thiết kế và lựa chọn hộp phân phối có vi sai và khớp ma sát điều khiển điện tử trên xe con 05 chỗ ngồi AWD có ABS

Lời nói đầu
Trong xu thế phát triển hiện nay ngành công nghiệp ô tô đặt ra nhiều vấn đề cần về
việc cải tiến và thiết kế mới nhằn đáp ứng những yêu cầu ngày càng cao về kĩ
thuật, công nghệ, kinh tế và môi trờng và điều kiện đờng xá. Bên cạnh đó việc ứng
dụng cơ điện tử trên ô tô hiện nay rất đợc chú trọng. Đáp ứng nhu cầu thực tế việc
tính toán thiết kế ra một hệ thống có thể giải quyết đợc những vấn đề trên là rất đ-
ợc quan tâm, trong đó sự tham gia của hệ thống truyền lực có hộp phân phối điều
khiển điện tử có vai trò khá quan trọng. Hộp phân phối góp phần làm cho xe cơ
động và ổn định hơn nhờ việc phân phối mô men phù hợp ra hai cầu, ngoài ra nó
còn góp phần tiết kiệm nhiên liệu, phù hợp địa hình giao thông Việt nam và bảo vệ
môi trờng là những vấn đề nóng ngày nay, với việc điều khiển bằng cơ điện tử nó
sẽ hoạt động tốt hơn và mang lại những hiệu quả nhất định. Dựa trên nền tảng lí
thuyết đợc học và sự hớng dẫn của thầy giáo em đã thiết kế và lựa chọn hộp phân
phối có vi sai và khớp ma sát điều khiển điện tử trên xe con 05 chỗ ngồi AWD có
ABS.
Mục đích chính của đề tài là trong hộp phân phối có bố trí vi sai và khớp ma sát đ-
ợc điều khiển điện tử, hệ thống điều khiển liên hợp giữa ABS và ASR giúp xe vận
hành ổn định trên đờng xấu tính cơ động nâng cao. Phục vụ xe có ABS và điều
khiển lực kéo kết hợp với hệ thống phanh ABS có tất cả các bánh xe chủ động cần
phải điều khiển: công suất động cơ, điều khiển phân phối mô men ra các cầu, điều
khiển độ trợt theo chứ năng ABS, điều khiển theo chế độ SH(select hight) để đảm
bảo khả năng cơ động của xe, hộp phân phối đợc bố trí thêm các khớp ma sát có
Traction.
Nội dung đề tài bao gồm nghiên cứu cách bố trí chung hệ thống truyền lực trên xe
con 5 chỗ, từ đó lựa chọn một phơng án phù hợp để bố trí hộp phân phối sao cho
xe có thể đáp ứng những tiêu chuẩn của dồng xe AWD hiện đại. Tính toán động
học, động lực học cho xe với các thông số tham khảo phù hợp, lựa chọn phơng án
thiết kế cơ khí cho hộp phân phối một cấp số truyền có vi sai và khớp ma sát, các
chi tiết đợc tính toán và chọn lựa sao cho phù hợp với kết cấu lựa chọn đảm bảo
1
cho thuận lợi việc lắp ráp và sử dụng. Các chi tiết cấu thành nên đã đợc gia công

nh thế nào, nhng trong giới hạn đồ án em chỉ đa ra phơng án gia công một chi tiết
chính cũng là mục đích của đề tài trong hộp phân phối. Vấn đề đặt ra là làm sao
điều khiển hộp phân phối và điều khiển nh thế nào khi hệ thống làm việc toàn thời
gian Fulltimes, để giải quyết vấn đề trên ta lựa chọn hệ thống điều khiển vi sai
và khớp ma sát của hộp phân phối, ngày nay việc một số hệ thống hay chi tiết đa
vào chuẩn mực nhất định có thể lắp ráp trên nhiều dòng xe khi nhà sản xuất chỉ
cần điều chỉnh một module là có thể sản xuất ra đợc theo yêu cầu đa ra. Trên cơ sở
đó phơng án điều khiển đợc xây dựng phù hợp với yêu cầu đặt ra.
Chơng i: lựa chọn và tính toán sức kéo trên ô tô con 05
CHỗ Awd.
A. Phơng án lựa chọn sơ đồ AWD:
1. Khái quát hệ thống truyền lực.
Hệ thống truyền lực (HTTL) của ô tô là tập hợp tất cả các cơ câu nối từ động
cơ tới các bánh xe chủ động, bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay và
biến đổi giá trị mô men truyền.
* HTTL có nhiêm vụ cơ bản:
2
- 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 ôtô chuyển động.
- Cắt dòng truyền mômen trong thời gian ngắn hoặc dài.
- Thực hiện đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ôtô.
- Tạo khả năng chuyển động mềm mại và tính năng việt dã cần thiết trên đờng.
Trong sự phát triển của ngành công nghiệp ôtô thế giới, các hệ thống trên ôtô đã
không ngừng đợc hoàn thiện. Hệ thống truyền lực cũng không nằm ngoài quy luật
đó. Mục đích của sự biến đổi hoàn thiện là nhằm : Giảm tiêu hao nhiên liệu, tăng
công suất, giảm độ ồn, tăng tốc độ lớn nhất của động cơ, sử dụng tốt nhất công
suất động cơ sinh ra và tạo sự thuận lợi, đơn giản cho ngời lái.
2. Phân loại:
2.1- Phân loại theo hình thức truyền năng l ợng :

- Hệ thống truyền lực cơ khí bao gồm các truyền ma sát, các hộp biến tốc, hộp
phân phối, truyền động các đăng, loại này đợc dùng phổ biến.
- Hệ thống truyền lực cơ khí thuỷ lực bao gồm các bộ truyền cơ khí, bộ truyền
thuỷ lực .
- Hệ thống truyền lực điện từ bao gồm nguồn điện, các động cơ điện, rơle điện
từ, dây dẫn .
- Hệ thống truyền lực thuỷ lực bao gồm bơm thuỷ lực, các động cơ thuỷ lực,
van điều khiển, ống dẫn .
- Hệ thống truyền lực liên hợp bao gồm một số bộ phận cơ khí, một số bộ
phận thuỷ lực, một số bộ phận điện từ .
2.2 Phân chia theo đặc điểm biến đổi các số truyền.
Phân chia theo đặc điểm biến đổi các số truyền :
- Truyền lực có cấp : là truyền lực có các tỷ số truyền cố định, việc thay đổi
số truyền theo dạng bậc thang.
3
- Truyền lực vô cấp : là truyền lực có tỷ số truyền biến đổi liên tục tuỳ
thuộc vào chế độ làm việc của động cơ và mômen cản từ mặt đờng.
2.3 Phân chia theo ph ơng pháp điều khiển thay đổi tốc độ.
- Điều khiển bằng cần số .
- Điều khiển bán tự động .
- Điều khiển tự động.
Phân biệt giữa điều khiển bán tự động và điều khiển tự động thông qua số lợng cơ
cấu điều khiển trong buồng lái .
Hiện nay chúng ta thờng gặp :
- Hệ thống truyền lực cơ khí có cấp điều khiển bằng cần số ( manual
transmissions ).
- Hệ thống truyền lực cơ khí thuỷ lực điều khiển tự động (Automatic
Transmissions ).
3. Bố trí chung thờng gặp trên ô tô con hiện nay:
3.1) Động cơ đặt trớc, cầu trớc thờng xuyên chủ động, cầu sau chủ động trong một

số điều kiện loại xe(AWD):
Với loại này thì tất cả các bánh xe đều đợc dẫn động(AWD) và dẫn động
thông qua hộp phân phối. Nếu căn cứ vào phạm vi sử dụng thì có thể phân thành
loại chạy trên địa hình phức tạp và loại chạy trên địa hình bằng phẳng. Điểm đặc
trng của xe AWD là có bộ vi sai phía trớc và phía sau. Mục đích là để triệt tiêu sự
chênh lệch về tốc độ của các bánh xe khi vào đờng vòng.
* Đối với loại AWD các hệ thống truyền lực phía trớc và phía sau nối trực tiếp với
nhau không thông qua bộ vi sai trung tâm, do đó không triệt tiêu đợc sự chênh lệch
về tốc độ của các bánh phía trớc và phía sau. Nên khi xe quay vòng gấp theo chế
độ 4WD, thờng phanh rất khó và quay vòng không đợc êm, nhng theo chế độ
AWD thì sẽ tốt hơn.
Để đảm bảo tính điều khiển ổn định trong khi chạy ở các điều kiện đờng xá
khác nhau, ở loại 4WD thờng xuyên ngời ta còn bố trí thêm một khớp mền làm cho
4
xe thích hợp hơn ở chế độ 2WD khi không có sự chênh lệch về tốc độ giữa bánh tr-
ớc và bánh sau. Khi xe vào đờng gồ ghề, đờng có tuyết (đờng xấu) xuất hiện sự
chênh lệch về tốc độ giữa bánh trớc và bánh sau thì hệ thống này lập tức truyền lực
dẫn động từ bánh trớc tới bánh sau giúp xe chuyển động êm ái.

Hệ thống truyền lực AWD động cơ đặt ngang.
Hình1.1 AWD loại động cơ đặt ngang
Các xe AWD loại này cũng không có bộ vi sai trung tâm nên khi không gài
hộp hộp phân phối thì công suất truyền trực tiếp lên cầu trớc qua bộ vi sai trớc, còn
5
khi gài hộp số phụ thì công suất truyền ra cả hai cầu thông qua bộ vi sai trớc và bộ
vi sai sau.
Hệ thống truyền lực AWD động cơ đặt dọc.

Hình1.2 AWD loại động cơ đặt dọc
Các xe AWD loại này cũng không có bộ vi sai trung tâm nên phải đóng hoặc

gài hộp phân phối. Khi không gài hộp số hộ phân phối thì công suất đợc truyền từ
hộp số dọc đến bộ vi sai trớc. Nếu hộp phân phối đợc gài thì công suất đợc truyền
đến cả bộ vi sai trớc và bộ vi sai sau.
*Ưu điểm của xe AWD:
Tiêu chuẩn đặt ra của một chiếc ô tô là có thể chạy trên nhiều loại đờng xá khác
nhau, từ địa hình bằng phẳng cho đến địa hình gồ ghề, có tuyết hoặc có bề mặt
thay đổi do thời tiết.
Cách tốt nhất để chạy trên đờng gồ ghề là có cả bốn bánh đều đợc truyền lực. Về
mặt này thì xe thì xe AWD có u điểm vợt trội hơn các xe 2WD.
+ AWD dùng để chỉ các xe dẫn động tất cả các bánh tại mọi thời điểm và không
có chế độ Low hay High nh xe 4WD chủ yếu dùng cho xe thể thao SUV liên
quan đến khả năng vợt địa hình thì AWD lại quen thuộc với các xe Sedan, Wagon,
đa dụng Minivan, AWD có ý nghĩa giúp cải thiện đọ bám đờng trong điều kiện
thời tiết xấu. Một vì mẫu nh lexus RX330 là ví dụ điển hình mặc dù là dòng SUV
nhng lại dùng AWD thay vì 4WD, vì thế ngời ta gọi kiểu xe là Crossover
6
+chữ All- tất cả trong từ All-Wheel drive có một chút mâu thuẫn và dễ gay
hiểu lầm khi mà hiện nay hầu hết các xe AWD có khả năng phân bổ toàn bộ công
suất xuống bánh sau khi phất hiện bánh trớc bị trợt. Những chiếc Subarru hay
Chrysler có thể đi trên đờng trơn trợt một cách thoải mái vì chúng có thể chuyển
công suất từ bánh bị trợt (mất độ bám đờng) sang bánh không bị trợt.
*Nhợc điểm của xe AWD:
Để sự chuyển động trên đờng của xe mềm mại trên đờng, giá trị mômen ma
sát lớn nhất truyền qua khớp ma sát của hộp phân phối đợc chế tạo không cao, do
vậy xe này không có khả năng việt dã cao trên đờng xấu, khi sử dụng cần chú ý
để sử dụng xe đúng mục đích, và đảm bảo tuổi thọ xe.
+ Ngoài ra xe AWD còn có những nhợc điểm dễ nhận thấy là do cấu tạo phức
tạp: Có thêm hộp phân phối, trục các đăng, bộ vi sai làm tăng trọng lợng của xe,
tăng số nguồn phát sinh rung động và tiếng ồn, tăng giá thành sản phẩm, chúng
còn làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu bởi tăng sức cản gió do cồng kềnh.

4. Phơng án lựa chọn thiết kế:
Chỉ tiêu đặt ra của một chiếc ô tô là có thể chạy trên nhiều loại đờng xá khác
nhau, từ địa hình bằng phẳng cho đến địa hình gồ ghề, có tuyết, những bề mặt đ-
ờng thay đổi do thời tiết. Về mặt này thì các xe AWD có u điểm hơn hẳn các xe
2WD. Nên trên các ô tô hiện đại ngày nay thờng chế tạo các xe kiểu AWD. Trong
các xe AWD thì em thấy xe AWD có động cơ đặt dọc nên sử dụng bộ truyền bánh
răng trụ thay thế cho bộ truyền bánh răng côn. Trong đồ án này, do thời gian ngắn
nên em chỉ đi sâu vào nghiên cứu HTTL kiểu AWD loại động cơ đặt dọc tức là
động cơ đặt dọc phía trớc, không có bộ vi sai trung tâm.
*Bố trí nh hình vẽ: 1.Động cơ, 2.Hộp số, 3.Hộp phân phối, 4.Vi sai trớc,
5.Vi sai sau.
7
1 2 3
4
5

B. Tính toán sức kéo ô tô.

Bảng thông số xe:
Loại động cơ
125kW V6
Kiểu 6 xi lanh, 24 van
Dung tích xi lanh(cm
3
) 2497
Công suất cực đại 125 kW tại 5000 (1/min)
Mômen xoắn cực đại(Nm) 265Nm tại 4000 (1/min)
Tốc độ tối đa(km/h) 200(km/h)
Hộp số Tay số 6 cấp
Nhiên liệu Xăng

Hệ thống nạp nhiên liệu Phun xăng điện tử EFI
kích thớc trọng lợng
Dài x rộng x cao(mm) 4530 x 1705 x 1500
Chiều dài cơ sở(mm) 2450
8
Chiều rộng cơ sở trớc/sau(mm) 2013/1705
Trọng lợng không tải(N) 15050
Trọng lợng toàn tải(N) 19500
Thông số khác
Lốp 205/55R16
Số cửa 4
Số chỗ ngồi 5
I - Xây dựng đờng đặc tính tốc độ ngoài của động cơ, chọn động cơ đặt trên ôtô.
1- Xây dựng đờng đặc tính tốc độ ngoài của động cơ:
G - Trọng lợng toàn bộ của ôtô: G = 19500 N.
f- Hệ số cản lăn của mặt đờng: f = 0,019
V
max
- tốc độ chuyển động lớn nhất của ôtô.
V
max
= 200(km/h) = 200 .
3600
1000
= 56m/s,
k - Hệ số cản của không khí, với k = 0,20 - 0,35 ta chọn k = 0,28
F - Diện tích cản chính diện của ôtô (m
2
): F = B.H.m
B - Chiều rộng lớn nhất của xe, B = R = 1,705 (m)

9
H - Chiều cao lớn nhất của ôtô tính từ mặt đờng đến điểm cao nhất của ôtô,
H = C = 1,424m
m - Hệ số điền đầy diện tích, lấy m = 0,85
Vậy ta có F = 1,705.1,500.0,85 = 2,19(m
2
)

t
- Hiệu suất của hệ thống truyền lực.
t
= 0,97.
* Đờng đặc tính tốc độ ngoài của động cơ.
+ Đờng biểu diễn công suất của động cơ và đờng biểu diễn mô men xoắn của
động cơ: trong đó N
e
, M
e
có thể tinh toán nhng cũng có thể theo đồ thị ta có
các giá trị của N
e
, M
e
10

Hình1. Đồ thị cân bằng công suất
Bảng1-Tính các thông số của động cơ.
Ne(1/min) 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Ne(kW) 25 38 60 85 100 110 120 125
Me(N.m) 165 185 232 250 260 265 260 250

2. Xác định tỉ số truyền của hệ thống truyền lực:
Tỉ số truyền của truyền lực chính đợc xác định theo công thức :
i
t
= i
h
.i
f
.i
0
Trong đó :
i
t
: Tỉ số truyền của hộp số chính
i
f
: Tỉ số truyền của hộp số phụ hoặc hộp phân phối.
i
0
: Tỉ số truyền của truyền lực chính.
11
a. Xác định tỉ số truyền của truyền lực chính(i
0
):

Tỉ số truyền của truyền lực chính i
0
đợc xác định từ điều kiện đảm bảo cho ôtô đạt
đợc vận tốc lớn nhất :
i

0
= 0,377
max
vii
nr
hnfc
vb
Trong đó :
r
b
: bán kính làm việc trung bình của bánh xe, đợc xác định theo
công kích thớc lốp;
r
b
= r
0
, với r
0
là bán kính thiết kế của bánh xe.
r
0
= H +
2
d
; B là bề rộng của lốp; H = B. 0,65 = 205. 0,65 =
133mm
d : đờng kính vành bánh xe; d = 16.25,4 = 406mm
r
0
= 133 + 406/2 = 336mm

: hệ số kể đến sự biến dạng của lốp = 0,93
r
b
= 0,93.336 = 0,312m
n
v
: số vòng quay của trục khuỷu động cơ ứng với vận tốc lớn nhất của ôtô
với n
v
= n
e max
= 5000v/ph.
V
max
= 50m/s là vận tốc lớn nhất của ôtô(m/s).
i
fc
: tỉ số truyền hộp phân phối: i
fc
= 1,25. Ta chọn tỉ số truyền này nhằm giảm bớt
tải cho truyền lực chính, phân phối mô men ra các cầu xe một cách hiệu quả nhất
và nâng cao khoảng sáng gầm xe.
i
hn
: tỉ số truyền của hộp số chính ở số truyền tăng : i
hn
= 0,77.
Nh vậy: i
0
= 0,377.

200.77,0.25,1
5000.312,0
3,05.
b. Xác định tỉ số truyền của hộp số chính:
1 - xác định tỉ số truyền ở số truyền 1:
12
Trị số của tỉ số i
h1
đợc xác định theo điều kiện cần và đủ để ôtô khắc phục
đợc lực cản lớn nhất và bánh xe chủ động không bị trợt quay trong mọi điều
kiện chuyển động .
P
k1max
P
can max
P
k1max

P

i
h1

max
max 0
. .
. . .


t b

e f c t
G r
M i i
=
0,38.19500.0,312
2,35
265.3,05.1,25.0,97
=
(1)
i
h1

2
max 0
. . .
. .


k b b
e fc t
m G r
M i i
=
12928.0,8.0,312
3,29
265.3,05.1,25.0,97
=
(2)
Trong đó:

max
=f + tg
max
= 0,019 + tg20
0
= 0,38.
* Phân bố tải trọng trên xe 5 chỗ:
- khi không tải: Cầu trớc 61%; Cầu sau 39%
- khi đầy tải: Cầu trớc 49%; Cầu sau 51%
G
t
=19500 N; khi đầy tải thì trọng lợng tác dụng lên cầu sau là: G
2
=19500.51%= 9945N. Hệ số m
k
= 1,3
G
b
= m
k
.G
2
= 12928 (N): trọng lợng bám đặt lên bánh xe chủ động.
M
emax
= 265N.m - mômen xoắn max của động cơ.
- Chọn theo bảng VI trang 20 sách hớng dẫn, chọn theo điều kiện tốt: Đờng
nhựa, khô, sạch = 0,80
Từ hai điều kiện trên và theo nguyên tắc chọn i
h1

sát điều kiện cản
Chọn i
h1
= 3,2
2- Xác định tỉ số truyền của các số truyền trung gian:
Chọn số cấp trong hộp số: Hộp số cơ khí, số cấp số tiến n = 6, một số lùi
Tỉ số truyền của các số truyền trung gian chọn theo qui luật cấp số nhân:
i
h2
=
4
3
1h
i
=
4
3
2,3
= 2,39
i
h3
=
3
2
1h
i
=
3
2
2,3

=2,18
i
h4
=
2
1
1h
i
=
2
1
2,3
=1,79
13
i
h5
= 1(số truyền thẳng)
i
h6
= 0,77 thờng trị số truyền tăng nằm trong khoảng 0,7
*
*
0,85.
3- Tỉ số truyền của số lùi:
Trị số của tỉ số truyền lùi đợc chọn lớn hơn trị số của số truyền 1:
i
l
= (0,9 - 1,15).i
h1
Chọn i

l
= 1,05. i
h1
= 1,05. 3,2 =3,36.
3. Vận tốc chuyển động của ôtô ở các số truyền đợc xác định theo công thức: v
m
=
0
2. . .
60. . .

b e
fc hm
r n
i i i
(m/s)
m- Chỉ số tỉ số truyền đang tính m = 1
ữ
6
n
e
biến thiên từ n
emin

.
.
n
emax

Bảng 2- Tính vận tốc của ôtô theo các số truyền :

14



II. xây dựng đồ thị các chỉ tiêu động lực học của ôtô.
1- Xác định chỉ tiêu về công suất:
Phơng trình cân bằng công suất
Trờng hợp ôtô tổng quát ôtô làm việc trên dốc nghiêng
N
k
= N
f
+ N
w

N
i
N
j
.
Trong đó: N
k
- Công suất kéo ở bánh xe chủ động, đợc xác định theo công
thức : N
k
=N
e
- N
r
= N

e
.
t

N
f
- Công suất tiêu hao cho cản lăn: N
f
= G.f.v.cos (W)
Trong đó góc = 0
0
(khi xe chạy trên đờng bằng).
N
i
- Công suất tiêu hao cho cản lên dốc: N
i
= G.v.sin(W)
N

- Công suất tiêu hao cho cản không khí: N

=k.F.
3
V
(W)
N
j
- Công suất tiêu hao cho cản quán tính khi tăng tốc: N
j
=

jv
g
G
i


(W).
ne(1/min)
v(m/s)
1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Số truyền I 4.02 5.35 6.69 8.03 9.37 10.71 12.05 13.38
Số truyềnII 5.38 7.17 8.96 10.75 12.54 14.34 16.13 17.92
Số truyền III 5.89 7.78 9.73 11.67 13.62 15.56 17.51 19.45
Số truyền IV 7.18 9.57 11.96 14.36 16.75 19.14 21.53 23.93
Số truyền V 12.85 17.13 21.41 25.70 29.98 34.26 38.54 42.83
Số truyền VI 17 22 28 33 39 44 50 56
15

i
- Hệ số tính đến ảnh hởng của các khối lợng quay trong động cơ, hệ
thống truyền lực và các bánh xe; j - là gia tốc ôtô.
Bảng3. Tính công suất của ôtô.
Nhận xét:
Qua đồ thị cân bằng công suất (Hình1) và đồ thị thể hiện đờng đặc tính ngoài ta
thấy đợc tơng quan giữa công suất kéo của các bánh xe chủ động với công suất của
các lực cản chuyển động đồng thời cũng cho ta thấy đựơc mức độ sử dụng công
suất của động cơ.
2- Xác định chỉ tiêu lực kéo:
1/ Phơng trình cân bằng lực kéo
Phơng trình cân bằng lực kéo của ôtô khi chuyển động tổng quát:

P
k
=P
f
+P
w
P
i
P
j
+P
m
Phơng trình viết dới dạng khai triển:
0
. . . .
e f h t
b
M i i i
r

= G.f.cos +
2
VAk


G.sin
i
G
g
.J +n..Q

Khi chạy ổn định P
j
=0 (lực cản quán tính), xe con nên P
m
=0 (lực cản kéo
moóc), trên đờng bằng = 0.
0
. . . .
e f h t
b
M i i i
r

= G.f +
2
VAk
Để lập bảng tính lực kéo theo tốc độ cần sử dụng các công thức:
v = 0,377.
0
.
. .
b e
fc hm
r n
i i i
; P
km
=
0
. .

f t
b
i i
r

.M
e
.i
hm
= C.M
e
.i
hm
(N)
V(m/s) 17 22 28 33 39 44 50 56
Ne(kW) 25 38 60 85 100 110 120 125
Nk(kW) 24.25 36.86 58.20 82.45 97.00 106.7 116.4 121.3
Nf(kW) 3.90 5.21 6.51 7.81 9.11 10.41 11.71 13.02
N

(kW) 3 7 13 23 36 54 77 106
Nf+N

(kW
)
7 12 20 31 45 64 89 119
16
Trong ®ã: C =
0
. .

f t
b
i i
r
η
=
312,0
97,0.25,1.05,3
= 11,80
B¶ng 4: TÝnh lùc kÐo P
k
theo tèc ®é «t«.
ne(1/min)
Th«ng sè tt
1500 200 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Me 165 185 232 250 260 265 260 250
Sè truyÒn I
4.02 5.35 6.69 8.03 9.37 10.71 12.05 13.38
Pk1(N)
6230 6986 8760 9440 9818 10006 9818 9440
Sè truyÒnII
5.38 7.17 8.96 10.75 12.54 14.34 16.13 17.92
Pk2(N)
4653 5217 6543 7051 7333 7474 7333 7051
Sè truyÒn III
5.89 7.78 9.73 11.67 13.62 15.56 17.51 19.45
Pk3(N)
4244 4759 5968 6431 6688 6817 6688 6431
Sè truyÒn IV
7.18 9.57 11.96 14.36 16.75 19.14 21.53 23.93

Pk4(N)
3485 3908 4900 5281 5492 5597 5492 5281
Sè truyÒn V
12.85 17.13 21.41 25.70 29.98 34.26 38.54 42.83
Pk5(N) 1947 2183 2738 2950 3068 3127 3068 2950
Sè truyÒn VI
17 22 28 33 39 44 50 56
Pk6(N) 1499 1681 2108 2272 2362 2408 2362 2272
B¶ng 5. TÝnh lùc c¶n kh«ng khÝ theo tèc ®é «t«.
TÝnh theo c«ng thøc sau: P
ω
= k.F
2
.V
vµ P
f
= G.f = 371(N)

§å thÞ c©n b»ng lùc kÐo.
V(m/s) 17 22 28 33 39 44 50 56
P
ω
(N) 171 304 474 683 930 1214 1537 1897
P
f
+P
ω
541 674 845 1053 1300 1585 1907 2267
17

* NhËn xÐt kÕt qu¶ :
18
- Qua đồ thị cân bằng lực kéo ta sẽ xác định đợc những chỉ tiêu động lực học của
ôtô khi chuyển động đều hay có thể xác định đợc cản lớn nhất của đờng mà ôtô có
thể khắc phục đợc.
- Tại điểm đờng cong đợc chia làm 2 nhánh:
+ nhánh bên phải là nhánh ổn định
+ nhánh bên phải là nhánh không ổn định .
- Nhánh cuối cùng của các đờng cong P
ki
luôn nằm phía nhánh bên phải của tay số
P
k(i+1)
tiếp theo (nhánh ổn định) nên khi chuyển số xe vẫn đảm bảo khắc phục đợc
lực cản.
3- Xác định chỉ tiêu về nhân tố động lực học D
- Xác định nhân tố động lực học D khi ôtô chở định mức
1/ Phơng trình nhân tố động lực học D khi ôtô chở tải định mức
D =
k w
P P
G

Dạng khai triển: D =
G
VAk
r
iiiMe
b
thf

2
0




=
j
P P
G


=
i
g

.j
2/ Đồ thị nhân tố động lực học:
D
m
=
km wm
P P
G

;
m = 1ữ 6 Là chỉ số ứng với số truyền đang tính
19
B¶ng 6. Nh©n tè ®éng lùc häc D theo tèc ®é.
Sè truyÒn I 4.02 5.35 6.69 8.03 9.37 10.71 12.05 13.38

Pk1(N) 6230 6986 8760 9440 9818 10006 9818 9440
Pw1(N) 9.9 17.6 27.5 39.5 53.8 70.3 89.0 109.8
D1 0.319 0.357 0.448 0.482 0.501 0.510 0.499 0.478
Sè truyÒnII 5.38 7.17 8.96 10.75 12.54 14.34 16.13 17.92
Pk2(N) 4653 5217 6543 7051 7333 7474 7333 7051
Pw2(N) 17.7 31.5 49.2 70.9 96.5 126.0 159.5 196.9
D2 0.238 0.266 0.333 0.358 0.371 0.377 0.368 0.351
Sè truyÒn III 5.89 7.78 9.73 11.67 13.62 15.56 17.51 19.45
Pk3(N) 4244 4759 5968 6431 6688 6817 6688 6431
Pw3(N) 21.3 37.1 58.0 83.5 113.7 148.5 188.0 232.1
D3 0.217 0.242 0.303 0.326 0.337 0.342 0.333 0.318
Sè truyÒn IV 7.18 9.57 11.96 14.36 16.75 19.14 21.53 23.93
Pk4(N) 3485 3908 4900 5281 5492 5597 5492 5281
Pw4(N) 32 56 88 126 172 225 284 351
D4 0.177 0.198 0.247 0.264 0.273 0.276 0.267 0.253
Sè truyÒn V 12.85 17.13 21.41 25.70 29.98 34.26 38.54 42.83
Pk5(N) 1947 2183 2738 2950 3068 3127 3068 2950
Pw5(N) 101 180 281 405 551 720 911 1125
D5 0.091 0.096 0.116 0.116 0.110 0.098 0.079 0.054
Sè truyÒn VI 17 22 28 33 39 44 50 56
Pk6(N) 1499 1681 2108 2272 2362 2408 2362 2272
Pw6(N) 170.7 303.5 474.2 682.9 929.5 1214.1 1536.6
1897.
0
D6 0.068 0.071 0.084 0.081 0.073 0.061 0.042 0.019
§å thÞ ®éng häc D:
20


Nhận xét :

Dựa vào đồ thị nhân tố động lực học và đồ thị tia khi tải trọng thay đổi có thể
xác định đợc:
21
+ Giá trị của nhân tố động lực học tại một vận tốc xác định khi tải thay đổi
( non tải hay quá tải ).
+ Hệ số cản lớn nhất của mặt đờng.
+ Xác định vận tốc chuyển động của ôtô khi biết hệ số cản của mặt đờng và tải
trọng.
Chơng II. TNH TON KIM NGHIM hộp phân phối cơ khí.
A. lựa chọn phơng án.
* Phơng án hộp phân phối có khớp ma sát:
- Hộp phân phối(HPP) chỉ dùng trên xe nhiều cầu chủ động. Tác dụng của nó
dùng để phân phối mô men từ động cơ ra các cầu xe. Trong HPP còn bố trí thêm
một số truyền nhằm tăng lực kéo bánh xe khi cần thiết.
- Li hợp ma sát khô nối động cơ với HTTL, Hộp số chính(HSC) cơ khí có 5 số
tiến và một số lùi, trục ra của HSC đồng thời là trục dẫn động cầu trớc, bánh răng
côn nằm trong khoang chung của HTTL, đầu ra của trục này dẫn động cầu sau
thông qua một bộ vi sai có khớp ma sát, và cặp bánh răng trụ nghiêng. Bộ vi sai,
khớp ma sát, cặp bánh răng trụ thẳng răng nghiêng tạo nên hộp phân phối. Sơ đồ
nguyên lí của HPP này dựa trên cơ sở một loại cặp truyền. Nh vậy chế độ làm việc
của HPP cầu trớc luôn thờng xuyên làm việc. Hệ thống này rất mạnh mẽ và đáng
tin cậy, tuy nhiên hệ thống AWD không hiệu quả khi xe đi trên địa hình gồ ghề,
trơn trợt và nó vô dụng khi đi trên vỉa hè. Khi đó một trong 4 bánh xe sẽ mất đi độ
bám đờng và cái còn lại sẽ nhận đủ 100% lực truyền động từ cụm vi sai.
Hệ thống AWD từng phần thờng phân phối lực bên trong cụm vi sai với tỉ lệ
50/50 từ bánh trớc đến bánh sau khi chúng ta chuyển sang chế độ ASR. mỗi bánh
xe sẽ nhận 25% lực truyền động để giảm thiểu sự trợt của bánh xe. Hệ thống này
rất mạnh mẽ và đáng tin cậy. Tuynhiên thật không may nó lại vô dụng khi cho xe
lên vỉa hè. Một trong 4 bánh sẽ mất đi độ bám đờng và cái còn lại sẽ nhận đủ
100% lực truyền động từ cụm vi sai.

22
Hệ thống AWD toàn thời gian thông thờng sử dụng vi sai kiểu khác bên trong
HPP, cụm vi sai có khớp ma sát với hệ thống đóng mở là các xi lanh thuỷ lực với
hệ điêu khiển điện tử có thể để điều khiển xe trở nên hữu dụng trên vỉa hè và đơng
xấu. Quy trình đợc thực hiện do 1 hệ thống bánh răng quả dứa và hành tinh. Nó
đảm bảo cho 4 bánh thờng xuyên nhận 25% lực truyền động(tại một tiếp xúc và tỷ
suất bám đờng), do vậy nó tránh đợc hiện tợng bánh xe bị trợt. Hệ thống này cũng
rất mạnh và đáng tin cậy. Tuy vậy, hệ thống này sẽ không phát huy tác dụng khi xe
khởi hành ( giống nh là bánh xe mất bám khi khởi hành), nó cần phải có thêm một
thiết bị điều khiển khi quay vòng, gọi là điều khiển độ bám. Nếu 1 bánh xe hoặc
hoặc một trục mất độ bám, vi sai cũng vẫn cho phép trục quay ( một hoặc cả hai
cầu xe). Để tránh trờng hợp trên, một số hệ thống AWD hoàn toàn đợc trang bị
khoá vi sai khớp ma sát đóng mở nhờ xi lanh thuỷ lực có điều khiển điện tử ( bao
gồm một môtơ bớc và hệ thống các cảm biến hệ điều hành EMS (ECU). Nó hoạt
động nh một cụm vi sai Full time - nó cũng có chức năng, độ tin cậy và mạnh mẽ
nh khi xe khởi hành.
* AWD Full time(AWD toàn thời gian): Có vi sai bên trong cấu trúc hộp phân
phối, mỗi bánh xe sẽ nhận 25% lực truyền khi độ bám 4 bánh bằng nhau. Tuy
nhiên vi sai trung tâm sẽ không thể khoá đợc. để tránh bị trợt, khi một bánh hoặc
một trục quay không tải lúc này hộp phân phối có khớp ma sát điều khiển điện tử
sẽ phân chia mômen xoắn ra cầu sau sự đồng đều mômen dựa trên độ bám đờng
của bánh xe sẽ tránh cho xe bị trợt. Khi vận hành trên đờn trơn, tỉ lệ truyền tới các
bánh không hiệu quả, thiết bị khớp ma sát nối trên sẽ hoạt động trên từng chu kì bị
trợt tạo an toàn cho hệ thống truyền lực. Cụm HPP có khớp ma sát điều khiển điện
tử có thể đáp ứng yêu cầu truyền lực đến các bánh xe, nhờ hệ thống nêu trên xe
AWD khắc phụ đợc những nhợc điểm để trở thành chiếc xe có tính cơ động trên
nền đờng xấu.
Từ đó ta đa ra phơng án thiết kế hộp phân phối trên cơ sở một cấp truyền:
23

S¬ ®å HPP
24
Hộp phân phối có vi sai và khớp ma sát, trong xe hai cầu, ba cầu chủ động phải
có thêm hộp phân phối lắp phía sau hộp số chính dùng để truyền mômen của
động cơ tới các cầu chủ động của xe. Trờng hợp có hai cầu chủ động ngời ta th-
ờng dùng hai chế độ đóng mở xi lanh thuỷ lực để điều khiển HPP: Một chế độ
dùng để đóng và nhả khớp ma sát để truyền động tới cầu sau và một chế độ
dùng để ngắt khớp ma sát cắt truyền động tới cầu sau. Cần phải giảm tốc trong
hộp phân phối qua đó tăng mômen cho bánh xe chủ động khi xe chạy trên đờng
xấu. Tuy nhiên xu hớng ngày nay để giảm tải thao tác và sức lực của ngời lái,
ngoài ra để có sự chính xác, độ nhạy, phù hợp xu hớng phát triển công nghệ cơ
điện tử thì thay cho việc điều khiển bằng tay là điều khiển bằng điện tử với hệ
thống cảm biến và bộ xử lí tín hiệu thông minh.
* Bộ vi sai và khớp ma sát:
Bộ vi sai co kết cấu giống vi sai cầu, gồm các trục chữ thập, 2 bành răng bán
trục, 4 bánh răng hành tinh hoạt động dựa trên nguyên tắc ăn khớp của các bánh
răng và tăng nội ma sát nhờ khớp ma sát bố trí trong cùng vỏ vi sai.
Khớp ma sát là một ma sát ớt nhiều đĩa, các tấm ma sát là các lá thép gồm các
cặp đĩa răng trong và răng ngoài, khớp ma sát làm việc trong môi trờng chịu mài
mòn, chịu nhiệt . Các đĩa răng ngoài nối với vỏ vi sai, các đĩa răng trong liên kết
với bánh răng bán trục các đĩa đợc lắp xên kẽ giữa đĩa răng ngoài và đĩa răng
trong và bị ép bởi xi lanh thuỷ lực đặt nằm cạnh vỏ vi sai nhờ đó mà khớp ma
sát có thể truyền lực ma sát lên bánh răng bán trục. Toàn bộ gồm sáu cặp ma sát
đảm bảo đủ truyền mô men qua khớp với lực ép của xilanh thuỷ lực. Khi có hiện
tợng trợt vào đờng xấu thì các cảm biến tốc độ ở bánh xe và cảm biến bớm ga
truyền tìn hiệu về bộ xử lí trung tâm ECU sau khi xử lí thông tin ECU truyền
thông tin tới môtơ buớc dầu đợc bơm vào xi lanh từ xi lanh chính vào các xi
lanh chấp hành bố trí trong vi sai đóng các khớp ma sát, khi xe thoát ra khỏi đ-
ờng xấu thì cũng nhờ các cảm biến và ECU điều khiển và khớp ma sát đợc mở

ra.
25