Đề tài hộp số THƯỜNG ôtô

TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

Đề tài: Hộp số thường ôtô

ỦY BAN NHÂN DÂN TP. HCM
TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG TP. HCM
KHOA ĐỘNG LỰC


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Đề tài: HỘP SỐ THƯỜNG ÔTÔ

GVHD: NGUYỄN MẠNH PHƯƠNG
SVTH: LÊ MINH QUÁ
HUỲNH ANH SĨ
Lớp : 13CĐ – Ô3.

TP. Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2014

1


TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

Lời Nói Đầu

Đề tài: Hộp số thường ôtô

Với lịch sử hơn 100 năm kể từ khi chiếc xe ôtô đầu tiên ra đời do Karl Benz chế tạo
vào những năm cuối thế kỷ XIX, có thể nói cho đến nay, nền công nghiệp ôtô đã đạt được

những bước tiến vượt bậc, với những sáng chế mới, những công nghệ mới. Từ những chiếc xe
ôtô từ thuở khai sinh còn rất thô sơ với công suất nhỏ, giá thành cao đến những chiếc xe ôtô
hiện đại ngày nay, những chiếc xe thể thao công suất lớn, hay những chiếc “siêu xe”, và trong
tương lai là xe “sạch”, xe hơi bay... Có thể nói, ôtô là ngành tập trung những thành tựu nổi bật
của thời đại vào nó.
Trước một phương tiện vận hành hiện đại như vậy, với nhiều người chắc chắn sẽ có
những thắc mắc về cấu tạo, vai trò và nguyên lý hoạt động của các bộ phận bên trong lẫn bên
ngoài ôtô. Vậy nên, việc cần thiết phải tìm hiểu về các chi tiết cấu thành nên một chiếc ôtô là
không cần bàn cãi.
Chính vì thế, nhóm chúng em mạnh dạn thực hiện bài tiểu luận này. Bài tiểu luận
được về hộp số thường trên ôtô, được nhóm thực hiện trên cơ sở những kiến thức có được từ
các tiết học ở lớp, cùng với việc tra cứu tài liệu tham khảo từ thư viện trường, từ internet và
nhiều nguồn khác.
Để hoàn thành bài tiểu luận này, nhóm 27 chúng em xin chân thành cảm ơn BGH
trường, khoa động lực, thư viện trường và thầy Nguyễn Ngọc Phương đã giúp đỡ chúng em
trau dồi những kiến thức cần thiết.
Tuy có cố gắng nhiều, nhưng do có trình độ chuyên môn hạn chế, kinh nghiệm thức
tế chưa có nhiều nên chắc chắn trong bài còn nhiều thiếu sót. Mong thầy và các bạn thông cảm
và giúp nhóm em sửa chữa để bài tiểu luận thêm hoàn hảo.

Các thành viên nhóm 27_Lớp 13CĐ_Ô3

2


TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

Đề tài: Hộp số thường ôtô

Mục lục

Lời nói đầu....................................................................................................................... 1
Mục lục ............................................................................................................................ 2
I. Khái quát chung về hộp số thường trên ôtô ............................................................... 4
I.1. Vai trò ................................................................................................................... 4
I.2. Yêu cầu của hộp số thường.................................................................................... 5
II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số thường ................................................. 5
II.1. Cấu tạo................................................................................................................. 5
II.1.1. Nắp và vỏ hộp số ......................................................................................... 5
II.1.2. Hệ thống bánh răng...................................................................................... 5
II.1.3. Các trục của hộp số...................................................................................... 6
II.1.4. Bộ đồng tốc ................................................................................................. 7
II.1.4.1. Cấu tạo ................................................................................................ 7
II.1.4.2. Nguyên lý hoạt động ........................................................................... 9
II.1.4.3. Quá trình hoạt động bộ đồng tốc .........................................................10
II.1.5. Bánh răng số lùi ..........................................................................................12
II.2. Nguyên lý hoạt động hộp số thường ....................................................................13
II.2.1. Hộp số ba cấp .............................................................................................14
II.2.2. Hộp số bốn cấp ...........................................................................................17
II.2.3. Hộp số năm cấp ..........................................................................................18
II.2.4. Hộp số năm cấp (vượt tốc) ..........................................................................19
II.2.5. Hộp số sáu cấp............................................................................................20
III. Cơ cấu điều khiển hộp số ........................................................................................21
3


TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

Đề tài: Hộp số thường ôtô

III.1. Đặc điểm kết cấu cơ cấu điều khiển ...................................................................21

III.1.1. Bi và lò xo định vị .....................................................................................23
III.1.2. Chốt hãm ...................................................................................................23
IV. Một số dạng hư hỏng của hộp số thường; bảo trì – bảo dưỡng hộp số .................24
IV.1. Một số dạng hư hỏng của hộp số thường............................................................24
IV.2. Bảo trì – bảo dưỡng hộp số ................................................................................24
V. Hộp số thường và hộp số tự động trên ôtô ...............................................................27
Tài liệu tham khảo ..........................................................................................................28

4


TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

Đề tài: Hộp số thường ôtô
I. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỘP SỐ THƯỜNG TRÊN Ô TÔ:
I.1. Vai trò:

Xe ô tô cần hộp số do những tính chất vật lý đặc trưng của động cơ dùng nhiên liệu
xăng hoặc dầu. Tất cả động cơ đều có một giới hạn công suất hoạt động – một giá trị rpm lớn
nhất mà động cơ có thể hoạt động. Ở giới hạn đó, số vòng quay và moment xoắn được truyền
ra ngoài là lớn nhất.
Hộp số cho phép thay đổi tỷ
số truyền và moment xoắn từ trục
khủyu đến bánh xe chủ động, thay
đổi chiều chuyển động của xe,
tăng lực kéo bánh xe chủ động,
khắc phục lực quán tính khi xe chuyển bánh và khắc phục sức cản chuyển động tăng trong lúc
công suất không đổi nhờ vào việc thay đổi tỷ số truyền các cặp bánh răng trong hộp số và dẫn
động các bộ phận công tác khác với xe chuyên dùng.
Bằng việc thay đổi tỷ số truyền, chúng ta có thể tăng hoặc giảm tốc xe mà vẫn đảm

bảo động cơ hoạt động dưới mức cho phép và tạo ra công suất lớn nhất có thể.
Sau đây là bảng một số tỷ số truyền (trong hộp số năm cấp vượt tốc):
Bánh
răng

Tỷ số truyền

Số vòng quay (rpm) của trục thứ
cấp với động cơ quay 3000 rpm

1

2,315:1

1295

2

1,568:1

1913

3

1,195:1

2510

4

1,000:1

3000

5

0,915:1

3278

5


TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

Đề tài: Hộp số thường ôtô
I.2. Yêu cầu của hộp số thường:

• Tỷ số truyền đảm bảo tính năng động lực và tính tiết kiệm nhiên liệu. Bảo đảm
tính êm dịu cho hệ thống truyền lực.
• Có tay số trung gian để ngắt động cơ khỏi hệ thống truyền lực.
• Đơn giản, điều khiển dễ dàng. Làm việc êm dịu, hiệu suất cao.
II. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỘP SỐ THƯỜNG:
II.1. Cấu tạo:
Cấu tạo chung của hộp số gồm: Vỏ và nắp hộp số, các ổ bi, cơ cấu gài số, hệ thống
bánh răng, các trục của hộp số và bộ đồng tốc.
II.1.1. Nắp và vỏ hộp số:
Có nhiệm vụ che kín các cơ cấu bên trong hộp số (bánh răng, trục...), ngoài ra còn là
nơi để gắn các bộ phận khác như cơ cấu gài số (cần gài số, thanh trượt...).
II.1.2. Hệ thống bánh răng:

Trong hộp số thường, hệ
thống bánh răng được chia thành 4
nhóm tiêu chuẩn:
•

Bánh răng trục vào
(trục sơ cấp hộp số):
có nhiệm vụ làm ăn
khớp với bánh răng
trên trục trung gian.

•

Hình 1. Hệ thống bánh răng

Bánh răng trục trung gian: gồm nhiều bánh răng với số răng khác nhau nhằm tạo
tỷ số truyền khác nhau khi ăn khớp với bánh răng trên trục thứ cấp và trục lùi.

6


•

Bánh răng trục số lùi: ăn khớp với cả bánh răng trên trục trung gian lẫn trục thứ
cấp, nhằm đảo vòng quay của trục thứ cấp khi gài số lùi.

•

Bánh răng trục thứ cấp: truyền chuyển động quay từ trục trung gian đến trục thứ
cấp và truyền ra ngoài. Khi không gài số, bánh răng trục thứ cấp quay tự do trên

trục.

II.1.3. Các trục của hộp số:
Trong hộp số thường gồm có 4 trục:
• Trục sơ cấp: một đầu gối trên ổ bi trong lòng bánh đà, một đầu gối trên ổ bi của
vỏ hộp số. Trên trục chỉ có một bánh răng được lắp chặt với trục, bánh răng này
thường ăn khớp với bánh răng trên trục trung gian.
• Trục trung gian: được lắp trên vỏ hộp số. Quay cùng với trục sơ cấp. Trên trục
trung gian có các bánh răng được lắp chặt với trục.

Hình 2. Các trục trên hộp số
• Trục thứ cấp: một đầu gối trên ổ bi gắn ở đầu của trục sơ cấp, một đầu gối trên ổ
lăn gắn trên vỏ hộp số. Trên trục có các rãnh then hoa giúp cho các bánh răng và
bộ đồng tốc gắn trên trục trượt dọc trục dễ dàng nhằm ăn khớp với bánh răng trên
trục trung gian và truyền moment ra ngoài.


• Trục số lùi: đỡ bánh răng lùi ăn khớp với cả 2 trục trung gian và thứ cấp. trục lùi
cho phép khi gài đồng thời ăn khớp với bánh răng số lùi trên 2 trục trung gian và
thứ cấp. Trục số lùi lắp cố định trên vỏ, còn bánh răng lắp lồng không di trượt
trên trục nhờ ổ bi kim.
II.1.4. Bộ đồng tốc:

Là cơ cấu có nhiệm vụ làm đồng đều tốc độ của hai bánh răng đang quay với tốc độ
khác nhau để sự ăn khớp được êm dịu.
Trong hộp số, các bánh răng trên trục thứ cấp luôn luôn ăn khớp bánh răng trên trục
trung gian và quay trơn trên trục của nó (ngoại trừ số lùi, sẽ được xét sau). Thay vào đó, các
bánh răng có thể quay tự do hoặc bị khóa vào trục trục đỡ nó. Bộ đồng tốc có nhiệm vụ khóa
một cách nhẹ nhàng bánh răng với trục thứ cấp để truyền
moment xoắn từ động cơ tới cầu chủ động

II.1.4.1. Cấu tạo:
Trục rỗng (Moayơ đồng tốc) được lắp với trục thứ
cấp bởi các then hoa. Tương tự, ống trượt được lắp vào trục
rỗng bởi then hoa dọc theo mặt ngoài của trục và trượt theo
phương dọc.


Trục rỗng có ba rãnh song song với trục, trên mỗi rãnh có một khóa đồng tốc. Các
khóa đồng tốc luôn được ép chặt vào ống trượt nhờ hai lò xo hãm. Ở một số loại bộ đồng tốc,
thay vì dùng lò xo hãm, người ta sử dụng bi và lò xo xoắn. Ở giữa mỗi khóa có một phần lồi
lên, ăn khớp với rãnh trên ống trượt khi hộp số đang ở vị trí trung gian.

Hình 3. Cấu tạo bộ đồng tốc
Vòng đồng tốc đặt giữa trục rỗng và phẩn dạng hình cone của bánh răng số. Vòng
đồng tốc có ba rãnh, ăn khớp có độ hở với các khóa đồng tốc. Bề rộng các rãnh trên vòng đồng
tốc lớn hơn bề rộng khóa đồng tốc, nhằm giúp cho quá trình ăn khớp giữa khóa và vòng đồng
tốc được dễ dàng. Các rãnh trên vòng đồng tốc có thể ăn khớp với rãnh then hoa trên ống trượt
và có các kích thước tương ứng với rãnh trên mặt bên của bánh răng số (rãnh trên bánh răng số
có thể nằm thẳng hàng với rãnh trên vòng đồng tốc). Bên trong lòng vòng đồng tốc có một ly
8


hợp dạng hình cone. Bề mặt cone của ly hợp này sẽ ép vào phần cone trên mayer bánh răng,
tạo ra lực ma sát giữa vòng đồng tốc và mặt cone trên bánh răng số, thực hiện nhiệm vụ đồng
tốc.
Có nhiều loại đồng tốc sử dụng trên ôtô: bộ đồng tốc sử dụng một vòng đồng tốc ở
mỗi bên, 2 vòng đồng tốc (double – cone synchronizer) hoặc 3 vòng đồng tốc, sử dụng các loại
khóa đồng tốc với cơ cấu lò xo hãm khác nhau... và bộ đồng tốc trong cùng một hộp số ở các
vị trí khác nhau (đồng tốc các bánh răng số khác nhau) thì cũng khác nhau. Nhưng về cơ bản
đều được chế tạo dựa trên nguyên lý hoạt động giống nhau. Đó là nguyên lý ma sát.

Ống trượt bánh răng 1 - 2

Trục

Ống trượt BR thú 5

rỗng
Bộ đồng tốc BR 1 - 2

Bộ đồng tốc BR 3 - 4

Sau đây chúng ta sẽ đi sâu hơn vào tìm hiểu nguyên lý hoạt động của một bộ đồng
tốc đơn giản trên hộp số thường. Qua đó chúng ta sẽ tìm được mối quan hệ giữa nguyên lý
hoạt động bộ đồng tốc và nguyên lý hoạt động của hộp số, từ đó thấy được vai trò rất quan
trọng của bộ đồng tốc đối với hộp số thường.

9


II.1.4.2. Nguyên lý hoạt động:

Ống trượt đồng tốc (1) của bộ đồng tốc trượt tới lui trên trục rỗng (3), trục rỗng (3) là
bộ phận gắn với trục thứ cấp bởi các rãnh then hoa. Vòng đồng tốc (7) trượt và ép lên phần
dạng hình cone (6) trên bánh răng số (5).
Khi gài số, ống trượt (1) được đảy về phía bánh răng (5). Khi nó di chuyển, khóa
đồng tốc (8) do ăn khớp với ống trượt nhờ vấu lồi nên trượt thẳng tới và ép vòng đồng tốc vào
bánh răng số. Đồng thời khóa đồng tốc (8) ăn khớp với rãnh trên vòng đồng tốc (7), làm cho
vòng đồng tốc quay cùng tốc độ với ống trượt (1) và trục rỗng (3), và quay cùng tốc độ với
trục thứ cấp. Khi ống trượt (1) tiếp tục di chuyển về phía bánh răng số (5), Ở mặt trong vòng

đồng tốc có một ly hợp dạng cone làm bằng đồng được ép vào phần dạng hình cone trên bánh
răng. Nhờ lực ma sát trên hai bề mặt cone làm cho bánh răng thay đổi tốc độ đến tốc độ của bộ
đồng tốc. Và một khi tốc độ của bánh răng bằng với bộ đồng tốc, ống trượt đồng tốc (1) tiếp
tục di chuyển về phía bánh răng, ăn khớp với răng ở mặt bên của bánh răng và rãnh trên vòng
đồng tốc. Khi đó, ta đã thực hiện xong việc đồng tốc, hay nói cách khác, đã khóa bánh răng
với bộ đồng tốc.

10


II.1.4.3. Quá trình hoạt động của bộ đồng tốc:

Hình 4. Quá trình hoạt động bộ đồng tốc
 Giai đoạn 1: Khi chưa gài số, chuẩn bị gài số.
Lúc này, tài xế đạp ly hợp, cắt đứt việc truyền công suất từ động cơ đến trục sơ cấp.
Trục sơ cấp ngừng quay. Nếu xe vẫn đang tiến tới do quán tính, thì trục thứ cấp, trục rỗng, ống
trượt, khóa quay cùng với nhau. Do khóa đồng tốc vẫn chưa ăn khớp với vòng đồng tốc nên
vòng đồng tốc cùng với bánh răng số không quay.
 Giai đoạn 2: Bắt đầu gài số (bắt đầu quá trình đồng tốc).
Khi cần số di chuyển, cần gạt ăn khớp với rãnh trên ống trượt đẩy ống trượt theo
hướng đến bánh răng cần ăn khớp. Vì ống trượt ăn khớp với khóa đồng tốc qua vấu trên khóa,
nên ống trượt đẩy khóa đồng tốc tác dụng lực ép vòng đồng tốc vào phần cone trên mayer
bánh răng, đồng thời làm quay vòng đồng tốc cùng với trục. Nhờ lực ma sát giữa vòng đồng
tốc và phần cone trên bánh răng, bánh răng bắt đầu quay cùng với chiều quay của vòng đồng
tốc số. Chính moment ma sát này sẽ làm vòng đồng tốc xoay tương đối với ống trượt một góc
nhỏ khiến mặt hãm của vành răng hãm trên ống trượt tỳ vào vành răng trên vòng đồng tốc.
11


Lúc này, tất cả các bộ phận do có sự ăn khớp với nhau (then hoa, khóa) nên cùng quay với trục

thứ cấp, riêng bánh răng số do tiếp xúc ma sát nên quay chậm hơn trục.
 Giai đoạn 3: Cần chuyển số ấn mạnh hơn (trong quá trình đồng tốc).
Lúc này, lực cần gạt tác dụng lên ống trượt vượt qua lực bung của lò xo hãm, ống
trượt vượt qua vấu lồi trên khóa. Do lúc này, các then của ống trượt và vòng đồng tốc chưa
thẳng hàng, nên các then trên ống trượt ép vòng đồng tốc mạnh hơn vào phần cone trên bánh
răng số, làm tăng lực ma sát giữa mặt cone trên vòng đồng tốc và phần cone trên bánh răng.
Lực ma sát giữa mặt cone trên vòng đồng tốc và phần cone trên bánh răng càng lớn, tốc độ
quay của bánh răng số càng mau đạt đến tốc độ của bộ đồng tốc.
 Giai đoạn 4: Cần số được ấn mạnh hơn nữa (hoàn tất quá trình đồng tốc).
Lúc này, lực ma sát đạt giá trị lớn nhất. Tốc độ của bánh răng số, vòng đồng tốc và
ống trượt bằng nhau, nên ống trượt vừa quay vừa ép về phía bánh răng số, làm cho các then
trên ống trượt trượt vào các rãnh trên vòng đông tốc và bánh răng số. Quá trình đồng tốc hoàn
thành. Các chi tiết vòng đồng tốc, bánh răng số và ống trượt ăn khớp với nhau.
II.1.5. Bánh răng số lùi:
Trên đây ta vừa xét đến vai trò và nguyên lý hoạt động của bộ đồng tốc khi gài các
số tới. Riêng với bánh răng số lùi, ta tạm chia thành hai loại bánh răng số lùi trong hộp số
thường trên tiêu chí liên hệ với bộ đồng tốc:
 Bánh răng số lùi loại không dùng bộ đồng tốc:
Ở loại bánh răng số lùi này, ba bánh răng trên trục sơ
cấp hộp số, trên trục trung gian và trên trục trung gian số lùi
được lắp chặt với trục của nó. Tuy nhiên, trong khi các bánh
răng số tới luôn luôn ăn khớp với nhau, thì các bánh răng số lùi
chỉ ăn khớp với nhau khi gài số lùi. Khi gài số lùi, cơ cấu sang

Hình 5. Bánh răng số lùi

số đưa bánh răng trên trục trung gian số lùi vào ăn khớp với cả hai bánh răng số lùi còn lại. Do
khi gài số lùi, chúng ta không có sự trợ giúp từ bộ đồng tốc nên khi muốn gài số lùi, trục sơ
12

cấp và thứ cấp phải ngừng quay: tức xe phải dừng lại. Để số lùi có thể được gài mà không gây
ra tiếng kêu và không bị “nhai răng”, ngay cả khi trục sơ cấp đang quay, cần dừng chuyển
động quay tròn của trục sơ cấp. Đó là nhiệm vụ của bộ ly hợp.
Do đặc điểm trên mà bánh răng số lùi được gia công chế tạo theo răng thẳng, nhằm
đưa bánh răng số lùi trên trục trung gian số lùi vào ăn khớp dễ dàng. Nhược điểm của loại
bánh răng số lùi này chính là do được chế tạo răng thẳng, nên khi gài số lùi thì hộp số thường
phát ra tiếng kêu, không được êm như khi gài các số tới (bánh răng số tới có răng nghiêng nên
hoạt động êm hơn).
 Bánh răng số lùi loại sử dụng bộ đồng tốc:
Về cách thức bố trí, sự ăn khớp và nguyên lý hoạt động tương tự như các bánh răng
số tới (luôn ăn khớp nhau, bánh răng trên trục thứ cấp quay trơn trên trục thứ cấp, sử dụng
răng nghiêng, khi gài số sử dụng bộ đồng tốc để khóa bánh răng một cách êm dịu với trục để
truyền moment xoắn).
Ưu điểm của loại bánh răng số lùi này là làm việc êm dịu hơn. Tuy nhiên giá thành
cao và chế tạo khó hơn (do cần thêm bộ đồng tốc).
II.2. Nguyên lý hoạt động hộp số thường:
Trước khi sang số, tài xế cần đạp ly hợp để tách chuyển động từ trục khuỷu động cơ
đến trục sơ cấp hộp số. Sau đó dùng cần sang số điều khiển lựa chọn các bánh răng hoặc các
bộ đồng tốc giúp cho trục thứ cấp quay và truyền moment đến cầu chủ động.
Sau đây, chúng ta xét nguyên lý hoạt động của cac loại hộp số ba cấp, bốn cấp, năm
cấp, năm cấp vượt tốc (OD) và hộp số sáu cấp.
II.2.1. Hộp số ba cấp: Hộp số ba cấp bao gồm ba số tới và một số lùi.
Hình bên dưới thể hiện các chi tiết làm nhiệm vụ ăn khớp và truyền công suất trong
hộp số, bao gồm trục sơ cấp truyền công suất từ động cơ qua ly hợp; các bánh răng trên trục sơ
cấp, các trục trung gian, trục thứ cấp; trục thứ cấp truyền công suất ra bên ngoài hộp số; các bộ


đồng tốc được đặt giữa các bánh răng số trên trục thứ cấp. Đường mũi tên chỉ đường truyền
công suất qua hộp số.

Khi chưa gài số (số trung gian), bánh răng số ba trên trục sơ cấp quay cùng với trục
sơ cấp, làm quay các bánh răng trên trục trung gian và làm quay cả trục này. Do các bánh răng
số một, số hai luôn ăn khớp trực tiếp với các bánh răng trên trục trung gian, bánh răng số lùi
ăn luôn khớp gián tiếp với bánh răng trên trục trung gian qua bánh răng trung gian số lùi trên
trục số lùi nên tất cả các bánh răng này đều quay tự do trên trục thứ cấp. Bộ đồng tốc lúc này
chưa làm việc nên công suất từ trục sơ cấp không được truyền đến trục thứ cấp.

Hình 6. Cơ cấu bánh răng số và bộ đồng tốc ở số trung gian
Khi gài số một, ly hợp được tách ra. Đường truyền công suất từ động cơ tới trục sơ
cấp tạm thời bị cắt đứt. Cơ cấu gài số đẩy bộ đồng tốc bánh răng số một – số lùi về phía bánh
răng số một, bộ đồng tốc thực hiện khóa bánh răng số một với trục thứ cấp. Khi bàn đạp ly
hợp được nhả ra, công suất từ động cơ được truyền qua trục sơ cấp, đến bánh răng số một, qua
bộ đồng tốc và truyền đến trục thứ cấp như hình dưới.


Hình 7. Cơ cấu bánh răng số và bộ đồng tốc ở số một
Khi gài số hai, tương tự như khi gài số một, lúc này, gắp số đẩy bộ đồng tốc bánh
răng số hai – ba về phía bánh răng số hai, khóa chặt bánh răng số hai, giúp cho công suất được
truyền từ động cơ đến trục thứ cấp qua bánh răng số hai và bộ đồng tốc bánh răng số một –
hai.

Hình 8. Cơ cấu bánh răng số và bộ đồng tốc ở số hai


Khi gài số ba, gắp số gạt bộ đồng tốc bánh răng số hai – ba về phía bánh răng số
một. Chú ý rằng do trục thứ cấp được nối trơn với trục sơ cấp nhờ một gối trượt hoặc bạc trượt
được đặt ở cuối trục sơ cấp, giúp cho trục thứ cấp có thể quay riêng biệt so với trục sơ cấp. Do
đó, giả sử tài xế chuyển từ số hai lên số ba khi xe đang chạy, khi tài xế đạp ly hợp, trục sơ cấp
và bánh răng số ba ngừng quay, nhưng trục thứ cấp vẫn đang quay. Nhiệm vụ bộ đồng tốc là
tăng tốc độ của bánh răng số ba lên bằng tốc độ của bộ đồng tốc (quay cùng với trục thứ cấp

do ăn khớp then hoa) và khóa bánh răng này lại, giúp công suất được truyền tới trục thứ cấp
qua bánh răng số ba và bộ đồng tốc này.

Hình 9. Cơ cấu bánh răng số và bộ đồng tốc ở số ba
Khi gài số lùi, bộ gắp số đẩy bộ đồng tốc số một – số lùi về phía bánh răng số lùi.
Chú ý rằng công suất được truyền qua bánh răng trên trục trung gian số lùi nhằm đổi chiều
quay ngược lại. Nhờ sự ăn khớp của bộ đồng tốc với bánh răng số lùi làm cho bánh răng số lùi
bị khóa lại với trục thứ cấp, giúp truyền công suất ra trục thứ cấp, nhứng lúc này trục thứ cấp
quay ngược lại so với khi gài các số một, hai và ba.


Hình 10. Cơ cấu bánh răng số và bộ đồng tốc ở số lùi
Ở đây, dễ dàng nhận thấy các bánh răng ăn khớp số lùi được chế tạo răng nghiêng mà
không phải răng thẳng, và hộp số dạng này sử dụng bộ đồng tốc để gài số lùi chứ không sử dụng
một trục trung gian số lùi có thể trượt vào giúp các bánh răng ăn khớp.
II.2.2. Hộp số 4 cấp:

18


17
Nguyên lý hoạt động tương tự hộp số 3 cấp, ta có các sơ đồ truyền công suất:
Số 1: Trục sơ cấp → 1 → 2 → 3 → 4 → Trục thứ cấp.
Số 2: Trục sơ cấp → 1 → 2 → 5 → 6 → Bộ đồng tốc A → Trục thứ cấp.
Số 3: Trục sơ cấp → 1 → 2 → 7 → 8 → Bộ đồng tốc B → Trục thứ cấp.
Số 4: Trục sơ cấp → 1 → Bộ đồng tốc B → Trục thứ cấp.
Số 2: Trục sơ cấp → 1 → 2 → 9 → 10 → 4 → Trục thứ cấp.
II.2.3. Hộp số 5 cấp:

Số 1: Trục sơ cấp → 1 → 2 → 3 → 4 → Bộ đồng tốc B → Trục thứ cấp.

Số 2: Trục sơ cấp → 1 → 2 → 5 → 6 → Bộ đồng tốc B → Trục thứ cấp.
Số 3: Trục sơ cấp → 1 → 2 → 7 → 8 → Bộ đồng tốc A → Trục thứ cấp.
Số 4: Trục sơ cấp → 1 → Bộ đồng tốc A → Trục thứ cấp.
Số 5: Trục sơ cấp → 1 → 2 → 9 → 10 → Bộ đồng tốc C → Trục thứ cấp.
Số lùi: Trục sơ cấp → 1 → 2 → 11 → 13 → 12 → Bộ đồng tốc C → Trục thứ cấp.
19


II.2.3. Hộp số 5 cấp (vượt tốc):
Hộp số vượt tốc (Overdrive – OD) thường được sử dụng trên ôtô cho phép lựa chọn
một tỷ số truyền bánh răng thấp nhất trong hộp số (i < 1), giúp động cơ chạy với công suất
thấp nhưng xe vẫn đạt tốc độ cao (chạy cầm chừng ở tốc độ cao), tốc độ trục thứ cấp lúc này
sẽ cao hơn tốc độ trục sơ cấp, đồng nghĩa với moment xoắn truyền tới bánh xe nhỏ hơn so với
xe chạy ở tỷ số truyền thấp hơn (η > 1). Số OD cho phép động cơ hoạt động ở một tốc độ
(vòng/phút [rpm]) thấp hơn nhưng vẫn đảm bảo được tốc độ xe. Điều này cho phép xe tiêu thụ
ít nhiên liệu hơn, giảm sự hao mòn các chi tiết trong động cơ và được sử dụng với những xe
thường xuyên hoạt động ở đường cao tốc.
Khi được chọn, hộp số có thể chuyển sang chế độ OD sau khi xe đã đạt đến một tốc
độ ổn định nào đó (thường là trên 70 km/h [43 dặm/h]) phụ thuộc vào chế độ tải. Khi không
chọn, cần sang số chọn một cặp bánh răng có tỷ số truyền cao hơn. Với điều kiện lái bình
thường, hoạt động của số OD nên được kích hoạt chỉ khi tốc độ trung bình trên 70 km/h.
Nguyên lý hoạt động của hộp số 5 cấp vượt tốc được trình bày như hình vẽ bên dưới,
với số 5 vượt tốc, số bốn có tỷ số truyền là 1:1, số OD có i5 < 1.

Hình 11. Sơ đồ động hộp số năm cấp (OD)
20


Số 1: Trục sơ cấp → A → B → 2’ → 2 → Bộ đồng tốc D2 → Trục thứ cấp.
Số 2: Trục sơ cấp → A → B → 3’ → 3 → Bộ đồng tốc D2 → Trục thứ cấp.

Số 3: Trục sơ cấp → A → B → 4’ → 4 → Bộ đồng tốc D1 → Trục thứ cấp.
Số 4: Trục sơ cấp → A → Bộ đồng tốc D1 → Trục thứ cấp.
Số 5 (OD): Trục sơ cấp → A → B → 1’ → 1 → Bộ đồng tốc D3 → Trục thứ cấp.
Số lùi: Trục sơ cấp → A → B → L’ → H → L → Bộ đồng tốc D3 → Trục thứ cấp.
II.2.4 Hộp số 6 cấp:

Trong hộp số 6 cấp số có 4 gắp điều khiển
Số 1: Trục sơ cấp → 1 → 1→ 6’ → 6 → → Trục thứ cấp.
Số 2: Trục sơ cấp → 1 → 1’ → 5’ → 5 → Bộ đồng tốc C → Trục thứ cấp.
Số 3: Trục sơ cấp → 1 → 1’ → 4’ → 4 → Bộ đồng tốc B → Trục thứ cấp.
Số 4: Trục sơ cấp → 1 → 1’→3’→ 3 → Bộ đồng tốc B → Trục thứ cấp.
Số 5: Trục sơ cấp → 1 → 1’ → 2’ → 2→ Bộ đồng tốc A → Trục thứ cấp.
Số 6: Trục sơ cấp → 1 → Bộ đồng tốc A → Trục thứ cấp.
Số lùi: Trục sơ cấp → 1 → 1’ → 7’ → 7→ 6 → Bộ đồng tốc C → Trục thứ cấp
21


III. CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ:
III.1. Đặc điểm kết cấu cơ cấu điều khiển:
Cơ cấu điều khiển có nhiệm vụ truyền lực tác động của lái xe đến ống gài số (hay
bánh răng di trượt) để dịch chuyển chúng về vị trí gài số hoặc trả về vị trí trung gian.

Hình 12. Các chi tiết bên ngoài hộp số và cơ cấu điều khiển hộp số
1. Tay cầm hình cầu.
4. Cần đẩy.
2. Cần gạt.

5. Cầu ở khớp cầu.

3. Nắp đậy.

6. Nắp kiểm tra.
22


7. Vỏ thân hộp số.

11. Càng sang số.

8. Thanh trượt.

12. Lỗ tra dầu.

9. Hốc số.

13. Lỗ tháo dầu.

10. Lò xo định vị.

14. Đuôi vỏ hộp số.

Phần lớn cơ cấu điền khiển số trên ôtô là hệ thống đòn điều khiển đơn giản. Chúng
được gắn trực tiếp trên nắp hộp số bằng khớp cầu. Khớp cầu cho phép đòn điều khiển số với 6
vị trí gài số (thường là 5 số tiến và một số lùi).
Khớp cầu được định vị
chống xoay quanh trục đứng nhờ
chốt định vị nhằm định vị đúng đầu
đẩy của đòn so với các hốc trên các
thanh trượt. Mặt khác, để đảm bảo
hành trình dịch chuyển đúng cho

thanh trượt (ứng với các vị trí gài số)
các mặt cầu không được có khe hở;
điều đó được thực hiện bằng lò xo tỳ.
Khi hộp số có vị trí xa

Hình 14. Cơ cấu điều khiển dạng thanh

buồng lái (vị trí nắp hộp số
vượt ra ngoài tầm với của
lái xe) như khi buồng lái
đặt ngay trên động cơ hoặc
động cơ được bố trí ở đuôi
xe (phổ biến trên xe khách)
thì đòn điều khiển vẫn bố
trí bên cạnh lái xe. Trong
trương hợp này phải dùng

Hình 13. Cơ cấu điều khiển dạng cần bên ngoài

22


thêm hệ thống đòn điều khiển trung gian để truyền động đến các thanh trượt gắn trên nắp hộp
số ở xa vị trí người lái. Lúc này các đòn trung gian vừa phải đảm bảo chuyển động lắc vừ a có
thể chuyển động tịnh tiến nhằm có thể thực hiện được việc gài số từ bốn đến sáu cấp.
Hệ thống điều khiển kiểu này gọi là hệ thống điều khiển hộp số từ xa. Điều khiển
hộp số từ xa có thể thực hiện nhờ hệ thống đòn điều khiển cơ khí, cũng có thể thực hiện bằng
truyền động thủy khí nhờ các van phân phối và các xylanh lực.
III.2. Bi và lò xo định vị:
Có nhiệm vụ giữ cho

thanh trượt được cố định ở một
vị trí số đã gài, tránh trường
hợp số tự gài khi xe rung động
do đường gồ ghề. Trên mỗi
thanh trượt đều có bi và lò xo
định vị, và có tối đa ba rãnh
(hốc hãm), trong đó rãnh giữa
tương ứng với số “0”.
Khi vào số, thanh
trượt di chuyển, dưới tác dụng
của lực gạt bi được đẩy lên khỏi
rãnh, nén lò xo lại. Khi đã vào

Hình 15. Bi, là xo định vị và chốt hãm

số, bi nằm trong rãnh, lò xo định vị luôn trong tình trạng bị nén, nên tác dụng một lực đàn hồi
vào thanh trượt, giúp cho thanh trượt không dao động và trượt sang số khác, dẫn đến trường
hợp gài số không hoàn toàn hoặc hoàn số.
III.3. Chốt hãm: Giúp tài xế tránh gài hai số cùng lúc. Như trên hình vẽ, muốn vào số
ba, trước hết thanh trượt số một – hai phải được đưa về số “0”. Sau đó tài xế vào số ba, thanh
trượt số ba – bốn trượt sang trái, nhờ thanh trượt số một – hai đã về số “0” giúp cho thanh
trượt ba – bốn có thể trượt qua dễ dang mà không bị chặn bởi chốt hãm. Lúc này, giả sử tài xế

23


muốn gài số hai trở lại mà không quay về số “0”, hoặc cùng lúc muốn gài cả số hai, do một
đầu chốt hãm bị chặn bởi thanh trượt số ba – bốn nên thanh trượt một – hai không thể di
chuyển một khi thanh trượt số ba – bốn chưa trở về số “0”, và tài xế không thể gài số được.
IV. MỘT SỐ DẠNG HƯ HỎNG CỦA HỘP SỐ THƯỜNG; BẢO TRÌ – BẢO

DƯỠNG HỘP SỐ:
IV.1 Một số dạng hư hỏng của hộp số thường:
• Sang số khó, vào số nặng: thanh trượt bị cong, mòn; khớp cầu mòn; bộ đồng tốc
mòn nhiều (rãnh cone ma sát bị mòn khuyết, hốc hãm bị mòn nhiều). Răng đồng
tốc mòn, càng gắp số mòn, ổ bi trục sơ cấp mòn gây sà trục; các khớp dẫn động
trung gian cần số bị rơ, cong.
• Tự động nhảy số: bi, hốc hãm mất tác dụng (do mòn nhiều); lò xo bị yếu hoặc bị
gãy; rơ dọc trục thứ cấp.
• Có tiếng va đập mạnh: bánh răng bị mòn, ổ bị mòn, dầu bôi trơn thiếu hoặc
không đúng loại. Khi vào số có tiếng va đập do hốc hãm đồng tốc mòn quá giới
hạn làm mất tác dụng của đồng tốc. Bạc bánh răng lồng không bị mòn gây tiếng
rít.
• Dầu bị rò rỉ: gioăng đệm cạtte hộp số bị liệt hỏng, các phớt chắn dầu bị mòn, hở.
IV.2. Bảo trì và bảo dưỡng hộp số:
Tất cả các bộ phận như bánh răng, các trục hộp số, bộ chọn số... được lắp ráp lại với
yêu cầu về độ chính xác vô cùng cao và làm việc ở chế độ thường ăn khớp. Vì thế, ma sát xuất
hiện sẽ làm mòn các chi tiết, khiến cho độ chính xác giảm, hộp số kêu, có thể dẫn tới hư hại
các răng số... Để tránh các tác hại của lực ma sát, các chi tiết trong hộp số được bôi trơn bởi
dầu. Dầu bôi trơn sẽ giúp cho các bánh răng làm việc trong điều kiện nhiệt độ ổn định và làm
sạch các mạt kim loại có thể được tạo ra trong quá trình các chi tiết làm việc. Nếu được bảo
dưỡng đúng cách, một hộp số có thể dễ dàng làm việc suốt đời cùng với chiếc xe.
Tuy nhiên, những thói xấu vì thiếu hiểu biết (kiểm tra lượng dầu khi đã cạn!) sẽ dẫn đến
những hậu quả “đáng đồng tiền bát gạo