Tài liệu Tiểu luận môn khung gầm ô tô doc

TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
3

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
BỘ MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ






ĐỀ TÀI: BỘ VI SAI
GVHD: Th.s Nguyễn Hồng Sơn
Lớp ĐHOT2
Danh sách sinh viên thực hiện:




TP. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2008


STT HỌ VÀ TÊN MSSV
1 Nguyễn Văn Công (Nhóm trưởng) 0631060
2 Nguyễn Văn Dần 0605051
3 Phạm Công Chính 0615236
4 Hoàng Ngọc Quốc

0604410
5 Nguyễn Văn Thịnh 0608101
6 Vũ Bảo Trung
0612966
TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
4
LỜI NÓI ĐẦU

Chúng ta biết rằng hầu như trong tất cả các ngành kinh tế của tất cả các quốc
gia trên thế giới đều có sự góp mặt của “động cơ đốt trong” nó là nguồn vận
chuyển chủ yếu ,là phương tiện đi lại ,…. Tất cả mọi người mọi việc trong xã hội
đều có liên quan tới tới nó .Có thể nói rằng “động cơ đốt trong “là loại động cơ
thống trị bởi vì các tính ưu việt của nó mà các động cơ khác không có được như
kích thước nhỏ gọn, có công suất lớn, tiện dụng, điều khiển đơn giản dễ dàng, tuổi
thọ, độ tin cậy cao. Và một trong những ứng dụng quan trọng nhất của loại động
cơ này là lắp đặt trên ôtô một phương tiện không thể thiếu ngày nay
Ô tô là loại phương tiện thông dụng nhất hiện nay, có vai trò to lớn trong nền
kinh tế quốc dân của mỗi quốc gia, là phương tiện chuyên chở hàng hóa, con
người, phương tiện cá nhân, trong quân sự,….Nhưng chỉ với mỗi động cơ thì
không thể tạo lên một chiếc ô tô được, mà muốn có một chiếc ô tô hoàn chỉnh có
thể đi lại, vận chuyển người và hàng hóa cũng như phục vụ các yêu cầu của con
người thì ngoài động cơ ra còn rất nhiều những bộ phận, hệ thống khác nữa như hệ
thống treo, hệ thống truyền lực, ly hợp, hộp số, hệ thống lái ,hệ thống phanh…
Qua môn học “Khung gầm ô tô“ do thầy giảng dạy và hướng dẫn nhóm chúng
em làm bài viết này để tìm hiểu sâu hơn về “bộ vi sai “là một trong các hệ thống
quan trọng trên một chiếc ô tô hoàn chỉnh.
Nhóm chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành bài viết thật tốt nhưng do
thời gian hạn hẹp nên còn nhiều thiếu sót mong được thầy thông cảm và góp ý cho

chúng em.





TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
5
LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................

TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
6
I. GIỚI THIỆU VỀ BỘ VI SAI VÀ SỰ CẦN THIẾT CỦA BỘ VI SAI
Chúng ta đã biết động cơ làm việc như thế nào và cũng đã tìm hiểu nguyên
lý làm việc của hộp số. Tuy nhiên để đưa nguồn động lực của động cơ xuống các
bánh xe cần phải thông qua một hệ thống cuối cùng, đó là bộ vi sai. Bộ vi sai
thường được lắp đặt cùng với truyền lực cuối, hay còn gọi là cầu xe.
Khi các bánh xe quay với các tốc độ khác nhau, đặc biệt là khi quay vòng.
Mỗi bánh xe sẽ đi được những quãng đường khác nhau khi chiếc xe vào cua, các
bánh xe phía trong đi được quãng đường ngắn hơn các bánh xe phía ngoài. Điều
đó có nghĩa là các bánh xe bên trong sẽ quay với tốc độ thấp hơn các bánh xe
ngoài.
Đối với các bánh xe bị động, ví dụ như các bánh trước của chiếc xe dẫn
động bánh sau, không có gì liên kết chuyển động giữa chúng nên hoạt động độc
lập với nhau. Thế nhưng, hai bánh sau lại có sự liên kết để cùng nhận được nguồn
động lực từ một động cơ và một hộp số duy nhất. Nếu không có bộ vi sai, hai bánh
sau sẽ bị khoá lại với nhau, bị bắt buộc phải quay với cùng một tốc độ như nhau.
Điều này sẽ làm cho việc quay vòng của xe rất khó khăn. Để chiếc xe vào cua
được, chắc chắn một bánh xe sẽ bị trượt quay. Với công nghệ chế tạo lốp xe và
đường bê tông như hiện nay, lực tác động sẽ làm trượt quay một bánh xe. Lực này
sẽ được truyền từ bánh xe bên này sang bên kia qua trục bánh xe, làm tăng lực
xoắn tác dụng lên trục bánh xe.
Bộ vi sai là gì?
Bộ vi sai là một thiết bị dùng để chia

mô men xoắn của động cơ thành hai đường,
cho phép hai bên bánh xe quay với hai tốc
độ khác nhau. Chúng ta có thể tìm thấy bộ
vi sai ở tất cả các xe hơi và xe tải hiện đại,
và đặc biệt ở các xe bốn bánh chủ động
hoàn toàn. Mỗi cầu chủ động của những xe
TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
7
này đều cần một bộ vi sai và đương nhiên giữa bánh trước và bánh sau cũng cần vì
khi vào cua, quãng đường mà bánh trước và sau đi được cũng khác nhau.
II. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI BỘ VI SAI.
1. CÔNG DỤNG
Bộ vi sai trên xe có ba nhiệm vụ chính sau:
Truyền mô men của động cơ tới các bánh xe.
Đóng vai trò là cơ cấu giảm tốc cuối cùng trước khi mô men xoắn truyền tới các
bánh xe.
Truyền mô men tới bánh xe trong khi cho phép chúng quay với tốc độ khác nhau.
Sơ đồ khi xe quay vòng.







2. PHÂN LOẠI.
TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
8
Vi sai được phân loại dựa vào: công dụng, mức dộ tự động, kết cấu và giá trị
hệ số gài vi sai
a) Theo công dụng chia ra:
 Vi sai giữa các bánh xe
 Vi sai giữa các cầu
 Vi sai đối xứng
 Vi sai không đối xứng
b) Theo mức độ tự động chia ra:
 Vi sai hãm cưỡng bức
 Vi sai hãm tự động
c) theo kết cấu vi sai chia ra:
 Vi sai với các bánh răng lớn
 Vi sai với các bánh răng trụ
 Vi sai tăng ma sát
d) Theo giá trị của hệ số gài vi sai
0
K =
0
ms
M
M
với
ms
M là moment ma sát,
0
M là moment trên vỏ vi sai.

TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
9
BỘ VI SAI HẠN CHẾ TRƯỢT

Bộ vi sai có ba chức năng chính đó là chức năng giảm tốc, chức năng vi sai và
chức năng chuyển hướng của lực dẫn động đối với xe FR. Chức năng vi sai sẽ làm
việc khi lực cản tác dụng lên một trong hai bánh dẫn động khác nhau. Một số cơ
cấu hạn chế trượt phổ biến của bộ vi sai trong ô tô.
Dưới tác dụng của bộ vi sai, một bánh xe sau quay trơn trong vũng bùn, xe
không thể di chuyển được.
Giả sử một trong hai bánh xe này nằm trong vũng bùn thì xe không thể
chuyển động do tác dụng của bộ vi sai. Câu hỏi đặt ra là phải làm sao hạn chế
được tác dụng của bộ vi sai trong trường hợp xe đi qua các vũng bùn trơn? Các
nhà chế tạo xe hơi đã đưa vào bộ vi sai một cơ cấu hạn chế tác dụng của bộ vi sai,
gọi là bộ vi sai hạn chế trượt (LSD).
TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
10

LSD là một cơ cấu có tác dụng hạn chế tác dụng của bộ vi sai khi một trong hai
bánh xe dẫn động bắt đầu có hiện tượng trượt để tạo ra một lực dẫn động phù hợp
ở bánh xe kia làm cho xe chạy êm. Có một số loại LSD như sau:
a. Loại LSD khớp thuỷ lực:
Nó là một loại khớp (ly hợp) thuỷ lực truyền mômen quay bằng sức cản

nhớt của dầu, sử dụng sức cản nhớt của dầu này để hạn chế tác dụng của vi sai.
Loại LSD khớp nối thuỷ lực này được sử dụng nhiều ở bộ vi sai trung
tâm của các xe trong các loại xe 4WD để hạn chế tác dụng của vi sai. Ngoài ra một
số ít LSD khớp nối thuỷ lực còn được dùng trong bộ vi sai của các xe FF và FR.
b. LSD cảm biến mômen kiểu bánh răng xoắn:
Bộ hạn chế trượt này hoạt động chủ yếu nhờ lực ma sát được tạo ra giữa các
đỉnh răng của các bánh răng hành tinh và vách trong của hộp vi sai, và ma sát
được tạo ra giữa mặt đầu của bánh răng bán trục và vòng đệm chặn.
TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
11



Nguyên tắc làm việc của bộ hạn chế trượt này là làm cho phản lực Ft (được
hợp thành từ hai lực gồm phản lực ăn khớp của bánh răng hành tinh và bánh răng
bán trục, và phản lực ăn khớp của bản thân các bánh răng hành tinh) có thể đẩy
bánh răng hành tinh theo chiều quay của hộp vi sai và tỷ lệ với mômen đầu vào.
Do phản lực Ft, lực ma sát được tạo ra giữa đỉnh răng của bánh răng hành
tinh và vách trong của hộp vi sai sẽ tác động theo hướng làm bánh răng hành tinh
ngừng quay và như vậy tác dụng của bộ vi sai đã được hạn chế.
c. Loại LSD cảm nhận mômen quay:
TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
12

Lực hạn chế vi sai được tạo ra từ ma sát cạnh răng giữa các bánh răng bán trục và
các trục vít, và ma sát giữa vỏ hộp vi sai, các vòng đệm chặn và các bánh răng bán

trục.
Trong loại LSD cảm nhận mômen quay này, lực hạn chế vi sai thay đổi
mạnh và nhanh theo mômen quay tác động vào nó. Do đó, nếu nhả bàn đạp ga
trong khi xe đang quay vòng, bộ vi sai sẽ làm việc êm dịu như một bộ vi sai bình
thường. Tuy nhiên, trong trường hợp có mômen lớn hơn tác động, thì lực hạn chế
vi sai lớn hơn sẽ được tạo ra.
d. Loại có nhiều đĩa:

TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
13
Lò xo nén hình ống được lắp giữa các bánh răng bán trục trái và phải để giữ
các vòng đệm chặn luôn ép vào các tấm ly hợp qua các vòng cách và các bánh
răng bán trục. Do đó, ma sát được tạo ra giữa các tấm ly hợp và vòng đệm chặn sẽ
hạn chế bộ vi sai. Đối với loại vi sai này cần phải dùng loại dầu LSD đặc biệt và
tham khảo thêm trong hướng dẫn bảo dưỡng đi kèm.
Điều chỉnh các cụm bánh răng.
Trong bộ vi sai sử dụng nhiều bánh răng côn xoắn,các ổ bi côn,do vậy
khi lắp bộ vi sai, chúng ta phải tiến hành một số điều chỉnh ban đầu như sau:
- Điều chỉnh tải trọng ban đầu của vòng bi bán trục : thường dùng ổ lăn
côn trong vòng bi bán trục, nên cần phải điều chỉnh tải trọng ban đầu của các vòng
bi bán trục này bằng cách điều chỉnh đai ốc lắp phía ngoài mỗi vòng bi bán trục.


- Điều chỉnh tải trọng ban đầu của bánh răng quả dứa: Người ta thường điều
chỉnh tải trọng ban đầu của các vòng bi bánh răng quả dứa bằng cách thay đổi
khoảng cách các vòng lăn trong của ổ đỡ trước và sau, trong khi cố định các vòng
lăn ngoài vào hộp vi sai. Cũng có thể thực hiện việc này bằng cách thay đổi tổng
TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
14
độ dày của các vòng đệm được sử dụng, hoặc đặt áp lực vào vòng cách co giãn
(bằng cách vặn chặt đai ốc) để làm thay đổi chiều dài của nó.






- Điều chỉnh khe hở ăn khớp bánh răng vành chậu: Điều chỉnh khe hở ăn khớp là
điều chỉnh khe hở của bề mặt tiếp xúc giữa bánh răng quả dứa và bánh răng vành
chậu. Khi khe hở ăn khớp lớn, điều chỉnh hộp vi sai về phía bánh răng quả dứa,
còn khi he hở ăn khớp nhỏ, điều chỉnh theo hướng ra xa bánh răng quả dứa. Sử
dụng đai ốc điều chỉnh để thực hiện việc điều chỉnh này.
- Điều chỉnh vết tiếp xúc của bánh răng vành chậu: Điều chỉnh vết tiếp xúc răng
của bánh răng vành chậu bằng cách sử dụng vòng đệm điều chỉnh để dịch chuyển
độ lệch giữa bánh răng quả dứa và bánh răng vành chậu. (mầu da cam trên thanh
răng biểu thị vết tiếp xúc chuẩn).
Bộ vi sai có nhiệm vụ là tiếp tục tăng mômen từ hộp số và phân phối các
lực dẫn động đến các bán trục bên trái và bên phải. Ngoài ra vi sai còn tạo ra sự
chênh lệch tốc độ quay giữa các bánh xe bên trái và bên phải và giúp cho xe
chuyển động êm hơn khi đi vào đường vòng.

TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
15

Một bộ vi sai thường gồm 2 phần cơ bản là truyền lực cuối cùng và truyền
lực vi sai. Truyền lực cuối cùng có nhiệm vụ giảm số vòng quay từ hộp số ngang
hoặc hộp số dọc, từ đó tăng mômen quay. Truyền lực vi sai có tác dụng khi xe đi
vào đường vòng nó tạo ra sự chênh lệch về tốc độ quay giữa các bánh phía trong
và phía ngoài, do vậy tránh được hiện tượng trượt của các lốp khi xe quay vòng,
giảm độ mòn cho lốp xe và giúp xe quay vòng tốt hơn, ổn định hơn. Sau đây ta sẽ
tìm hiểu cấu tạo của các bộ vi sai trong xe FF và FR.
Bộ vi sai trong xe FF

Bộ vi sai gắn với vỏ hộp số ngang trong xe FF
TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
16

Trong xe FF, động cơ được đặt ngang và bộ vi sai được gắn liền với vỏ hộp
truyền lực. Các nhà chế tạo lắp cụm vi sai ở giữa vỏ hộp truyền lực và vỏ hộp số
ngang. Chính điều này giúp cho kết cấu của hệ thống gọn nhẹ hơn và giảm chi phí
chế tạo.


Bánh răng lớn trong bộ vi sai thường là loại bánh răng xoắn, nó tựa trên hai
vòng bi bán trục và gắn trên vỏ của hộp số ngang, nhận mômen xoắn trực tiếp từ
trục thứ cấp của hộp số ngang. Bánh
răng lớn có các trục cố định để gắn bánh
răng vi sai. Các bán trục ăn khớp với các
bánh răng bán trục bằng then. Thông
thường trong bộ vi sai có hai bánh răng
vi sai (hay bánh răng hành tinh) để dẫn

động cho các bánh răng bán trục, nhưng
ở các bộ vi sai dùng cho các động cơ có
công suất lớn, có khi dùng đến 4 bánh
răng vi sai để dẫn động. Các bánh răng vi
sai có thể tham gia cùng lúc hai chuyển động: chuyển động quay cùng với bánh
TIỂU LUẬN MÔN: KHUNG GẦM Ô TÔ

TÀI LIỆU KHOA ĐỘNG LỰC: WWW.OTO-HUI.COM
17
răng lớn khi xe đi thẳng và chuyển động quay quanh trục của nó khi xe đi vào
đường vòng.

Bộ vi sai trong xe FR

Bộ vi sai cầu sau xe

Trong thực tế bộ vi sai và truyền lực cuối cùng được lắp thành một cụm và
được lắp đặt trực tiếp trong vỏ hộp vi sai, rồi tiếp tục được lắp đặt vào hộp cầu
sau, thân xe hoặc khung xe.