| 1. Biết được đặc điểm và cách bố trí động cơ đốt trong trên ô tô. 2. Biết được nhiệm vụ, cấu tạo chung và nguyên lí làm việc của hệ thống truyền lực trên ô tô. |
I – ĐẶC ĐIỂM VÀ CÁCH BỐ TRÍ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG TRÊN Ô TÔ
1. Đặc điểm
Động cơ đốt trong dùng trên ô tô thường có các đặc điểm sau :
– Có tốc độ quay cao.
– Kích thước và trọng lượng nhỏ gọn, thuận lợi cho việc bố trí trên ô tô.
– Thường được làm mát bằng nước.
2. Cách bố trí
Trên ô tô, động cơ có thể được bố trí ở đầu, đuôi hoặc ở giữa xe.
a) Bố trí động cơ ở đầu ô tô
Cách bố trí này cho phép bảo dưỡng, điều khiển động cơ và hệ thống truyền lực dễ dàng, có hai cách bố trí :
– Động cơ được đặt trước buồng lái, có ưu điểm là lái xe ít bị ảnh hưởng của tiếng ồn và nhiệt thải của động cơ, dễ chăm sóc, bảo dưỡng động cơ, song có nhược điểm là tầm quan sát mặt đường bị hạn chế bởi phần mui xe nhô ra phía trước.
– Động cơ được đặt trong buồng lái, có ưu điểm giúp người lái xe quan sát mặt đường dễ dàng nhưng tiếng ồn và nhiệt thải của động cơ ảnh hưởng đến người lái xe, do đó đòi hỏi phải có cách nhiệt, cách âm tốt. Ngoài ra, việc chăm sóc, bảo dưỡng động cơ không thuận lợi. Để khắc phục nhược điểm này, có thể dùng buồng lái lật.
b) Bố trí động cơ ở đuôi ô tô
Bố trí động cơ ở đuôi ô tô thường áp dụng cho xe du lịch, xe chở khách. Khi bố trí như vậy, hệ thống truyền lực đơn giản, tầm quan sát của người lái xe rộng. Lái xe và hành khách ít bị ảnh hưởng của tiếng ồn và nhiệt từ động cơ thoát ra. Cách bố trí này có những nhược điểm là làm mát động cơ khó, bộ phận điều khiển động cơ và hệ thống truyền lực phức tạp.
c) Bố trí động cơ ở giữa xe
Bố trí động cơ ở giữa xe dung hoà được ưu, nhược điểm của hai cách bố trí trên. Tuy nhiên, động cơ sẽ chiếm chỗ của thùng xe, gây tiếng ồn và rung động, nên trong thực tế rất ít được áp dụng.
II – ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN Ô TÔ
1. Nhiệm vụ
Hệ thống truyền lực trên ô tô có nhiệm vụ sau :
– Truyền, biến đổi momen quay cả về chiều và trị số từ động cơ tới bánh xe chủ động.
– Ngắt momen khi cần thiết.
2. Phân loại
Thường phân loại hệ thống truyền lực trên ô tô theo hai cách sau :
– Theo số cầu chủ động :
+ Một cầu chủ động.
+ Nhiều cầu chủ động.
– Theo phương pháp điều khiển :
+ Điều khiển bằng tay.
+ Điều khiển bán tự động.
+ Điều khiển tự động.
3. Cấu tạo chung và nguyên lí làm việc của hệ thống truyền lực
a) Cấu tạo chung
Hệ thống truyền lực truyền thống gồm các bộ phận được thể hiện trên sơ đồ vị trí lắp đặt (hình 33.1a) và sơ đồ cấu tạo (hình 33.1b).
Hình 33.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của hệ thống truyền lực trên ô tô
a) Vị trí hệ thống truyền lực trên ô tô ;
b) Sơ đồ cấu tạo hệ thống truyền lực.
1. Động cơ ; 2. Li hợp ; 3. Hộp số ;
4. Truyền lực các đăng ; 5. Truyền lực chính và bộ vi sai ; 6. Bánh xe chủ động.
(?) Hãy quan sát hình 33.1 và nêu nhận xét về vị trí lắp đặt các cụm chi tiết của hệ thống truyền lực trên ô tô.
b) Bố trí hệ thống truyền lực trên ô tô
Phương án bố trí hệ thống truyền lực trên ô tô phụ thuộc vào cách bố trí động cơ. Trên hình 33.2 thể hiện một số phương án đặc trưng.
Hình 33.2. Một số phương án bố trí hệ thống truyền lực trên ô tô
a) Động cơ đặt ở đầu xe, cầu sau chủ động ; b) Động cơ đặt ở đuôi xe, cầu sau chủ động
1. Động cơ ; 2. Li hợp ; 3. Hộp số ; 4. Truyền lực các đăng ; 5. Cầu chủ động.
c) Nguyên lí làm việc
Trên hình 33.1b, khi động cơ 1 làm việc, nếu li hợp 2 đóng, momen quay sẽ được truyền từ động cơ 1 qua hộp số 3, truyền lực các đăng 4, truyền lực chính và bộ vi sai 5 tới bánh xe chủ động 6 làm xe chuyển động.
4. Các bộ phận chính của hệ thống truyền lực
a) Li hợp
Li hợp trên ô tô dùng để truyền, ngắt momen quay từ động cơ đến hộp số.
Có nhiều loại li hợp khác nhau, trên ô tô thường sử dụng loại li hợp ma sát (hình 33.3).
Hình 33.3. Li hợp ma sát
1. Moay-ơ đĩa ma sát ; 2. Đĩa ép ; 3. Vỏ li hợp ;
4. Đòn mở ; 5. Bạc mở ; 6. Trục li hợp ;
7. Đòn bẩy ; 8. Lò xo ; 9. Đĩa ma sát ;
10. Bánh đà ; 11. Trục khuỷu của động cơ.
Bộ phận chủ động của li hợp là bánh đà, vỏ li hợp và đĩa ép, bộ phận bị động là đĩa ma sát lắp trên trục của li hợp. Ở trạng thái đóng, lò xo 8 ép đĩa ép 2 và đĩa ma sát 9 vào mặt đầu bánh đà tạo thành khối liên kết. Momen quay sẽ được truyền từ bánh đà và đĩa ép tới đĩa ma sát rồi đến trục li hợp 6. Để ngắt li hợp, bộ phận điều khiển kéo đĩa ép 2 dịch sang phải, đĩa ma sát được giải phóng.
b) Hộp số
Hộp số có nhiệm vụ :
– Thay đổi lực kéo và tốc độ của xe.
– Thay đổi chiều quay của bánh xe để thay đổi chiều chuyển động của xe.
– Ngắt đường truyền momen từ động cơ tới bánh xe trong thời gian cần thiết.
Hình 33.4. Sơ đồ hộp số ba cấp vận tốc
I – Trục chủ động, II – Trục trung gian, III – Trục bị động, IV – Trục số lùi ;
1. Bánh răng chủ động ;
2, 3. Các bánh răng bị động ; 1', 2', 3', 4’. Các bánh răng trung gian
4. Bánh răng số lùi.
Nguyên tắc để tạo thành hộp số là dùng các bánh răng có đường kính khác nhau ăn khớp với nhau từng đôi một. Nếu momen quay truyền từ bánh răng có đường kính nhỏ sang bánh răng có đường kính lớn thì tốc độ quay sẽ giảm và ngược lại.
Muốn đảo chiều quay của trục lắp bánh xe, cần phải đảo chiều quay trục ra của hộp số (trục bị động). Để đạt được yêu cầu này phải bố trí một bánh răng trung gian vào giữa cặp bánh răng cho tốc độ thấp nhất.
Trong quá trình sử dụng, có những thời điểm cần phải ngắt đường truyền momen từ động cơ đến bánh xe chủ động, li hợp có khả năng thực hiện nhiệm vụ này. Tuy nhiên trên hộp số vẫn cấu tạo ngắt đường truyền động momen vào thời điểm khởi động động cơ, sang số để tăng hoặc giảm tốc độ. Những nguyên tắc trên được thể hiện trên sơ đồ hộp số ba cấp vận tốc hình 33.4.
c) Truyền lực các đăng
Các đăng có nhiệm vụ truyền momen quay từ hộp số đến cẩu chủ động của xe.
Trước khi xem xét cấu tạo và nguyên lí làm việc của truyền lực các đăng, hãy quan sát hình 33.5 dưới đây và trả lời câu hỏi :
(?) Trình bày đặc điểm truyền momen quay từ hộp số đến cầu sau của ô tô.
Hình 33.5. Sơ đồ truyền lực các đăng
1. Trục bị động của hộp số ; 2. Khớp các đăng ; 3. Khớp trượt.
Trong hệ thống truyền lực, hộp số lắp cố định trên khung xe, còn cầu sau được đỡ bởi các bánh xe. Khi xe chuyển động, ngoài chuyển động quay, bánh xe luôn chuyển động lên, xuống do mặt đường không phẳng, vì vậy cầu xe luôn có sự dịch chuyển lên, xuống theo phương thẳng đứng làm cho các góc β1, β2 khoảng cách AB luôn thay đổi (hình 33.5). Truyền lực các đăng cho phép thay đổi các góc β1, β2 nhờ khớp 2, đồng thời thay đổi được khoảng cách AB nhờ khớp trượt 3.
d) Truyền lực chính
Truyền lực chính có nhiệm vụ sau :
– Thay đổi hướng truyền momen từ phương dọc xe (truyền lực các đăng) sang phương ngang xe (hai bán trục).
– Giảm tốc độ, tăng momen quay.
Truyền lực chính gồm hai bánh răng côn 1, 2 (hình 33.6), bánh răng 1 nổi với trục các đăng, bánh răng 2 gắn với bộ vi sai.
Hình 33.6. Truyền lực chính và bộ vi sai
1. Bánh răng chủ động ; 2. Bánh răng bị động
3, 4. Vỏ của bộ vi sai ; 5. Bánh răng bán trục
6. Bánh răng hành tinh ; 7. Trục bánh răng hành tinh ;
8, 9. Các bán trục.
(?) Hãy quan sát hình 33.6 và trả lời câu hỏi : Tại sao trong truyền lực chính lại sử dụng cặp bánh răng côn 1, 2 ? Có phương án nào thay thế không ?
Nhờ có cặp bánh răng côn, phương truyền momen được đổi hướng từ phương dọc sang phương ngang.
e) Bộ vi sai
Truyền lực chính thường bố trí cùng với bộ vi sai, trong đó bánh răng bị động 2 tham gia vào việc tạo thành bộ vi sai (hình 33.6).
Bộ vi sai có nhiệm vụ phân phối momen cho hai bán trục của hai bánh xe chủ động, cho phép hai bánh xe quay với vận tốc khác nhau khi ô tô chuyển động trên đường không phẳng, không thẳng và khi quay vòng.
(?) Hãy so sánh vận tốc của hai bánh xe lắp trên hai bán trục trái và phải khi ô tô chạy thẳng hoặc quay vòng ?
– Khi ô tô chạy trên đường thẳng và bằng phẳng, sức cản mặt đường lên hai bánh xe giống nhau, hai bánh xe chủ động quay cùng vận tốc, toàn bộ bộ vi sai tạo thành khối cứng quay cùng với bánh răng bị động 2.
– Khi ô tô quay vòng, bánh xe phía trong (giả sử là bánh xe nối với bán trục 8) có bán kính quay vòng nhỏ hơn bánh xe phía ngoài, nên nó quay chậm hơn bánh xe phía ngoài. Lúc này, các bánh răng hành tinh 6 không những quay theo vỏ vi sai 3, 4 mà còn quay trên trục 7 của chúng vì lực cản của bánh xe phía trong truyền cho bánh răng bán trục 8 lớn. Chính điều này đã làm tăng thêm vận tốc bánh xe phía ngoài, do đó nó quay nhanh hơn bánh xe phía trong.
Câu hỏi
1. Nêu những đặc điểm của động cơ đốt trong dùng trên ô tô.
2. Nêu nhiệm vụ và phân loại hệ thống truyền lực trên ô tô.
3. Trình bày sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của hệ thống truyền lực.
4. Trình bày các bộ phận chính của hệ thống truyền lực.
