Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ số truyền trong hệ thống truyền lực có cấp tới mức tiêu thụ nhiên liệu của ô tô

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
1. Những nội dung trong luận văn này là do tôi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn trực
tiếp của thầy PGS.TS. Nguyễn Trọng Hoan – Giảng viên Bộ môn ô tô –
Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
2. Mọi tài liệu tham khảo trong luận văn đều đƣợc trích dẫn rõ ràng. Nội dung
trong luận văn hoàn toàn phù hợp với nội dung đã đƣợc đăng ký và phê duyệt
của Hiệu trƣởng Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội.
3. Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian dối tôi xin hoàn
toàn chịu trách nhiệm.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016.

Tác giả

Tống Minh Hải

i


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
MỤC LỤC ...................................................................................................................ii
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................. iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU………………………………..…………………..viii
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................ 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN………………………………………………………. 2

1.1. Vai trò của hệ thống truyền lực trên ô tô[1] .........................................................2
1.2. Hệ thống truyền lực cơ khí [6] .............................................................................5
1.2.1. Cấu tạo nguyên lý hoạt động.............................................................................6
1.2.1.1. Ly hợp………………………………………………………………………7
1.2.1.2. Hộp số ............................................................................................................8
1.2.1.3. Trục các đăng ...............................................................................................18
1.2.1.4. Cầu chủ động................................................................................................19
1.2.2. Đặc điểm của hệ thống truyền lực cơ khí .......................................................20
1.3. Ảnh hƣởng của tỷ số truyền tới mức tiêu hao nhiên liệu[1]. .............................20
1.4. Nội dung của luận văn........................................................................................21
CHƢƠNG 2: TỶ SỐ TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CƠ KHÍ........ 22
2.1. Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực cơ khí[1] .................................................22
2.1.1. Số lƣợng tỷ số truyền[1]..................................................................................24
2.1.1.1. Hệ số thích ứng của hệ thống truyền lực......................................................24
2.1.1.2. Tỷ số truyền lớn nhất ...................................................................................26
2.1.1.3. Tỷ số truyền nhỏ nhất ...................................................................................27
2.1.2. Quy luật phân bố tỷ số truyền[1] ....................................................................32
2.1.2.1. Phân bố tỷ số truyền với bƣớc số không đổi ................................................32
2.1.2.2. Phân bố tỷ số truyền với bƣớc số giảm dần .................................................34
2.1.3. Ảnh hƣởng của quy luật phân bố tỷ số truyền tới hoạt động của ô tô ............35
2.2. Đặc tính kéo của ô tô[1] .....................................................................................38
2.3. Tiêu thụ nhiên liệu ở các tay số .........................................................................42

ii


CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN MỨC TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU ................................. 44
3.1. Tiêu thụ nhiên liệu của ô tô cơ sở ......................................................................44
3.1.1. Xây dựng đặc tính kéo ....................................................................................44
3.1.2. Tính toán mức tiêu thụ nhiên liệu cho xe cơ sở trong điều kiện xe làm việc

trên đƣờng bằng (i = 0%) ..........................................................................................51
3.1.3. Tính toán mức tiêu thụ nhiên liệu cho xe cơ sở trong điều kiện xe làm việc
trên đƣờng dốc...........................................................................................................62
3.1.3.1. Tính toán mức tiêu thụ nhiên liệu cho xe cơ sở khi xe chạy trên đƣờng dốc
(i = 3%) .....................................................................................................................62
3.1.3.2. Tính toán mức tiêu thụ nhiên liệu cho xe cơ sở trong điều kiện xe làm việc
trên đƣờng dốc (i = 8%) ............................................................................................67
3.1.3.3. So sánh mức tiêu thụ nhiên liệu cho xe cơ sở ở cùng 1 tay số trong các điều
kiện đƣờng khác nhau ...............................................................................................71
3.2. Tiêu thụ nhiên liệu của xe ô tô với hộp số mới khi xe đi trên đƣờng bằng phẳng
(i =0%) ......................................................................................................................74
KẾT LUẬN CHUNG……………………………………………………………...80
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………….81

iii


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Đặc tính kéo lý tƣởng của ô tô và khả năng đáp ứng của động cơ đốt trong
.....................................................................................................................................4
Hình 1.2. Vị trí và vai trò của hệ thống truyền lực trên ô tô………………………...5
Hình 1.3. Hệ thống truyền lực trên ô tô …………………………………………….6
Hình 1.4. Cấu trúc bộ ly hợp .......................................................................................7
Hình 1.5. Đĩa ly hợp ....................................................................................................7
Hình 1.6. Điều khiển ly hợp bằng cơ khí .....................................................................8
Hình 1.7. Điểu khiển ly hợp bằng thủy lực ..................................................................8
Hình 1.8. Cấu tạo hộp số ngang ..................................................................................9
Hình 1.9. Hoạt động ở tay số số trung gian ................................................................10
Hình 1.10. Ăn khớp bánh răng trung gian .................................................................12
Hình 1.11. Cấu tạo hộp số dọc ..................................................................................12

Hình 1.12. Đồng tốc loại có khóa ..............................................................................13
Hình 1.13. Bắt đầu quá trình đồng tốc .......................................................................14
Hình 1.14. Kết thúc quá trình đồng tốc .....................................................................15
Hình 1.15. Kiểu hộp số E50 ......................................................................................16
Hình 1.16. Cấu tạo đồng tốc không có khóa ..............................................................16
Hình 1.17. Hộp số điều khiển từ xa ...........................................................................17
Hình 1.18. Hộp số điều khiển trực tiếp ......................................................................17
Hình 1.19. Cơ cấu chuyển số .....................................................................................18
Hình 1.20. Trục các đăng thông thƣờng có 2 khớp nối .............................................19
Hình 1.21. Trục các đăng 3 khớp nối ........................................................................19
Hình 1.22. Đồ thị mức tiêu thụ nhiên liệu ở các cấp số khác nhau của ô tô con .......21

iv


Hình 2.1. Đồ thị quan hệ tốc độ động cơ và vận tốc của ô tô ................................22
Hình 2.2. Sơ đồ các bộ phận tạo tỷ số truyền của hệ thống truyền lực .................23
Hình 2.3. Hệ số thích ứng của hệ thống truyền lực trên một số loại ô tô..............25
Hình 2.4. Vùng lựa chọn vận tốc thiết kế tối đa đối với các loại ô tô tải và ô tô
khách ……………………………………………………………………………...28
Hình 2.5. Các phƣơng án chọn tỷ số truyền nhỏ nhất của hộp số với vận tốc thiết kế
là V*………………………………………………………………………………...28
Hình 2.6. Tăng hệ số thích ứng .................................................................................30
Hình 2.7. Giảm tỷ số truyền cấp số cao nhất .............................................................30
Hình 2.8. Tăng thêm cấp số .......................................................................................30
Hình 2.9. Thiết kế chuẩn ...........................................................................................31
Hình 2.10. Đặc tính kéo của ô tô con 5 số .................................................................31
Hình 2.11. Đồ thị quan hệ tốc độ động cơ và vận tốc của ô tô ..................................32
Hình 2.12. Phân bố theo quy luật cấp số nhân ..........................................................33
Hình 2.13. Phân bố theo quy luật bƣớc số giảm dần .................................................34

Hình 2.14. Đặc tính động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu ...............37
Hình 2.15. Đặc tính kéo của ô tô con có 5 cấp số .....................................................39
Hình 2.16. Đặc tính kéo của ô tô tải với hộp số cơ sở có 6 cấp số và hộp số chia 2
cấp…………………………………………………………………………………..…40
Hình 2.17. Đồ thị công suất kéo tại bánh xe chủ động .............................................41
Hình 2.18. Đồ thị mức tiêu thụ nhiên liệu ở các cấp số khác nhau của ô tô con .....43
Hình 3.1. Đặc tính động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu..................45
Hình 3.2. Đồ thị đặc tính ngoài động cơ ....................................................................46
Hình 3.3. Đồ thị cân bằng công suất ..........................................................................48
Hình 3.4. Đồ thị đặc tính kéo của ô tô con 5 cấp ......................................................51

v


Hình 3.5. Đồ thị đƣờng đẳng công suất của xe cơ sở khi xe chạy trên đƣờng bằng ..54
Hình 3.6. Đồ thị mô men cản ở các cấp số quy về động cơ của xe cơ sở khi xe chạy
trên đƣờng bằng (i =0%) .............................................................................................................55
Hình 3.7. Đồ thị đặc tính động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu tại tay
số 1 của xe cơ sở khi xe chạy trên đƣờng bằng (i =0%) .....................................................56
Hình 3.8. Đồ thị tiêu thụ nhiên liệu tại tay số 1 của xe của xe cơ sở khi xe chạy trên
đƣờng bằng (i =0%) .....................................................................................................................56
Hình 3.9. Đồ thị đặc tính động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu tại tay
số 2 của xe cơ sở khi xe chạy trên đƣờng bằng (i =0%) .....................................................57
Hình 3.10. Đồ thị tiêu thụ nhiên liệu tại tay số 2 của xe cơ sở khi xe chạy trên đƣờng
bằng (i =0%) ..................................................................................................................................58
Hình 3.11. Đồ thị đặc tính động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu tại
tay số 3 của xe cơ sở khi xe chạy trên đƣờng bằng (i =0%) ..............................................58
Hình 3.12. Đồ thị tiêu thụ nhiên liệu tại tay số 3 của xe cơ sở khi xe chạy trên đƣờng
bằng (i =0%) ..................................................................................................................................59
Hình 3.13. Đồ thị đặc tính động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu tại

tay số 4 của xe cơ sở khi xe chạy trên đƣờng bằng (i =0%) ..............................................59
Hình 3.14. Đồ thị tiêu thụ nhiên liệu tại tay số 4 của xe cơ sở khi xe chạy trên đƣờng
bằng (i =0%) ..................................................................................................................................60
Hình 3.15. Đồ thị đặc tính động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu tại
tay số 5 của xe cơ sở khi xe chạy trên đƣờng bằng (i =0%) ..............................................60
Hình 3.16. Đồ thị tiêu thụ nhiên liệu tại tay số 5 của xe cơ sở khi xe chạy trên đƣờng
bằng (i =0%) ..................................................................................................................................61
Hình 3.17. Đồ thị đặc tính động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu tại
các tay số của xe cơ sở khi xe chạy trên đƣờng bằng (i =0%) ..........................................61
Hình 3.18. Đồ thị tiêu thụ nhiên liệu tại các tay số của xe cơ sở khi xe chạy trên
đƣờng bằng (i =0%) .....................................................................................................................62
Hình 3.19. Đồ thị đƣờng đẳng công suất của xe cơ sở khi xe chạy trên đƣờng dốc (i
= 3%) ...............................................................................................................................................64

vi


Hình 3.20. Đồ thị mô men cản ở các cấp số quy về động cơ ............................................65
Hình 3.21. Đồ thị đặc tính động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu tại
các tay số của xe con 5 số khi xe đi trên đƣờng dốc i = 3% ..............................................66
Hình 3.22. Đồ thị tiêu thụ nhiên liệu tại các tay số của xe con 5 số khi đi trên đƣờng
dốc i =3% ........................................................................................................................................67
Hình 3.23. Đồ thị đƣờng đẳng công suất khi xe chạy trên đƣờng dốc i = 8% ..............69
Hình 3.24. Đồ thị mô men cản ở các cấp số quy về động cơ của xe cơ sở khi chạy
trên đƣờng dốc i = 8% .................................................................................................................69
Hình 3.25. Đồ thị đặc tính động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu tại
các tay số của xe cơ sở khi chạy trên đƣờng dốc i = 8% ....................................................70
Hình 3.26. Đồ thị tiêu thụ nhiên liệu tại các tay số của xe cơ sở khi chạy trên đƣờng
dốc i = 8% ......................................................................................................................................71
Hình 3.27. Đồ thị tiêu thụ nhiên liệu tại tay số 1 của xe cơ sở khi đi trên đƣờng khác

nhau ..................................................................................................................................................72
Hình 3.28. Đồ thị tiêu thụ nhiên liệu tại tay số 2 của xe cơ sở khi đi trên đƣờng khác
nhau ..................................................................................................................................................73
Hình 3.29. Đồ thị tiêu thụ nhiên liệu tại tay số 3 của xe cơ sở khi đi trên đƣờng khác
nhau ..................................................................................................................................................74
Hình 3.30. Đồ thị mô men cản ở tay số 6 quy về động cơ .................................................75
Hình 3.31. Đồ thị đặc tính động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu tại
tay số 6 của xe ...............................................................................................................................76
Hình 3.32. Đồ thị tiêu thụ nhiên liệu tại tay số 6 của xe ....................................................77
Hình 3.33. Đồ thị đặc tính động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu tại
các tay số của xe con 6 số ..........................................................................................................78
Hình 3.34. Đồ thị tiêu thụ nhiên liệu tại các tay số của xe con 6 số ...............................79

vii


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU
Kí hiệu

Diễn giải

Đơn vị

ma

Khối lƣợng của xe

Cx

Hệ số cản không khí

A

Diện tích cản chính diện

m2

Memax

Mô men cực đại động cơ

Nm

Nemax

Công suất cực đại của động cơ

Kw

kg

rbx

Bán kính bánh xe

m

ne

Vận tốc động cơ

v/ph

V

Vận tốc của xe

km/h

Ge

Lƣợng nhiên liệu cho 100km

ρn

Khối lƣợng riêng của Xăng

iT

Tỉ số truyền của HTTL

f

Hệ số cản lăn

ρ

Mật độ không khí

Lít/100km

kg/m3

kg/m3

viii


LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô là một loại phƣơng tiện giao thông đƣợc sử dụng từ rất lâu, ở hầu hết
các quốc gia trên thế giới. Đất nƣớc ta đang trong thời kì phát triển, ngành công
nghiệp ô tô đang là vấn đề quan tâm của nhà nƣớc. Cùng với quá trình phát triển
của nghành công nghiệp ô tô thì càng có nhiều nhà máy ô tô ra đời, các ngành dịch
vụ liên quan đến ô tô cũng phát triển theo, việc nội địa hóa đang đƣợc đẩy mạnh và
ngày càng nhiều chi tiết đƣợc sản xuất trong nƣớc.
Hộp số là một trong những bộ phận quan trọng của hệ thống truyền lực trên ô
tô. Nó làm nhiệm vụ biến đổi mô men theo điều kiện cản của mặt đƣờng. Ngày nay
việc sử dụng hộp số tự động đang là xu thế của ngành công nghiệp ô tô, nhƣng hộp
số cơ khí vẫn đƣợc dùng phổ biến hiện nay, đặc biệt là trên các xe ô tô vận tải. Đem
lại nhiều lợi ích kinh tế cho ngƣời sử dụng.
Trong luận văn tốt nghiệp này em đƣợc giao đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng
của tỷ số truyền trong hệ thống truyền lực có cấp tới mức tiêu thụ nhiên liệu của
ô tô.
Em xin trân thành cảm ơn sự hƣớng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo
Nguyễn Trọng Hoan và các thầy trong bộ môn ô tô và xe chuyên dụng – Viện cơ
khí động lực – Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ em hoàn thành luận
văn tốt nghiệp này.

1

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Vai trò của hệ thống truyền lực trên ô tô[1]
Hệ thống truyền lực trên ô tô đóng vai trò của bộ phận kết nối động cơ với
các bánh xe chủ động, giúp cho xe có thể chuyển động trên các loại đƣờng xá theo
điều kiện sử dụng cụ thể.
Về bản chất, hệ thống truyền lực là hệ thống truyền công suất của động cơ
tới các bánh xe chủ động ( sơ đồ trên hình 1.2). Nếu gọi công suất phát ra của động
cơ là Ne và công suất mà bánh xe nhận đƣợc là Nk thì ta viết đƣợc nhƣ sau:

Ne 

Nk

(1.1)

T

Trong đó T là hiệu suất của hệ thống truyền lực. Công suất trên trục của
động cơ đƣợc tính theo mô men Me và vận tốc góc e trên trục của nó:

Ne  M ee

(1.2)

Trong đó khi ô tô chuyển động, công suất tại bánh xe đƣợc thể hiện thông
qua mô men xoắn Mk và vận tốc góc ωk:

Nk  M kk

(1.3)

hoặc thông qua lực kéo Pk và vận tốc chuyển động của ô tô V:

Nk  PV
k

(1.4)

Với:

Pk 

Mk
rk

;

V  k rk

Trong đó, rk là bán kính bánh xe.

2

(1.5)


Để ô tô có thể chuyển động đƣợc thì phải thỏa mãn điều kiện:

Pk   Pc

(1.6)

Trong đó: ∑ Pc là tổng các lực cản chuyển động của ô tô.
Với công suất tối đa của động cơ là Nemax và vận tốc chuyển động của ô tô
là V, nếu bỏ qua tổn thất trong hệ thống truyền lực, thì lực kéo tại các bánh xe chủ
động đƣợc tính nhƣ sau:

Pk 

N e max
V

(1.7)

Mối quan hệ giữa lực kéo và vận tốc theo công thức (1.7) đƣợc mô tả bằng
đƣờng hyperbol trên hình 1.1. Đồ thị này thƣờng đƣợc gọi là đặc tính kéo lý tƣởng,
nó thể hiện khả năng sử dụng tối đa công suất của động cơ để đáp ứng mọi điều
kiện chuyển động của ô tô. Trên thực tế, phạm vi hoạt động của ô tô rất rộng, nó có
thể chuyển động trên các loại đƣờng khác nhau, với tốc độ khác nhau. Vì vậy, lực
kéo và vận tốc tại bánh xe phải luôn thay đổi để đáp ứng các điều kiện chuyển động
cụ thể. Với đặc tính kéo nhƣ trên hình 1.1 thì vùng làm việc khả dĩ của ô tô nằm bên
dƣới đƣờng đặc tính lý tƣởng và đƣờng giới hạn khả năng bám.
Tuy nhiên, động cơ sử dụng trên ô tô hiện nay chủ yếu vẫn là động cơ đốt
trong, tồn tại dƣới hai dạng động cơ xăng và động cơ diesel. Các loại động cơ này
không đáp ứng đƣợc vùng làm việc mong muốn theo đặc tính lý tƣởng, mà nó chỉ
có thể cung cấp lực kéo trong phạm vi giới hạn của đặc tính làm việc của nó ( vùng
trắng trên hình 1.1)
Nhƣ vậy, để ô tô có thể hoạt động trong mọi điều kiện làm việc theo yêu cầu
thì cần có bộ phận chuyển đổi trung gian để biến đổi đặc tính của động cơ sao cho

phù hợp với điều kiện chuyển động của ô tô. Bộ phận biến đổi đặc tính động cơ
chính là hệ thống truyền lực của ô tô.

3


Hình 1.1. Đặc tính kéo lý tƣởng của ô tô và khả năng đáp ứng của động cơ đốt
trong
Để làm đƣợc điều này, hệ thống truyền lực đƣợc thiết kế nhƣ một bộ biến đổi
mô men xoắn với hệ số biến đổi đƣợc gọi là tỷ số truyền ir. Khi đó, quan hệ giữa
các thông số của động cơ và bánh xe đƣợc viết nhƣ sau:

M eiT  M k

ĐỘNG CƠ

Ne  M e .e

e  k iT

và

(1.8)

HỆ THỐNG
TRUYỀN LỰC

BÁNH XE CHỦ
ĐỘNG

Tỷ số truyền

M k  M e .iT

iT  iT min  iT max

k  e / iT

Hình 1.2. Vị trí và vai trò của hệ thống truyền lực trên ô tô

4


Sơ đồ trên hình 1.2 thể hiện vị trí và vai trò của hệ thống truyền lực: thay đổi
lực kéo và vận tốc của chuyển động của bánh xe bằng cách thay đổi tỷ số truyền iT
để đáp ứng các yêu cầu của điều kiện chuyển động cụ thể.
Hiện nay, hệ thống truyền lực của ô tô biến đổi mô men và vận tốc theo hai cách
sau:
- Biến đổi theo cấp: Hệ thống truyền lực có tỷ số truyền xác định, mỗi tỷ số
truyền tƣơng ứng với một cấp số;
- Biến đổi vô cấp: tỷ số truyền của hệ thống truyền lực thay đổi một cách liên
tục trong vùng biến thiên của nó (giữa imax và imin).
1.2. Hệ thống truyền lực cơ khí [6]
Đây là hệ thống truyền lực truyền thống, nó đƣợc sử dụng trên những chiếc ô
tô đầu tiên trong lịch sử và vẫn tiếp tục đƣợc sử dụng rộng rãi trên các loại ô tô hiện
đại nhờ có ƣu điểm nổi trội là đơn giản và hiệu suất cao.

Hình 1.3. Hệ thống truyền lực trên ô tô
Hệ thống truyền lực hoàn chỉnh của một chiếc xe gồm có ly hợp, hộp số, trục
các đăng, cầu chủ động (vi sai và bán trục)

5


- Ly hợp
Ly hợp dùng để truyền hay không truyền công suất từ động cơ đến hệ thống
truyền lực. Cắt truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực nhanh và dứt khoát
trong những trƣờng hợp cần thiết nhƣ khi chuyển số một cách êm dịu. Nó cũng cho
phép động cơ hoạt động khi xe dừng và không cần chuyển hộp số về số trung gian.
- Hộp số
Nhiệm vụ của hộp số là biến đổi mô men xoắn của động cơ truyền tới các
bánh xe sao cho phù hợp với các chế độ tải.
Chắc chắn sự mất mát công suất ở hộp số là không tránh khỏi, vì thế công suất thực
tế đƣa đến các bánh xe luôn luôn nhỏ hơn công suất đƣa ra của trục khuỷu động cơ
(hiệu suất của hộp số).
- Trục các đăng
Truyền động các đăng dùng để truyền mô men xoắn giữa các trục không
thẳng hàng. Các trục này lệch nhau một góc α>0o và giá trị của α thƣờng thay đổi.
- Cầu chủ động
Cầu chủ động nhận công suất từ động cơ truyền tới để phân phối đến các
bánh xe theo phƣơng vuông góc. Cầu xe nâng đỡ các phần gắn lên nó nhƣ hệ thống
treo, sắc xi.
1.2.1. Cấu tạo nguyên lý hoạt động
1.2.1.1. Ly hợp
Ôtô trang bị hộp số thƣờng dùng loại ly hợp ma sát. Kích thƣớc của bộ ly
hợp đƣợc xác định bởi đƣờng kính ngoài của đĩa ly hợp và căn cứ theo yêu cầu
truyền mô men xoắn lớn nhất của động cơ.

6

Hình 1.4. Cấu trúc bộ ly hợp

Hình 1.5. Đĩa ly hợp
+ Cơ cấu điều khiển
Một thiết bị phải đƣợc cung cấp để nối càng cắt ly hợp đến bàn đạp ly hợp.
Điều này đƣợc thực hiện bằng cơ cấu điều khiển ly hợp. Có 2 phƣơng pháp điểu
khiển ly hợp đƣợc sử dụng để hoạt động càng cắt ly hợp. Đó là phƣơng pháp điều

7


khiển bằng cơ khí và phƣơng pháp điều khiển bằng thủy lực.
* Loại điều khiển cơ khí: ở kiểu này, lực từ bàn đạp ly hợp đƣợc truyền đến càng
cắt ly hợp bằng các cơ cấu cơ khí (dây cáp).

Hình 1.6. Điều khiển ly hợp bằng cơ khí
*Loại điều khiển thủy lực: trong loại ly hợp này chuyển động của bàn đạp ly hợp
đƣợc xy lanh chính chuyển thành áp suất thủy lực, sau đó áp suất thủy lực này
truyền đến cần đẩy thông qua xy lanh cắt ly hợp (xy lanh con). Trong loại điều
khiển này lái xe không khó chịu bởi tiếng ồn, rung động từ động cơ giảm và ly hợp
cũng vận hành dễ hơn. Loại này đƣợc sử dụng phổ biến hiện nay.

Hình 1.7. Điểu khiển ly hợp bằng thủy lực
1.2.1.2. Hộp số
1.2.1.2.1.Hộp số ngang
Loại hộp số đặt ngang đƣợc dùng cho các loại xe FF (động cơ đặt ở phía trƣớc

8

và cầu trƣớc chủ động). Sau đây là cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số
ngang 5 số tiến và 1 số lùi.

Hình 1.8. Cấu tạo hộp số ngang
- Nguyên lý hoạt động
+ Tay số trung gian:Ở tay số trung gian (Số 0) chuyển động từ trục khuỷu qua ly
hợp sẽ làm cho trục sơ cấp hộp số chuyển động làm bánh răng chủ động số 1 và số
2 chuyển động theo. Do bánh răng bị động quay trơn trên trục thứ cấp hộp số. Vì
thế không có mô men truyền cho truyền lực chính nên xe sẽ đứng yên khi động cơ
đang nổ máy.

9


Hình 1.9. Hoạt động ở tay số số trung gian
+ Chuyển sang số 1: khi tay số đƣợc chuyển sang số 1 thì ống trƣợt trên trục thứ
cấp đƣợc đẩy sang phải để liên kết với bánh răng bị động số 1. Chuyển động từ trục
sơ cấp hộp số làm cho bánh răng chủ động số 1 kéo bánh răng bị động số 1. Bánh
răng bị động số 1 truyền chuyển động cho ống trƣợt làm cho trục thứ cấp của hộp số
chuyển động
+ Chuyển sang số 2: nguyên lý làm việc tƣơng tự số 1 nhƣng ở trƣờng hợp này ống
trƣợt trên trục thứ cấp hộp số đƣợc đẩy sang trái ăn khớp với bánh răng bị động số 2
+ Chuyển sang số 3: khi nguời lái xe chuyển sang tay số thứ 3, thì ống trƣợt giữa
trên trục sơ cấp của hộp số đƣợc đẩy sang bên phải để kết nối với bánh răng chủ
động số 3. chuyển động từ trục sơ cấp hộp số truyền đến ống trƣợt. Ống trƣợt kéo
bánh răng chủ động số 3 làm bánh răng bị động số 3 quay theo. Do bánh răng bị
động số 3 đƣợc kết nối cứng trên trục thứ cấp hộp số nên trục thứ cấp sẽ truyền
chuyển động đến truyền lực chính, vi sai, các trục dẫn động và làm cho các bánh xe
chủ động quay.

+ Chuyển sang số 4: Khi tay số đƣợc chuyển sang số 4 thì ống trƣợt giữa đƣợc

10


chuyển sang bên trái để kết nối với bánh răng bị động số 4.
Khi trục sơ cấp chuyển động làm cho ống trƣợt giữa chuyển động theo. Ống
trƣợt sẽ kéo bánh răng chủ động số 4 quay và bánh răng chủ động số 4 truyền
chuyển động đến bánh răng bị động số 4 làm cho trục thứ cấp của hộp số chuyển
động. Mô men từ trục thứ cấp hộp số đƣợc truyền đến các bánh xe qua trung gian
của truyền lực chính và bộ vi sai.
Quan sát trên hình vẽ chúng ta thấy kích thƣớc của bánh răng chủ động và bị
động ở tay số 4 là nhƣ nhau. Do vậy ở trƣờng hợp này tốc độ chuyển động của trục
thứ cấp bằng với trục sơ cấp của hộp số hay còn gọi là tay số truyền thẳng.
+ Chuyển sang số 5
Số răng của bánh răng chủ động nhiều hơn bánh răng bị động, do vậy khi hộp
số ở tay số 5 thì tốc độ của trục thứ cấp hộp số nhanh hơn tốc độ của trục sơ cấp.
Đây chính là tay số có tỉ số truyền tăng.
Khi chuyển sang số 5 thì ống trƣợt bố trí bên trái của trục sơ cấp đƣợc kết nối
với bánh răng chủ động số 5. Vì vậy, khi trục sơ cấp chuyển động thì ống trƣợt sẽ
chuyển động theo và nó sẽ kéo bánh răng chủ động quay. Bánh răng chủ động số 5
sẽ truyền mô men đến bánh răng bị động số 5 để làm cho trục thứ cấp của hộp số
chuyển động.
+ Chuyển sang số lùi
Khi tay số ở vị trí số lùi thì bánh răng trung gian đƣợc đẩy ăn khớp với bánh
răng chủ động và bị động của tay số này. Do vậy, khi trục sơ cấp chuyển động, qua
bánh răng trung gian sẽ kéo bánh răng bị động làm trục thứ cấp quay cùng chiều
quay với trục sơ cấp hộp số và xe sẽ đổi chiều chuyển động.

11

Hình 1.10. Ăn khớp bánh răng trung gian
1.2.1.2.1.Hộp số dọc
Hộp số dọc sẽ đƣợc bố trí khi động cơ đặt dọc. Ở loại hộp số này các bánh xe
chủ động có thể là các bánh xe trƣớc hoặc các bánh xe sau.
- Cấu tạo: Hộp số đặt dọc có 3 trục trong đó trục sơ cấp và thứ cấp đƣợc bố trí trên
cùng một đƣờng tâm còn trục trung gian đƣợc bố trí ở bên dƣới trục sơ cấp và thứ
cấp.

Hình 1.11. Cấu tạo hộp số dọc

12


- Nguyên lý hoạt động: nguyên lý sang số thì tƣơng tự nhƣ loại hộp số đặt ngang.
Số lƣợng tay số đƣợc thay đổi tuỳ theo đặc tính từng loại ô tô sử dụng.
+ Cơ cấu đồng tốc: ngƣời ta sử dụng cơ cấu đồng tốc để tránh tiếng ồn của bánh
răng và làm cho việc sang số đƣợc êm dịu. Ngƣời ta gọi cơ cấu này là đồng tốc vì
hai bánh răng có tốc độ quay khác nhau đƣợc lực ma sát làm đồng tốc trong khi
chuyển số.
Hộp số có cơ cấu đồng tốc có các ƣu điểm sau:
 Giúp ngƣời lái không phải đạp bàn đạp ly hợp 2 lần trong khi
chuyển số.
 Khi chuyển số có thể truyền công suất ngay.
 Có thể chuyển số êm mà không làm hỏng các bánh răng.

Hình 1.12. Đồng tốc loại có khóa
 Nguyên lý hoạt động
 Vị trí số trung gian: Mỗi bánh răng số đƣợc vào khớp với bánh răng bị

13


động tƣơng ứng và chạy lồng không trên trục.


Bắt đầu quá trình đồng tốc: Khi dịch chuyển cần chuyển số, cần chuyển số

nằm trong rãnh trong ống trƣợt, dịch chuyển theo chiều mũi tên. Vì phần nhô ra
ở tâm của khoá chuyển số đƣợc gài vào rãnh của ống trƣợt, khoá chuyển số
cũng dịch chuyển theo chiều mũi tên cùng một lúc, và đẩy vòng đồng tốc vào
mặt côn của bánh răng số, bắt đầu quá trình đồng tốc.

Hình 1.13. Bắt đầu quá trình đồng tốc
 Giữa quá trình đồng tốc: Khi dịch chuyển tiếp cần chuyển số, lực đặt lên
ống trƣợt sẽ thắng lực lò xo của khoá chuyển số và ống trƣợt trùm lên phần nhô
ra của khoá này.
 Kết thúc quá trình đồng tốc: Lực đang tác dụng lên vòng đồng tốc trở nên
mạnh hơn và đẩy phần côn của bánh răng số. Điều này làm đồng bộ tốc độ của
bánh răng số với tốc độ của ống trƣợt gài số. Khi tốc độ của ống trƣợt gài số và
bánh răng số trở nên bằng nhau, vòng đồng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều
quay này. Do đó, các then của ống trƣợt gài số ăn khớp với các rãnh then của
vòng đồng tốc

14


 Kết thúc việc chuyển số: Sau khi then của ống trƣợt gài số ăn khớp với rãnh
then của vòng đồng tốc, ống trƣợt tiếp tục dịch chuyển và ăn khớp với rãnh then

của bánh răng số. Khi đó, việc chuyển số sẽ kết thúc.
Lƣu ý: Nếu mặt trong của vòng đồng tốc và mặt côn của bánh răng số bị mòn,
không thể đồng tốc cả hai tốc độ đƣợc sẽ có tiếng kêu bất thƣờng và khó chuyển
số.

Hình 1.14. Kết thúc quá trình đồng tốc
* Cơ cấu đồng tốc không có khóa
Một cơ cấu đồng tốc không có khóa có lò xo đóng vai trò của khóa chuyển
số và dùng cho bánh răng số 5 hộp số ngang ở một số kiểu xe.

15


Hình 1.15. Kiểu hộp số E50

Hình 1.16. Cấu tạo đồng tốc không có khóa
+ Cơ cấu vận hành
* Loại điều khiển từ xa:
Loại này liên kết cần chuyển số với hộp số bằng cáp hoặc các thanh nối, v.v..
Ngƣời ta dùng loại này ở các xe FF, và có đặc điểm là gây ra ít tiếng động và tiếng
ồn, và có thể dễ dàng thiết kế vị trí của cần chuyển số.

16


Hình 1.17. Hộp số điều khiển từ xa
* Loại điều khiển trực tiếp
Loại này lắp cần chuyển số trực tiếp trên hộp số. Ngƣời ta dùng loại này ở
các xe FR vì các thao tác nhanh và dễ xử lý.

Hình 1.18. Hộp số điều khiển trực tiếp
+ Cơ cấu chuyển số
* Cấu tạo: trục cần chuyển và chọn số đƣợc đặt ở các góc bên phải của các trục
càng chuyển số, ở phía trên của vỏ hộp số. Ngƣời ta áp dụng cơ cấu tránh ăn khớp
hai số (kép) và cơ cấu tránh gài nhầm số lùi. Ngƣời ta cũng áp dụng cơ cấu khoá
chuyển số và cơ cấu khoá số lùi trên trục càng gạt số.

17