Bài giảng cấu tạo ô tô 1 Đại học

Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
Chương 1
CẤU TẠO CHUNG CỦA ÔTÔ
1.1. TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ
1.1.1 Lịch sử phát triển ôtô
1.1.2 Phân loại ôtô.
a. Theo năng lượng chuyển động:
1. Động cơ xăng
2. Động cơ diesel
3. Động cơ lai
(Hybrid)
4. Xe sử dụng năng
lượng điện
5. Động cơ lai loại tế
bào nhiên liệu
* Xe sử dụng động cơ xăng
Loại xe ôtô này hoạt động bằng
động cơ sử dụng nhiêu liệu xăng.
Do động cơ xăng tạo ra công suất
lớn đồng thời nó có kích thước
nhỏ gọn, nên chúng được sử dụng
rộng rãi trên các loại xe du lịch.
Ngoài ra người ta còn sử dụng
động cơ CNG, động cơ LPG và
động cơ chạy bằng cồn, chúng sử
dụng các loại nhiên liệu khác nhau.
CNG: Khí ga nén tự nhiên
LPG: Khí ga hoá lỏng
1.Động cơ; 2.Bình nhiên liệu (nhiên liệu xăng)
Tài liệu học tập
1

Hình 1.1. Tổng quan về ôtô
Hình 1.2. Xe sử dụng động cơ xăng
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
* Xe sử dụng động cơ diesel
Loại xe ôtô này hoạt động bằng
động cơ sử dụng nhiêu liệu diesel.
Do động cơ diesel tạo ra mômen
xoắn lớn và có tính kinh tế nhiên
liệu tốt, nên chúng được sử dụng
rộng rãi trên các loại xe tải và xe
SUV.
SUV: Xe đa dụng kiểu thể thao
1. Động cơ
2. Bình nhiên liệu (nhiên liệu diesel)
* Xe sử dụng động cơ lai (Hybrid)
* Xe ôtô sử dụng năng lượng điện (EV)
Loại xe ôtô này sử dụng nguồn điện
của ắc quy để vận hành môtơ điện.
Thay vì sử dụng nhiên liệu, ắc quy cần
được nạp lại điện. Loại xe này mang lại
nhiều lợi ích, như không gây ô nhiễm
và phát ra tiếng ồn thấp khi hoạt động.
Hệ thống dẫn động bánh xe dùng điện
290V, ngoài ra các thiết bị khác dùng
điện 12V.
+ Sơ đồ mô tả hệ thống EV của
Toyota.
1. Bộ điều khiển công suất;
2. Môtơ điện; 3. Ắc quy
Tài liệu học tập

1. Động cơ
2. Bộ đổi điện
3. Hộp số
4. Bộ chuyển đổi
5. Ắc quy
2
Hình 1.3. Xe sử dụng động cơ diesel
Hình 1.5. Xe ôtô sử dụng năng lượng điện
Hình 1.4. Xe sử dụng động cơ lai (Hybrid)
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
* Xe sử dụng động cơ lai loại tế bào nhiên liệu (FCHV)
Loại xe ôtô này sử dụng năng
lượng điện tạo ra khi nhiên liệu
hyđrô phản ứng với ôxy trong không
khí sinh ra nước. Do nó chỉ thải ra
nước, nó được coi là tốt nhất trong
những loại xe có mức ô nhiễm thấp,
và nó được tiên đoán sẽ trở thành
nguồn năng lượng chuyển động cho
thế hệ ôtô tiếp theo.
Sơ đồ mô tả hệ thống Hybrid tế bào nhiên liệu của Toyota.
1. Bộ điều khiển công suất; 2. Mô tơ điện; 3. Bộ tế bào nhiên liệu
4. Hệ thống lưu hyđrô; 5. Ắc qui phụ
b. Theo phương pháp dẫn động
Nó chủ yếu được chia thành các loại sau đây:
+ FF (Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động)
+ FR (Động cơ đặt trước – Bánh sau chủ động)
+ Lưu ý:
Ngoài xe FF và FR, còn có các loại xe 4WD (4 bánh chủ động) và MR (động cơ đặt
giữa - cầu sau chủ động).

c. Phân loại theo kiểu thân xe
1. Sedan: Đây là kiểu thân xe có ba khoang riêng biệt, 4 cửa, 4-5 chỗ ngồi.
2. Coupe: Đây là dòng xe 2 cửa thể thao, có 4 chỗ ngồi, luôn thể hiện được sức
mạnh của động cơ. * (Roadster: là xe 2 cửa, 2 chỗ ngồi)
3. Lift back (Hatch back)
Về cơ bản nó giống với coupe, là sự kết hợp khoang hành khách và khoang
hành lý. Lắp cốp đồng thời là cửa sau.ông có khung cửa sổ, và cộ trụ cửa.
5. Convertible: Đây là một kiểu Sedan hoặc Coupe, nhưng nó có khả năng thu
gọn mui lại thành một chiếc mui trần.
6. Pickup: Đây là một loại xe tải nhỏ, có khoang máy kéo dài về phía trước ghế
người lái.
7. Van and wagon: Kiểu xe này là sự kết hợp khoang hành khách và khoang
hành ký, nó chứa được nhiều người và hành lý. Khoang hành khách thông với khoang
hành lý.
Tài liệu học tập
3
Hình 1.6.
Xe sử dụng động cơ lai loại tế bào
nhiên liệu
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
1.2. Đặc điểm cấu tạo chung của ôtô
Tài liệu học tập
4
Hình 1.7. Các kiểu thân xe
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
Chương 2
HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
2.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
2.1.1. Cấu tạo chung hệ thống truyền lực của ôtô
Hệ thống truyền lực sẽ truyền công suất của động cơ đến các bánh xe.

Nó chủ yếu được chia thành các loại sau đây:
+ FF (Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động)
+ FR (Động cơ đặt trước – Bánh sau chủ động)
+ Hộp số thường
+ Hộp số tự động
+ Lưu ý:
Ngoài xe FF và FR, còn có các loại xe 4WD (4 bánh chủ động) và MR (động cơ
đặt giữa - cầu sau chủ động )
2.1.2. Phân loại hệ thống truyền lực:
a. Hệ thống truyền lực với hộp số thường.
b. Hệ thống truyền lực tự động.
Tài liệu học tập
5
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực

2.2. HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC VỚI
HỘP SỐ THƯỜNG
Tài liệu học tập
6
Hình 2.0. Phân loại xe theo hệ thống truyền lực
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực


Tài liệu học tập
7
Hình 2.1. Hệ thống truyền lực với hộp số
thường
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
2.2.1. Ly hợp ( côn )
2.2.1.1. Chức năng, yêu cầu và phân loại

a. Chức năng:
Ly hợp nằm ở giữa động cơ và hộp số có nhiệm vụ truyền và cắt mômen từ trục
khuỷu động cơ tới hệ thống truyền lực. Đồng thời ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu
an toàn nhằm tránh quá tải cho hệ thống truyền lực và động cơ khi chịu quá tải lớn. Ly
hợp có khả năng dập tắt hiện tượng cộng hưởng trong truyền động nhằm nâng cao chất
lượng truyền lực.
b. Phân loại ly hợp
- Theo cách truyền mômen động cơ đến trục sơ cấp hộp số chia ra: ly hợp ma sát, ly
hợp thủy lực, ly hợp điện từ, ly hợp liên hợp thường xuyên đóng hoặc mở.
- Theo hình dạng và số lượng của đĩa ma sát: ly hợp một hay nhiều đĩa, ly hợp hình
nón, ly hợp hình trống, ly hợp hình côn.
-Theo hình thức phát sinh lực ép trên đĩa ép: ly hợp dùng lò xo trụ đặt xung quanh, lò
xo trụ đặt ở giữa, lò xo màng.
c. Yêu cầu đối với ly hợp
- Phải nối hộp số và động cơ một cách êm dịu.
- Đóng ngắt nhanh và chính xác, đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải.
- Ở trạng thái đóng ly hợp phải truyền hết được mômen quay lớn nhất của động cơ mà
không bị trượt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào.
- Ly hợp điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
- Kết cấu ly hợp đơn giản, dễ điều chỉnh, chăm sóc, các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt,
có tuổi thọ cao.
2.2.1.2. Cấu tạo và hoạt động của ly hợp ma sát khô và dẫn động ly hợp
(1). Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát.
a. Cấu tạo
Tài liệu học tập
8
1
2
3
4

5
6
7
8
9
10
11
Hình 2.2. Cấu tạo ly hợp ma sát
1. Vỏ ly hợp. 2. Càng mở ly hợp.
3. Trục ly hợp. 4. Bi tỳ.
5. Lò xo ép (lò xo màng).
6. Cơ cấu đòn bẩy.
7. Đĩa ép. 8. Đĩa ma sát.
9. Đầu trục khuỷu.
10. Mặt ma sát.
11. Bánh đà.
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
Cấu tạo của ly hợp ma sát có thể chia làm hai phần: Phần chủ động, phần bị động
và cơ cấu dẫn động.
- Phần chủ động gồm bề mặt bánh đà và nắp ly hợp. Nắp ly hợp bắt với bánh đà bằng
bulông.
- Phần bị động gồm trục bị động và đĩa ma sát. Đĩa ma sát đặt giữa bánh đà và đĩa ép,
được lắp với trục bằng then hoa.
- Cơ cấu dẫn động ly hợp gồm đòn mở, vòng bi tỳ, càng mở, bàn đạp ly hợp và bộ dẫn
động cơ khí hay thủy lực.
* Cụm đĩa ép
Dùng để nối và ngắt công suất động cơ, nó phải
được cân bằng động tốt và thoát nhiệt tốt trong khi
nối ly hợp. Lò xo được lắp trong cụm đĩa ép để đẩy
đĩa ép vào đĩa ma sát, các lò xo này có thể là lò xo

trụ hoặc lò xo màng.
- Kiểu lò xo màng: được làm bằng lá thép lò
xo được tán bằng đinh tán hoặc bằng bu lông bắt
chặt vào nắp ly hợp. Phần phía trong có các rãnh dài
xẻ hướng tâm và được kết thúc bằng các lỗ tròn tạo
điều kiện cho lò xo có khả năng biến dạng tốt. Đầu
trong của lò xo được mài lõm tạo nên rãnh tròn
nhằm giảm diện tích tiếp xúc với bi tỳ và tạo điều
kiện kiểm tra độ mòn của mép trong lò xo sau một thời gian làm việc nhất định. Ở
trạng thái tự do lò xo có dạng hình nón, ở trạng thái lắp lò xo đã bị biến dạng để gây
nên lực ép.
- Kiểu lò xo trụ : được lắp ở giữa đĩa ép và nắp ly hợp nó được bố trí theo đường
tròn. Lò xo trụ được định vị trong vỏ ly hợp và được liên kết với đòn bẩy được gắn với
cần mở ly hợp.
Ngày nay trên ôtô du lịch người ta sử dụng loại lò xo màng là chủ yếu vì những
ưu điểm của nó: Lực tác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ hơn so với cơ cấu ly hợp sử
dụng lò xo trụ, khả năng truyền công suất của ly hợp kiểu lò xo màng không bị giảm
cho tới giới hạn mòn của đĩa, kết cấu đơn giản.
- Đĩa ép: làm bằng gang có khả năng dẫn nhiệt tốt, mặt tiếp giáp với đĩa ma sát
được gia công nhẵn, mặt đối diện có các gờ lồi, một số gờ tạo nên các điểm tựa cho lò
xo ép, một số tạo nên các điểm truyền mômen xoắn giữa vỏ và đĩa ép.
* Đĩa ma sát.
Tài liệu học tập
9
3
2
1
Hình 2.3. Nắp ly hợp
Lò xo ép.
Vỏ ly hợp.

Đĩa ép.
Hình 2.4. Cấu tạo đĩa ma sát
1. Mặt ma sát; 2. Đinh tán; 3. Xương đĩa.
4. Moayơ ly hợp; 5. Lò xo giảm chấn.
4
2
1
3
5
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
Đĩa ma sát nằm giữa bánh đà và đĩa ép, được gia công rãnh then hoa để di trượt
cùng với trục sơ cấp, xung quanh đĩa ma sát có xẻ rãnh để đảm bảo khả năng tản nhiệt
và êm dịu khi đóng, ngắt ly hợp. Cấu tạo của đĩa ma sát được trình bày trên hình vẽ:
- Mặt ma sát: được làm bằng vật liệu chịu mài mòn và có hệ số ma sát ổn định,
được tán vào xương đĩa nhờ 2 hàng đinh tán đồng tâm. Trên bề mặt tấm ma sát có xẻ
rãnh hướng tâm để tăng khả năng tiếp xúc, thoát nhiệt ra ngoài.
- Xương đĩa : được làm bằng thép đàn hồi, được uốn lượn sóng nên có thể biến
dạng nhỏ dọc trục khi làm việc. Nhờ có kết cấu như vậy xương đĩa có khả năng đàn hồi
dọc trục và theo chiều xoắn nên khi đóng mở ly hợp rất êm dịu.
- Moayơ : nằm trực tiếp trên xương của đĩa ma sát, có then hoa di trượt trên trục
bị động, phần ngoài của moayơ có dạng hoa thị, trên các phần trống có chỗ để lắp lò xo
trụ giảm chấn. Ôm ngoài là 2 vành thép lá được tán trên xương đĩa nhờ đinh tán nhưng
cho phép nó dịch chuyển nhỏ đối với moayơ. Giữa các vành thép và moayơ có các tấm
ma sát bị ép chặt nhờ đinh tán. Trên các vành thép có các ô cửa sổ nhỏ lồng vào đó là
các lò xo hoặc cao su giảm chấn. Một đầu của lò xo hoặc cao su giảm chấn tỳ vào
Tài liệu học tập
10
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
moayơ đầu kia tỳ vào ô cửa sổ tác dụng để giảm chấn trong quá trình hoạt động của ly
hợp.

Tài liệu học tập
11
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
b. Nguyên lý hoạt động của ly hợp
- Trạng thái đóng: là trạng thái làm việc
thường xuyên của ly hợp. Dưới tác dụng của lò
xo ép: đĩa ép, đĩa ma sát và bánh đà của động cơ
bị ép sát vào nhau. Khi đó bánh đà, đĩa ma sát,
đĩa ép, lò xo ép và vỏ ly hợp quay thành một
khối. Mômen xoắn của động cơ được truyền từ
bánh đà qua các bề mặt ma sát đến trục của ly
hợp. Ly hợp thực hiện chức năng truyền mômen
từ động cơ đến trục sơ cấp của hộp số.
- Trạng thái mở: là trạng thái làm việc
không thường xuyên của ly hợp. Khi người lái xe
tác động lên cơ cấu mở ly hợp vòng bi tỳ sẽ nén
lò xo ép lại làm cho đĩa ép di chuyển ngược
chiều nén của lò xo, các mặt ma sát của đĩa ma
sát với bánh đà và đĩa ép được tách ra. Phần chủ động của ly hợp (cụm đĩa ép) quay
theo động cơ nhưng do lực ép không tác dụng lên đĩa ép nữa bởi vậy không tạo nên ma
sát để truyền mômen xoắn từ động cơ đến trục của ly hợp.
(2). Cơ cấu dẫn động ly hợp
Có nhiệm vụ truyền lực của người lái từ bàn đạp ly hợp đến các đòn mở để thực
hiện việc đóng mở ly hợp. Cơ cấu dẫn động ly hợp được chia ra làm 2 loại chính: Dẫn
động bằng cơ khí và dẫn động bằng thủy lực.
a. Cơ cấu dẫn động bằng cơ khí
Cơ cấu dẫn động ly hợp kiểu cơ khí là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng
các thanh đòn, khớp nối, được lắp đặt theo nguyên lý đòn bẩy, loại dẫn động điều khiển
ly hợp đơn thuần này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao.
Nhược điểm cơ bản của kiểu dẫn động này là yêu cầu lực tác động của người lái lớn

khi tác động lên bàn đạp ly hợp, nhất là đối với loại xe ôtô hạng nặng.
b. Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực.
Cơ cấu dẫn động ly hợp dẫn động bằng thủy lực được dùng khi vị trí của ly hợp
không thuận tiện cho việc dùng cáp hay thanh truyền hoặc ở những động cơ có tính
năng kỹ thuật cao. Ưu điểm là việc bố trí của các chi tiết trong hệ thống khá linh hoạt,
việc cắt ly hợp êm dịu hơn tuy nhiên lực dẫn động mở ly hợp cũng không được lớn
lắm, áp dụng cho các xe du lịch và xe tải nhỏ.
Sơ đồ cấu tạo chung được trình bày trên hình vẽ:
Tài liệu học tập
12
a
b
Hình 2.5. Hoạt động của ly hợp
a. Trạng thái đóng. b. Trạng thái mở
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
* Bàn đạp ly hợp
Bàn đạp ly hợp: tạo áp suất thủy lực trong xy lanh chính bằng lực ấn vào bàn đạp,
áp suất này sẽ tác dụng lên
xy lanh cắt ly hợp để đóng,
ngắt ly hợp.
Hành trình tự do của
bàn đạp ly hợp là khoảng
cách mà bàn đạp ly hợp
được ấn cho đến khi vòng
bi cắt ly hợp tác dụng vào
đĩa ép. Khi đĩa ma sát bị
mòn hành trình tự do của
bàn đạp bị giảm. Nếu đĩa
tiếp tục bị mòn, hành trình
tự do của bàn đạp ly hợp không còn sẽ gây hiện tượng trượt ly hợp. Do đó cần phải duy

trì hành trình tự do của bàn đạp ly hợp. Việc duy trì hành trình tự do của bàn đạp ly hợp
tiến hành bằng cách điều chỉnh độ dài của cần đẩy xy lanh cắt ly hợp đối với loại có thể
điều chỉnh được. Điều chỉnh độ cao của bàn đạp ly hợp bằng bulông chặn bàn đạp, điều
chỉnh độ cao của bàn đạp ly hợp giúp cho quá trình mở ly hợp được diễn ra hoàn toàn
(mở hết).
*Xy lanh chính của ly hợp:
Làm nhiệm vụ tạo áp suất thủy lực cho xy lanh cắt ly hợp điều khiển quá trình
đóng mở ly hợp. Vỏ xy lanh chính của ly hợp được chế tạo bằng gang có mặt bích và lỗ
khoan để bắt trên giá đỡ.
Tài liệu học tập
13
1
a
b
2
3
4
5
Hình 2.7. Cấu tạo bàn đạp
ly hợp
a: Hành trình của bàn đạp ly
hợp.
b: Chiều cao của bàn đạp ly
hợp.
1. Bàn đạp ly hợp.
2. Lò xo hồi.
3. Vít điều chỉnh.
4. Cần đẩy.
5. Xy lanh chính của ly hợp.
Hình 2.6. Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực

Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
+ Nguyên lý hoạt động
- Khi ấn bàn đạp: Piston dưới tác dụng của cần đẩy dịch chuyển về bên trái, dầu
trong xy lanh chính qua van nạp chảy đến bình chứa đồng thời chạy đến xy lanh cắt ly
hợp. Khi piston tiếp tục dịch chuyển về bên trái thanh nối sẽ tách ra khỏi bộ phận hãm
lò xo van nạp bị đóng lại. Do đó hình thành áp suất tại buồng A và áp suất này truyền
đến xy lanh cắt ly hợp.
- Khi nhả bàn đạp: Khi nhả bàn đạp ly hợp lò xo nén đẩy về bên phải áp suất
giảm xuống, khi piston trở về hoàn toàn bộ phận hãm lò xo đẩy thanh nối về bên phải.
Như vậy van nạp được mở nối bình A với bình B.
*Xy lanh cắt ly hợp
Xy lanh cắt ly hợp tiếp nhận áp suất thủy lực từ xy lanh chính, điều khiển càng cắt
ly hợp thông qua cần đẩy. Xy lanh cắt ly hợp có 2 loại: loại tự động điều chỉnh khe hở
khi đĩa ma sát mòn, loại phải điều chỉnh bằng tay.
-Loại tự động điều chỉnh: lò xo bên trong xy lanh luôn ép cần đẩy vào càng cắt ly
hợp giữ cho hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không đổi.
- Loại có thể điều chỉnh được: ta trực tiếp điều chỉnh độ dài của cần đẩy và càng
cắt ly hợp để đảm bảo hành trình tự do của bàn đạp khi đĩa ma sát bị mòn trong quá
trình hoạt động.
Tài liệu học tập
14
Hình 2.8. Các loại xy lanh cắt ly hợp
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
2.2.1.3. Cấu tạo và hoạt động của ly hợp thủy lực
Ngoài ly hợp ma sát trên ôtô còn sử dụng ly hợp thuỷ lực. So với ly hợp ma sát, ly
hợp thuỷ lực có những ưu điểm sau:
+ Làm việc êm dịu, hạn chế va đập khi truyền mômen từ động cơ xuống hệ thống
truyền lực.
+ Có khả năng trượt lâu dài mà không gây hao mòn như ở ly hợp ma sát.
+ Khi đóng ly hợp rất êm dịu.

Chi tiết chính của ly hợp gồm có bánh bơm, bánh tuabin. Các bánh công tác này
có dạng nửa hình vòng xuyến, được bố trí rất nhiều cánh dẫn theo chiều hướng tâm.
Bánh bơm : được hàn chặt với vỏ ly hợp và được bắt chặt với trục khuỷu động cơ
(quay cùng với trục khuỷu). Nó có tác dụng quạt dòng chất lỏng sang bánh tuabin
thông qua đó truyền mômen.
Bánh tuabin: được đặt trong vỏ ly hợp có thể quay tự do, được nối với trục sơ cấp
hộp số bằng khớp nối then hoa, nó chịu sự tác động của dòng chất lỏng từ bánh bơm
truyền sang, khi đó nó sẽ quay và truyền chuyển động cho trục sơ cấp hộp số.
*Hoạt động của ly hợp thủy lực.
Khi trục khuỷu quay, thông qua vỏ ly hợp bánh bơm quay theo, theo nguyên tắc
ly tâm dầu chứa trong ly hợp được bánh bơm quạt đi từ phía trong ra phía ngoài
sang tác động vào các cánh của bánh tuabin làm cho bánh tuabin quay theo cùng
chiều. Dòng chất lỏng sau khi sang bánh tuabin sẽ đi vào phía tâm của bánh rồi trở
về bánh bơm. Cứ như vậy mômen xoắn được truyền từ bánh bơm (chủ động) sang
bánh tuabin (bị động).
Tài liệu học tập
15
1
2
3
4
5
Hình 2.9. Cấu tạo Ly hợp thủy lực
1.Bánh đà 2. Bánh tuabin 3. Bánh bơm
4. Trục sơ cấp 5. Vỏ ly hợp
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
2.2.2. Hộp số
2.2.3.1. Hộp số chính
(1). Công dụng, phân loại và yêu cầu
a.Công dụng

- Biến đổi mômen quay của động cơ để tăng, giảm lực kéo ở bánh xe chủ động.
- Thay đổi tốc độ của ôtô và thực hiện chuyển động lùi của ôtô.
- Truyền hoặc không truyền mômen từ động cơ tới bánh xe chủ động để khi xe dừng
mà máy vẫn nổ.
b.Phân loại hộp số cơ khí
Người ta có thể phân hộp số cơ khí làm các loại cơ bản sau:
- Phân loại theo hình dáng kết cấu: loại hộp số ngang, hộp số dọc.
- Phân loại theo số lượng trục: loại có 2 trục, loại có 3 trục.
- Phân loại theo số tỷ số truyền: loại 3 số truyền, loại 4 số truyền, loại 5 số truyền.
c.Yêu cầu của hộp số cơ khí
- Phải có các tỉ số truyền đảm bảo tính năng động lực.
- Không sinh ra các lực va đập trên các hệ thống truyền lực.
- Phải có tay số trung gian để ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực lâu dài.
- Thay đổi tốc độ và thực hiện chuyển lùi của ôtô.
- Kết cấu đơn giản, điều khiển dễ dàng, bảo quản và sửa chữa thuận tiện.
(2). Sơ đồ, kết cấu và hoạt động
Tài liệu học tập
16
Hình 2.10. Kết cấu của hộp số
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
* Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số cơ khí.
+ Cấu tạo
Hộp số cơ khí bao gồm: Vỏ hộp số, trục sơ cấp, trục thứ cấp, trục trung gian, trục
bánh răng số lùi, các bánh răng và cơ cấu sang số. Đa số hộp số cơ khí sử dụng bốn
hoặc năm số tiến và một số lùi. Sơ đồ cấu tạo của một hộp số cơ khí được trình bày trên
hình vẽ:
- Trục chủ động của hộp số là trục bị động của ly hợp, được đúc liền với bánh
răng chủ động, nó được gối trên 2 ổ bi một đặt trong lòng bánh đà, một đặt trên vỏ hộp
số. Trên trục chủ động có lỗ để đặt ổ bi cho trục bị động.
- Trục bị động của hộp số được đặt trên ổ bi kim gối trong bánh răng chủ động và

ổ bi cầu đặt trên vách ngăn. Các bánh răng số được lắp lồng không trên trục nhờ các ổ
bi kim. Tâm của trục bị động thẳng hàng với tâm trục chủ động.
- Trục trung gian gồm các bánh răng có đường kính khác nhau, được chế tạo
thành 1 khối và bắt trặt trên trục. Khối bánh răng được lắp trên các vòng bi đũa hoặc
đúc liền với trục, trục trung gian được đặt trên các ổ bi gối trên vỏ hộp số.
- Trục số lùi được lắp cố định trên vỏ hộp số, có bánh răng được lắp trên trục nhờ
ổ bi kim.
- Cấu tạo của bộ đồng tốc
Mỗi số tiến trên trục sơ cấp được vào khớp với bánh răng tương ứng trên trục thứ
cấp ở mọi thời điểm.Những bánh răng này luôn luôn quay ngay cả sau khi vào ly hợp
vì chúng không cố định trên trục và chỉ chạy lồng không.
Tài liệu học tập
17
Hình 2.11. Cấu tạo hộp số cơ khí
1.Trục trung gian. 2. Trục chủ động. 3. Bộ đồng tốc.
4. Cơ cấu chọn và chuyển số. 5. Trục bị động. 6. Trục số lùi.
1
2
3
4
5
6
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
Các moay ơ đồng tốc ăn khớp với các trục bằng các then bên trong moay ơ đồng
tốc. Hơn nữa, ống trượt ăn khớp với then ở vòng ngoài của moayơ đồng tốc và có thể di
chuyển dọc trục.
Moayơ đồng tốc có ba rãnh theo chiều dọc trục, và các khoá chuyển số luồn vào
các rãnh này. Lò xo của khoá luôn luôn đẩy khoá chuyển số này vào ống trượt.
Khi cần chuyển số ở vị trí số trung gian, phần nhô ra của mỗi khoá chuyển số luồn
khít vào trong rãnh then ở ống trượt.

Người ta đặt vòng đồng tốc giữa moay ơ đồng tốc và mặt côn của các bánh răng
số, và được đẩy ép vào một trong các mặt côn này.
Trên toàn bộ khu vực côn bên trong vòng đồng tốc có các rãnh nhỏ để tăng ma
sát. Ngoài ra, vòng này còn có 3 rãnh để các khoá chuyển số luồn vào đó.
+ Nguyên lý hoạt động của hộp số 4 cấp tốc độ
- Số 0: Bánh răng số lùi Z
2
và các bộ đồng tốc và bánh răng số lùi được giữ ở ví trí
ở vị trí số trung gian, mômen xoắn được truyền từ trục khuỷu động cơ đến bánh răng Z
1
đến bánh răng Z
2
làm trục trục sơ cấp quay tự do.
- Số 1: Bộ đồng tốc bánh răng số 1 và số 2 được dịch chuyển sang bên phải làm
ăn khớp bánh răng Z
3
và Z
4
. Các bộ đồng tốc khác và bánh răng số lùi ở vị trí trung
gian đường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ.
- Số 2: Bộ đồng tốc bánh răng số 1 và số 2 được dịch chuyển sang bên trái làm ăn
khớp bánh răng Z
5
và Z
6
. Các bộ đồng tốc khác và bánh răng số lùi ở vị trí trung gian
đường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ.
Tài liệu học tập
18
1

2
3
4
5
6
7
8
Hình 2.12. Sơ đồ nguyên lý hộp số 4
cấp tốc độ
Trục sơ cấp
Bề mặt côn ma sát
Đồng tốc số 3 và số
Trục trung gian
Đồng tốc số 1 và số 2
Đồng tốc số số lùi
Trục trung gian
Trục bánh răng số lùi.
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
- Số 3: Bộ đồng tốc bánh răng số 3 và số 4 được dịch chuyển sang bên phải làm
ăn khớp bánh răng Z
7
và Z
8
. Các bộ đồng tốc khác và bánh răng số lùi ở vị trí trung
gian đường truyền công suất được thể hiện trên
hình vẽ.
- Số 4: Bộ đồng tốc bánh răng số 3 và số 4
được dịch chuyển sang bên trái làm ăn khớp bánh
răng Z
1

và Z
2
. Các bộ đồng tốc khác và bánh răng
số lùi ở vị trí trung gian đường truyền công suất
được thể hiện trên hình vẽ.
- Số lùi: Bộ đồng tốc
dịch chuyển làm ăn khớp
bánh răng Z
10
và Z
7
.
Các bộ đồng tốc khác được giữ
ở vị trí trung gian, đường truyền công suất được thể
hiện trên hình vẽ.
2.2.3.2. Hộp số phụ, hộp phân phối
* Chức năng
Hộp số phụ và hộp số phân phối được sử dụng trên xe có tính năng dẫn động cao
có từ 2 cầu chủ động trở lên, chúng có nhiệm vụ tăng thêm mômen của động cơ truyền
đến các cầu xe và phân phối mômen của động cơ đến các cầu chủ động.
Phân loại hộp số phụ
Đối với các xe 4WD, đường truyền công suất từ động cơ đến các bánh xe khác khác
nhau giữa xe 4WD loại FF và xe 4WD loại
FR.
- Xe 4WD thường xuyên loại FF
Trong loại này, công suất được
truyền từ hộp số ngang đến bộ vi sai trung
tâm, bộ vi sai trước và bộ vi sai sau. Bộ vi
sai trung tâm và bộ vi sai trước nằm trong
hộp số phụ.

- Xe 4WD thường xuyên loại FR
Trong loại này, công suất truyền từ
hộp số dọc đến bộ vi sai trung tâm, đến bộ
vi sai trước và bộ vi sai sau.
Tài liệu học tập
19
Số 1 Số 2
Số 3
Số 4
Số lùi
Z10
Z7
Z9
Hình 2.13. Sơ đồ đi số của
hộp số 4 cấp tốc độ.
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
- Xe 4WD gián đoạn loại FR
Trong loại này, khi không gài hộp số phụ, công suất được truyền từ hộp số dọc
đến bộ vi sai sau. Khi gài hộp số phụ, công suất truyền đến cả hai bộ vi sai trước và
sau.
* Sơ đồ, kết cấu và hoạt động

Hình 2.15. Sơ đồ bố trí trên xe nhiều cầu chủ động
1. Động cơ. 2. Cầu trước. 3. Hộp số phân phối.
4. Cầu sau. 5. Hộp số phụ. 6. Ly hợp.
(1) Hộp số phụ
Công dụng: tăng tỉ số truyền của hệ thống truyền lực, tăng lực kéo ở bánh xe chủ
động.
Hộp số phụ được chia ra các loại: Loại hai cấp giảm hoặc loại có một cấp giảm,
một cấp tăng và loại có ba cấp. Đặc biệt có hộp số phụ, có số lùi làm tăng lực kéo của

bánh xe chủ động và có khả năng lùi với tất cả các tay số.
a. Cấu tạo hộp số phụ
Tài liệu học tập
20
2
1
3
4
5
6
Hình 2.14. Hộp số phụ, hộp phân phối
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
Hình 2.16. Sơ đồ cấu tạo hộp số phụ 3 cấp
1,2. Bánh răng di động 3, 4, 10. Bánh răng trên trục trung gian
5. Vành răng trong của bánh răng (6) 6. Bánh răng liền với trục sơ cấp
7. Trục sơ cấp của hộp số phụ. 8. Trục thứ cấp của hộp số phụ.
9. Trục trung gian.
- Bánh răng 6 liền với trục sơ cấp 7. Trục sơ cấp nối với các đăng trung gian bằng
mặt bích của khớp các đăng. Các bánh răng 3, 4, 10 lắp trên trục trung gian. Các bánh
răng này được đúc thành liền một khối và quay tự do trên trục.
- Bánh răng di động 1 và 2 lắp trên trục thứ cấp và trượt trên trục bằng các rãnh
then hoa. Trục thứ cấp 8 nối với các đăng truyền động ra cầu chủ động sau.
b. Nguyên lý hoạt động
Khi gài số truyền thẳng (tức là truyền thẳng mômen quay từ hộp số chính đến cầu
chủ động) thì gạt bánh răng 1 ăn khớp với vành răng 5. Khi đó mômen sẽ được truyền
từ trục sơ cấp 7 → bánh răng 6 → vành bánh răng 5 → bánh răng di động 1 → trục thứ
cấp của hộp số 8 → cầu chủ động.
Khi đi số tăng thì gạt bánh răng 1 về phía sau để ăn khớp với bánh răng 4. Khi đó
mômen sẽ được truyền từ trục sơ cấp 7 → bánh răng 6 → bánh răng 10 → trục trung
gian 9 → bánh răng 4 → bánh răng di động 1 → trục thứ cấp của hộp số 8 → cầu chủ

động.
Khi đi số giảm thì ta gạt bánh răng 2 ăn khớp với bánh răng 3. Khi đó mômen sẽ
được truyền từ trục sơ cấp 7 → bánh răng 6 → bánh răng 10 → trục trung gian 9 →
bánh răng 3 → bánh răng di động 2 → trục thứ của hộp số 8 → cầu chủ động.
(2) Hộp phân phối
Hộp số phân phối chỉ dùng trên xe nhiều cầu chủ động, dùng để phân phối
mômen từ động cơ ra các cầu xe. Trong số phân phối có thể bố trí thêm một số truyền
nhằm tăng lực kéo cho bánh xe khi cần thiết. Hộp số phân phối có thể đặt liền ngay sau
Tài liệu học tập
21
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
hộp số chính hoặc tách rời riêng biệt sau hộp số chính. Trong trường hợp tách rời
chúng nối với nhau bằng trục các đăng.
Hộp số phân phối có thể được phân loại như sau:
- Theo cấp số truyền: Loại 1 cấp số truyền, loại 2 cấp số truyền.
- Theo tỉ lệ phân chia mômen ra các cầu: Loại tỷ lệ phân chia bằng 1, loại tỷ lệ
phân chia khác 1.
- Theo phương pháp truyền mômen xoắn: loại nối cứng các trục dẫn ra các cầu,
loại có khớp nối mềm.
-Theo cấu trúc cơ bản bố trí toàn bộ hệ thống truyền lực: loại 4WD, loại AWD.
a. Cấu tạo hộp phân phối

b.
Nguyên lý hoạt động
Khi ở số 0: Các bộ đồng tốc ở vị trí trung gian, mômen xoắn không được truyền
đến các cầu chủ động.
Khi gài số truyền thẳng: Bộ đồng tốc số 1 dịch chuyển về bên trái, bộ đồng tốc
số 2 dịch chuyển về bên phải. Thông qua các cặp bánh răng ăn khớp mômen xoắn từ
hộp số chính được truyền đến các cầu chủ động. Đường truyền công suất được thể hiện
trên hình vẽ.

Khi gài số truyền tăng: Cả 2 bộ đồng tốc dịch chuyển về bên trái, nhờ sự ăn
khớp của các bánh răng mômen từ hộp số chính được truyền đến các cầu chủ động.
Đường truyền công suất được thể hiện trên hình vẽ.
* Điều khiển gài cấp số
- Vị trí số trung gian:
Mỗi bánh răng số được vào khớp với bánh răng bị động tơng ứng và chạy lồng
không trên trục.
- Bắt đầu quá trình đồng tốc:
Tài liệu học tập
22
a
b
1
2
3
4
Hình 2.17. Hộp phân phối 2 cấp
tốc độ
a.Số truyền thẳng.
b.Số truyền tăng.
Trục sơ cấp.
Bộ đồng tốc số 1.
Bộ đồng tốc tốc số 2.
Trục thứ cấp.
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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 lốp 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.
Hoạt động 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 bầy ở
sơ đồ bên trái.Tấm khoá càng gạt số ngăn
không cho các đầu càng gạt số 3/số 4 và số
5/số lùi dịch chuyển, do đó chỉ có đầu càng
gạt số 1/số 2 có thể dịch chuyển

- Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi
Tài liệu học tập
23
Hình 2.18. Cơ cấu tránh ăn khớp kép
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
Nếu cài hộp số sang số lùi trong khi xe đang chạy, có thể làm vỡ ly hợp và hộp
số ngang kiểu thường và đồng thời khoá cứng các lốp xe, gây ra tình trạng rất nguy
hiểm.
Do đó, ngườita bố trí cơ cấu này để ngườilái buộc phải chuyển về vị trí số không trước
khi gài số lùi.
- Cơ cấu gài số lùi một chiều
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.
Hoạt động của cơ cấu gài số lùi một chiều
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.
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.
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.
- Cơ cấu khoá chuyển số
Có ba rãnh xoi 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.
Tài liệu học tập
24
Hình 2.19. Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi
Hình 2.20. Cơ cấu gài số lùi một chiều
Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực
2.2.3. Các đăng
2.2.3.1. Chức năng và phân loại
a. Chức năng
Các đăng là cơ cấu nối và truyền dẫn mômen quay từ hộp số hoặc từ hộp phân
phối tới cầu xe trong điều kiện góc nghiêng giữa trục ra của hộp số hoặc hộp phân phối
và trục bánh răng quả dứa luân bị thay đổi khi xe chạy.
b. Phân loại.
Người ta có thể phân các đăng ra làm các loại sau:
- Theo số lượng khớp các đăng: loại đơn, loại kép, loại nhiều khớp.
- Theo đặc điểm động lực học: các đăng đồng tốc, các đăng khác tốc.
- Theo kết cấu: các đăng có trục chữ thập, các đăng bi.
2.2.3.2. Cấu tạo và phương pháp bố trí
các đăng
(1) Trục các đăng
Trục các đăng là một ống thép nhẹ
bằng thép các bon, đủ khoẻ để chống xoắn
và cong. Bình thường trục các đăng là một
ống liền có hai khớp nối ở hai đầu hình
thành các khớp các đăng. Vì có đôi chút
rung động ở tốc độ cao, nên ngày nay
ngườita thường sử dụng trục các đăng loại
có 3 khớp nối.
* Loại có hai khớp nối
Tài liệu học tập

25
Hình 2.22. Trục các đăng
Hình 2.21. Cơ cấu khoá chuyển số