BỘ QUỐC PHÒNG

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA ĐỘNG LỰC

=====o0o=====

Phê Chuẩn

Độ mật : ........

Ngày ... Tháng ... Năm 2010

Số:

CHñ NHIÖM KHOA

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên: Nguyễn Trung Thành

Lớp : Xe DS VB2

Ngành: Cơ khí

Chuyên ngành: Ô tô



CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
( Ký, ghi rõ họ tên, học hàm, học vị )

Đại tá, TS. Nguyễn Văn Trà

Đại tá, TS. Vũ Quốc Bảo

Đã hoàn thành và nộp bài tập tốt nghiệp ngày....... tháng....... năm 2011.

Học viên thực hiện
( Ký và ghi rõ họ tên )

Nguyễn Trung Thành

2


MỤC LỤC
Nhiệm vụ đồ án
Mục lục
Lời nói đầu ............................................................................................................. 5

Vị trí gài số..............................................................................................22
Chương II............................................................................................79
Nội dung bảo dưỡng xe chạy...................................................................83
Chương III...........................................................................................89
Kết luận.............................................................................................................. 99


Chương I
PHÂN TÍCH CẤU TẠO CỦA MỘT SỐ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ
I. Công dụng và phân loại hộp số
1.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại hộp số
1.1.1. Công dụng
Thay đổi momen xoắn truyền từ động cơ đến các bánh xe chủ động nhờ
đó có thể tăng hoặc giảm lực kéo ở các bánh xe chủ động để khắc phục lực quán
tính khi khởi động và sức cản chuyển động khi động cơ làm việc với công suất
ổn định.
Thay đổi chiều chuyển động của xe giúp xe có thể chuyển động tiến hoặc lùi
theo sự điều khiển của lái xe. Để cắt lâu động cơ với cơ cấu truyền lực khi cần thiết.
1.1.2. Yêu cầu
Có số tay số và tỷ số truyền cần thiết để đảm bảo tính năng động lực học
và tính kinh tế của ô tô.
Chuyển số dễ dàng, tiện lợi, nhanh chóng và êm dịu.
Có cơ cấu chống nhảy số và gài đồng thời hai số.

4


Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực khi ô tô dừng hay chuyển động
theo quán tính.
1.1.3. Phân loại
- Hộp số cơ khí.
- Hộp số thủy lực.
1.1.4. Phân loại hộp số cơ khí
Việc phân loại hộp số dựa theo nhiều tiêu chí khác nhau.
* Theo kết cấu hộp số chia ra hai loại: Hộp số hành tinh và hộp số có trục
cố định.

chúng được lắp đặt trong khoang động cơ nên bộ truyền động bánh răng cuối
cùng (vi sai) lắp ở ngay trong hộp số, còn gọi là “hộp số có vi sai”. Hộp số sử
dụng cho xe động cơ đặt trước - cầu sau chủ động có bộ truyền động bánh răng
cuối cùng (vi sai) lắp ở bên ngoài.
Cả hai loại động cơ đặt trước - cầu trước chủ động và động cơ đặt trước cầu sau chủ động đều được xây dựng và phát triển trên các dòng xe du lịch đầu
tiên khi yêu cầu tự động hóa cho xe ôtô phát triển, nhưng hiện nay hộp số tự
động còn được dùng cho cả xe tải và xe có hai cầu chủ động hay xe sử dụng ở địa
hình không có đường đi.
c. Theo cấp số tiến của xe
Ngoài cách phân loại trên còn có một số cách phân loại khác như theo cấp
số tiến của hộp số có được đa phần hộp số tự động có 4 cấp và một số nhà sản
xuất đang chuyển dần sang thế hệ hộp số mới 5 cấp, 6 cấp. Và hiện nay số cấp
mà hộp số tự động có được cao nhất là 7 cấp. Phân loại theo thiết kế cho dòng xe
lắp đặt chúng như ôtô du lịch, xe tải, xe siêu trọng.

6


Hình 1.1 Sơ đồ vị trí của hộp số tự động trên xe
a - Dẫn động cầu trước; b - Dẫn động cầu sau;
1 - Mặt trước; 2 - Cụm cầu và hộp số tự động; 3 - Trục dẫn động;
4 - Hộp số tự động; 5 - Trục các đăng; 6 - Truyền động cuối cùng của vi sai.
Một kiểu hộp số tự động khác hiện đang dần được ứng dụng rộng rãi là
hộp số tự động vô cấp CVT (Continuosly Variable Transmission: hộp số tự động
vô cấp). Loại hộp số này sử dụng dây đai bằng kim loại và một cặp pulley với độ
rộng có thể thay đổi để mang lại tỷ số truyền khác nhau, như loại hộp số MMT
(Multi-Matic Transmission) lắp trên mẫu Civic của Honda hay trên mẫu Lancer
Gala của Mitsubishi. Với loại hộp số này, tỷ số truyền được thay đổi tùy thuộc
vào vòng tua của động cơ cũng như tải trọng.
II. Phân tích cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số cơ khí

9

Hình 1.4 Trục thứ cấp


-

* Trôc trung gian vµ trôc sè lïi

10
Hình 1.5 Trục trung gian và số lùi


Trục trung gian gồm các bánh răng có đường kinhskhacs nhau được chế tạo
liền với trục. Trục trung gian được gối lên hai ổ bi lắp vào các lỗ ở vỏ hộp số.
Trục bánh răng số lùi được lắp chặt vào lỗ ở thành vỏ hộp số, bánh răng số
lùi có thể quay và trượt trên trục.
* Bộ đồng tốc
Bộ đồng tốc giúp cho việc sang số được êm dịu và không có tiếng kêu.
Nguyên tắc hoạt động của bộ đồng tốc là làm tốc độ quay của các bánh răng phải
được cân bằng trước khi ăn khớp với nhau.
Bộ đồng tốc chia ra hai loại:
+ Bộ đồng tốc của một số hộp số cơ khí 4 cấp (Hình 1.6).
Bộ đồng tốc gồm moay ơ cùng với các răng trong được lắp vào chỗ rãnh
dọc trục bị động, khớp nối cùng các răng trong, hai vòng hãm hình côn, vành
răng ngoài và ba mảnh hãm do lò xo ép chặt vào khớp nối. Các bánh răng ăn
khớp của trục bị động đều có vành hình côn. Khi sang số, càng sang số sẽ di
chuyển vào rãnh vòng của khớp nối. Khi gài số, khớp nối sẽ di chuyển và nhờ có
các vòng hãm nên đẩy các vòng hãm cùng di chuyển.
Mặt hình côn của vòng hãm tựa vào gờ hình côn của bánh răng và nhờ lực

* Cơ cấu sang số (Hình 1.8)
Cơ cấu sang số dùng để thực hình di động các bánh răng của hộp số khi gài
số hoặc nhả số.
Khi người lái tác dụng vào cần sang số làm cho thanh trược di chuyển, lúc
đó càng cua cũng di chuyển theo mang ống răng của bộ đồng tốc tới ăn khớp vào
các răng của bánh răng số để thực hiện việc truyền momen.

13


Hình 1.8. Cơ cấu sang số

* Cơ cấu định vị và khóa thanh trượt
Giữ cho các bánh răng, ống răng sau khi ăn khớp được cố định ở vị trí ăn
khớp để tránh hiện tượng nhảy số, không cho phép vào hai số một lúc.

14


Hình 1.9 Cơ cấu định vị và khóa thanh trượt
1,3,6. Lò xo và bi định vị.
2,4. Chốt bị hãm; 5,7. Thanh trượt.
Trên các thanh trượt được bố trí các rãnh lõm, ở cơ cấu định vị có ba rãnh
kề nhau trên các thanh trượt, rãnh ở giữa ứng với vị trí trung gian. Khi thực hiện
việc vào số ta di chuyển các thanh trượt, khi đó các viên bi định vị nén lò xo lại
và thanh trượt tiếp tục được di trượt, càng cua đưa các bánh răng vào vị trí ăn
khớp. Lúc đó do sự đàn hồi của lò xo sẽ làm cho viên bi định vị chèn vào rãnh
ứng với số tương ứng, nó giúp cho bánh răng định vị ở vị trí ăn khớp.
Cơ cấu khóa thanh trượt: Được dùng để khóa hai thanh trượt kề nhau tránh
hiện tượng vào hai số một lúc, khi cần chọn số tác động vào hai thanh trượt. Trên

16


trung gian → bánh răng c'→ bánh răng c → bộ đồng tốc ĐT1 → trục thứ cấp →
các bánh xe chủ động.
Số 3: Bộ đồng tốc ĐT 1 và bánh răng số lùi R ở vị trí trung gian. Thực
hiện đưa ống răng ngoài của bộ đồng tốc ĐT 2 dịch chuyển sang phải để ăn
khớp với các răng của bánh răng b, nối cứng bánh răng b với trục thứ cấp.
Mômen xoắn truyền từ trục sơ cấp → bánh răng a → bánh răng a' → trục
trung gian → bánh răng b' → bánh răng b → bộ đồng tốc ĐT 2 → trục thứ cấp
→ các bánh xe chủ động.
Số 4: Bộ đồng tốc ĐT 1 và bánh răng số lùi R ở vị trí trung gian. Thực hiện
đưa ống răng ngoài của bộ đồng tốc ĐT 2 sang ăn khớp với các răng của bánh
răng a, nối cứng bánh răng a với trục thứ cấp. Momen xoắn truyền từ trục sơ cấp
→ bánh răng a → bộ đồng tốc ĐT2 → trục thứ cấp → các bánh xe chủ động.
Số lùi: Các bộ đồng tốc ĐT 1, ĐT2 ở vị trí trung gian. Thực hiện đưa bánh
răng số lùi R sang trái ăn khớp với bánh răng e và e'. Mômen xoắn truyền từ trục
sơ cấp → bánh răng a → bánh răng a' → trục trung gian → bánh răng e' → bánh
răng R → bánh răng e → trục thứ cấp → các bánh xe chủ động.
III. Kết cấu của hộp số xe ZIL 131
3.1 Kết cấu của hộp số
Hộp số xe ЗИЛ – 131 là loại hộp số cơ khí 3 trục dọc có 5 số tiến và 1
số lùi, có trục sơ cấp và trục thứ cấp đồng tâm, trong hộp số có sử dụng 2 đồng
tốc quán tính 5 và 17 để gài các số II-III, IV-V. Dẫn động điều khiển hộp
số bằng cơ khí. Với đặc điểm kết cấu như vậy đảm bảo kết cấu hộp số nhỏ gọn,
giảm khối lượng hộp số, đảm bảo thay đổi không liên tục giá trị tỷ số truyền và
mô men xoắn đến các bánh xe chủ động, cho ta tỷ số truyền lớn, dễ dàng bố trí số
truyền thẳng.
Tuy nhiên với phương án bố trí như vậy sẽ làm giảm hiệu suất truyền do
các số truyền tiến khác mômen được truyền qua 2 cặp bánh răng (trừ số truyền

sơ cấp với bánh răng liền trục được đặt trên 2 ổ bi: Ổ bi phía trước được đặt trên
hốc bánh đà, ổ bi 2 đặt ở vỏ hộp số và được định vị vòng ngoài theo chiều trục
nhờ tanh hãm bằng thép. Ổ bi này thường chọn có đường kính ngoài lớn hơn
bánh răng chủ động để đảm bảo tháo lắp trục sơ cấp được dễ dàng.
Trên trục trung gian lắp cố định nhiều bánh răng bằng mối ghép then
bán nguyệt để dẫn truyền mômen quay đến trục thứ cấp, giá trị của mô men
quay được thay đổi tuỳ theo cách gài các bánh răng lắp trượt và cùng quay
trên trục trung gian. Trục thứ cấp quay trên ổ bi cầu và ổ thanh lăn trụ. Ổ bi
cầu cũng được cố định chống dịch chuyển dọc trục nhờ tanh hãm bằng thép và
đai ốc hãm ở đầu trục.
Trục thứ cấp được quay trên 2 ổ bi: Ổ đũa đặt trong hốc bánh răng liền
trục của trục sơ cấp, ổ bi có vòng trong được định vị chiều trục bằng ống lót, bích
và đai ốc đầu trục thứ cấp.
Cổ trục thứ cấp và bạc thép có các mặt phẳng cắt dọc để tránh mắc kẹt
và bảo đảm bôi trơn tốt khi làm việc.
3.3. Bánh răng
Các bánh răng số II, III, IV, V đều là răng trụ nghiêng còn bánh số I
và bánh răng số lùi là răng trụ thẳng. Các số II, III, IV, V được gài nhờ 2 đồng
tốc quán tính và số I và số lùi được gài bằng các dịch chuyển bánh răng. Các
bánh răng lắp trên trục trung gian được cố định với trục nhờ then bán nguyệt, còn
các bánh răng số 1 được chế tạo liền trục.
Các bánh răng của số II, của số III và bánh răng của số IV quay trơn trên
trục thứ cấp qua các ống lót bằng thép (bạc thép), ống lót được chống xoay bằng
chốt trên trục. Các bánh răng số được cố định chống sự dịch chuyển dọc trục
thứ cấp bằng các vòng hãm và dạng vòng găng píttông.

19


Việc bố trí các bánh răng nghiêng ở các số cao và các cặp bánh răng này



dàng bảo dưỡng chăm sóc. Tuy nhiên thì nó lại làm tăng chiều cao của hộp số,
làm cho sàn xe bị đội lên và nâng trọng tâm của xe.
Từ đặc điểm cấu tạo hộp số xe ЗИЛ – 131, thực hiện việc sơ đồ hóa
nguyên lý cấu tạo và hoạt động của nó ta có hình vẽ 1.12
a. Sơ đồ động

Hình 1.12 Sơ đồ động học
1- Trục sơ cấp; 2-Vỏ hộp số; 3- Nắp hộp số; 4,11- Đồng tốc gài số;
5,6,10- Càng gài số; 7- Trục thứ cấp; 8- Trục trung gian; 9- Trục số lùi; Z 5, Z’5 Cặp bánh răng thường tiếp; Z’4 ,Z4 , Z’3 , Z3 , Z’2 ,Z2, Z’1 , Z1 –theo thứ tự là cặp
bánh răng của các số truyền IV, III, II, I; Z L – Bánh răng số lùi trên trục trung
gian; Z”L , Z’L – Khối bánh răng số lùi.
b. Nguyên lý làm việc
Dòng lực truyền trong hộp số ứng với từng số truyền được cho trong bảng 1.1

21


Bảng1. 1: Sơ đồ dòng lực ở các số truyền.
Số
truyền
0
I

Vị trí gài số

Dòng lực truyền trong hộp số

5,6 và 10 ở vị trí trung gian

1→ Z5 → 4 →7
1→ Z5 → Z’5 →8→ ZL → Z”L → Z1
→7

Việc truyền mô men xoắn qua hộp số cơ khí có cấp được thực hiện theo
nguyên tắc làm việc của truyền động bánh răng ăn khớp ngoài. Ở các số truyền
tiến, truyền động đều qua 2 cặp bánh răng ăn khớp nên trục sơ cấp và trục
thứ cấp có cùng chiều quay.
Ở số truyền I (hình 1.13 a), đẩy tay số làm cho bánh răng của số I của trục
bị động di chuyển về phía trước. Tỷ số truyền của tay số I là 7,44. Mômen xoắn
được truyền qua hai cặp bánh răng, một cặp bánh răng trụ răng nghiêng và một
cặp bánh răng trụ răng thẳng. Mômen được truyền ở tay số này là lớn nhất.
Ở số truyền II (hình 1.13 b) đẩy tay số làm cho bộ đồng tốc số II và số III
di chuyển về phía sau, các răng trong của bộ đồng tốc đi vào ăn khớp với vành
răng trên bánh răng số II và cố định bánh răng đó trên trục. Mômen xoắn đi vào
từ trục sơ cấp của hộp số được truyền qua hai cặp bánh răng trụ răng nghiêng và
đi ra trục thứ cấp của hộp số ra trục truyền và các cụm phía sau.
Ở số truyền III (hình 1.13 c), đẩy tay số làm cho bộ đồng tốc di chuyển về
phía trước. Các răng trong của bộ đồng tốc đi vào ăn khớp với vành răng của
bánh răng số III trục bị động. Mômen xoắn cũng được truyền qua hai cặp bánh
răng trụ răng nghiêng, qua trục trung gian và đi ra trục thứ cấp của hộp số.

22


Ở số truyền IV (hình 1.13 d), đẩy tay số làm cho bộ đồng tốc của số IV và
số V di chuyển về phía sau. Các răng của bộ đồng tốc ăn khớp với vành răng của
bánh răng số IV trục bị động. Mô men xoắn được truyền cũng qua hai cặp bánh
răng trụ nghiêng nhưng có tỷ số truyền nhỏ hơn.
Ở số truyền V (hình 1.13 e), đẩy tay số làm cho bộ đồng tốc của số IV và

Cần số trên nhỏ và to dần ở đầu dưới theo dạng hình cầu lắp qua lỗ ở nắp
hộp số. Để tránh xoay lung tung khi sang số nên ở cần số có chốt hãm. Ở nắp hộp
số có khoan các lỗ để lắp ống trượt, trên ống trượt lắp càng cua số và đầu gạt số.
Đầu dưới cần số cắm vào lỗ khuyết ở đầu gạt số. Càng sang số có thể di động
trong rãnh lõm của các bánh răng di động và bộ đồng tốc. Muốn sang số, ta đẩy
đầu cuối trên cần số vào vị trí nhất định, đầu cuối dưới cần số qua đầu gạt di
chuyển ống trượt cùng với càng sang số và bánh răng gài vào số cần thiết. Để giữ
các bánh răng của hộp số ở đúng vị trí gài số hay vị trí trung gian ở cần gài số có
lắp khoá hãm.

Hình 1.14: Các cơ cấu trên nắp hộp số.
Nhờ cơ cấu điều khiển (cần gài số) tác động lên các càng gài làm di trượt
đồng tốc hoặc bánh răng ăn khớp với nhau để được tỷ số truyền tương ứng với
từng tay số.
Dòng lực đi vào hộp số từ trục sơ cấp và đi ra từ trục thứ cấp.
3.6.1. Định vị và khóa hãm
Trong hộp số xe ЗИЛ – 131 cũng có kết cấu định vị và khoá hãm bố trí
trên nắp hộp số.

24


Khóa hãm không cho gài hai số cùng một lúc, kết cấu của nó gồm các
viên bi ở giữa trục trượt giữa và trục trượt ngoài và có chốt nằm xuyên qua trục
trượt giữa. Định vị có tác dụng bảo đảm gài số đúng vị trí để các bánh răng ăn
khớp hết chiều dài răng, tránh tự gài số hoặc tự nhả số. Hiện nay trên các ôtô
thường dùng định vị loại bi và lò xo.
Định vị được dùng cho từng trục trượt. Định vị được bố trí trong mặt
phẳng thẳng đứng vuông góc với trục trượt, gồm một viên bi và lò xo cho mỗi
trục trượt.