Nghiên cứu mô phỏng truyền động của ô tô một cầu chủ động và ô tô hai cầu chủ động bằng phần mềm máy tính

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
-----------------------------

NGUYỄN CUNG VŨ

NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG TRUYỀN ĐỘNG CỦA Ô TÔ MỘT
CẦU CHỦ ĐỘNG VÀ Ô TÔ HAI CẦU CHỦ ĐỘNG BẰNG
PHẦN MỀM MÁY TÍNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô)

Nha Trang – Năm 2016


BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
-----------------------------

NGUYỄN CUNG VŨ

NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG TRUYỀN ĐỘNG CỦA Ô TÔ MỘT
CẦU CHỦ ĐỘNG VÀ Ô TÔ HAI CẦU CHỦ ĐỘNG BẰNG
PHẦN MỀM MÁY TÍNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô)

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: T.S NGUYỄN THANH TUẤN

Nha Trang – Năm 2016


NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Cung Vũ
Lớp: 54CNOT
Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Đề tài: “Nghiên cứu mô phỏng hệ thống truyền động của ô tô một cầu chủ động và ô tô

hai cầu chủ động bằng phần mềm máy tính”.
Số trang:

Số chương:

Tài liệu tham khảo:

Hiện vật:

NHẬN XÉT
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
Kết luận …………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………...

Nha Trang, ngày….tháng…..năm 2016
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)


PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Cung Vũ
Lớp: 54CNOT
Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Đề tài: “Nghiên cứu mô phỏng hệ thống truyền động của ô tô một cầu chủ động và ô tô
hai cầu chủ động bằng phần mềm máy tính”.
Số chương:

Số trang:

Tài liệu tham khảo:

Hiện vật:
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………....
Kết luận …………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………

Nha Trang, ngày….tháng…..năm 2016

Điểm phản biện

CÁN BỘ PHẢN BIỆN
(Ký ghi rõ họ tên)

Bằng số

Bằng chữ

Nha Trang, ngày….tháng…..năm 2016
Điểm chung

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký ghi rõ họ tên)

Bằng số

Bằng chữ


i

MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................... i
DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ ................................................................. iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................... viii
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ ..................... 3
1.1. Định nghĩa, công dụng, phân loại .....................................................................3
1.1.1. Định nghĩa ..................................................................................................3

1.1.2. Công dụng ..................................................................................................3
1.1.3. Phân loại .....................................................................................................3
1.2. Các sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực trên ô tô hiện nay. ........................4
1.3. Cấu tạo hệ thống truyền lực ..............................................................................6
1.3.1. Ly hợp ........................................................................................................6
1.3.1.1.Công dụng .............................................................................................6
1.3.1.2. Phân loại ly hợp ...................................................................................6
1.3.1.3. Yêu cầu của ly hợp...............................................................................7
1.3.1.4. Cấu tạo .................................................................................................8
1.3.1.5. Nguyên lý hoạt động. .........................................................................11
1.3.2. Hộp số.......................................................................................................12
1.3.2.1. Công dụng ..........................................................................................12
1.3.2.2. Phân loại .............................................................................................12
1.3.2.3. Yêu cầu ..............................................................................................14
1.3.2.4. Cấu tạo của hộp số cơ khí (MT) ........................................................14
1.3.2.5. Nguyên lý hoạt động ..........................................................................15
1.3.2.6. Hộp số hai trục ...................................................................................16
1.3.3. Truyền động các-đăng ..............................................................................17
1.3.3.1. Công dụng ..........................................................................................17
1.3.3.2. Phân loại .............................................................................................18
1.3.3.3. Yêu cầu ..............................................................................................19
1.3.3.4. Cấu tạo, nguyên lý truyền động các-đăng khác tốc ...........................19
1.3.3.5. Cấu tạo, nguyên lý truyền động các-đăng đồng tốc ...........................21


ii

1.3.4. Truyền lực chính.......................................................................................24
1.3.4.1. Công dụng ..........................................................................................24
1.3.4.2. Phân loại .............................................................................................24

1.3.4.3. Yêu cầu ..............................................................................................24
1.3.4.4. Cấu tạo ...............................................................................................24
1.3.4.5. Nguyên lý hoạt động ..........................................................................25
1.3.5. Bộ vi sai ....................................................................................................26
1.3.5.1. Công dụng ..........................................................................................26
1.3.5.2. Phân loại .............................................................................................26
1.3.5.3. Yêu cầu ..............................................................................................26
1.3.5.4. Cấu tạo vi sai ......................................................................................26
1.3.5.5. Nguyên lý hoạt động ..........................................................................27
1.3.6. Bán trục ....................................................................................................27
1.3.6.1. Công dụng ..........................................................................................27
1.3.6.2. Phân loại .............................................................................................27
1.3.6.3. Yêu cầu ..............................................................................................28
1.3.6.4. Cấu tạo ...............................................................................................28
Chương 2: LỰA CHỌN ĐẶC TÍNH Ô TÔ VÀ ĐIỀU KIỆN VẬN HÀNH
TRONG MÔ PHỎNG............................................................................................. 29
2.1. Giới thiệu về phần mềm CarSim 8.02 ............................................................29
2.1.1. Tổng quan về CarSim ...............................................................................29
2.1.2. Cấu hình đề nghị.......................................................................................30
2.1.3. Khởi động .................................................................................................30
2.1.4. Một số nút chức năng chính trên màn hình làm việc của phần mềm. ......32
2.2. Lựa chọn đặc tính ô tô và điều kiện vận hành mô phỏng ...............................35
2.2.1. Xác định và thiết lập hệ thống truyền lực trong phần mềm .....................35
2.2.2. So sánh đặc tính truyền động giữa ô tô một cầu chủ động và ô tô hai cầu
chủ động .............................................................................................................40
2.2.2.1. Chọn xe mẫu ......................................................................................40
2.2.2.2. Thao tác trên phần mềm CarSim .......................................................41
2.2.3. So sánh đặc tính truyền động của ô tô cầu trước chủ động và ô tô cầu sau
chủ động. ............................................................................................................51

iii

2.2.3.1 Chọn xe mẫu. ......................................................................................51
2.2.3.2. Thao tác trên phần mềm. ....................................................................52
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN .......... 57
3.1. Kết quả mô phỏng ...........................................................................................57
3.1.1. Kết quả mô phỏng đặc tính truyền động giữa ô tô một cầu chủ động và ô
tô hai cầu chủ động .............................................................................................57
3.1.2. Kết quả mô phỏng đặc tính truyền động của ô tô cầu trước chủ động và ô
tô cầu sau chủ động ............................................................................................57
3.2. Phân tích kết quả mô phỏng............................................................................59
3.2.1. Phân tích kết quả mô phỏng đặc tính truyền động giữa ô tô một cầu chủ
động và ô tô hai cầu chủ động ............................................................................59
3.2.2. Phân tích kết quả mô phỏng đặc tính truyền động giữa ô tô cầu trước chủ
động và ô tô cầu sau chủ động ...........................................................................63
Chương 4: KẾT LUẬN ........................................................................................... 68
4.1. Kết luận. ..........................................................................................................68
4.2 Hướng phát triển. .............................................................................................68
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 69


iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1-1: Sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực trên ô tô ................................... 4
Hình 1-2: Hệ thống truyền lực ô tô. ....................................................................... 6
Hình 1-3: Cấu tạo ly hợp dùng lò xo màng ............................................................ 8
Hình 1-4: Đĩa ép và đĩa ma sát. .............................................................................. 9
Hình 1-5: Cấu tạo đĩa ma sát. ................................................................................. 9

Hình 1-6: Cơ cấu dẫn động ly hợp kiểu cơ khí sử dụng cáp. ............................... 10
Hình 1-7: Cơ cấu dẫn động ly hợp bằng thủy lực ................................................ 11
Hình 1-8: Nguyên lý hoạt động của ly hợp .......................................................... 11
Hình 1-9: Cơ cấu điều khiển hộp số bằng tay ...................................................... 13
Hình 1-10: Hộp số vô cấp .................................................................................... 13
Hình 1-11: Cơ cấu hành tinh của hộp số tự động ................................................ 13
Hình 1-12: Cấu tạo hộp số 3 trục (5 cấp số). ....................................................... 14
Hình 1-13: Hoạt động khi tay số ở vị trí trung gian ............................................. 15
Hình 1-14: Hoạt động ở tay số 1 .......................................................................... 16
Hình 1-15: Khi hoạt động ở tay số lùi.................................................................. 16
Hình 1-16: Cấu tạo hộp số hai trục, 5 cấp số. ...................................................... 17
Hình 1-17: Sơ đồ nối hộp số chính với cầu xe ..................................................... 18
Hình 1-18: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo truyền lực các-đăng .................................... 19
Hình 1-19: Cấu tạo trục các-đăng ........................................................................ 20
Hình 1-20: Động học của các-đăng khác tốc ....................................................... 20
Hình 1-21: Các dạng bố trí các-đăng trên ô tô ..................................................... 21
Hình 1-22: Khớp các-đăng bi có vòng định vị ..................................................... 22


iv

Hình 1-23: Sơ đồ nguyên lý làm việc của khớp các-đăng đồng tốc dạng bi. ...... 22
Hình 1-24: Cấu tạo các-đăng bi Rzeppa .............................................................. 23
Hình 1-25: Cấu tạo các-đăng Tripod.................................................................... 23
Hình 1-26: Truyền lực chính ................................................................................ 25
Hình 1-27: Truyền lực chính với cặp bánh răng nón răng cong, loại Hypoit ...... 25
Hình 1-28: Truyền lực chính với cặp bánh răng loại trục vít, bánh vít................ 25
Hình 1-29: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của vi sai .......................................... 26
Hình 1-30: Một số loại bán trục ........................................................................... 28
Hình 2-1: Biểu tượng CarSim .............................................................................. 30

Hình 2-2: Chọn cơ sở dữ liệu ............................................................................... 31
Hình 2-3: Thiết lập giấy phép .............................................................................. 31
Hình 2-4: Thanh tiêu đề ....................................................................................... 32
Hình 2-5: Một số nút chức năng chính trên màn hình làm việc........................... 32
Hình 2-6: Video mô phỏng .................................................................................. 33
Hình 2-7: Đồ thị ................................................................................................... 34
Hình 2-8: Sơ đồ khối hệ thống truyền lực xe 2 cầu chủ động ............................. 35
Hình 2-9: Những thông số hệ thống truyền động của một ô tô dẫn động 2 cầu. . 36
Hình 2-10: Lựa chọn dữ liệu động cơ .................................................................. 36
Hình 2-11: Biểu đồ đường đặc tính của mômen và số vòng quay của trục khuỷu
động cơ theo góc mở bướm ga. ............................................................................ 37
Hình 2-12: Biểu đồ đường đặc tính của mômen và số vòng quay của trục khuỷu
động cơ theo góc mở bướm ga xem dưới dạng 3D. ............................................. 38
Hình 2-13: Màn hình biểu đồ bộ chuyển đổi mômen xoắn. ................................ 38
Hình 2-14: Lựa chọn dữ liệu hộp số .................................................................... 39


v

Hình 2-15: Các thông số của hộp số .................................................................... 40
Hình 2-16: Ô tô Mazda CX-5............................................................................... 40
Hình 2-17: Tạo cơ sở dữ liệu ô tô 1. .................................................................... 41
Hình 2-18: Chọn loại xe ....................................................................................... 42
Hình 2-19: Sử dung Copy and Link Dataset để sao chép tập dữ liệu .................. 42
Hình 2-20: Nhập tiêu đề cho tập dữ liệu ô tô thứ 1.............................................. 42
Hình 2-21: Nút nhấn để dẫn vào mục thiết lập các thông số đặc điểm kỹ thuật và
phương pháp vận hành mô phỏng ........................................................................ 43
Hình 2-22: Màn hình tập hợp các tập dữ liệu của ô tô. ........................................ 43
Hình 2-23: Bảng ghi các thông số kích thước, khối lượng treo của ô tô ............. 44
Hình 2-24: Chọn hệ dẫn động cho xe .................................................................. 45

Hình 2-25: Chọn tập dữ liệu động cơ ................................................................... 45
Hình 2-26: Màn hình chính hệ thống truyền động ô tô 1 cầu .............................. 46
Hình 2-27: Lựa chọn điều kiện vận hành của xe. ................................................ 46
Hình 2-28: Chọn định dạng đường chạy 3D ........................................................ 47
Hình 2-29: Chọn địa hình đường chạy mô phỏng................................................ 47
Hình 2-30: Thiết lập thông số mô phỏng cho ô tô vận hành................................ 48
Hình 2-31: Quá trình chạy thuật toán................................................................... 48
Hình 2-32: Tạo cơ sở dữ liệu ô tô 2 ..................................................................... 49
Hình 2-33: Nhập tiêu đề cho tập dữ liệu ô tô thứ 2.............................................. 49
Hình 2-34: Chọn hệ dẫn động cho xe .................................................................. 50
Hình 2-35: Chồng kết quả mô phỏng ô tô 1và ô tô 2 lên nhau ............................ 50
Hình 2-36: Hình mô phỏng. ................................................................................. 50


vi

Hình 2-37: Nissan NP300 Navara ........................................................................ 51
Hình 2-38: Chọn xe mẫu. ..................................................................................... 52
Hình 2-39: Nhập tiêu đề cho tập dữ liệu Xe 1 FWD ........................................... 52
Hình 2-40: Nút dẫn vào mục thiết lập các thông số ............................................. 53
Hình 2-41: Chọn địa hình đường chạy mô phỏng................................................ 54
Hình 2-42: Nhập tiêu đề cho tập dữ liệu Xe 2 RWD. .......................................... 54
Hình 2-43: Chồng kết quả xe 1 FWD và xe 2 RWD lên nhau. ............................ 55
Hình 2-44: Kết quả mô phỏng trên địa hình gập ghềnh ....................................... 55
Hình 2-45: Chọn địa hình đường chạy mô phỏng................................................ 56
Hình 2-46: Kết quả mô phỏng khi ô tô vào cua ................................................... 56
Hình 3-1: Kết quả mô phỏng đặc tính truyền động ô tô một cầu và hai cầu ....... 57
Hình 3-2: Kết quả mô phỏng khi chạy trên đoạn đường lượn sóng..................... 58
Hình 3-3: Kết quả mô phỏng khi chạy trên đoạn đường thẳng. ........................... 58
Hình 3-4: Kết quả mô phỏng khi vào cua với vận tốc lớn ................................... 59

Hình 3-5: Đồ thị tốc độ động cơ ô tô 1 ................................................................ 59
Hình 3-6: Đồ thị tốc độ động cơ ô tô 2 ................................................................ 60
Hình 3-7: Đồ thị mômen lực truyền lên bánh trước của cả 2 ô tô ....................... 61
Hình 3-8: Đồ thị mômen lực tác dụng lên bánh sau của cả 2 ô tô ....................... 61
Hình 3-9: Đồ thị trạng thái tay số ở của cả hai ô tô ............................................. 62
Hình 3-10: Đồ thị gia tốc theo phương dọc cả của hai ô tô ................................. 62
Hình 3-11: Đồ thị tốc độ động cơ xe 1 (FWD). ................................................... 63
Hình 3-12: Đồ thị tốc độ động cơ xe 2 (RWD).................................................... 63
Hình 3-13: Đồ thị mômen tác dụng lên bánh trước ............................................ 64


vii

Hình 3-14: Đồ thị mômen tác dụng lên bánh sau ............................................... 64
Hình 3-15: Đồ thị gia tốc theo phương dọc ......................................................... 65
Hình 3-16: Đồ thị phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe của xe FWD ........ 66
Hình 3-17: Đồ thị phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe của xe RWD ........ 66
Hình 3-18: Đồ thị vận tốc xe ................................................................................ 66


viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
HTTL (Hệ thống truyền lực)
SUV: Sport Utility Vehicle (xe thể thao đa dụng)
MT: Manual Tranmission (số tự động)
AT: Auto Tranmission (số sàn)
RWR: Rear Wheel Drive (dẫn động cầu sau)
FWR: Front Wheel Drive (dẫn động cầu trước)

1

LỜI NÓI ĐẦU
Trong xã hội ngày càng phát triển như hiện nay, mức sống của người dân ngày
càng được nâng cao thì nhu cầu sử dụng ô tô ngày càng tăng, bởi tính thực dụng, cơ
động và tiện nghi mà nó mang lại so với các loại phương tiện khác
Theo thống kê của Hiệp hội các nhà sản xuất ô tô Việt Nam VAMA (Vietnam
Automobile Manufactures Assosiation) những năm gần đây, số lượng ô tô bán ra bởi
các thành viên năm 2014 là 157,769 xe; năm 2015 là 244,914 xe. Ta có thể thấy số
lượng ô tô tiêu thụ của 2015 tăng 55.2% so với 2014.
Tuy nhiên, ngược lại với nhu cầu ngày càng cao của xã hội thì thực tế, ngành
công nghiệp ô tô trong nước hiện nay vẫn còn gặp nhiều khó khăn và thách thức lớn:
Mặc dù được Nhà nước đưa ra nhiều chính sách chú trọng phát triển, gây dựng ngành
công nghiệp ô tô của nước ta bắt đầu từ năm 1986, nhưng sau gần 30 năm đến nay,
ngành Công nghiệp Ô tô của Việt Nam chỉ có thể coi là đã hình thành và đáp ứng
được một số mục tiêu chiến lược về số lượng và tỷ lệ nội địa hoá, tuy nhiên tỷ lệ này
còn rất thấp. Trong khi đó, vào năm 2018 khi cam kết giá nhập khẩu xe từ ASEAN
giảm còn 0% theo lộ trình trong hiệp định thương mại tự do AFTA và gần đây nhất,
Hiệp định TPP vừa ký tháng 2/2016 sẽ làm cuộc chiến cạnh tranh giữa ô tô trong
nước và ô tô nhập khẩu nguyên chiếc trở nên gay gắt hơn.
Xu hướng phát triển ngành ô tô của nước ta hiện nay và trong thời gian tới mang
tính chất sửa chữa là chủ yếu, vì thế cần chú trọng vào khâu tính toán, kiểm nghiệm.
Tuy nhiên để phần công việc này đạt được độ chính xác và hiệu quả cao hơn thì nhất
định không thể thiếu được sự hỗ trợ từ các phần mềm máy tính.
Từ những thực tế và nguyên nhân trên em đã quyết định chọn đề tài: “Nghiên
cứu mô phỏng truyền động của ô tô một cầu chủ động và ô tô hai cầu chủ động bằng
phần mềm máy tính”.

2

Nội dung của đề tài gồm 04 phần chính như sau:
Chương 1: Tổng quan hệ thống truyền lực.
Chương 2: Lựa chọn đặc tính ô tô và điều kiện vận hành mô phỏng.
Chương 3: Kết quả nghiên cứu mô phỏng và thảo luận.
Chương 4: Kết luận.
Tuy nhiên, do kiến thức bản thân và kinh nghiệm thực tập tiếp xúc thực tế của
em còn hạn chế, mang nhiều tính lý thuyết nên đề tài này vẫn không tránh khỏi những
sai sót. Em hy vọng sẽ nhận được sự góp ý và sữa chữa từ Quý Thầy và các bạn để
đề tài này được hoàn chỉnh hơn.
Em cũng xin chân thành cám ơn Quý Thầy trong Bộ Môn Kỹ thuật Ô tô trường
Đại học Nha Trang đã chỉ dạy và cung cấp cho em những tư liệu, kiến thức quan
trọng trong thời gian qua, đặc biệt là Thầy Nguyễn Thanh Tuấn người đã hướng dẫn
và giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài này.

Sinh viên thực hiện.
Nguyễn Cung Vũ


3

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ
1.1. Định nghĩa, công dụng, phân loại
1.1.1. Định nghĩa
Hệ thống truyền lực (HTTL) của ô tô là hệ thống tập hợp tất cả các cơ cấu nối
từ động cơ tới bánh xe chủ động, bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biến
đổi giá trị mômen truyền.
1.1.2. Công dụng
Hệ thống truyền lực ô tô có các công dụng sau:

- Truyền, biến đổi mômen quay và số vòng quay từ động cơ tới bánh xe chủ
động sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ, và mômen cản sinh ra trong
quá trình ô tô chuyển động.
- Cắt dòng truyền trong thời gian ngắn hoặc dài.
- Thực hiện đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ô tô.
- Tạo khả năng chuyển động mềm mại và tính năng việt dã cần thiết trên đường.
1.1.3. Phân loại
Phân theo hình thức truyền năng lượng:
- HTTL cơ khí: các bộ truyền ma sát, các hộp biến tốc, hộp phân phối truyền
động các-đăng.
- HTTL cơ khí thủy lực: các bộ truyền cơ khí, bộ truyền thủy lực.
- HTTL điện từ: nguồn điện, các động cơ điện, rơle điện từ, dây dẫn.
- HTTL thủy lực: bơm thủy lực, các động cơ thủy lực, van điều khiển, ống dẫn.
- HTTL liên hợp: một số bộ phận cơ khí, một số bộ phận thủy lực, một số bộ
phận điện từ.
Phân theo đặc điểm biến đổi các tỉ số truyền (truyền lực có cấp và vô cấp):


4

- Truyền lực có cấp: truyền lực có các tỉ số tuyền cố định, việc thay đổi số truyền
theo dạng bậc thang.
- Truyền lực vô cấp: truyền lực có tỉ số truyền biến đổi liên tục tùy thuộc vào
chế độ làm việc của động cơ và lực cản mặt đường.
Phân theo phương pháp điều khiển thay đổi tốc độ:
- Điều khiển bằng cần số.
- Điều khiển bán tự động.
- Điều khiển tự động.
1.2. Các sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực trên ô tô hiện nay.

a)

b)

c)

d)

e)

f)


5

g)
Hình 1-1: Sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực trên ô tô. [6]
Sơ đồ a: động cơ, ly hợp, hộp số đặt hàng dọc phía trước đầu xe, cầu chủ động
đặt sau xe, trục các-đăng nối giữa hộp số và cầu chủ động. Sơ đồ này thông dụng và
quen thuộc trên nhiều ô tô.
Sơ đồ b: động cơ, ly hợp, hộp số, cầu xe nằm dọc và ở trước xe, cầu trước chủ
động. Các cụm liên kết với nhau tạo thành một khối lớn, gọn, làm trọng tâm xe lệch
hẳn về phía đầu xe, tạo khả năng ổn định cao khi có lực bên tác động.
Sơ đồ c: động cơ, ly hơp, hộp số, nằm ngang đặt trước xe, cầu trước chủ động.
Toàn bộ cụm truyền lực làm liền khối. Trọng lượng khối động lực nằm lệch hẳn về
phía đầu xe, nâng cao khả năng ổn định ở tốc độ cao.
Sơ đồ d: động cơ, li hợp, hộp số, cầu chủ động làm thành một khối gọn nằm ở
phía sau xe, cầu sau chủ động. Cụm động cơ nằm sau cầu chủ động. Dạng cấu trúc
này phù hợp cho việc tăng lực kéo của xe, dảm bảo khả năng tăng tốc tốt.
Sơ đồ e: động cơ, li hợp, hộp số, hộp phân phối đặt dọc phía đầu xe, cầu trước

và cầu sau chủ động. Nối giữa hộp phân phối và các cầu là các trục các-đăng. Sơ đồ
này thường gặp ở ô tô có tính năng việt dã cao, ô tô chạy trên đường xấu.
Sơ dồ f: động cơ, li hợp, hộp số, cầu trước thành một khối nằm phía đầu xe, đáp
ứng nhu cầu tăng trọng lượng lên cầu trước. Cầu sau chủ động nối với hộp số chính
thông qua khớp ma sát, không có hộp phân phối. Kết cấu đơn giản làm xe có tính
năng việt dã tốt.


6

Sơ đồ g: động cơ, li hợp, hộp số, cầu sau thành một khối nằm phía sau xe, tăng
trọng lượng lên cầu sau, cầu trước nối với hộp số thông qua khớp ma sát. Cấu trúc
này phù hợp cho việc tăng lực kéo của xe, đảm bảo khả năng tăng tốc tốt. (vd: Porsche,
Lamborghini…).
1.3. Cấu tạo hệ thống truyền lực

Hình 1-2: Hệ thống truyền lực ô tô [6]
1.3.1. Ly hợp
1.3.1.1.Công dụng
Ly hợp là một cụm của hệ thống truyền lực nằm giữa động cơ và hộp số chính
có chức năng:
- Tạo khả năng đóng ngắt mạch truyền lực từ động cơ tới bánh xe chủ động
(đảm bảo đóng ngắt êm dịu nhằm giảm tải trọng động)
- Khi chịu tải quá lớn, ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằm tránh
quá tải cho hệ thống truyền lực và động cơ.
- Khi có hiện tượng cộng hưởng, ly hợp có khả năng dập tắt nhằm nâng cao chất
lượng truyền lực.
1.3.1.2. Phân loại ly hợp
Phân theo cách truyền mômen xoắn:

7

- Ly hợp ma sát: loại một đĩa, nhiều đĩa, loại lò xo nén biên, loại lò xo nén trung
tâm, loại càng tách ly tâm, loại càng tách nửa ly tâm.
- Ly hợp thủy lực: loại thủy động, loại thủy tĩnh.
- Ly hợp điện từ: truyền động nhờ tác dụng của từ trường nam châm điện.
- Ly hợp liên hợp.
Phân loại theo cách tạo lực ép:
- Ly hợp dùng lò xo tạo lực ép lên đĩa ép, lò xo có thể là lò xo trụ, lò xo đĩa, lò
xo màng…
- Ly hợp điện từ: lực ép là lực điện từ.
- Ly hợp bán ly tâm: lực ép sinh ra do lò xo cộng với lực ly tâm của trọng khối
phụ ép thêm vào.
- Ly hợp ly tâm: sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở ly hợp.
Phân loại theo trạng thái làm việc.
- Ly hợp thường đóng: Loại này sử dụng trên hầu hết các ô tô hiện nay.
- Ly hợp thường mở: Loại này chủ yếu sử dụng trên máy kéo.
1.3.1.3. Yêu cầu của ly hợp
Truyền được mômen xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt trong bất kỳ
điều kiện sử dụng nào, muốn vậy thì mômen ma sát sinh ra trong ly hợp phải lớn hơn
mô men xoắn của động cơ.
MLH = β.Memax
Trong đó:
MLH - mômen ma sát sinh ra trong ly hợp, [N.m].
Memax - mômen xoắn lớn nhất của động cơ, [N.m].
β - Hệ số dự trữ mômen của ly hợp, β>1.


8

Khi nối ly hợp phải êm dịu, để không gây ra sự va đập trong hệ thống truyền
lực, không gây va đập giữa các bánh răng. (ly hợp đóng êm dịu thì ô tô khởi hành từ
từ không bị giật làm người lái đỡ mệt)
Khi cắt tách ly hợp phải nhanh và dứt khoát để dễ gài số và tránh gây tải trọng
động.
Mômen quán tính của phần bị động ly hợp phải nhỏ để làm giảm áp lực va đập
lên các bánh răng.
Đảm bảo thoát nhiệt tốt khi ly hợp trượt.
1.3.1.4. Cấu tạo

Hình 1-3: Cấu tạo ly hợp dùng lò xo màng [6]
Phần chủ động: gồm các chi tiết lắp ghép trực tiếp hoặc gián tiếp với bánh đà
của động cơ và có cùng tốc độ quay với bánh đà. Phần chủ động bao gồm: bánh đà,
đĩa ép, vỏ ly hợp, lò xo ép.
Phần bị động: gồm các chi tiết lắp ghép trưc tiếp hoặc gián tiếp với với trục bị
động của ly hợp và có cùng tốc độ góc với trục bị động của ly hợp. Phần bị động
gồm: trục bị động (là trục chủ động của hộp số), đĩa bị động.
Bộ phận tạo lực ép gồm: giá tựa (vỏ li hợp), lò xo ép, đĩa ép.


9

Hình 1-4: Đĩa ép và đĩa ma sát. [3]
Vỏ ly hợp: làm bằng thép dập, có các lỗ để bắt và định tâm với bánh đà. Trên
vỏ có các gờ lồi, hoặc lỗ liên kết với đĩa ép, nhưng vẫn cho đĩa ép di chuyển dọc trục.
Lỗ trong của vỏ có vòng lò xo khóa nhằm cố định lò xo ép.
Đĩa ép: được làm bằng vật liệu chịu tải (thường làm bằng gang), độ phẳng cao,
được điều khiển để đóng mở ly hợp. Mặt tiếp giáp với đĩa bị động 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 gờ khác tạo nên các điểm truyền mômen xoắn giữa vỏ và đĩa ép.
Đĩa ma sát: gồm moay ơ, các tấm ma sát trong, xương đĩa, giảm chấn, tấm ma
sát, đinh tán. Đĩa ma sát có kích thước và trọng lượng nhỏ.

Hình 1-5: Cấu tạo đĩa ma sát [3]


10

Phần dẫn động điều khiển ly hợp: ly hợp sử dụng trên ôtô phổ biến thuộc loại
thường đóng (ở trạng thái làm việc bình thường khi không có tác động, ly hợp ở trạng
thái đóng). Để ngắt ly hợp, cần tác động lên cần bẩy hoặc lò xo màng để giải phóng
đĩa ma sát khỏi bề mặt bánh đà. Có 2 loại cơ cấu dẫn động thường gặp nhất là dẫn
động cơ cấu cơ khí (kiểu cáp hay dòn kéo) và dẫn động cơ cấu thủy lực.
- Dẫn động điều khiển ly hợp cơ khí bằng cáp: cơ cấu điều khiển gồm một sợi
dây cáp bên ngoài đươc vỏ bọc bao lại. Một đầu sợi cáp dược nối với bàn đạp ly hợp,
đầu kia nối với càng gạt khớp trượt, vỏ cáp lồng ngoài sợi cáp cho phép sợi cáp
chuyển động kéo theo càng gạt khớp trượt chuyển động khi bàn đạp ly hợp chuyển
động. Khi bàn đạp ly hợp buông ra thì lò xo được gắn ở bàn đạp sẽ kéo bàn đạp trở
về vị trí ban đầu.

Hình 1-6: Cơ cấu dẫn động ly hợp kiểu cơ khí sử dụng cáp. [1]
- Dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực: thường được sử dụng trên ôtô con
và những ôtô có bộ ly hợp nằm ở vị trí khó sử dụng cơ cấu điều khiển kiểu thanh nối
hoặc cáp. Khi đạp bàn đạp, thông qua thanh đẩy làm pitton trong bơm dầu chính
chuyển động đẩy dầu theo ống tới xylanh con. Dầu có áp suất cao đẩy pitton trong
xylanh chuyển dịch, thông qua cần đẩy ép vào càng gạt khớp trượt ngắt ly hợp.


11

Hình 1-7: Cơ cấu dẫn động ly hợp bằng thủy lực [3]
1.3.1.5. Nguyên lý hoạt động.

Hình 1-8: Nguyên lý hoạt động của ly hợp. [7]
1- trục cơ; 2- đĩa ma sát; 3- bánh đà; 4- vỏ ly hợp; 5- hốt; 6- lò xo màng;
7- trục sơ cấp hộp số; 8- bi tỳ; 9- càng điều khiển bi tỳ; 10- đĩa ép
Trạng thái đóng: Bi tỳ (8) ở trạng thái tự do nên không tác động vào lò xo màng
(6), lực căng của lò xo màng (6) sẽ đẩy bàn ép ly hợp (10) tác động ép chặt đĩa ly hợp
(2) áp sát vào bề mặt bánh đà (3) bởi điểm tựa là chốt (5) bắt với vỏ ly hợp (4). Lúc
này toàn bộ cụm ly hợp (2, 4,5 ,6 ,10) và bánh đà (3) sẽ tạo thành khối cứng, mô men
quay của trục cơ (1) sẽ truyền trực tiếp qua bộ ly hợp đến trục sơ cấp hộp số (7).


12

Trạng thái mở: khi người lái thực hiện việc chuyển số thì cần phải ngắt dòng
chuyển động từ động cơ tới hộp số. Lúc này người lái tác dụng lên bàn đạp côn thông
qua cơ cấu dẫn động tác động lên càng điều khiển bi tỳ (9) để ép bi tỳ (8) tác dụng
lên lò xo (6), thông qua điểm tựa (5) lò xo (6) sẽ kéo cho bàn ép ly hợp (10) ra không
tác động lên đĩa ly hợp (2) nữa, đĩa ly hợp (2) vì thế ở trạng thái tự do, mô men quay
của trục cơ sẽ không truyền được qua đĩa ly hợp (2) để truyền sang trục sơ cấp (7)
được nữa và người lái có thể thực hiện việc chuyển số, sau đó nhả chân côn và ly hợp
lại trở về trạng thái đóng bình thường.
1.3.2. Hộp số
1.3.2.1. Công dụng
Hộp số dùng để biến đổi tỷ số truyền, nghĩa là biến đổi mômen xoắn từ động cơ
đến các bánh chủ động nhằm cải thiện đặc tính kéo của động cơ cho phù hợp với điều
kiện làm việc của ôtô.
Thay đổi chiều chuyển động của ô tô.

Cho ô tô dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc ngắt ly hợp.
Dẫn động mômen xoắn ra ngoài cho các bộ phận đặc biệt (với xe chuyên dụng).
1.3.2.2. Phân loại
Phân loại theo phương pháp điều khiển hộp số:
- Điều khiển tự động: Trên hộp số tự động không có bàn đạp ly hợp và cũng
không có cần chuyển số, chỉ cần đưa cần chọn số vào nấc D (drive), sau đó mọi thứ
đều là tự động.
- Điều khiển bán tự động: Việc đóng mở ly hợp để gài số được thực hiện nhờ
sự liên động với cần gài số. Cứ khi gài số thì ly hợp được mở đóng, phục vụ việc cắt
đóng mômen truyền để chuyển số.
- Điều khiển bằng tay: Cơ cấu điều khiển truyền lực người điều khiển đến ống
gài số để dịch chuyển chúng vào vi trí gài số hoặc trả về vị trí trung gian.