thí nghiệm kỹ thuật giao thông đh bách khoa tp.hcm

Bài 6: Xác Định Các Thông Số Kết Cấu Hệ Thống Truyền Lực ÔTô
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT:

1. Lực kéo tiếp tuyến của Ôtô Pk:
Công suất của động cơ truyền đến bánh xe chủ động của ôtô qua hệ
thống truyền lực. Khi truyền lực như vậy, công súât bị tổn hao do ma sát
trong hệ thống truyền lực và công suất ở bánh xe chủ động sẽ nhỏ hơn
công suất ở động cơ phát ra. Công súât của bánh xe chủ động thể hiện
qua hai thông số là moment xoắn và số vòng quay của bánh xe chủ động.
Nhờ có moment xoắn truyền đến bánh xe chủ động và nhờ có sự tiếp xúc
của bánh xe chủ động với mặt đường cho nên tại vùng tiếp xúc của bánh
xe chủ động và mặt đường sẽ phát sinh ra lực kéo tiếp tuyến hướng theo
chiếu chuyển động. Lực kéo tiếp tuyến Pk chính là lực mà mặt đường tác
dụng lên bánh xe. Lực kéo này chính là nguồn lực chính đẩy xe tiến tới.
2. Moment xoắn ở bánh xe chủ động Mk :
Moment xoắn ở bánh xe chủ động được xác định theo công thức sau :

M k = M e . i t .  t = Me . i h . i o . i p . i c .  t

Moment xoắn của bánh xe chủ động tác dụng vào mặt đườmg một lực P
ngược chiều với chiều chuyển động của ôtô. Nhờ tác dụng tường hỗ giữa
đường và bánh xe cho nên bánh xe sẽ chịu một lực Pk tác dụng từ mặt
đường có giá trị tương đương với lực P và có cùng chiều với chiều
chuyển động của ôtô.


Moment xoắn từ động cơ truyền qua ly hợp, qua hộp số để thay đổi giá
trị moment cho phù hợp vối yêu cầu chuyển động của xe trên từng loại
đường cũng như các mức độ tải trọng khác nhau, sau đó nhờ trục cardan
truyền đến cầu chủ động làm quay bánh xe, sinh ra lực kéo làm xe
chuyển động.

3. Các bộ phận trong hệ thống truyền lực:
a. Động cơ:
Là cụm quan trọng nhất, phát lực cho toàn bộ hệ thống. Động cơ khi
hoạt động phát ra công suất, tạo moment quay truyền qua ly hợp, hộp số,
hộp số phụ, các đăng, đến cầu chủ động, qua hai bán trục dẫn động hai
bánh xe, giúp xe chuyển động theo ý muốn.
b. Ly hợp:
Ly hợp được lắp giữa động cơ và hộp số, cho phép cắt và nối động lực
từ động cơ đền hệ thống truyền động một cách êm dịu và dứt khoát. Ở
chế độ nối, moment xoắn được truyền từ động cơ qua ly hợp đến hộp số;
ở chế độ ngắt, động cơ quay tự do, không truyền động lực cho hộp số,
khi đó giúp cho việc sang số được thực hiện một cách dễ dàng. Ngoài ra,
nó còn có tác dụng bảo vệ động cơ khi quá tải.
Tỉ số truyền của ly hợp: ly hợp trên xe thí nghiệm là loại ma sát một đĩa
khô nên khi hệ thống đã hoạt động ổn định, ta có tỉ số truyền ly hợp là
ilh =1.
c. Hộp số:
Là hộp tốc độ, dùng để thay đổi lực kéo tác động lên bánh xe chủ động,
sử dụng các bộ truyền bánh răng nhằm thay đổi tỉ số truyền từ động cơ
đến cầu chủ động. Mục đích: thay đổi giá trị moment truyền cho phù hợp


vối yêu cầu chuyển động của xe trên từng loại đường cũng như các mức
độ tải trọng khác nhau.
Các số truyền của hộp số: ih1, ih2, ih3, il
Số truyền thấp: là những số truyền có tỉ số truỵền lớn, nó có tác dụng
làm tăng moment truyền đến bánh xe, nhằm giúp cho xe hoạt động trong
trường hợp sức cản lớn nhưng vận tốc xe lại thấp. (đường kính bánh răng
ăn khớp trên trục sơ cấp nhỏ hơn trên trục thứ cấp)
Số truyền cao: là những số truyền có tỉ số truyền thấp giúp cho xe hoạt

động trong điều kiện bình thường, có vận tốc xe lớn. Số truyền cao của
xe thí nghiệm là số III với ih3 = 1 (số truyền thẳng).
Số lùi: nhằm thoả mãn yêu cầu của người điều khiển khi cần cho xe đi
lùi, người ta thiết kế thêm cho hộp số một số truyền gọi là số lùi.

d. Hộp số phụ - Hộp phân phối (ip1, ip2):
Để bảo đảm tình tối ưu về khả năng hoạt động của xe trong điều kiện về
địa hình phức tạp, người ta thiết kế thêm cho các xe có tính việt dã cao
một bộ phận thêm là hộp số phụ. Hộp số phụ được ráp phía sau hôp số
chính, có công dụng: phân phối moment xoắn cho các cầu chủ động; cài
vào hay tách ra cầu trước chủ động đối với hộp số chính; đổi số chậm để
tăng moment xoắn cho các bánh xe chủ động khi xe đi vào đường xấu.
e.Trục các đăng:
_ Do trục chủ động của cầu chủ động và trục ra của hộp số thường cách
xa và nằm lệch nhau, trong khi đó cần phải đáp ứng yêu cầu truyền
moment xoắn giữa chúng. Khi đó người ta sử dụng khớp truyền các
đăng. Trục các đăng phải quay đều, không đảo, không có dao động xoắn
ở mọi vận tốc của ô tô. Để giảm bớt nguy cơ đảo và dao động xoắn,


thường dùng trục các đăng kép có khớp các đăng ở cả hai đầu nối trục.
Các khớp các đăng đều được lắp cứng, có liên kết di động bằng rãnh then
để thích ứng với sự thay đổi chiều dài các đăng khi xe chuyển động trên
đường gập ghềnh.
f. Cầu chủ động (gồm truyền lực chính và bô vi sai):
Đối với loại xe có động cơ đặt dọc xe, khi đó trục bánh xe nằm vuông
góc với thân xe, cầu chủ động có nhiệm vụ chuyển phương truyền
moment từ dọc thân xe thành vuông góc với thân xe và làm tăng moment
này, cầu chủ động có tỉ số truyền là i0

II.THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
1. Bố trí chung bệ thử hệ thống truyền lực
Xe cơ sở được đặt trên bệ với bánh sau đặt trên bệ con lăn. Khi cho động
cơ điện hoạt động, bánh sau sẽ quay tự do trên các con lăn.
2. Bộ phận phát lực cho hệ thống truyền lực
- Động cơ điện dùng để truyền động cho hệ thống truyền lực là
loại K112S4 (2,2kW; 1440v/p).
- Bộ truyền đai thang có tỷ số truyền là 2, sử dụng hai đai thang
loại A
- Động cơ chính : do được dẫn động từ động cơ điện có công suất
rất nhỏ nên toàn bộ cụm phát lực ( piston, thanh truyền) được
tháo bỏ, trục cam vẫn được dẫn động từ trục khuỷu, dẫn động để
bơm dầu cho hệ thống bôi trơn, nhưng hệ thống đũa đẩy thì tháo
bỏ nhằm tránh quá tải cho động cơ điện.


- Toàn bộ các cụm còn lại của hệ thống truyền lực được giữ
nguyên.
3. Cơ cấu thu tín hiệu số vòng quay
-Băng thử được trang bị các cảm biến đo số vòng quay ở 2 nơi là puly
động cơ chính và trên bánh xe
- Cảm biến số vòng quay dùng cặp phát thu hồng ngoại đèn LED1 và IC
khuếch đại 741

III. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
1.Chuẩn bị thí nghiệm
- Kiểm tra sự hoạt động của cụm con lăn. Các con lăn phải quay trơn
- Kiểm tra sự ra vào số của hộp số
- Kiểm tra các cảm biến, các tấm giấy bạc phản xạ
- Kiểm tra động cơ điện và bộ truyền đai

2. Trình tự thí nghiệm
Trả số của hộp số chính về 0, tay số của hộp số phụ về số truyền cao
(ip2=1)
a) Đo tỉ số truyền của truyền lực chính
- Vào số III
- Khởi động động cơ điện
- Khởi động mạch đếm


- Cho động cơ điện chạy trong một thời gian từ 3 đến 5 phút rồi
tắt máy
- Đọc số hiển thị trên mạch đếm. Sau đó tắt mạch
b) Đo tỉ số truyền của số I(ih1)
- Vào số 1
- Khởi động mạch đếm
-

Cho động cơ điện chạy trong một thời gian từ 3 đến 5 phút rồi
tắt máy

- Đọc số hiển thị trên mạch đếm. Sau đó tắt mạch
c) Đo tỉ số truyền của số II (ih2)
- Vào số 2
- Khởi động mạch đếm
-

Cho động cơ điện chạy trong một thời gian từ 3 đến 5 phút rồi
tắt máy

- Đọc số hiển thị trên mạch đếm. Sau đó tắt mạch

d) Đo tỉ số truyền của số III (ih3)
- Vào số 2
- Khởi động mạch đếm
-

Cho động cơ điện chạy trong một thời gian từ 3 đến 5 phút rồi
tắt máy

- Đọc số hiển thị trên mạch đếm. Sau đó tắt mạch
e) Tỉ số truyền thấp của hộp số phụ (ip2)


- Vào số thấp cho hộp số phụ. Tay số của hộp số chính ở số III
- Khởi động mạch đếm
-

Cho động cơ điện chạy trong một thời gian từ 3 đến 5 phút rồi
tắt máy

- Đọc số hiển thị trên mạch đếm. Sau đó tắt mạch

IV. BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
- Tỷ số truyền của truyền lực chính: iI =
- Tỷ số truyền của tay số 1: iI =

- Tỷ số truyền của tay số 2: iII =
- Tỷ số truyền của tay số lùi : iR =


V. SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM

Xử lý số liệu: Do bánh bên phải đứng yên nên ta chỉ quay 1 bánh
bên trái nên ta phải nhân dôi số vòng quay của puli đo được
( n1+n2=2n0)
i0 = iI =


iII =

iR =

Kết quả đo:

STT
1
2
3

STT
1
2
3

Tỷ số truyền cầu chủ động
Số vòng quay bánh xe nbx
1
2
3

Tỷ số truyền tay số 1
Số vòng quay bánh xe nbx

1
2
3

Số vòng quay puli npl
2,2
4,6
6,8
TB= 2,3

Số vòng quay puli npl
7,12
14,32
21,45
TB= 7,1


STT
1
2
3

Tỷ số truyền tay số 2
Số vòng quay bánh xe nbx
1
2
3

STT
1

2
3

Tỷ số truyền tay số lùi
Số vòng quay bánh xe nbx
1
2
3

STT
1
2

Thông số
Tỷ số truyền cầu chủ động
Tỷ số truyền hộp số

Số vòng quay puli npl
3,87
7,8
11,56
TB= 3,9

Số vòng quay puli npl
9,52
19,27
29,02
TB= 9,6

Ký hiệu

i0
ih1
ih2
iR
ih3

VI. NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ:
* Phân tích ý nghĩa các thông số đo:

Giá trị
4,6
3,1
1,7

4,2
1


Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực xe thí nghiệm phụ thuộc chủ yếu
vào tỉ số truyền của hộp số và tỉ số truyền của truyền lực chính.
Xe thí nghiệm có tổng cộng 4 tay số (3 tay số tiến, 1 tay số lùi). Trong
các số tiến, số 1 có tỉ số truyền cao nhất (3,1), số 2 bằng 1,7, số 3 là số
truyền thẳng (tỉ số truyền bằng 1). Số lui có tỉ số truyền cao hơn số 1(4,2)
Bảng kết quả TN nhận được hoàn toàn phù hợp với lý thuyết với i1 > i2 >
i3. Trong các số tới của xe, số 1 là số lớn nhất, có khả năng tạo ra
moment xoắn cao nhất (sức kéo mạnh nhất) nhưng cũng tại số 1, vận tốc
chuyển động của xe là thấp nhất; số 3 là số là số nhỏ nhất, tương đương
với sức kéo nhỏ nhất nhưng vận tốc chuyển động của xe tại số 3 là lớn
nhất. Xe có tỉ số truyền của số lùi lớn để phù hợp với nhu cầu sử dụng
của người lái, khả năng lui xe ở tốc độ thấp

* Đánh giá về độ chính xác của phương pháp xác định và các thông số đo
được:
Để tăng độ chính xác thí nghiệm, số vòng quay đo được nhờ vào các cảm
biến gắn ở bánh xe và puli. Nhưng do thiết bị đo bị hư hỏng nên việc
thực hiện đo phải làm bằng tay và mắt thường để đếm số vòng quay nên
có thể xảy sai sót nhưng kết quả vẫn có thể chấp nhận được
VII. Câu hỏi phụ
Câu 1: Vận tốc lớn nhất khi thiết kế ôtô không được nhỏ hơn bao
nhiêu?
Theo QCVN 09:2015/BGTVT vận tốc lớn nhất không nhỏ hơn 60 km/h.
Câu 2: Hãy tìm 1 hộp số có tỷ số truyền tay số cao nhất bằng 1? Hãy
tìm 1 hộp số có tỷ số truyền tay số cao nhất khác 1?
2.1/ Loại hộp số có tỉ số truyền tay số cao nhất bằng 1
Suzuki APV GL 1.6 MT 2010


Số 1
4.54
Số 2
2.42
Số 3
1.79
Số 4
1.24
Số 5
1,000
Số lùi
4.43
Đường link: />
2.2/ Loại hộp số có tỉ số truyền tay số cao nhất khác 1

THACO Mobihome TB120SL - Euro 4
Số 1
Số 2
Số 3
Số 4
Số 5
Số 6
Số lùi

7.40
4.10
2.48
1.56
1.00
0.74
6.26

Đường link: />