…………..o0o…………..

Giáo trình
Hệ thống truyền lực
1
Chương 1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
TRÊN XE DU LỊCH

1.1 Công dụng của hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực của ô tô có tác dụng truyền chuyển động hay lực hoặc
mô men xoắn từ động cơ đến các bánh xe chủ động. Trị số của lực hay mô men
xoắn này có thể thay đổi, tùy theo điều kiện làm việc của ôtô.
 Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực trên xe.
Hệ thống truyền lực có thể tập hợp nhiều cụm có chức năng khác nhau,
thông thường bao gồm:
- Li hợp, hộp số chính, cầu chủ động, trục các đăng, bánh xe.
- Li hợp, hộp số chính, hộp phân phối, cầu chủ động, trục các đăng, khớp nối,
bánh xe….
3

Hình 1.1 Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực.

4
1.2 Một số bộ phận chính của hệ thống truyền lực trên ôtô
1.2.1 Li hợp.
Li hợp có tác dụng nối êm và tách thanh truyền động từ trục khuỷu động cơ
với trục của hộp số. Khi li hợp nối trục khuỷu động cơ với trục hộp số êm sẽ đảm
bảo cho các bánh răng truyền động không va đập vào nhau, các bộ phận đang ở vị
trí đứng yên sẽ chuyển động từ từ, làm cho bánh xe chủ động của ô tô chuyển động
nhẹ nhàng. Li hợp có tách nhanh thì gài số mới được nhanh, dễ dàng, không sinh ra
hiện tượng va đập giữa các bánh răng.
Ngoài ra li hợp cần có tác dụng bảo vệ khi xe làm việc quá tải, nghĩa là li hợp
tự động cắt sự truyền dẫn khi mô men xoắn ở bánh xe chủ động quá trị số quy định.
 Li hợp có các loại:
o Li hợp ma sát.
Ở li hợp ma sát sự truyền mô men xoắn từ phần chủ động đến phần bị động
nhờ vào ma sát tiếp xúc giữa các bề mặt làm việc của phần bị động và phần chủ
động của li hợp. Để tăng cường lực ma sát tiếp xúc này người ta dùng cơ cấu ép
bằng lò xo, tay đòn hoặc hỗn hợp (lò xo, tay đòn) (hình 1.2).
 Li hợp ma sát loại màng. Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý li hợp dạng lò xo ép

giới hạn nhất định.
Nếu

quá nhỏ thì khi ma sát làm việc sẽ bị trượt.
Nếu

quá lớn thì khi ma sát làm việc sẽ không tự động cắt.
o Li hợp thủy lực.
Ở li hợp thủy lực sự truyền mô men xoắn từ phần chủ động đến phần bị động
được thực hiện nhờ năng lượng của dòng chất lỏng do bơm đặt trên trục khuỷu động
cơ cung cấp.

6
1
Wb
Wt
2
4
3Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lí của li hợp thủy lực.
1.Bánh mô; 2. bánh tua bin;
3. trục dẫn; 4 trục li hợp.
Bánh bơm 1 lắp trên trục dẫn 3 nối liền với trục khuỷu động cơ, bánh tua bin
2 lắp trên trục bị dẫn 4. Hai trục dẫn và bị dẫn tách rời nhau, công suất được truyền
từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ sự trao đổi năng lượng giữa hệ thống cánh dẫn với
chất lỏng làm việc.
1.2.2 Biến mô thủy lực.
Biến mô thủy lực có cấu tạo tương tự như li lợp thủy lực nhưng biến mô thủy

o Cấu tạo:
Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý biến mô thủy lực.
a) Cấu tạo bộ biến mô; b) Nguyên lí cấu tạo.
Cấu tạo của biến mô thủy lực bao gồm: Bánh bơm B lắp trên trục dẫn hay
trục khuỷu động cơ. Bánh tua bin T lắp trên trục bị dẫn (thường nối trục vào hay
trục sơ cấp của hộp số có cấp, loại cơ cấu hành tinh). Còn có bánh dãn hướng D nối
với vỏ qua khớp một chiều (một chiều cho quay, một chiều không cho quay). Tất cả
các bánh (B, T, D) đều có các cánh dẫn và đặt trong vỏ có chứa chất lỏng, tạo thành
buồng làm việc của biến mô thủy lực.
 Ảnh hưởng của biến mô thủy lực đến chất lượng kéo của ôtô
Biến mô thủy lực làm nhiệm vụ thay đổi vô cấp tự động tỷ số truyền của hệ
thống truyền lực theo trị số của các lực cản chuyển động bên ngoài, khi động cơ làm
việc ở một chế độ ổn định và cho phép tiến hành tăng tốc ô tô một cách êm dịu,
không ngắt dòng công suất truyền tới các bánh xe chủ động.
Dựa vào lý thuyết về máy thủy lực thì người ta đã chứng minh được rằng.
Khi biến mô thủy lực làm việc ở chế độ ổn định thì tổng số mô men xoắn tác dụng
lên các bánh công tác của nó bằng không.
9
M
3
+ M
4
+M
5
= 0
M
4

Nói một cách khác nếu không có hộp số, chiếc xe chỉ chạy được ở một tốc độ duy
nhất với một tốc độ cực đại nhất định. Ngoài ra khả năng tăng tốc từ khi xuất phát
cùng với khả năng leo dốc cũng bị hạn chế nếu như xe không sử dụng hộp số. Vì
vậy hộp số sử dụng một hệ thống bánh răng khác nhau từ thấp đến cao để biến đổi
mô men xoắn của động cơ phù hợp với điều kiện vận hành.
Hộp số cũng có tác dụng dùng để thay đổi lực kéo của ô tô, khi xe chuyển
động tiến hoặc lùi và cắt truyền động từ động cơ, qua li hợp đến bánh xe chủ động,
khi cần dừng xe trong một thời gian nhất định.
Dẫn động lực học ra ngoài làm việc khác.
10
 Hộp số có các loại:
o Hộp số có cấp:
Hộp số có cấp hay hộp số phân chia thành nhiều cấp độ khác nhau với hộp số
này việc thay đổi tỷ số truyền không thực hiện được liên tục, mà cách nhau từng cặp
một, nhờ các cặp bánh răng ăn khớp có đường kính khác nhau. Ở ô tô con hộp số
thường có 3 đến 5 cấp, ô tô tải và ô tô chở khách thường không vượt quá 6 cấp.
Việc hộp số càng nhiều cấp thì cấu tạo lại càng phức tạp, người điều khiển khó khăn
trong việc chọn số, giá thành lại cao.
 Sơ đồ của hộp số 4 cấp

Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý của hộp số 4 cấp.
1. bánh răng, 2. trục chủ động,
3. cơ cấu đồng tốc, 4. trục bị động.


Có tỷ số truyền phù hợp để nâng cao tính chất động lực học của ô tô và tính
kinh tế của ô tô.
Hiệu suất truyền lực phải cao.
Khi làm việc không có tiếng ồn.
Sang số nhẹ nhàng không gây lực va đập ở các bánh răng.
Kết cấu gọn gàng, chắc chắn để dễ kiểm tra, dễ bảo dưỡng.
Giảm thao tác, giảm mệt mỏi cho người lái.
13
Chuyển số tự động thay cho người lái điều khiển và êm dịu, thích hợp với
mặt đường.
Tránh cho động cơ và hệ thống truyền lực không bị quá tải.
1.4 Cơ cấu vi sai.
Vi sai có tác dụng làm cho các bánh xe chủ động quay cùng tốc độ khi xe
chuyển động thẳng và khác tốc độ khi xe quay vòng, cũng làm cho lốp xe đỡ mòn.
Vi sai trên xe du lịch dùng hộp số CVT thì chế tạo thành một khối liền. Nhận trực
tiếp năng lượng ở puli bị động và truyền tới các bánh xe chủ động không thông qua
các bán trục.Vi sai trên xe du lịch thường dùng là loại bánh răng côn.
 Nguyên lý cấu tạo.
Hình 1.9. Nguyên lý cấu tạo vi sai.
Cơ cấu vi sai bánh răng côn là một cơ cấu hành tinh gồm có: Bánh răng mặt
rời 3 (bánh răng bán trục) lắp cố định với bán trục nửa trục 1 bằng một then hoa.
Bánh răng 5 cũng tương tự như bánh răng 3 nhưng lắp cố định với bán trục bằng
then hoa. Hai bánh răng 10 gọi là bánh răng hành tinh luôn luôn ăn khớp với các
bánh răng bán trục 3 và 5 có thể quay quanh tâm như trục 4 và 11. Hộp vi sai 2 có
gắn bánh răng 6 ăn khớp với bánh răng 7 của bộ truyền. Bánh răng 7 là bánh răng
xoắn được chế tạo liền trên trục bị động của hộp số vô cấp CVT. Hai trục 1 và trục
14

CÁC GIẢI PHÁP TRUYỀN ĐỘNG VÔ CẤP
TRÊN XE DU LỊCH

2.1 Một số dạng truyền động vô cấp.
Truyền động vô cấp có nhiều loại: truyền động bắng đai, truyền động ma sát,
truyền động thuỷ tĩnh, truyền động hỗn hợp,…
Ta xét một số loại truyền động vô cấp như sau:
 Truyền động ma sát: Hình 2.1 Truyền động vô cấp bằng ma sát côn.
1.Bánh chủ động, 2. Bánh côn có thể quay quanh trục 4 , 3. Bánh bị động, 4 trục
này có thể dịch chuyển theo phương s để thay đổi tỷ số truyền, W
1
.vận tốc góc trục
chủ động, W
2
,vận tốc góc trục bị động.
16 Hình 2.2 truyền động vô cấp bằng ma sát côn
1. Bánh chủ động, 2.bánh bị động, 3 bánh côn có thể quay trên trục 4,
4 trục này dịch chuyển theo phương s và thay đổi tỷ số truyền,
w
1
vận tốc góc trục chủ động, w
2
. vận tốc góc trục bị động


’
2max
..
Còn nếu cả hai ô tô cùng chuyển động trên cùng một loại đường có hệ số cản
tổng cộng là

1
>

2
thì ta cũng nhận được vận tốc lớn nhất của ô tô hộp số có 3 số
là v
’
1max
nhỏ hơn vận tốc của ô tô hộp số có 4 số là v
’’
2max
.
Như vậy, tăng số lượng số truyền trong hộp số sẽ dẫn đến việc tăng vận tốc
trung bình của ô tô.
Từ hai đồ thị Trên có chênh lệch về vận tốc trung bình của ô tô. Trong khi đó
thì hộp số CVT lại có tỷ số truyền biến thiên liên tục nên vận tốc trung bình sẽ tăng
hơn hộp số thường.
 Nâng cao tính chất động lực học.
Nhân tố động lực học của ô tô là tỷ số giửa lực kéo tiếp tuyến p
k
trừ cho lực
cản của không khí p
w
và chia cho toàn bộ trọng lượng của toàn bộ ô tô. Ký hiệu bằng



: nhân tố cản không khí.


: vận tốc của ô tô.
G: Trọng lượng toàn bộ của xe.
Khi ô tô chuyển động ở số thấp (tỷ số truyền của hộp số lớn) thì nhân tố
động lực học sẽ lớn hơn so với khi ô tô chuyển động ở số cao (tỷ số truyền của hộp
số nhỏ hơn) vì lực kéo tiếp tuyến ở số thấp sẽ lớn hơn và lực cản không khí sẽ nhỏ
hơn so với ở số cao.
Ta có mối quan hệ giữa nhân tố động lực học D với điều kiện chuyển động
của ô tô
Ta có: D =


g
i

.j
Nhân tố động lực học D của ô tô thể hiện khả năng ô tô thắng lực cản tổng
cộng và khả năng tăng tốc.
Khi ô tô chuyển động đều (ổn định), nghĩa là gia tốc của nó j = 0 thì giá trị
của nhân tố động lực học bằng hệ số cản tổng cộng của mặt đường, nghĩa là: D =

.
Tương tự khi ô tô chuyển động đều j = 0 và trên đường bằng i = 0 thì nhân tố động
lực học bằng hệ số cản lăn, nghĩa là D = f . Gía trị này có được khi ô tô chuyển
động ở số truyền của hộp số cao nhất và động cơ làm việc ở chế độ toàn tải , tại đó
ta nhận được vận tốc lớn nhất của ô tô.

Tổng công suất của mặt đường và công suất của không khí là N
1
, công suất
phát ra tại các bánh xe chủ động là N
’
KIII
ở số truyền thẳng và N
’
KII
ở số hai.
Mức độ sử dụng công suất ở số truyền thẳng là:
Y
NIII
=
'
1
KIII
N
N

Và ở số hai là: Y
NII
=
'
1
KII
N
N

Nhưng N

n
’’
e
và n
e
’

ne
ne
ne
,
,,
,
,,
ge
Y N
O
Y N1

Hình 2.5
Đồ thị liên hệ giữa mức độ sử dụng công suất và suất tiêu hao nhiên liệu có ích.
'
e
n ,
''
e
n ,
'''
e
n : vận tốc góc tương ứng với 3 số của xe.

lực cản lăn tổng cộng của của mặt đường.
Khi dùng hộp số vô cấp CVT thì sẽ khắc phục được hai nhược điểm đó là
tăng tốc và khắc phục độ dốc cao hơn, bởi vì nó thay đổi số truyền của hộp số từ số
3 sang số bất kỳ (vì CVT có tỷ số truyền liên tục), ở hình 2.6 đường cong P
’
k3
là hộp
số vô cấp CVT đã tự động thay đổi số. Do đó lúc này điểm A sẽ chuyển thành điểm
A
’
, A
’
là giao điểm mới, tại đây lực kéo P
’
d
là lực kéo dự trữ lớn hơn lực kéo dự trữ
ban đầu P
d
, nó khắc phục được lên dốc và tăng tốc.

22

 Truyền động êm.
Do không có sự ăn khớp giữa các chi tiết truyền động, tỷ số truyền liên tục
nên lực kéo khi thay đổi tỷ số truyền phát ra tại các bánh xe chủ động là thay đổi giá
trị không lớn lắm.
 Giữ cho các chi tiết trong hệ thống truyền lực an toàn.
Khi tốc độ quay của trục chủ động không thay đổi, lực cản lăn tại các bánh
xe chủ động lớn hơn giá trị của lực kéo phát ra tại các bánh xe chủ động, thì đai
truyền sẽ bị trượt với bánh đai.

Hình 2.7: Các lực chính tác dụng lên cơ cấu.
Viên bi điều chỉnh nửa bánh đai di động của bánh đai chủ động bằng lực li
tâm. F
lt
.
Lò xo điều chỉnh nửa bánh đai di động của bánh đai di động, bằng lực F
lx
.
Lực đai tác dụng lên bánh đai ở hai bánh đai chủ động và bị động tương ứng
là
1
F và
1O
F
 Các thông số làm việc chính của truyền động đai.

Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý làm việc của truyền động đai.

24
Trong đó:

1
v ,
2
v . vận tốc vòng của đai;
1

,
2


1
2
tm

[N]
Với m: khối lượng quả văng. [kg].


: vận tốc góc của trục chủ động. [
s
1
].
t
1
: là khoảng cách của bi văng tác dụng lên nửa bánh đai tới tâm trục.
Lực li tâm được phân tích thành hai lực như hình vẽ trên.

Lực ép li tâm lên nửa bánh đai lên quli chủ động là: T
1
= F
lt2
+ F
5
.
T
1
có phương vuông góc với bề mặt làm việc của nửa bánh đai. Và có trị số
là:
1
T = e.