BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP PHÚC YÊN
KHOA: ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
NGHIÊN CỨU, KHAI THÁC HỆ THỐNG
TRUYỀN LỰC TRÊN XE MATIZ

Giáo viên hướng dẫn : Phạm Quang Hưng
Sinh viên thực hiện : Đỗ Xuân Thủy
Trần Khánh Linh
Lê Văn Xuân
Lớp
Khoa
Khóa học

: CCK06OT2
: ĐỘNG LỰC
: 2011 – 2014

Hà Nội, tháng 05 năm 2014
1


MỤC LỤC
LỜi NÓI ĐẦU............................................................................................................
1
CHƯƠNG I: CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ CẤU
TẠO CỦA HỘP SỐ...................................................................................................
2

2.4.THÔNG SỐ KỸ THUẬT XE MATIZ................................................................
21
2.5. HỘP SỐ...............................................................................................................
23
2.5.1. Công dụng .......................................................................................................
23
2.5.2. Yêu cầu.............................................................................................................
24
2.5.3. Cấu tạo..............................................................................................................
24
2.5.4. Phân tích kết cấu một số chi tiết điển hình của hộp số XE MATIZ...............
26
CHƯƠNG III: SỬA CHỮ HỘP SỐ..........................................................................
34
3.1. HIỆN TƯỢNG NHẢY SỐ.................................................................................
34
3.2. KHÓ SANG SỐ HOẶC KHÔNG CHUYỂN SỐ ĐƯỢC.................................
34
3.3. KHI SANG SỐ CÓ TIẾNG KÊU CỦA BÁNH RĂNG....................................
34
3.4. HỘP SỐ PHÁT RA TIẾNG ỒN.........................................................................
34
3.5. HỘP SỐ PHÁT RA TIẾNG ỒN Ở VỊ TRÍ SỐ 0..............................................
35
3.6. HỘP SỐ PHÁT RA TIẾNG ỒN Ở VỊ TRÍ SỐ LÙI..........................................
35
3


3.7. HỘP SỐ BỊ CHẢY DẦU....................................................................................

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………… Đồ án được đánh giá (bằng
điểm):
Điểm bằng số :
Điểm bằng chữ:
Họ và tên sinh viên

Mã sinh viên

Đỗ Xuân Thủy
Trần Khánh Linh
Lê Văn Xuân

11cc5040076
11cc5040063
11cc5040085

Điểm bằng số

Điểm bằng chữ

Giảng viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

5




Đỗ Xuân Thủy
Trần Khánh Linh
Lê Văn Xuân

Điểm bằng số

Điểm bằng chữ

Giảng viên phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)

6


LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô giữ một vị trí quan trọng trong hoạt động phát triển của xã hội. Nó được
sử dụng phổ biến, để phục vụ nền kinh tế quốc dân. Nhiều tiến bộ kỹ thuật, công
nghệ mới, đã được áp dụng nhanh chóng vào công nghệ chế tạo ô tô để làm tăng
khả năng phục vụ và độ tin cậy của ô tô. Các tiến bộ khoa học này được áp dụng
nhằm mục đích giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái, đảm bảo an toàn cho
người, xe và hàng hóa, tăng vận tốc chuyển động trung bình, tăng tính kinh tế
của ô tô.
Tuy nhiên cho đến nay nghành ô tô nươc ta chưa có sự phát triển lớn, chủ yếu
la sửa chữa, sử dụng và chế tạo phụ tùng thay thế. Để nghành ô tô phát triển
mạnh thì công tác nghiên cứu tính toán thiết kế là một việc hết sức quan trọng
cần phải làm.
Chính vì lẽ đó chúng tôi đã nhận đề tài: Nghiên Cứu, Khai Thác Cơ Sở Hộp Số
Trên Xe Ô Tô Matiz.
Nội dung đề tài gồm 4 phần chính :

- Phân loại theo phương pháp điều khiển:
+ Hộp số cơ khí.
+ Hộp số tự động.
+ Hộp số bán tự động.
- Phân loại theo số trục:
+ Loại 2 trục: Trục chủ động (trục vào), trục bị động (trục ra).
+ loại 3 trục: Trục chủ động (trục vào), trục bị động (trục ra), trục trung gian.
Trong đề tài này chỉ đề cập đến hộp số cơ khí 5 cấp số.
1.2. ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC.
- Hộp số làm việc trong môi trường có dầu bôi trơn.
- Các bánh răng làm việc với nhiều chế độ, quay với các vận tốc khác nhau
- Hộp số làm việc với áp suất và nhiệt độ khá cao.
2


1.3. CẤU TẠO HỘP SỐ.
1.3.1. Sơ đồ cấu tạo hộp số.

Hình
1.1: Cấu tạo hộp số
1.Trục sơ cấp.
2. Bộ đồng tốc.

4. Các te.

7. Trục thứ cấp

5. Bánh răng số lùi

3. Trục trung gian 6. Trục số lùi

Hình 1.3: Trục hộp số
1. Trục sơ cấp.
2. Trục thứ cấp.
3. Trục trung gian.
4. Trục số lùi.
- Trong hộp số thường có 4 trục hộp
số: Trục sơ cấp, trục thứ cấp, trục trung
gian và truc số lùi. Các trục hộp số
được làm bằng thép và lắp bên trong của hộp số.
- Trên trục hộp số được lắp các bánh răng, đặc biệt trên trục thứ cấp có lắp các
4


bộ đồng tốc.
c. Bánh răng:

Hình1.4: Bánh răng
A. Bánh răng trụ răng thẳng B. Bánh răng trụ răng nghiêng
1. Vành răng

2. Vành răng ăn khớp với vòng đồng tốc

3. Bề mặt côn nối với bộ đồng tốc
- Trong hộp số thường sử dụng bánh răng trụ răng thẳng cho số thấp và bánh
răng trụ răng nghiêng cho số cao.
- Các bánh răng trụ răng nghiêng thường được bố trí ở số cao và được quay trơn
trên trục thứ cấp hộp số. Sự gài số thường được tiến hành bằng cách sử dụng bộ
đồng tốc để nối cứng bánh răng quay trơn trên trục với trục.
d. Bộ đồng tốc:


2. Lò xo.
3. Viên bi hãm.
4. Thanh trượt.
5. Càng cua.

Cơ cấu định vị dùng để gài số cho đúng vị trí, tránh hiện tượng tự gài hay tự
nhả số. Cơ cấu định vị gồm có: Lò xo và viên bi nằm trong rãnh ở nắp hộp số,
trên thanh trượt có các lỗ khuyết tương ứng với mỗi vị trí trung gian về số cần
gài.

6


 Cơ cấu khóa hãm:

Hình 1.8: Cơ cấu khóa hãm.
1. Chốt hãm.
2, 4. Thanh trượt.
3. Thân nắp hộp số.
Cơ cấu khóa hãm có tác dụng tránh hiện tượng gài hai số cùng một lúc làm
hỏng các rãnh bánh răng. Cơ cấu khóa hãm có chốt hãm, trục trượt có các lỗ
khoan và rãnh lõm. Nếu di chuyển 1 trục trượt nào đó để gài số chốt hãm sẽ khóa
cứng trục trượt còn lại, để gài số bằng trục trượt khác phải đưa trục trượt đã gài
về vị trí trung gian.

7


CHƯƠNG II:
HỘP SỐ TRÊN XE MATIZ

trên trục nhờ ổ bi và có thể di trượt trên trục, trục được ép chặt với vỏ hộp. Khối
bánh răng này có tác dụng đổi chiều quay của trục bị động. Ngoài ra trong hộp số
còn chứa dầu bôi trơn, vì vậy phải có doăng làm kín giữa thân và nắp và có vị trí

Hình 2.14 Sơ đồ cấu tạo hộp số 4 cấp tốc độ
a, Hộp số không có đồng tốc; b, Hốp số có đồng tốc.

tháo đổ dầu.
Trên hộp số hình b, các bánh răng luôn ăn khớp với nhau được chế tạo răng
nghiêng để tăng khả năng truyền lực và làm êm dịu quá trình ăn khớp.
- Nguyên lý hoạt động: Gồm 4 số tiến và 1 số lùi.
* Đối với hộp số không có đồng tốc (hình a):
Số truyền 1: gạt tay điều khiển cho bánh răng 4 ăn khớp với bánh răng 5,
lực được truyền từ trục I→1,8→5,4→II. Đây là số truyền có tỷ số truyền max:
i1=(Z8/Z1)x(Z4/Z5) và vận tốc xe min. Số này sử dụng khi khởi hành xe, xe đi
qua đoạn đường khó khăn lầy lội đòi hỏi phải có lực kéo lớn.
Số truyền 2: gạt tay điều khiển cho bánh răng 3 ăn khớp với bánh răng 6,
lực được truyền từ trục I→1,8→6,3→II. i2=(Z8/Z1)x(Z3/Z6). Số này sử dụng
khi xe đi qua đoạn đường khó khăn phức tạp cần có lực kéo lớn.
Số truyền 3: gạt tay điều khiển cho bánh răng 2 ăn khớp với bánh răng 7,
lực được truyền từ trục I→1,8→7,2→II. i3=(Z8/Z1)x(Z2/Z7). Số này sử dụng
khi xe đi qua đoạn đường khó khăn phức tạp có nhiều chướng ngại vật hoặc
đường có nhiều xe cộ.

9


Số truyền 4: kéo tay điều khiển cho bánh răng 2 ăn khớp với bánh răng 1,
đây là dạng ăn khớp trong có i4=1 hay là số truyền thẳng, xe có vận tốc xe lớn
nhất. Số này hay sử dụng khi xe đi qua đoạn đường trường ít chướng ngại vật,


10


2
3

4
0
5

L
1
1

12

13

14

11

I

10

II

I- Trục sơ cấp, trục chủ động

6

IV

7

Hỡnh 2.15 S cu to hp s 5 cp tc
- c im cu to:
L loi hp s c khớ t dc, cỏc bỏnh rng trong hp s u l bỏnh rng
tr rng nghiờng (tr bỏnh rng s 1 v s lựi), cú 2 b ng tc gi s, cỏc
bỏnh rng gi s 2,3,4 quay trn trờn trc b ng (tr bỏnh rng s 1 v s lựi),
cỏc bỏnh rng trờn trc trung gian c lp c nh trờn trc, trc trung gian
c quay trn trờn 2 bi v hp s, cú thờm bỏnh rng dn ng cho bm du
thu lc, cỏc bỏnh rng trờn trc trung gian luụn n khp vi bỏnh rng trờn trc
ch ng v b ng (tr bỏnh rng s 1 v s lựi).
- Nguyờn lý hot ng: Gm 5 s tin v 1 s lựi
S truyn 1: gt bỏnh rng 11 n khp vi bỏnh rng 9, lc c truyn t
trc I1,29,11II. i1=(Z2/Z1)x(Z11/Z9). õy l s truyn max v vn tc
xe min, s dng khi khi hnh xe, leo dc, i qua on ng khú khn phc tp
mt ng cú nhiu chng ngi vt.
S truyn 2: gi ng tc 15 n khp vi bỏnh rng 12, lc c truyn t
trc I1,28,1212,15II. i2=(Z2/Z1)x(Z12/Z8). S truyn ny cú tc
ln hn s 1, s dng khi leo dc, i qua on ng khú khn phc tp mt
ng cú nhiu chng ngi vt.
S truyn 3: gi ng tc 15 n khp vi bỏnh rng 13, lc c truyn t
trc I1,24,1313,15II. i3=(Z2/Z1)x(Z13/Z4). S truyn ny cú tc
ln hn s 2, s dng khi xe i qua on ng khú khn phc tp.
S truyn 4: cho ng tc 15 v v trớ trung gian, gi ng tc 16 n khp
vi bỏnh rng 14, lc c truyn t trc I1,23,1414,16II.
i4=(Z2/Z1)x(Z14/Z3). S truyn ny cú tc ln hn s 3, s dng khi xe i

Các hộp số tự động có thể được chia thành 2 loại chính, đó là các hôp số
được sử dụng trong các xe FF (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh trước) và
các xe FR (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh sau). Các hộp số của xe FF
thường liền với cầu, còn các hộp số của xe FR thì tách rời với cầu. Loại hộp số tự
động dùng trong xe FF được gọi là hộp truyền động.
Trong hộp số tự động điều khiển điện tử - ECT, biến mô dùng đ ể truyền và
khuếch đại mômen do động cơ sinh ra. Bộ truyền bánh răng hành tinh để chuyển số như giảm tốc,
đảo chiều, tăng tốc, và vị trí số trung gian. Bộ điều khiển thuỷ lực để điều khiển áp suất thuỷ lực sao
cho bộ biến mô và bộ truyền bánh răng hành tinh hoạt động êm. ECU động cơ và ECT để điều

khiển các van điện từ và bộ điều khiển thuỷ lực nhằm tạo ra điều kiện chạy xe tối
ưu. Hộp số này sử dụng áp suất thuỷ lực để tự động chuyển số theo các tín hiệu
điều khiển của ECU. ECU điều khiển các van điện từ theo tình trạng của động cơ
và của xe do các bộ cảm biến xác định, do đó điều khiển áp suất thuỷ lực.
Kết cấu của một hộp số tự động thuần thuỷ lực về cơ bản cũng tương tự như
của ECT. Tuy nhiên, hộp số này điều khiển chuyển số bằng cơ học bằng cách
phát hiện tốc độ xe bằng thuỷ lực thông qua van điều tốc và phát hiện độ mở bàn
đạp ga từ bướm ga thông qua độ dịch chuyển của cáp bướm ga.
* Hộp số hành tinh (bộ truyền hành tinh)
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của biến mô đã nghiên cứu ở phần trên,
trong phần này ta chỉ nghiên cứu tiếp hộp số hành tinh (HSHT). Trong hệ thống
truyền lực, HSHT được đặt sau BMM. Khác với hộp số cơ khí đơn giản, HSHT
có trục di động nhằm thực hiện các chuyển động theo trong các bộ truyền bánh
răng. HSHT có thể điều khiển bằng cần số hoặc điều khiển tự động. Ngày nay
12


HSHT điều khiển tự động được dùng phổ biến trên xe con. Trên hộp số dạng này
không có cần chuyển số mà chỉ có cần chọn số. Cần chọn số nhằm giới hạn khả
năng tự động điều khiển của quá trình chuyển số trong một khoảng nhất định.

đường tâm trục của CCHT, các trục đều có thể quay tương đối với nhau. Số
lượng bánh răng H có thể là 2, 3, 4 tuỳ thuộc vào cấu trúc của các bánh răng. Các
bánh răng H vừa có khả năng quay xung quanh trục của nó vừa có khả năng quay
quanh trục của CCHT.
CCHT Wilson gồm có 3 phần tử N, H, G. Bánh răng H là khâu liên kết giữa
M và N. Theo phân tích động học của hộp số, chúng ta cần có một phần tử chủ
động, một bị động. Để xác lập một tỷ số truyền của cơ cấu có hai khả năng: khoá
một phần tử với vỏ hộp số; khoá hai phần tử với nhau. Cả hai khả năng này đều
cho phép: nếu trục vào có tốc độ quay ổn định, thì tốc độ của trục ra sẽ ổn định.
Đây là cơ cấu hai bậc tự do, ứng với mỗi bậc tự do CCHT có một tỷ số truyền
nhất định tuỳ thuộc vào cơ cấu đang làm việc theo khả năng nào.

13


Nguyên lý làm việc của CCHT được trình bày dưới dạng sơ đồ trạng thái
trong bảng 2.1. Trong đó
quan hệ của số vòng quay
trục bị động chia cho số
vòng quay trục chủ động là
tỷ số của CCHT ở trạng thái
xét. Trong bảng 2.1 có 7
trạng thái làm việc của
CCHT, phần tử liên kết
được hiểu là phần tử nối với
vỏ hoặc nối liên kết 2 phần
tử với nhau. Giới hạn tỷ số
Hình 2.19 CCHT kiểu Wilson độc lập
truyền của CCHT phụ thuộc
vào khả năng chế tạo, kích



Hình 2.20 Ứng Dụng CCHT Wilson trên hộp số ôtô.

15


- CCHT kiểu Simpson
CCHT kiểu Simpson gồm hai
CCHT Wilson. các phần tử M1, N1, H1,
G1 thuộc dãy hành tinh thứ nhất, M2,
N2, H2, G2 thuộc dãy hành tinh thứ hai.
Chúng đã được ghép nối như sau: hai
bánh răng mặt trời M1 và M2 đặt trên
cùng một trục quay (liên kết cứng), giá
hành tinh G2 liên kết cứng với bánh
răng ngoại luân N1. Sơ đồ cấu tạo
được trình bày trên hình 2.21 và
nguyên lý làm việc được tóm tắt trong
bảng 2.2.
Sự hoạt động của tổ hợp gắn liền
với việc bố trí các phần tử điều khiển
(ly hợp và phanh). Trên hình 2.22 mô
tả sơ đồ cấu tạo và các trạng thái hoạt
động của CCHT kiểu Simpson đặt trên
ôtô Volkswagen và Audi.
Bộ truyền có hai dãy hành tinh

Hình 2.21 Sơ đồ cấu tạo CCHT tổ hợp Simpson.


trong bảng 2.3.
3
*
*
Vị trí số trung gian
R
*
*
*
(số Mo): Trục chủ động 1
nối với bánh T của BM làm Bảng 2.3 Nguyên lý làm việc của các số truyền của VW và AUDI
quay giá đỡ 3 của 2 ly hợp
khoá, ly hợp Φ4 Φ10 mở, mômen không truyền vào CCHT, trục bị động 2 đứng
yên, ôtô không chuyển động. Cần chọn số ở vị trí “N” hoặc “P” số đỗ.
Số truyền 1: Ly hợp Φ4 Φ10 đóng, N1 quay. Mômen truyền qua G2 và M1, M2
tới H1 và N1 rồi truyền qua trục bị động 2. Khi đó cần chọn số có thể nằm ở vị trí
“D” và “2”, còn khớp một chiều KM8 ở trạng thái mở. Khi đó cần chọn số nằm ở
vị trí “1” hoặc số lùi “R”, khớp một chiều KM8 ở trạng thái đóng.

Hình 2.22 Sơ đồ cấu tạo và trạng thái làm việc của CCHT trên ôtô VOLKSWAGEN và AUDI
a) Sơ đồ cấu tạo HSTT và cầu xe, b) Sơ đồ nguyên lý làm việc của các số truyền.
1. Trục chủ động; 2. Trục bị động; 3. Giá đỡ hai ly hợp khoá; 4. Ly hợp khoá Φ4; 5. Ly hợp
khoá Φ5 khoá 11 (N2) với 12 (M1, M2); 6. Giá hành tinh G2; 7. Bánh răng ngoại luân N1; 8. Khớp
1 chiều KM8; 9. Giá hành tinh G1; 10. Ly hợp khoá với vỏ Φ10; 11. Bánh răng ngoại luân N2; 12.
Bánh răng mặt trời M1 và M2 liền nhau; 13. Phanh dải khoá với vỏ T13.

17


Số truyền 2: Ly hợp Φ4 và phanh T13 đóng. Mômen truyền từ bánh T của

So với CCHT kiểu Simpson, CCHT kiểu Ravigneaux cho khoảng tỷ số
truyền rộng rãi hơn, ít gặp khó khăn trong chế tạo, do vậy nhiều hãng đã áp dụng
CCHT kiểu này
trên ôtô từ nhiều
năm trước đây.
HSHT
trên ôtô OPEL
(3 số tiến
và 1 số lùi)
HSHT này
có trục chủ động
1 nối với bánh T
của BMM (hình
2.25) đồng thời
trên nó đặt ly
hợp khoá Φ11và
K2 (bố trí song
song) liên hệ với
M3, ly hợp khoá
Φ12 liên hệ với
bánh răng N6.
Bánh răng N6 có
Hình 2.24 Các trạng thái làm việc ở số 1,2,4, R của CCHT kiểu
Ravigneaux (số 3 là số truyền thẳng không mô tả)
thể nối với trục 1
hoặc khoá cứng
trên vỏ nhờ ly hợp Φ13. Trục bị động 9 nối cứng với giá hành tinh G8 và có thể bị
phanh bởi phanh T10. Bánh răng M3 ăn khớp với H4. Bánh răng H4 ăn khớp với
H5, M7 ăn khớp với H5 và quay trơn trên trục 9. Ở đây, giá hành tinh G8 làm khâu
bị động. Các trạng thái làm việc của CCHT theo số truyền trong hộp số như trên