nghiên cứu, khai thác hệ thống truyền lực trên xe matiz

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP PHÚC YÊN
KHOA: ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
NGHIÊN CỨU, KHAI THÁC HỆ THỐNG
TRUYỀN LỰC TRÊN XE MATIZ

Giáo viên hướng dẫn : Phạm Quang Hưng
Sinh viên thực hiện : Đỗ Xuân Thủy
Trần Khánh Linh
Lê Văn Xuân
Lớp
Khoa
Khóa học

: CCK06OT2
: ĐỘNG LỰC
: 2011 – 2014

Hà Nội, tháng 05 năm 2014
1


MỤC LỤC
LỜi NÓI ĐẦU............................................................................................................
1
CHƯƠNG I: CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ CẤU
TẠO CỦA HỘP SỐ...................................................................................................
2

1.1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI.............................................................................
2
1.1.1. Công dụng. ......................................................................................................
2
1.1.2. Phân loại...........................................................................................................
2
1.2. ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC....................................................................................
2
1.3. CẤU TẠO HỘP SỐ............................................................................................
3
1.3.1. Sơ đồ cấu tạo hộp số........................................................................................
3
1.3.2. Các cụm chi tiết trong hộp số..........................................................................
4
CHƯƠNG II: HỘP SỐ TRÊN XE MATIZ...............................................................
8
2.1.CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỘP SỐ.................................
8
2.1.1.Cấu tạo nguyên lý làm việc của hộp số 4 cấp...................................................
8
2.1.2.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số 5 cấp..............................................
10

2


2.2.HỘP SỐ TỰ ĐÔNG.............................................................................................
12
2.3.GIỚI THIỆU VỀ XE MATIZ SE 2003...............................................................
21

2.4.THÔNG SỐ KỸ THUẬT XE MATIZ................................................................
21
2.5. HỘP SỐ...............................................................................................................
23
2.5.1. Công dụng .......................................................................................................
23
2.5.2. Yêu cầu.............................................................................................................
24
2.5.3. Cấu tạo..............................................................................................................
24
2.5.4. Phân tích kết cấu một số chi tiết điển hình của hộp số XE MATIZ...............
26
CHƯƠNG III: SỬA CHỮ HỘP SỐ..........................................................................
34
3.1. HIỆN TƯỢNG NHẢY SỐ.................................................................................
34
3.2. KHÓ SANG SỐ HOẶC KHÔNG CHUYỂN SỐ ĐƯỢC.................................
34
3.3. KHI SANG SỐ CÓ TIẾNG KÊU CỦA BÁNH RĂNG....................................
34
3.4. HỘP SỐ PHÁT RA TIẾNG ỒN.........................................................................
34
3.5. HỘP SỐ PHÁT RA TIẾNG ỒN Ở VỊ TRÍ SỐ 0..............................................
35
3.6. HỘP SỐ PHÁT RA TIẾNG ỒN Ở VỊ TRÍ SỐ LÙI..........................................
35
3


3.7. HỘP SỐ BỊ CHẢY DẦU....................................................................................

35
3.8. HỘP SỐ BỊ NÓNG QUÁ...................................................................................
35
3.9. QUY TRÌNH KIỂM TRA, SỬA CHỮA, THÁO LẮP HỘP SỐ.......................
36
3.9.1. Tháo hộp số ra khỏi xe.....................................................................................
36
3.9.2. Tháo rời hộp số................................................................................................
37
3.9.3. Phương pháp kiểm tra, sửa chữa những sai hỏng của hộp số.........................
41
3.9.4. Lắp ráp và điều chỉnh hộp số...........................................................................
48
KẾT LUẬN................................................................................................................
50

4


NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn trong đồ án, khóa luận của sinh viên)
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………… Đồ án được đánh giá (bằng
điểm):
Điểm bằng số :
Điểm bằng chữ:
Họ và tên sinh viên

Mã sinh viên

Đỗ Xuân Thủy
Trần Khánh Linh
Lê Văn Xuân

11cc5040076
11cc5040063
11cc5040085

Điểm bằng số

Điểm bằng chữ

Giảng viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

5

NHẬN XÉT
(Của giảng viên phản biện trong đồ án, khóa luận của sinh viên)
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
………………………………………

STT Họ và tên sinh viên

Mã sinh viên

1
2
3

11cc5040076
11cc5040063
11cc5040085

Đỗ Xuân Thủy
Trần Khánh Linh
Lê Văn Xuân

Điểm bằng số

Điểm bằng chữ

Giảng viên phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)

6


LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô giữ một vị trí quan trọng trong hoạt động phát triển của xã hội. Nó được
sử dụng phổ biến, để phục vụ nền kinh tế quốc dân. Nhiều tiến bộ kỹ thuật, công
nghệ mới, đã được áp dụng nhanh chóng vào công nghệ chế tạo ô tô để làm tăng
khả năng phục vụ và độ tin cậy của ô tô. Các tiến bộ khoa học này được áp dụng
nhằm mục đích giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái, đảm bảo an toàn cho
người, xe và hàng hóa, tăng vận tốc chuyển động trung bình, tăng tính kinh tế
của ô tô.
Tuy nhiên cho đến nay nghành ô tô nươc ta chưa có sự phát triển lớn, chủ yếu
la sửa chữa, sử dụng và chế tạo phụ tùng thay thế. Để nghành ô tô phát triển
mạnh thì công tác nghiên cứu tính toán thiết kế là một việc hết sức quan trọng
cần phải làm.
Chính vì lẽ đó chúng tôi đã nhận đề tài: Nghiên Cứu, Khai Thác Cơ Sở Hộp Số
Trên Xe Ô Tô Matiz.
Nội dung đề tài gồm 4 phần chính :

+ Chương I : Công dụng, phân loại, điều kiện làm việc và cấu tạo của hộp Số.
+ Chương II : Hộp số xe Matiz.
+ Chương III : Sửa chữa hộp số.
Được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Phạm Quang Hưng và sự tìm hiểu
của mọi người trong nhóm. Tuy nhiên chúng em vẫn còn nhiều thiếu sót chưa
được hoàn thiện, nên chúng e mong thầy giúp đỡ ạ.

1


CHƯƠNG I
CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC
VÀ CẤU TẠO CỦA HỘP SỐ
1.1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI.
1.1.1. Công dụng.
- Thay đổi tỉ số truyền động giữa động cơ và bánh xe chủ động, để thay đổi vận
tốc và mômen của bánh xe cho phù hợp với tải trọng của động cơ.
- Thay đổi chiều của mômen ở bánh xe chủ động để xe có thể chạy tiến hoặc
lùi.
- Cắt dòng truyền lực lâu dài giữa động cơ và hệ thống truyền lực trong trường
hợp xe chạy khởi động không tải..
1.1.2. Phân loại.
- Phân loại theo tỉ số truyền
+ Hộp số vô cấp: Tỷ số truyền tăng giảm liên tục trong một khoảng nhất định
+ Hộp số có cấp: Tỷ số truyền tăng giảm theo từng cấp. Trên xe thường dùng
hộp số 3cấp, 4 cấp hay 5 cấp
- Phân loại theo phương pháp truyền lực:
+ Hộp số cơ khí: Truyền lực qua các khâu cơ khí.
+ Hộp số điện từ: Truyền lực bằng điện từ.
+ Hộp số thủy lực: Truyền lực qua chất lỏng.

- Phân loại theo phương pháp điều khiển:
+ Hộp số cơ khí.
+ Hộp số tự động.
+ Hộp số bán tự động.
- Phân loại theo số trục:
+ Loại 2 trục: Trục chủ động (trục vào), trục bị động (trục ra).
+ loại 3 trục: Trục chủ động (trục vào), trục bị động (trục ra), trục trung gian.
Trong đề tài này chỉ đề cập đến hộp số cơ khí 5 cấp số.
1.2. ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC.
- Hộp số làm việc trong môi trường có dầu bôi trơn.
- Các bánh răng làm việc với nhiều chế độ, quay với các vận tốc khác nhau
- Hộp số làm việc với áp suất và nhiệt độ khá cao.
2


1.3. CẤU TẠO HỘP SỐ.
1.3.1. Sơ đồ cấu tạo hộp số.

Hình
1.1: Cấu tạo hộp số
1.Trục sơ cấp.
2. Bộ đồng tốc.

4. Các te.

7. Trục thứ cấp

5. Bánh răng số lùi

3. Trục trung gian 6. Trục số lùi

8. Nối với cơ cấu điều
khiển hộp số

 Kết cấu:
- Trục hộp số (trục sơ cấp): là trục được dẫn động bởi li hợp và được chế tạo liền
với bánh răng chủ động, trên bánh răng chủ động có vành răng để gài số truyền
thẳng.
- Trục thứ cấp: Đầu ngoài quay trơn trên vòng bi đặt trong hốc bánh răng chủ
động. Trên trục thứ cấp các bánh răng được gài với trục thứ cấp thông qua bộ
đồng tốc.
- Bộ đồng tốc dùng để đưa các bánh răng vào khớp, ra khớp êm dịu.
- Các bánh răng trên trục trung gian chế tạo rời và lắp chặt với trục.
- Trục số lùi lắp chặt với vỏ, trên trục có bánh răng quay trơn đảo chiều.

3


1.3.2. Các cụm chi tiết trong hộp số.
a. Vỏ hộp số:

Hình 1.2: Vỏ hộp số
A: Hộp số
B: Vi sai
- Vỏ hộp số là chi tiết có nhiệm vụ chứa và bảo vệ các trục chuyền động của
hộp số, hệ thống bánh răng và chứa dầu bôi trơn.
- Vỏ hộp số còn dùng để chứa ổ bi của trục hộp số, nó còn có nút xả dầu và nút
tra dầu vào. Vỏ hộp số thường làm bằng hợp kim nhôm, gang...
b.Trục hộp số:

Hình 1.3: Trục hộp số
1. Trục sơ cấp.
2. Trục thứ cấp.
3. Trục trung gian.
4. Trục số lùi.
- Trong hộp số thường có 4 trục hộp
số: Trục sơ cấp, trục thứ cấp, trục trung
gian và truc số lùi. Các trục hộp số
được làm bằng thép và lắp bên trong của hộp số.
- Trên trục hộp số được lắp các bánh răng, đặc biệt trên trục thứ cấp có lắp các
4


bộ đồng tốc.
c. Bánh răng:

Hình1.4: Bánh răng
A. Bánh răng trụ răng thẳng B. Bánh răng trụ răng nghiêng
1. Vành răng

2. Vành răng ăn khớp với vòng đồng tốc

3. Bề mặt côn nối với bộ đồng tốc
- Trong hộp số thường sử dụng bánh răng trụ răng thẳng cho số thấp và bánh
răng trụ răng nghiêng cho số cao.
- Các bánh răng trụ răng nghiêng thường được bố trí ở số cao và được quay trơn
trên trục thứ cấp hộp số. Sự gài số thường được tiến hành bằng cách sử dụng bộ
đồng tốc để nối cứng bánh răng quay trơn trên trục với trục.
d. Bộ đồng tốc:

Hình 1.5: Bộ đồng tốc
1. Nêm 2. Viên bi 3. Lò xo 4,8. Bánh răng
5. Vòng đồng tốc 6. Vỏ điều khiển 7. Moay-ơ

5


- Bộ đồng tốc thường để gài các số 2, 3, 4, 5.
- Trên các bánh răng sang số 2, 3, 4,5 và bánh răng chủ động đều có bề mặt côn
cùng với vành răng trong để gài số.
e. Cơ cấu điều khiển hộp số:
Cơ cấu điều khiển hộp số gồm có: Cơ cấu sang số (gài số), cơ cấu định vị và cơ
cấu khóa hãm.
 Cơ cấu sang số:

Hình 1.6: Cơ cấu sang số.
1. Cần sang số.
2. Thanh trượt.
3. Ống răng của bộ đồng
tốc.
4. Càng cua.

Cơ cấu sang số gồm có: Cần sang số, trục trượtvà càng sang số (càng cua).
Cần sang số có khớp cần xoay đặt trên nắp hộp số, trục trượt đặt bên trong nắp
hộp số, một đầu có rãnh hoặc vấu để lắp khớp với đầu cần số, đầu còn lại lắp với
càng sang số, càng sang số lắp vòng điều khiển của bộ đồng tốc
Cơ Cấu định vị:

Hình 1.7: Cơ cấu định vị
1. Thân của hộp số.

2. Lò xo.
3. Viên bi hãm.
4. Thanh trượt.
5. Càng cua.

Cơ cấu định vị dùng để gài số cho đúng vị trí, tránh hiện tượng tự gài hay tự
nhả số. Cơ cấu định vị gồm có: Lò xo và viên bi nằm trong rãnh ở nắp hộp số,
trên thanh trượt có các lỗ khuyết tương ứng với mỗi vị trí trung gian về số cần
gài.

6


 Cơ cấu khóa hãm:

Hình 1.8: Cơ cấu khóa hãm.
1. Chốt hãm.
2, 4. Thanh trượt.
3. Thân nắp hộp số.
Cơ cấu khóa hãm có tác dụng tránh hiện tượng gài hai số cùng một lúc làm
hỏng các rãnh bánh răng. Cơ cấu khóa hãm có chốt hãm, trục trượt có các lỗ
khoan và rãnh lõm. Nếu di chuyển 1 trục trượt nào đó để gài số chốt hãm sẽ khóa
cứng trục trượt còn lại, để gài số bằng trục trượt khác phải đưa trục trượt đã gài
về vị trí trung gian.

7


CHƯƠNG II:
HỘP SỐ TRÊN XE MATIZ

2.1.CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỘP SỐ
2.1.1.CẤU TẠO NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỘP SỐ 4 CẤP
2.1.1.1.HỘP SỐ 4 CẤP TỐC ĐỘ
- Sơ đồ cấu tạo (hình 2.14)
- Đặc điểm cấu tạo: Là loại hộp số cơ khí có cấu tạo gồm 3 phần:
+ Phần chủ động: Trục chủ động hộp số là trục bị động của ly hợp, trên trục
gia công bánh răng liền khối với trục số 1, trục được quay trơn trên 2 ổ bi, 1 nằm
trên trục khuỷu động cơ, 1 nằm trên vỏ hộp số. Bánh răng chủ động có hai vành
răng, vành răng ngoài luôn ăn khớp với bánh răng trung gian, vành răng trong
dùng để ăn khớp với vành răng trong của bánh răng 2. Tại tâm của bánh răng có
gia công 1 hốc để đặt ổ bi đỡ trục bị động.
.+ Phần bị động: Trục bị động được đỡ trên 2 ổ bi, 1 ổ trên bánh răng chủ
động, 1 ổ trên vỏ hộp số. Trên trục có gia công then hoa để lắp di trượt với các
bánh răng gài số 2,3,4 cuối trục có lắp cơ cấu trục vít bánh vít để dẫn động cho
đồng hồ công tơ mét và gia công mặt bích để lắp với trục các đăng nối hộp số với
hộp số phụ hoặc cầu chủ động của ôtô. Các bánh rănảntên trục bị động vừa là
bánh răng bị động vừa là phần điều khiển, các bánh răng này được lắp di trượt
trên trục nhờ then hoa hoặc quay trơn không di trượt nếu luôn ăn khớp với bánh
răng trung gian. Trên moay ơ các bánh răng di trượt có sẻ rãnh để lắp với càng
cua của cơ cấu gài số. Nếu hộp số có đồng tốc thì đồng tốc được lắp di trượt trên
trục bị động và có sẻ rãnh để lắp với càng cua của cơ cấu gài số. Ở hộp số 4 cấp,
đồng tốc chỉ dùng để gài số 3 và số 4.

8


+ Phần trung gian: Trục trung gian được lắp chặt trên vỏ hộp số, trên trục
có mang khối bánh răng trung gian hình chóp, khối bánh răng này quay trơn trên
trục nhờ bạc lót bằng đồng hoặc 2 ổ bi đũa. Khối bánh răng số lùi được quay trơn

trên trục nhờ ổ bi và có thể di trượt trên trục, trục được ép chặt với vỏ hộp. Khối
bánh răng này có tác dụng đổi chiều quay của trục bị động. Ngoài ra trong hộp số
còn chứa dầu bôi trơn, vì vậy phải có doăng làm kín giữa thân và nắp và có vị trí

Hình 2.14 Sơ đồ cấu tạo hộp số 4 cấp tốc độ
a, Hộp số không có đồng tốc; b, Hốp số có đồng tốc.

tháo đổ dầu.
Trên hộp số hình b, các bánh răng luôn ăn khớp với nhau được chế tạo răng
nghiêng để tăng khả năng truyền lực và làm êm dịu quá trình ăn khớp.
- Nguyên lý hoạt động: Gồm 4 số tiến và 1 số lùi.
* Đối với hộp số không có đồng tốc (hình a):
Số truyền 1: gạt tay điều khiển cho bánh răng 4 ăn khớp với bánh răng 5,
lực được truyền từ trục I→1,8→5,4→II. Đây là số truyền có tỷ số truyền max:
i1=(Z8/Z1)x(Z4/Z5) và vận tốc xe min. Số này sử dụng khi khởi hành xe, xe đi
qua đoạn đường khó khăn lầy lội đòi hỏi phải có lực kéo lớn.
Số truyền 2: gạt tay điều khiển cho bánh răng 3 ăn khớp với bánh răng 6,
lực được truyền từ trục I→1,8→6,3→II. i2=(Z8/Z1)x(Z3/Z6). Số này sử dụng
khi xe đi qua đoạn đường khó khăn phức tạp cần có lực kéo lớn.
Số truyền 3: gạt tay điều khiển cho bánh răng 2 ăn khớp với bánh răng 7,
lực được truyền từ trục I→1,8→7,2→II. i3=(Z8/Z1)x(Z2/Z7). Số này sử dụng
khi xe đi qua đoạn đường khó khăn phức tạp có nhiều chướng ngại vật hoặc
đường có nhiều xe cộ.

9


Số truyền 4: kéo tay điều khiển cho bánh răng 2 ăn khớp với bánh răng 1,
đây là dạng ăn khớp trong có i4=1 hay là số truyền thẳng, xe có vận tốc xe lớn
nhất. Số này hay sử dụng khi xe đi qua đoạn đường trường ít chướng ngại vật,

đảm bảo tính kinh tế của xe.
Số lùi: đẩy cần gài sao cho khối bánh răng số lùi di chuyển làm cho bánh
răng 9 ăn khớp với 5, 10 ăn khớp với bánh răng 4, lực được truyền từ trục:
I→1,8→5,9→10,4→II. il=(Z8/Z1)x(Z9/Z5)x(Z4/Z10). Đây là số truyền max, xe
có vận tốc min, do bố trí thêm một cặp bánh răng ăn khớp nên chiều quay trục II
bị đổi chiều ngược lại so với trục I làm cho xe lùi về phía sau.
* Đối với hộp số có đồng tốc (hình b) nguyên lý làm việc tương tự ở số 1 và
số lùi chỉ khác khi gài số 2, số 3 và số 4:
Số truyền 2: gạt tay điều khiển cho bánh răng trong của bánh răng 4 ăn
khớp với bánh răng 3, lực được truyền từ trục I→1,8→6,3→3,4→II.
i2=(Z8/Z1)x(Z3/Z6). Số này sử dụng khi xe đi qua đoạn đường khó khăn phức
tạp cần có lực kéo lớn.
Số truyền 3: gạt tay điều khiển cho bộ đồng tốc 15 ăn khớp với bánh răng 2,
lực được truyền từ trục I→1,8→7,2→2,15→II. i3=(Z8/Z1)x(Z2/Z7). Số này sử
dụng khi xe đi qua đoạn đường khó khăn phức tạp có nhiều chướng ngại vật hoặc
đường có nhiều xe cộ.
Số truyền 4: kéo tay điều khiển cho bộ đồng tốc 15 ăn khớp với bánh răng
1, đây là dạng ăn khớp trong có i4=1 hay là số truyền thẳng, xe có vận tốc xe
max. Số này hay sử dụng khi xe đi qua đoạn đường trường ít chướng ngại vật,
đảm bảo tính kinh tế của xe.
Chú ý: Chỉ được gài số lùi khi xe dừng hẳn hoặc đang lùi muốn tiến cũng
phải để cho xe dừng hẳn. Trên sơ đồ vẽ trải ra để nghiên cứu, trong thực tế trục
số lùi bố trí trong không gian ăn khớp với cả trục I và III.
2.1.2.CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỘP SỐ 5 CẤP
2.1.2.1. Hộp số 5 cấp tốc độ
Hộp số 5 cấp tốc độ trên ôtô hiện nay có rất nhiều dạng, có thể là hộp số đặt
dọc, đặt ngang, có thể có 2 hoặc nhiều bộ đồng tốc. Chính vì kết cấu khác nhau
nên nguyên lý hoạt động cũng khác nhau.
* Hộp số 5 cấp tốc độ đặt dọc loại ít đồng tốc (ứng dụng trên xe ЗИЛ130)
- Sơ đồ cấu tạo: (hình vẽ 2.15)

10


2
3

4
0
5

L
1
1

12

13

14

11

I

10

II

I- Trục sơ cấp, trục chủ động

II- Trục thứ cấp, trục bị động
III- Trục trung gian
IV- Trục số lùi
1- Bánh răng chủ động, liền trục I
2,3,4,8,9- Các bánh răng trung gian cố định trên trục III
5- Bánh răng dẫn động bơm dầu và bánh răng số lùi
6,7- Bánh răng số lùi
10- Bộ truyền động đồng hồ đo tốc độ
11,12,13,14- Các bánh răng gài số
15,16- Bộ đồng tốc gài số
17- Mặt bích bắt với trục cátđăng hoặc hộp số phụ

17

15

16

5
III

2

3

4

9

8

6

IV

7

Hỡnh 2.15 S cu to hp s 5 cp tc
- c im cu to:
L loi hp s c khớ t dc, cỏc bỏnh rng trong hp s u l bỏnh rng
tr rng nghiờng (tr bỏnh rng s 1 v s lựi), cú 2 b ng tc gi s, cỏc
bỏnh rng gi s 2,3,4 quay trn trờn trc b ng (tr bỏnh rng s 1 v s lựi),
cỏc bỏnh rng trờn trc trung gian c lp c nh trờn trc, trc trung gian
c quay trn trờn 2 bi v hp s, cú thờm bỏnh rng dn ng cho bm du
thu lc, cỏc bỏnh rng trờn trc trung gian luụn n khp vi bỏnh rng trờn trc
ch ng v b ng (tr bỏnh rng s 1 v s lựi).
- Nguyờn lý hot ng: Gm 5 s tin v 1 s lựi
S truyn 1: gt bỏnh rng 11 n khp vi bỏnh rng 9, lc c truyn t
trc I1,29,11II. i1=(Z2/Z1)x(Z11/Z9). õy l s truyn max v vn tc
xe min, s dng khi khi hnh xe, leo dc, i qua on ng khú khn phc tp
mt ng cú nhiu chng ngi vt.
S truyn 2: gi ng tc 15 n khp vi bỏnh rng 12, lc c truyn t
trc I1,28,1212,15II. i2=(Z2/Z1)x(Z12/Z8). S truyn ny cú tc
ln hn s 1, s dng khi leo dc, i qua on ng khú khn phc tp mt
ng cú nhiu chng ngi vt.
S truyn 3: gi ng tc 15 n khp vi bỏnh rng 13, lc c truyn t
trc I1,24,1313,15II. i3=(Z2/Z1)x(Z13/Z4). S truyn ny cú tc
ln hn s 2, s dng khi xe i qua on ng khú khn phc tp.
S truyn 4: cho ng tc 15 v v trớ trung gian, gi ng tc 16 n khp
vi bỏnh rng 14, lc c truyn t trc I1,23,1414,16II.
i4=(Z2/Z1)x(Z14/Z3). S truyn ny cú tc ln hn s 3, s dng khi xe i

qua on ng khú khn.
S truyn 5: gi ng tc 16 n khp vi bỏnh rng 1, lc c truyn t
trc I1,16II. i5=1. nI=nII S truyn ny cú tc ln nht, hay s dng trờn
on ng bng phng ớt chng ngi vt m bo tớnh kinh t cho ụtụ.

11


Chú ý: Trên một số xe có sử dụng số truyền tăng: nII>nI thì số 4 là số
truyền thẳng và số 5 có i5<1.
Số lùi: cho bánh răng 11 ăn khớp 7, lực được truyền từ trục
I→1,2→5,6→7,11→II. il=(Z2/Z1)x(Z6/Z5)x(Z11/Z7). Đây là số truyền max, có
vận tốc min, do bố trí thêm một cặp bánh răng ăn khớp nên chiều quay trục II bị
đổi chiều ngược lại so với trục I làm cho xe lùi về phía sau.
Chú ý: Chỉ được gài số lùi khi xe dừng hẳn.
2.2.HỘP SỐ TỰ ĐÔNG
* Khái quát về hộp số tự động
Cụm hộp số tự động AT gồm có 2 phần chính là biến mômen (BMM) và
hộp số hành tinh, hai bộ phận này được lắp chung trong 1 vỏ và được lắp sau
động cơ trong hệ thống truyền lực, bộ phận này thay cho chức năng của ly hợp
ma sát và hộp số cơ khí.
Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi
nào cần lên số hoặc xuống số. Các bánh răng tự động chuyển số tuỳ thuộc vào
tốc độ xe và mức đạp bàn đạp ga. Một hộp số mà trong đó việc chuyển số bánh
răng được điều khiển bằng một ECU (Bộ điều khiển điện tử) được gọi là ECT, và
một hộp số không sử dụng ECU được gọi là hộp số tự động thuần thuỷ lực. Hiện
nay hầu hết các xe đều sử dụng hộp số có ECT.
Đối với một số kiểu xe thì phương thức chọn số có thể được chọn tuỳ theo
ý muốn của lái xe và điều kiện đường xá - gọi là đặt ngưỡng số. Cách này giúp
cho việc tiết kiệm nhiên liệu, tính năng và vận hành xe được tốt hơn.

Các hộp số tự động có thể được chia thành 2 loại chính, đó là các hôp số
được sử dụng trong các xe FF (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh trước) và
các xe FR (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh sau). Các hộp số của xe FF
thường liền với cầu, còn các hộp số của xe FR thì tách rời với cầu. Loại hộp số tự
động dùng trong xe FF được gọi là hộp truyền động.
Trong hộp số tự động điều khiển điện tử - ECT, biến mô dùng đ ể truyền và
khuếch đại mômen do động cơ sinh ra. Bộ truyền bánh răng hành tinh để chuyển số như giảm tốc,
đảo chiều, tăng tốc, và vị trí số trung gian. Bộ điều khiển thuỷ lực để điều khiển áp suất thuỷ lực sao
cho bộ biến mô và bộ truyền bánh răng hành tinh hoạt động êm. ECU động cơ và ECT để điều

khiển các van điện từ và bộ điều khiển thuỷ lực nhằm tạo ra điều kiện chạy xe tối
ưu. Hộp số này sử dụng áp suất thuỷ lực để tự động chuyển số theo các tín hiệu
điều khiển của ECU. ECU điều khiển các van điện từ theo tình trạng của động cơ
và của xe do các bộ cảm biến xác định, do đó điều khiển áp suất thuỷ lực.
Kết cấu của một hộp số tự động thuần thuỷ lực về cơ bản cũng tương tự như
của ECT. Tuy nhiên, hộp số này điều khiển chuyển số bằng cơ học bằng cách
phát hiện tốc độ xe bằng thuỷ lực thông qua van điều tốc và phát hiện độ mở bàn
đạp ga từ bướm ga thông qua độ dịch chuyển của cáp bướm ga.
* Hộp số hành tinh (bộ truyền hành tinh)
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của biến mô đã nghiên cứu ở phần trên,
trong phần này ta chỉ nghiên cứu tiếp hộp số hành tinh (HSHT). Trong hệ thống
truyền lực, HSHT được đặt sau BMM. Khác với hộp số cơ khí đơn giản, HSHT
có trục di động nhằm thực hiện các chuyển động theo trong các bộ truyền bánh
răng. HSHT có thể điều khiển bằng cần số hoặc điều khiển tự động. Ngày nay
12


HSHT điều khiển tự động được dùng phổ biến trên xe con. Trên hộp số dạng này
không có cần chuyển số mà chỉ có cần chọn số. Cần chọn số nhằm giới hạn khả
năng tự động điều khiển của quá trình chuyển số trong một khoảng nhất định.

Trong các xe lắp hộp số
tự động, bộ truyền bánh răng
hành tinh điều khiển việc
giảm tốc, đảo chiều, nối trực
tiếp và tăng tốc. Bộ truyền
bánh răng hành tinh gồm các
bánh răng hành tinh, các li
hợp, các phanh và các khớp
một chiều. Bộ truyền bánh
răng hành tinh trước và bộ
truyền bánh răng hành tinh
Hình 2.18 Sơ đồ bộ truyền hành tinh 3 tốc độ A130.
sau được nối với các li hợp
và phanh, là các bộ phận nối
và ngắt công suất. Những
cụm bánh răng này chuyển đổi vị trí của phần sơ cấp và các phần tử cố định để
tạo ra các tỷ số truyền bánh răng khác nhau và vị trí số trung gian.
Cấu tạo HSHT dùng trên ôtô khá phức tạp. HSHT được tổ hợp từ các cơ
cấu hành tinh (CCHT) cơ bản hoặc từ các CCHT tổ hợp. Trên ôtô dùng chủ yếu
ba dạng cơ bản: CCHT kiểu Wilson độc lập; CCHT kiểu Simpson; CCHT kiểu
Ravigneaux.
- CCHT kiểu Wilson độc lập
CCHT kiểu Wilson (hình 2.19) là bộ truyền bánh răng ăn khớp trong và
ngoài, ba trục. Các chi tiết bao gồm: một bánh răng mặt trời có vành răng ngoài
M được đặt trên một trục quay, một bánh răng ngoại luân có vành răng trong N
đặt trên một trục quay khác có cùng đường tâm với trục của M, các bánh răng
hành tinh H nằm giữa M và N và đồng thời ăn khớp với M và N, trục của các
bánh răng H được nối cứng với nhau trên giá hành tinh G và chuyển động quay
xung đường tâm trục của M và N, trục của G là trục thứ 3 của CCHT.
Như vậy ba trục có cùng đường tâm quay và ở dạng trục lồng, được gọi là

đường tâm trục của CCHT, các trục đều có thể quay tương đối với nhau. Số
lượng bánh răng H có thể là 2, 3, 4 tuỳ thuộc vào cấu trúc của các bánh răng. Các
bánh răng H vừa có khả năng quay xung quanh trục của nó vừa có khả năng quay
quanh trục của CCHT.
CCHT Wilson gồm có 3 phần tử N, H, G. Bánh răng H là khâu liên kết giữa
M và N. Theo phân tích động học của hộp số, chúng ta cần có một phần tử chủ
động, một bị động. Để xác lập một tỷ số truyền của cơ cấu có hai khả năng: khoá
một phần tử với vỏ hộp số; khoá hai phần tử với nhau. Cả hai khả năng này đều
cho phép: nếu trục vào có tốc độ quay ổn định, thì tốc độ của trục ra sẽ ổn định.
Đây là cơ cấu hai bậc tự do, ứng với mỗi bậc tự do CCHT có một tỷ số truyền
nhất định tuỳ thuộc vào cơ cấu đang làm việc theo khả năng nào.

13


Nguyên lý làm việc của CCHT được trình bày dưới dạng sơ đồ trạng thái
trong bảng 2.1. Trong đó
quan hệ của số vòng quay
trục bị động chia cho số
vòng quay trục chủ động là
tỷ số của CCHT ở trạng thái
xét. Trong bảng 2.1 có 7
trạng thái làm việc của
CCHT, phần tử liên kết
được hiểu là phần tử nối với
vỏ hoặc nối liên kết 2 phần
tử với nhau. Giới hạn tỷ số
Hình 2.19 CCHT kiểu Wilson độc lập
truyền của CCHT phụ thuộc
vào khả năng chế tạo, kích

thước các chi tiết và đảm bảo các điều kiện đồng tâm lân cận lắp ráp...
Khả năng sử dụng tỷ số truyền phụ thuộc vào giới hạn làm việc của động
cơ, vì vậy trong 7 trạng thái làm việc của CCHT Wilson chỉ sử dụng được 5 trạng
thái (1,3,5,6,7):
+ Trạng thái 1 có thể là số 1 với i = 2,5÷5,0 (số truyền rất chậm)
+ Trạng thái 6 có thể là số 2 với i = 1,0÷2,0 (số truyền chậm)
+ Trạng thái 7 có thể là số 3 với i = 1,0 (số truyền thẳng)
+ Trạng thái 5 có thể là số 4 với i = 0,6÷0,8 (số truyền tăng tốc OD)
+ Trạng thái 3 có thể là số lùi với i = - (4,0÷1,5) (số truyền lùi).
Các khả năng này được mô tả trên hình 2.20.
Trạng thái số 0 là trạng thái có phần chủ động và bị động, nhưng các phần
tử khác chỉ quay không, còn trục bị động quay không tải. Ở trạng thái này bánh
răng hành tinh làm nhiệm vụ điều hoà tốc độ quay của các phần chủ động và bị
động, một khâu khác nào đó quay tự do, vì vậy nó được dùng để chẩn đoán trạng
thái kỹ thuật của hộp số tự động trong sử dụng.
Trong hộp số ôtô, mặc dù đã dùng kết cấu trục lồng nhưng cũng không thể
thường xuyên thay đổi được trục chủ động và bị động, do vậy phân tích ở trên
chỉ giúp cho việc nhanh chóng nhận dạng trạng thái làm việc của CCHT Wilson.
Trong thực tế HSHT, mỗi CCHT chỉ đảm nhận được 2 tỷ số truyền (nằm trong 5
trạng thái làm việc trừ số 0). Các HSHT được tổ hợp của 2 hay nhiều CCHT
Wilson. Khái niệm liên kết được hiểu là phần tử khoá biểu thị mối liên kết giữa
một hoặc nhiều phần tử của CCHT với nhau hoặc với vỏ HSHT. Các phần tử
khóa thường là ly hợp ma sát làm việc trong dầu, phanh dải và khớp một chiều.
Tuỳ thuộc vào cấu trúc của HSHT mà phần tử khoá là phần tử điều khiển hoặc
phần tử đảm bảo an toàn cho cơ cấu. Để đáp ứng được số lượng tỷ số truyền cần
thiết (từ 3 đến 5 số tiến), trên HSHT của ôtô thường dùng từ hai đến ba CCHT
Wilson.
Bảng 2.1 Sơ đồ các khả năng làm việc và ứng ứng của CCHT kiểu Wilson

14

Hình 2.20 Ứng Dụng CCHT Wilson trên hộp số ôtô.

15


- CCHT kiểu Simpson
CCHT kiểu Simpson gồm hai
CCHT Wilson. các phần tử M1, N1, H1,
G1 thuộc dãy hành tinh thứ nhất, M2,
N2, H2, G2 thuộc dãy hành tinh thứ hai.
Chúng đã được ghép nối như sau: hai
bánh răng mặt trời M1 và M2 đặt trên
cùng một trục quay (liên kết cứng), giá
hành tinh G2 liên kết cứng với bánh
răng ngoại luân N1. Sơ đồ cấu tạo
được trình bày trên hình 2.21 và
nguyên lý làm việc được tóm tắt trong
bảng 2.2.
Sự hoạt động của tổ hợp gắn liền
với việc bố trí các phần tử điều khiển
(ly hợp và phanh). Trên hình 2.22 mô
tả sơ đồ cấu tạo và các trạng thái hoạt
động của CCHT kiểu Simpson đặt trên
ôtô Volkswagen và Audi.
Bộ truyền có hai dãy hành tinh

Hình 2.21 Sơ đồ cấu tạo CCHT tổ hợp Simpson.

Bảng 2.2 Nguyên lý làm việc CCHT tổ hợp Simpson

trước và sau. Trục chủ động 1 nằm trong cùng, thông qua giá đỡ 3 nối với bánh
răng N2 bằng ly hợp khoá Φ4, và bánh răng M2 bằng ly hợp Φ5. Trục bị động 2
lồng vào trong bánh răng mặt trời M 1, M2 và nối với giá hành tinh G2 và bánh
răng N1. Bánh răng mặt trời M1, M2 liền nhau, có cùng kích thước và có thể bị
khoá cứng với vỏ nhờ phanh T 13. Giá hành tinh G1 có thể bị khoá cứng đướng
yên với vỏ bằng ly hợp Φ10 và khớp một chiều KM8. Khớp KM8 và ly hợp Φ10
được bố trí nối song song giữa G 1 và vỏ do đó KM8 đảm bảo cho Φ10 không bị
quá tải trong trường hợp G1 có xu hướng đổi chiều quay.

16


Để thực hiện các số
Số truyền
Φ4
Φ5
T13
Φ10
KM8
truyền, chỉ việc đóng mở
1
*
*
*
các phần tử điều khiển
2
*
*

trong bảng 2.3.
3
*
*
Vị trí số trung gian
R
*
*
*
(số Mo): Trục chủ động 1
nối với bánh T của BM làm Bảng 2.3 Nguyên lý làm việc của các số truyền của VW và AUDI
quay giá đỡ 3 của 2 ly hợp
khoá, ly hợp Φ4 Φ10 mở, mômen không truyền vào CCHT, trục bị động 2 đứng
yên, ôtô không chuyển động. Cần chọn số ở vị trí “N” hoặc “P” số đỗ.
Số truyền 1: Ly hợp Φ4 Φ10 đóng, N1 quay. Mômen truyền qua G2 và M1, M2
tới H1 và N1 rồi truyền qua trục bị động 2. Khi đó cần chọn số có thể nằm ở vị trí
“D” và “2”, còn khớp một chiều KM8 ở trạng thái mở. Khi đó cần chọn số nằm ở
vị trí “1” hoặc số lùi “R”, khớp một chiều KM8 ở trạng thái đóng.

Hình 2.22 Sơ đồ cấu tạo và trạng thái làm việc của CCHT trên ôtô VOLKSWAGEN và AUDI
a) Sơ đồ cấu tạo HSTT và cầu xe, b) Sơ đồ nguyên lý làm việc của các số truyền.
1. Trục chủ động; 2. Trục bị động; 3. Giá đỡ hai ly hợp khoá; 4. Ly hợp khoá Φ4; 5. Ly hợp
khoá Φ5 khoá 11 (N2) với 12 (M1, M2); 6. Giá hành tinh G2; 7. Bánh răng ngoại luân N1; 8. Khớp
1 chiều KM8; 9. Giá hành tinh G1; 10. Ly hợp khoá với vỏ Φ10; 11. Bánh răng ngoại luân N2; 12.
Bánh răng mặt trời M1 và M2 liền nhau; 13. Phanh dải khoá với vỏ T13.

17


Số truyền 2: Ly hợp Φ4 và phanh T13 đóng. Mômen truyền từ bánh T của

BM tới trục 1 tới giá đỡ 3 của 2 ly hợp khoá tới Φ 4, N2 tới G2. Khi đó M2 đứng
yên, trục bị động 2 nhận được mômen truyền. Vị trí tay số ở “D” và “2”.
Số Truyền 3: Ly hợp Φ4 Φ5 đóng. Mômen truyền qua trục 1 tới giá đỡ 3 tới
Φ5 tới Φ4. Ly hợp Φ4 Φ5 đóng tạo liên kết cứng giữa hai phần tử N 2 với M2 và
chúng làm việc như một khối do đó M 2 và N2 quay cùng tốc độ. Dãy hành tinh
thứ nhất không truyền mômen.
Số lùi: Ly hợp Φ5 Φ10 đóng. Mômen truyền từ trục 1 tới giá đỡ 3, tới Φ 5 tới
M2, M1. Do đó G1 đứng yên nên N1 đổi chiều quay. Trục 2 gắn với N1 quay
ngược chiều trục 1 tạo nên chuyển động lùi cho ôtô. KM 8 đảm bảo G1 không bị
quay ngược chiều do ly hợp Φ10 có thể bị trượt. Cần chọn số ở vị trí “R”.
- CCHT kiểu Ravigneaux
Trong CCHT kiểu Ravigneaux chia ra hai dạng bố trí :
CCHT kiểu Ravigneaux cho 3 số tiến 1,2,3 và một số lùi R.
CCHT kiểu Ravigneaux cho 4 số tiến 1,2,3,4 (i4 < 1) và một số lùi R.

Hình 2.23 Sơ đồ cấu tạo CCHT kiểu Ravigneaux
Bảng 2.4 Tóm tắt nguyên lý làm việc của CCHT kiểu Revigneaux

Cấu tạo của CCHT kiểu Ravigneaux gồm 2 bánh răng mặt trời M 1, M2 nối
với hai trục khác nhau, hai nhóm bánh răng hành tinh H 1, H2 ăn khớp với nhau và
đặt chung trong một giá hành tinh G, một bánh răng ngoại luân N ăn khớp với
H2, còn H1 ăn khớp với M2. Sơ đồ cấu tạo trình bày trên hình 2.23 và nguyên lý
làm việc tóm tắt trong bảng 2.4.
Từ bảng nguyên lý ta nhận thấy trục chủ động có thể liên kết với M 1, M2;
trục bị động liên kết với N do vậy kết cấu bố trí trên hộp số ôtô đảm bảo tính hợp
lý cao. Khi M1 và M2 khoá cứng với nhau tạo nên số truyền thẳng (D).

18

So với CCHT kiểu Simpson, CCHT kiểu Ravigneaux cho khoảng tỷ số
truyền rộng rãi hơn, ít gặp khó khăn trong chế tạo, do vậy nhiều hãng đã áp dụng
CCHT kiểu này
trên ôtô từ nhiều
năm trước đây.
HSHT
trên ôtô OPEL
(3 số tiến
và 1 số lùi)
HSHT này
có trục chủ động
1 nối với bánh T
của BMM (hình
2.25) đồng thời
trên nó đặt ly
hợp khoá Φ11và
K2 (bố trí song
song) liên hệ với
M3, ly hợp khoá
Φ12 liên hệ với
bánh răng N6.
Bánh răng N6 có
Hình 2.24 Các trạng thái làm việc ở số 1,2,4, R của CCHT kiểu
Ravigneaux (số 3 là số truyền thẳng không mô tả)
thể nối với trục 1
hoặc khoá cứng
trên vỏ nhờ ly hợp Φ13. Trục bị động 9 nối cứng với giá hành tinh G8 và có thể bị
phanh bởi phanh T10. Bánh răng M3 ăn khớp với H4. Bánh răng H4 ăn khớp với
H5, M7 ăn khớp với H5 và quay trơn trên trục 9. Ở đây, giá hành tinh G8 làm khâu
bị động. Các trạng thái làm việc của CCHT theo số truyền trong hộp số như trên

hình 2.25.

19

Hình 2.25 Cấu trúc của HSHT trên ôtô OPEN (3 số tiến và 1 số lùi)
1. Trục chủ động; 2. Khớp một chiều K2; 3. Bánh răng mặt trời M3; 4. Bánh răng hành tinh H4;
5. Bánh răng hành tinh H5; 6. Bánh răng ngoaig luân N6; 7. Bánh răng mặt trời M7; 8. Giá hành
tinh G8; 9. Trục bị động; 10. Phanh dải T10; 11. Ly hợp khoá Φ11; 12. Ly hợp khoá Φ12; 13. Ly