân và các tác giả nhóm đề tài/ NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2008 29 Kết luận và đánh giá kết quả đạt đ−ợc Các kết quả đạt đ−ợc Hoàn thành các bộ tài liệu: - Nghiên cứu tổng quan về thiết kế và công nghệ chế tạo cụm cầu sau, khả năng nội địa hóa cụm chi tiết cầu sau xe tải nhẹ d−ới 3 tấn; - Tài liệu thiết kế cụm cầu sau xe ôtô tải 3 tấn; - Công nghệ chế tạo một số chi tiết chính trong cụm cầu sau xe ôtô tải thông dụng. Hoàn thành chế tạo thử nghiệm theo thiết kế với 02 bộ các chi tiết chính trong cụm cầu sau xe ô tô tải thông dụng, mỗi bộ gồm: cặp bánh răng truyền lực chính (cặp bánh răng hypoid), 04 bánh răng hành tinh, 02 bánh răng bán trục, 02 bán trục. Đo kiểm và vận hành thử nghiệm cụm cầu sau chế tạo lắp trên xe ôtô thực tế, kết quả đạt theo các chỉ tiêu độ ồn và khả năng quá tải 180% tải. Kết hợp công tác nghiên cứu khoa học với công tác đào tạo bồi d−ỡng cán bộ khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực ôtô và chế tạo máy, phục vụ chiến l−ợc phát triển của Công ty Cổ phần Cơ khí Cổ Loa. Kết luận: Với những kết quả đã đạt đ−ợc khẳng định rằng Việt Nam hoàn toàn có khả năng chế tạo đ−ợc các chi tiết trong cụm cầu sau xe ôtô tải thông dụng thay thế sản phẩm nhập khẩu cùng loại. Nắm bắt cơ hội, mạnh dạn đầu t− máy móc, công nghệ thích hợp cũng nh− đào tạo tốt đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật là những yếu tố mà các doanh nghiệp cơ khí trong n−ớc cần làm để tăng sức cạnh tranh cũng nh− đẩy nhanh quá trình nội địa hóa phụ tùng ôtô mà chính phủ đã đề ra. 30 Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên, Thiết kế tính toán ô tô máy kéo, Nxb Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1984 2. Nguyễn Khắc Trai, Cơ sở thiết kế ô tô, Nxb Giao thông vận tải, 2006 3. Trần Văn Địch, Công nghệ chế tạo bánh răng, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, 2006 4. Quyết định số 175/2002/QĐ-TTG của Thủ t−ớng Chính Phủ, Chiến l−ợc phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020 5. Trần Văn Nghĩa (2004), Tin học ứng dụng trong thiết kế cơ khí, Nxb Giáo dục. 6. Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, 2006. 7. Viện nghiên cứu cơ khí, Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp Bộ năm 2007: “Nghiên cứu, khảo sát, thiết kế tính toán và chế tạo bánh răng côn xoắn dùng trong công nghiệp”, ký hiệu 96-07 RD/HĐ-KHCN. 31 Lời cảm ơn Thay mặt cơ quan chủ trì đề tài, xin chân thành cảm ơn các tập thể và các cá nhân đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình thực hiện đề tài, đó là: - Bộ Công Th−ơng, trực tiếp là Vụ Khoa học và Công nghệ, Văn phòng Bộ Công Th−ơng. - Công ty Máy động lực và máy nông nghiệp và các đơn vị thành viên của Tổng công ty. - Chủ nhiệm đề tài và nhóm các thành viên thực hiện đề tài - Các cán bộ phòng Kỹ thuật, bộ phận chế tạo thử nghiệm và các phòng ban có liên quan của Công ty Cổ phần Cơ khí Cổ Loa đã tạo điều kiện tập trung hoàn thiện đề tài này. 32 Một số hình ảnh chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm Máy gia công bánh răng tại công ty Quang Anh Máy gia công bánh răng quả dứa, bánh răng vành chậu tại ĐHCN Thái Nguyên Kiểm tra độ cứng bánh răng tại công ty Cổ phần Cơ khí Cổ Loa 33 Lắp ráp các chi tiết cụm cầu sau Lắp ráp cụm cầu sau chế tạo lên xe Đoàn Bộ Công Th−ơng kiểm tra thực tế các chi tiết chế tạo Chất tải kiểm tra rung động và tiếng ồn Vị trí microphone đo tiếng ồn cầu sau trên băng thử bộ công th−ơng công ty cổ phần cơ khí cổ loa Báo cáo chuyên đề nghiên cứu Thuộc đề tài "Nghiên cứu thiết kế và công nghệ chế tạo cụm cầu sau của xe tải d−ới 3 tấn nâng cao năng lực nội địa ho áphụ tùng ô tô" M∙ số: 66.08 RD/HĐ-KHCN Hà nội, 12 - 2008 bộ công th−ơng công ty cổ phần cơ khí cổ loa tổng quan thiết kế và công nghệ chế tạo cụm cầu sau, khả năng nội địa hóa cụm chi tiết cầu sau xe tải nhẹ Thuộc Đề tài: "Nghiên cứu thiết kế và công nghệ chế tạo cụm cầu sau của xe tải d−ới 3 tấn nâng cao năng lực nội địa ho áphụ tùng ô tô" M∙ số: 66.08 RD/HĐ-KHCN Đơn vị chủ trì đề tài: Công ty Cổ phần Cơ khí Cổ Loa - Bộ Công Th−ơng Địa chỉ: Thị trấn Đông Anh, Hà Nội Giám đốc Lê Trọng Căn Chủ nhiệm đề tài TS. Nguyễn Thanh Quang Hà nội, 12 - 2008 1 Mục lục Trang 1.1 Tình hình công nghiệp chế tạo phụ tùng ôtô trong n−ớc và ngoài n−ớc 2 1.2 Tổng quan về thiết kế và công nghệ chế tạo cụm cầu sau xe tải thông dụng 3 1.2.1 Những yêu cầu cơ bản và phân loại cụm cầu sau 4 1.2.2 Cấu tạo truyền lực chính 5 1.2.3 Tính toán truyền lực chính 14 1.2.4 Vi sai giữa các bánh xe 20 1.2.5 Truyền động tới các bánh xe chủ động 29 1.3 Nghiên cứu đánh giá khả năng nội địa hoá cụm cầu sau ôtô tải thông dụng tại Việt Nam 33 1.3.1 Cặp bánh răng côn cong của truyền lực chính (cặp bánh răng hypoid) 33 1.3.2 Cặp bánh răng hành tinh và bánh răng vi sai 35 1.3.3 Bán trục 37 1.3.4 Các chi tiết dạng đúc: vỏ cầu, tăm bua 37 1.3.5 ổ bi 38 2 phần I Tổng quan thiết kế và công nghệ chế tạo cụm cầu sau, khả năng nội địa hóa cụm chi tiết cầu sau xe tải nhẹ d−ới 3 tấn 1.1. Tình hình công nghiệp chế tạo phụ tùng ôtô trong n−ớc và ngoài n−ớc Việt Nam hiện nay có trên 70 nhà cung cấp phụ tùng ôtô ở mức độ giản đơn, trong khi ở một số n−ớc trong khu vực Đông Nam á nh− Malaysia có gần 400, Thái Lan có trên 2500 nhà cung cấp. Theo bản quy hoạch đã đ−ợc Thủ t−ớng Chính phủ phê duyệt, đến năm 2010, tỷ lệ sản xuất trong n−ớc đối với hầu hết các chủng loại sản phẩm ô tô phải đạt trên 50%, phấn đấu xuất khẩu ô tô và phụ tùng đạt 5-10% tổng sản l−ợng của ngành. Có thể thấy rằng, bản thân sản xuất ôtô trong n−ớc đã đ−ợc bảo hộ trong nhiều năm tr−ớc nhằm tăng tỷ lệ nội địa hóa, song hầu hết doanh nghiệp mới chỉ tập trung ở khâu hàn, sơn, lắp ráp. Hiện cũng đã có một số các nhà chế tạo sản xuất các chi tiết nh− dây điện, kính, ghế ngồi, săm lốp, ắc quy, các chi tiết nhựa, nhíp, thùng và cabin xe tải nhẹ. Tuy nhiên trong số hơn 70 doanh nghiệp tham gia sản xuất, lắp ráp, sửa chữa và chế tạo phụ tùng ôtô, ch−a có nhà máy nào đầu t− hoàn chỉnh vào chế tạo các bộ phận quan trọng nh− động cơ, hộp số và hệ thống truyền động. Các doanh nghiệp đầu t− quy mô sản xuất nhỏ, sản phẩm chủ yếu là các linh kiện giản đơn, công kềnh, ít bí quyết công nghệ, có giá trị thấp trong cơ cấu nội địa hóa. Công nghệ sản xuất lạc hậu, hầu nh− ch−a đáp ứng đ−ợc yêu cầu của công nghiệp ôtô. Các doanh nghiệp FDI phần lớn các bộ linh kiện, phụ tùng lắp ráp vào xe đ−ợc cung cấp từ các công ty mẹ hoặc từ các công ty liên doanh ở các n−ớc trong khu vực. Thông th−ờng một chiếc xe ôtô có từ 20000 đến đến 30000 chi tiết và cần tới hàng trăm nhà cung cấp linh kiện, nh−ng hiện tại ở Việt Nam lại quá ít. Ngay cả những liên doanh ôtô lớn nhất tại Việt Nam nh− Toyota, Ford… có hệ thống nhà cung cấp linh kiện lớn cũng không lôi kéo đ−ợc nhiều doanh nghiệp đầu t− vào Việt Nam. 3 Theo các chuyên gia của Viện Nghiên cứu kinh tế Nhật Bản, để có ngành công nghiệp ôtô phải hình thành đ−ợc 5 cấp bậc sản xuất với hàng trăm các doanh nghiệp tham gia vào quá trình này. Trong đó nhiều nhất là các doanh nghiệp cung cấp nguyên vật liệu, tiếp đến là các doanh nghiệp vừa và lớn cung cấp linh kiện, cuối cùng là lắp ráp. Dễ nhận thấy những nền tảng đó ở Việt Nam đều thiếu. Hiện nay, các vật liệu nh− thép tấm, thép hình, thép đặc biệt… để làm phụ tùng nội địa hóa trong n−ớc ch−a chế tạo đ−ợc. Các vật liệu khác cũng t−ơng tự, đều không có nhà cung cấp. Bên cạnh đó là trang thiết bị, bí quyết công nghệ để sản xuất các linh kiện, Việt Nam cũng rất thiếu mà đặc biệt là ch−a có sự chuyển giao công nghệ sản xuất phụ tùng ôtô từ n−ớc ngoài vào. Khi ch−a có hệ thống nhà cung cấp nguyên vật liệu, sản xuất linh kiện thì công nghiệp ôtô khó tránh khỏi cảnh lắp ráp giản đơn. Nguyên nhân chính là do quy mô thị tr−ờng ô tô còn rất nhỏ. Mức sống của ng−ời dân còn thấp, ch−a tạo đ−ợc sức mua lớn. Bên cạnh đó cơ sở hạ tầng đ−ờng xá yếu kém, quy hoạch đô thị ch−a phù hợp nên không khuyến khích tiêu dùng ôtô. Theo tính toán, doanh số của một nhà sản xuất ôtô phải ở mức 300000 xe/năm mới đảm bảo đầu t− hiệu quả. Bên cạnh đó các chính sách th−ờng xuyên thay đổi nên hạn chế thu hút, khuyến khích các doanh nghiệp trong và ngoài n−ớc đầu t− vào sản xuất linh kiện ôtô. Tại Thái Lan, với những chính sách khuyến khích hỗ trợ thích hợp, trong những năm qua đã tạo ra một số l−ợng các nhà sản xuất linh kiện rất lớn, giúp cho ngành công nghiệp ôtô, xe máy phát triển mạnh mẽ với tỷ lệ nội địa hóa đạt tới 70-80%. Trong khi chúng ta lại thực hiện bảo hộ quá cao với các liên doanh ôtô, nh−ng không đi kèm những điều kiện ràng buộc cụ thể, đã tạo cơ hội lớn cho họ trong việc tăng giá bán, thu lãi cao và không muốn đẩy mạnh nội địa hóa. Một vài doanh nghiệp n−ớc ngoài đã đầu t− vào sản xuất linh kiện ôtô tại Việt Nam để xuất khẩu nh− công ty DENSO. Cho đến thời điểm này Viện Nghiên cứu Chiến l−ợc và Chính sách công nghiệp vẫn đang hoàn thiện xây dựng chính sách phát triển công nghiệp phụ trợ chung cho ngành công nghiệp ôtô trong n−ớc. 4 1.2. Tổng quan về thiết kế và công nghệ chế tạo cụm cầu sau xe tải thông dụng Sơ đồ tính toán cụm cầu sau nêu trên hình 2.1 Hình 1.1- Sơ đồ tính toán cụm cầu sau ô tô tải thông dụng Ph−ơng pháp tính trên cơ sở mẫu điển hình của xe ôtô tải thông dụng có tải trọng 2,98 tấn hiệu Lifan LF3070G1. Các thông số cho tr−ớc trong tính toán gồm: Mômen xoắn cực đại của động cơ Mmax = 300 N.m; Tỉ số truyền của hộp số ở tay số thấp nhất ih1 = 6,71; Tỉ số truyền của truyền lực chính (TLC) i0=6,57; Các nội dung tính toán chính gồm: - Tính toán lựa chọn kích th−ớc của các chi tiết trong cụm cầu sau, gồm: Cặp bánh răng hypoid, bánh răng vi sai, bánh răng bán trục, bán trục... - Tính toán kiểm nghiệm bền các bánh răng, bán trục... 1.2.1 Những yêu cầu cơ bản và phân loại cụm cầu sau Truyền lực chính (TLC) là cơ cấu biến đổi momen trong HTTL và nằm giữa các bánh xe chủ động của ôtô. * Truyền lực chính cần đáp ứng yêu cầu sau : 1. Bỏnh răng vành chậu 2. Bỏnh răng quả dứa 3. Bỏnh răng vi sai 4. Vỏ vi sai 5. Bỏnh răng bỏn trục 6. Bỏn trục 7. Bỏnh xe 5 - Đảm bảo đặc tính động lực học và tính kinh tế nhiên liệu tối −u cho ôtô và các tỷ số truyền đã chọn ; - Có hiệu suất cao, làm việc êm dịu và không ồn ; - Đảm bảo khoảng sáng gầm xe đủ lớn ; - Đảm bảo độ cứng vững của vỏ, các ổ và các trục. * Phân loại TLC: theo số l−ợng, dạng và cách bố trí các bánh răng. + Theo số l−ợng bánh răng TLC có 2 dạng: truyền lực đơn (một cặp bánh răng) và truyền lực kép (2 cặp bánh răng) Truyền lực đơn lại có thể đ−ợc phân loại theo dạng bánh răng : - TLC bánh răng côn; - TLC dạng hypoid; - TLC bánh răng trụ; - TLC dạng trục vít. Truyền lực kép đ−ợc chia thành 2 loại: - Truyền lực trung tâm với cả 2 cặp bánh răng đ−ợc bố trí trong cùng 1 cụm nằm giữa 2 bánh xe chủ động - Truyền lực chính kép bố trí không tập trung với cặp bánh răng thứ 2 đ−ợc bố trí tại các dẫn động tới các bánh xe chủ động. + Theo số cấp số có thể phân TLC thành: - Truyền lực một cấp (chỉ có 1 tỷ số truyền duy nhất) - Truyền lực 2 cấp (có 2 cấp số, đ−ợc điều khiển bởi ng−ời lái). 1.2.2. Cấu tạo truyền lực chính Truyền lực chính đơn (hình 1.2) có kết cấu gọn, nhẹ, đơn giản dễ sản xuất và bảo d−ỡng sửa chữa, giá thành thấp nên đ−ợc sử dụng rất phổ biến trong các HTTL ôtô. Tuy nhiên, do chỉ có 1 cặp bánh răng, nên tỷ số truyền của TLC dạng này bị giới hạn (i0 ≤ 7) và khả năng chịu tải không lớn, nên khi cần truyền mômen lớn sẽ phải tăng môđun răng, điều này dẫn đến tăng kích th−ớc bánh răng và giảm khoảng sáng gầm xe. 6 Hình 1.2 - Các sơ đồ truyền lực chính đơn trên ôtô Trên hình 1.2 là sơ đồ nguyên lý của các dạng truyền lực chính đơn thông dụng. TLC bánh răng côn (hình 1.2- a) đ−ợc sử dụng trên một số ôtô tải nhỏ. TLC dạng hypoid (hình 1.2- b) đ−ợc sử dụng ngày càng rộng rãi trên các loại ôtô do có những −u điểm nổi trội: khả năng chịu tải lớn, làm việc êm dịu và không ồn. Đặc điểm nhận dạng của TLC loại này là trục của các bánh răng không cắt nhau mà đặt lệch nhau một đoạn bằng E. TLC bánh răng trụ (hình 1.2-c) đ−ợc sử dụng trên các ôtô con có động cơ đặt tr−ớc nằm ngang và cầu tr−ớc chủ động. TLC trục vít bánh vít (hình 1.2-d) cho phép có tỷ số truyền lớn hơn 7 với kết cấu nhỏ gọn. Tuy nhiên, truyền động trục vít có hiệu suất và khả năng chịu tải thấp hơn truyền động bánh răng côn và truyền động hypoid, hơn nữa giá thành sản xuất của dạng truyền động này lại cao hơn nên đ−ợc sử dụng t−ơng đối hạn chế (sử dụng trên một số loại ôtô có tính năng việt dã cao). TLC đơn hay TLC kép bố trí trung tâm th−ờng sử dụng các cặp bánh răng côn xoắn hoặc hypoid. Các bánh răng hypoid có hình dạng bên ngoài giống nh− các bánh răng côn xoắn, nh−ng thực chất chúng rất khác nhau về mặt hình học. Truyền động hypoid có những điểm khác biệt sau: - Trục của các bánh răng không cắt nhau; - Góc nghiêng trung bình của bánh răng chủ động βm1 và bánh răng bị động βm2 không bằng nhau (βm1 > βm2); - Môđun tiếp tuyến của bánh răng chủ động lớn hơn môđun tiếp tuyến của bánh răng bị động. 7 Để so sánh truyền động hypoid với truyền động bánh răng côn xoắn ta xét sơ đồ lực tác dụng lên cặp bánh răng hypoid thể hiện trên hình 1.3. Lực pháp tuyến tác động lên các bánh răng tại vết ăn khớp bằng nhau, nh−ng tại các lực tiếp tuyến P1 và P2 không bằng nhau, cụ thể: hkP P 1 cos cos 2 1 2 1 == β β ở đây: kh - là hệ số tăng kích th−ớc của bộ truyền hypoid β1 và β2 - là góc xoắn của răng của các bánh răng chủ động và bị động. (góc β1 th−ờng lớn hơn β2 ) Hình 1.3 - Sơ đồ tác dụng trên bộ truyền hypoid Do các góc β đ−ợc lấy ở tiết diện trung bình nên th−ờng kí hiệu là βm1 và βm2. Nếu gọi tỷ số truyền của truyền lực chính hypoid là i0 ta có : - Tỷ số truyền của TLC bánh răng côn 1 2 2 1 0 Z z D Dic == - Tỷ số truyền của TLC bánh tăng hypoid đ−ợc tính nh− sau: h h k D D DP DP M Mi 1 2 11 22 1 2 0 === với : 1 2 cos cos m m hk β β= Do βm1 > βm2 nên kh >1 và nh− vậy : ch ii 00 > . Thông th−ờng, trong TLC hypoid kh=1,3 ữ 1,5, còn góc nghiêng βm1= 50o nếu số răng của bánh răng chủ 8 động z1 ≤ 13 và βm1= 45o nếu số răng của bánh răng chủ động z1 ≥ 14. Từ đây, còn có thể rút ra nhận xét sau: - Cùng một tỷ số truyền, nếu D1 không thay đổi thì bộ truyền hypoid có D2 nhỏ hơn bộ truyền côn xoắn, nghĩa là kích th−ớc TLC giảm; - Cùng một tỷ số truyền, nếu D2 không thay đổi thì ở bộ truyền hypoid có thể tăng D1 nhờ đó độ bền của TLC cao hơn. Truyền lực chính kép có kích th−ớc, khối l−ợng và giá thành lớn hơn so với truyền lực đơn, nh−ng nó cho phép tạo đ−ợc tỷ số truyền lớn (io ≤ 12) mà không làm giảm khoảng sáng gầm xe. Truyền lực chính kép bố trí trung tâm có thể đ−ợc thực hiện theo một số ph−ơng án sau: a) - 1 cặp bánh răng côn (hypoid) và 1 cặp bánh răng trụ (hình 1.4 - a); b) - 1 cặp bánh răng côn (hypoid, trục vít) và 1 cơ cấu hành tinh; c) - 1 cơ cấu hành tinh và 1 cặp bánh răng côn (hình 1.4 - b); d) - 1 cặp bánh răng trụ 1 và 1 cặp bánh răng côn (hình 1.4 - c); Hình 1.4 – Các sơ đồ nguyên lý các truyền lực chính kép trung tâm Trong các ph−ơng án trên thì ph−ơng án thứ nhất có kết cấu đơn giản, dễ thực hiện và gọn hơn nên đ−ợc sử dụng nhiều hơn. Với kết cấu này, chiều dài tổng thể của bộ TLC tăng lên và nhờ đó giảm đ−ợc chiều dài của trục các đăng,