Đồ án tính toán thiết kế hộp số sàn xe tải (đakcoto)

Hữu duyên cho ae đồng họcLỜI NÓI ĐẦU Ngày nay ô tô đã trở thành phương tiện giao thông hết sức quan trọng trong đời sống hàng ngày. Ngành công nghiệp ô tô phát triển từ rất lâu trên thế giới.Tuy nhiên tại Việt Nam công nghiệp ôtô chủ yếu vẫn còn mang tính chất sản xuất nhỏ lẻ, lắp ráp và nhập khẩu xe đã qua sử dụng, để có thể phát triển bền vững trong quá trình hội nhập, ngành công nghiệp ôtô cần có mục tiêu, định hướng, qui hoạch chiến lược cụ thể. Đối với ngành ôtô nói riêng và ngành cơ khí nói chung, khối lượng công việc thiết kế tính toán cho các chi tiết là rất lớn. Việc áp dụng những tiến bộ về khoa học kỹ thuật sẽ giúp quá trình thiết kế rút ngắn thời gian, kết quả tối ưu, tăng năng suất lao động, tăng hiệu quả kinh tế,… Trong đồ án này em được giao đề tài “Tính toán thiết kế hộp số cơ khí xe 1,5 tấn”. Trong quá trình tính toán để hoàn thành đồ án chuyên ngành này, bước đầu đã gặp không ít khó khăn bỡ ngỡ nhưng với sự nỗ lực của bản thân và giúp đỡ hết sức tận tình của thầy giáo, giờ đây sau một thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc trong nghiên cứu và tìm hiểu em đã hoàn thành xong đồ án này.Do đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã học vào tính toán hộp số cơ khí cụ thể nên gặp không ít khó khăn và không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong sự xem xét, sự giúp đỡ chỉ bảo và đưa ra ý kiến của các thầy để em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất. Qua đồ án này em xin bày tỏ lòng biết ơn đối với thầy giáo NAM MÔ A DI ĐÀ PHẬT cùng với các thầy giáo trong bộ môn Ô tô đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình và đóng góp ý kiến quý báu giúp em hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất đúng tiến độ.

1.1.3.1Theo trạng thái của trục hộp số trong quá trình làm việc 1.1.3.2Theo số trục của hộp số (không kể trục số lùi)

1.1.3.3Theo số tỷ số truyền chung của hộp số chính 1.1.3.4 Theo đặc điểm thay đổi tỷ số truyền

1.1.3.5 Theo phương pháp điều khiển chuyển số của hộp số 1.2 Đặc điểm cấu tạo của hộp số cơ khí có cấp

Chương 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG HỘP SỐ TRÊN XE 2.1.1 Phân tích các phương án lựa chọn

2.1.1.1 Ưu nhược điểm của các loại hộp số

2.1.1.2 Ưu nhược điểm của các loại hộp số cơ khí 2.1.2 Chọn phương án thiết kế

2.2 Tính toán thiết kế hệ thống hộp số 3 trục 5 số tiến 2.2.1 Tính toán thông số cơ bản

2.2.3 Tính toán các thông số cơ bản của bánh răng.

2.2.3.7 Xác định hế số dịch chỉnh bánh răng(hệ số thay dổi khoảng cách trục 2.2.3.8 Hệ số dịch chỉnh tổng cộng cho hai bánh răng ăn khớp với nhau 2.2.6.2.2 Đối với trục trung gian 2.2.6.2.2 Đối với trục sơ cấp 2.2.6.3 Tính chọn ổ lăn KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay ô tô đã trở thành phương tiện giao thông hết sức quan trọng trong đời sống hàng ngày Ngành công nghiệp ô tô phát triển từ rất lâu trên thế giới.Tuy nhiên tại Việt Nam công nghiệp ôtô chủ yếu vẫn còn mang tính chất sản xuất nhỏ lẻ, lắp ráp và nhập khẩu xe đã qua sử dụng, để có thể phát triển bền vững trong quá trình hội nhập, ngành công nghiệp ôtô cần có mục tiêu, định hướng, qui hoạch chiến lược cụ thể Đối với ngành ôtô nói riêng và ngành cơ khí nói chung, khối lượng công việc thiết kế tính toán cho các chi tiết là rất lớn Việc áp dụng những tiến bộ về khoa học kỹ thuật sẽ giúp quá trình thiết kế rút ngắn thời gian, kết quả tối ưu, tăng năng suất lao động, tăng hiệu quả kinh tế,…

Trong đồ án này em được giao đề tài “Tính toán thiết kế hộp số cơ khí xe 1,5 tấn” Trong quá trình tính toán để hoàn thành đồ án chuyên ngành này, bước đầu đã gặp không ít khó khăn bỡ ngỡ nhưng với sự nỗ lực của bản thân và giúp đỡ hết sức tận tình của thầy giáo, giờ đây sau một thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc trong nghiên cứu và tìm hiểu em đã hoàn thành xong đồ án này.Do đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã học vào tính toán hộp số cơ khí cụ thể nên gặp không ít khó khăn và không tránh khỏi những sai sót Vì vậy em rất mong sự xem xét, sự giúp đỡ chỉ bảo và đưa ra ý kiến của các thầy để em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất.

Qua đồ án này em xin bày tỏ lòng biết ơn đối với thầy giáo NAM MÔ A DI ĐÀ PHẬT cùng với các thầy giáo trong bộ môn Ô tô đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình và đóng góp ý kiến quý báu giúp em hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất đúng tiến độ

Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Sinh viên thực hiện:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ 1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại của hộp số ô tô

1.1.1 Công dụng

- Thay đổi tỷ số truyền của hệ thống truyền lực để tạo được lực kéo tại các bánh xe chủ động phù hợp với điều kiện chuyển động.

- Tạo chuyển động lùi cho ô tô.

- Có thể ngắt dòng truyền lực trong thời gian dài.

Trên một số ô tô, chức năng thay đổi mômen truyền có thể được đảm nhận nhờ một số cụm khác (hộp phân phối, cụm cầu xe) nhằm tăng khả năng biến đổi mô men đáp ứng mở rộng điều kiện làm việc của ô tô.

1.1.2 Yêu cầu

Cấu tạo của ô tô cần đáp ứng một số yêu cầu cơ bản sau:

- Có số tay số và dải tỷ số truyền thích hợp để đảm bảo được tính năng động lực học và tính kinh tế nhiên liệu của xe.

- Phải có hiệu suất truyền lực cao.

- Việc chuyển số phải được thực hiện dễ dàng, tiện lợi (lực tác động và hành trình cần gạt không quá lớn), nhanh chóng và không gây tiếng ồn.

- Có cơ cấu định vị chống nhảy số và cơ cấu chống gài đồng thời hai số.

- Có vị trí trung gian để có thể ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian dài - Có cơ cấu báo hiệu khi gài số lùi.

- Kết cấu nhỏ, gọn, dễ điều khiển, bảo dưỡng và sửa chữa.- Có khả năng bố trí cụm trích công suất để dẫn động các thiết bị phụ khác.

1.1.3 Phân loại

Tùy theo những yếu tố căn cứ để phân loại, hộp số được phân loại như sau:

1.1.3.1 Theo trạng thái của trục hộp số trong quá trình làm việc

- Hộp số có tất cả các trục cố định

- Hộp số có trục di động (hộp số hành tinh): Hộp số hành tinh và biến mô men là một cụm có chung vỏ làm thành cụm hộp số tự động được lắp liền sau động cơ Cụm hộp số tự động có hệ thống điều khiển điện từ thủy lực làm việc theo chương trình lập sẵn, thực hiện tự động đóng ngắt thay đổi các tỷ số truyền bên trong hộp số chính Cấu tạo của hộp số hành

tinh dùng trên ô tô và các phương tiện giao thông khá phức tạp Hộp số hành tinh được tổ hợp từ các cơ cấu hành tinh cơ bản hoặc từ các cơ cấu hành tinh tổ hợp

1.1.3.2 Theo số trục của hộp số (không kể trục số lùi)

Trên ô tô con thường sử dụng hộp số chính ba trục hoặc hai trục.

-Hộp số ba trục có trục chủ động (trục sơ cấp) và trục bị động (trục thứ cấp) được thiết kế đồng trục Phần lớn các số truyền đều thông qua hai cặp bánh răng ăn khớp, nếu nối trực tiếp trục chủ động và trục bị động có thể tạo ra số truyền thẳng Cấu trúc này thường gặp trên ô tô có cầu sau chủ động.

-Hộp số hai trục : tất cả các số truyền truyền qua một cặp bánh răng ăn khớp Trong một số trường hợp số truyền cao nhất có thể truyền qua nhiều cặp bánh răng Cấu trúc này thường gặp trên ô tô có động cơ đặt trước, cầu trước chủ động.

1.1.3.3 Theo số tỷ số truyền chung của hộp số chính

Theo số lượng số tiến là 4,5…

1.1.3.4 Theo đặc điểm thay đổi tỷ số truyền

- Hộp số vô cấp được dùng để tạo thành HTTL vô cấp, trong đó hộp số có tỷ số truyền biến đổi liên tục, trong khoảng tỷ số truyền (R) định sẵn, từ thấp đến cao và ngược lại Trên ô tô bộ truyền vô cấp thường gặp: biến mô men thủy lực, bộ truyền đai đặt biệt, Nếu mô men động cơ làm việc ở giá trị nhất định, sự biến đổi mô men sau hộp số vô cấp là đường liên tục, do vậy các bộ truyền này còn được gọi là bộ truyền liên tục trong khoảng tỷ số truyền R cho trước Ví dụ: trên biến mô men thủy lực, khoảng R có thể đạt tới 2,7, trên bộ truyền đai đặc biệt có thể R = 4,5.

- Hộp số có cấp, tạo thành HTTL có cấp, được dùng phổ biến trên ô tô Tỷ số truyền trong hộp số thay đổi với các giá trị cố định khác nhau, do vậy còn được gọi là bộ truyền gián đoạn Mức độ gián đoạn phụ thuộc vào số lượng tỷ số truyền bên trong hộp số.

Ở đây bộ truyền vô cấp có dạng bao các điểm ngoài của hộp số có cấp, do vậy cho phép thay đổi mô men và tốc độ đều đặn hơn, tận dụng tốt công suất của động cơ.Trong HTTL có thể tập hợp bởi các bộ truyển vô cấp với hộp số có cấp.

1.1.3.5 Theo phương pháp điều khiển chuyển số của hộp số

Điều khiển bằng tay, điều khiển tự động, và điều khiển bán tự động Trong thời gian gần đây đã xuất hiện các hộp số cho phép làm việc theo phương pháp điều khiển bằng tay và điều khiển tự động tùy chọn bằng các nút chọn trên bảng điều khiển (hộp số có hai li hợp trên một số ô tô con).

Với tính chất đa dạng của hộp số, trong tài liệu sẽ trình bày với hai dạng hộp số thường gặp trên ô tô: hộp số đơn giản có cấp và hộp số tự động chuyển số.

1.2 Đặc điểm cấu tạo của hộp số cơ khí có cấp

Hộp số cơ khí trên ô tô tải hiện nay thường có 2 loại hộp số: hộp số 2 trục, và hộp số 3 trục.

1.2.1 Hộp số ba trục

Hộp số 3 trục có các bộ phận chính sau đây: Bánh răng, trục sơ cấp, trục thứ cấp, trục số lùi Cơ cấu điều khiển gồm có: cơ cấu định vị trục trượt, khóa hãm, bộ đồng tốc, tay số.

Hộp số này có ưu điểm sau:

Khi cùng kích thước bên ngoài như nhau hộp số này cho tỉ số truyền lớn Đặc điểm rất quan trọng là hiện nay động cơ cao tốc được dùng nhiều trên ô tô Như thế nghĩa là nếu cần đảm bảo một tỉ số truyền như nhau thì loại hộp số này có kích thước bé, trọng lượng cũng bé hơn, do đó giảm được trọng lượng toàn bộ ôtô.

Hình 1.1: Hộp số 3 trục

Trục sơ cấp và trục thứ cấp đặt đồng tâm cho nên tạo ra được tỉ số truyền thẳng nghĩa là gài cứng trục sơ cấp và trục thứ cấp lại với nhau Trong trường hợp này hiệu suất sẽ rất cao, coi như bằng 1, bởi vì truyền động không qua một cặp bánh răng nào cả Đối với ô tô rất quan trọng bởi thời gian làm việc ở số truyền thẳng chiếm tỉ lệ 50%-80% Trên các đoạn đường bằng phẳng có thể gài số truyền thẳng, do đó thời gian sử dụng các tay số trung gian sẽ ít đi, cho nên bánh răng và ổ bi ở các tay số này có kích thước

Nhược điểm:

Hộp số có số truyền thẳng có khuyết điểm là ổ bi đằng trước (theo chiều chuyển động của ôtô) của trục thứ cấp được đặt vào lỗ đằng sau của trục sơ cấp Do điều kiện kết cấu của hộp số (kích thước trục sơ cấp, ổ bi này không thể làm to được, cho nên khi làm việc có lực tác dụng thì ổ bi này sẽ ở tình trạng căng thẳng Trong hộp số các bánh răng có nhiệm vụ truyền động giữa các trục Để truyền động được các bánh răng trên các trục phải ăn khớp với nhau.

Hình 1.2: Đường truyền công suất

Bánh răng trong hộp số được lắp cố định trên trục bằng then bán nguyệt, then bằng (hoặc liền khối với trục), bánh răng lắp lồng không trên trục nhờ bạc lót.

- Bánh răng: trong hộp số 3 trục thường sử dụng bánh răng di trượt để gài số, lên trong quá trình gài số quá trình va đập cũng thường dẫn đến mòn, vỡ răng.

- Khi dùng phương pháp di trượt để gài số thì buộc phải dùng bánh răng thẳng để lắp trên các then hoa, cho lên như vậy sẽ dẫn đến chất lượng của ăn khớp bánh răng không bằng bánh răng nghiêng Nếu muốn dùng bánh răng nghiêng thì các then hoa phải được chế tạo trên công nghệ xoắn rất phức tạp.

Hình 1.3 Hộp số 3 trục 5 cấp

Nguyên lý hoạt động:

-Vị trí tay số 1: Khi gạt cần 1 sang bên trái, lúc này, momen truyền từ trục sơ cấp qua cặp bánh răng luôn ăn khớp z¬a-za’, trục trung gian, cặp bánh răng số 1 rồi đi ra trục thứ cấp -Vị trí tay số 2: Gạt cần 2 sang bên phải, momen truyền từ trục sơ cấp qua cặp bánh răng luôn ăn khớp, đến trục trung gian, và qua cặp bánh răng sô 2 rồi đến trục thứ cấp.

-Vị trí tay số 3: Gạt cần 2 sang bên trái, momen từ trục sơ cấp truyền qua cặp bánh răng luôn ăn khớp, đến trục trung gian, và qua cặp bánh răng số 3 rồi tới trục thứ cấp.

-Vị trí tay số 4: Khi gạt cần 3 sang bên phải, momen được truyền từ trục sơ cấp, qua cặp bánh răng luôn ăn khớp, tới trục trung gian, rồi qua cặp bánh răng số 4 ra trục thứ cấp.

-Vị trí tay số 5: Khi gạt cần 3 sang bên trái, lúc này, trục sơ cấp và thứ cấp được nối với nhau, momen được truyền thẳng từ trục sơ cấp sang trục thứ cấp.

-Vị trí tay số lùi: Gạt cần 1 sang bên phải, momen được truyền từ trục sơ cấp, qua cặp bánh răng luôn ăn khớp, tới trục trung gian, qua 2 cặp bánh răng ZL1-ZL1’, ZL2-Z1’, rồi tới trục

Hay còn gọi là loại trục cố định không đồng tâm, loại hộp số này không có số truyền thẳng Ở tất cả các số truyền chỉ có một cặp bánh răng ăn khớp Hộp số này có ưu điểm là:

- Có hiệu suất cao, bởi vì ở tất cả các số truyền làm việc sự ăn khớp chỉ qua một cặp bánh răng.

- Có thể tăng nhiều độ cứng vững và độ bền của các chi tiết, bởi vì trong hộp số này không có cụm nào bị nào bị hạn chế bởi điều kiện kích thước.

- Kết cấu đơn giản tiện lợi khi sử dụng Khuyết điểm của hộ số này là có kích thước lớn, vì tỷ số truyền của hộp số chỉ do một cặp bánh răng ăn khớp nên trọng lượng sẽ lớn.

Về mặt cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cơ cấu điều khiển tương tự hộp số 3 trục Nó chỉ khác hộp số 3 trục về sự bố trí các trục và số lượng các trục mà thôi Hộp số này thường dùng cho xe du lịch với cầu trước chủ động.

Hình 1.5: Hộp số 2 trục 5 cấp

1 Trục thứ cấp 7 Các bánh răng số lùi 2 Các bánh răng cấp số 4 8 Các bánh răng cấp số 1 3 Trục sơ cấp 9 Bán trục bên phải và trái 4 Các bánh răng cấp số 2 10 Phớt chặn dầu bộ vi sai 5 Các bánh răng cấp số 3 11 Vành răng bộ vi sai 6 Bánh răng 12 Bộ đồng tốc cấp số một- hai 13 Bộ đồng tốc cấp số ba- bốn

15 Bánh răng chủ động trục thứ cấp

Ngày nay, hộp số hai trục được dùng rất phổ biến trên ôtô du lịch( xe có tải trọng phân bố

lên hai cầu tương đương nhau) Do đảm bảo tính gọn nhẹ của hệ thống truyền lực, không sử

dụng các đăng trong điều kiện không gian gầm xe chặt hẹp Kiểu hộp số này gồm hai cụm bộ phận cùng lắp đặt chung trong một vỏ hộp: Cụm hộp số sang số bằng tay và bộ vi sai Công suất động cơ được truyền đến trục sơ cấp rồi đến trục thứ cấp hộp số Bánh răng chủ động của trục thứ cấp truyền mômen cho bộ vi sai làm quay các bán trục.

Hình 1.6: Hoạt động ở tay số trung gian

Hình 1.7: Hoạt động ở tay số 1 Nguyên lý hoạt động

Chuyển sang số 1 * Tay số trung gian:

Ở tay số trung gian (Số 0) chuyển động từ trục khuỷu qua ly hợp sẽ làm cho trục sơ cấp hộp số chuyển động làm bánh răng chủ động số 1và số 2 chuyển động theo.Do bánh răng bị động quay trơn trên trục thứ cấp hộp số Vì thế không có mô men truyền cho truyền lực chính nên xe sẽ đứng yên khi động cơ đang nổ máy.

Trục sơ cấp kéo bánh răng chủ động số 1 và 2 chuyển động Bánh răng bị động 1 và 2 quay trơn trên trục thứ cấp

Khi tay số được chuyển sang số 1 thì ống trượt trên trục thứ cấp được đẩy sang phải để liên kết với bánh răng bị động số 1.Chuyển động từ trục sơ cấp hộp số làm cho bánh răng chủ động số 1 kéo bánh răng bị động số 1 Bánh răng bị động số 1 truyền chuyển động cho ống trượt làm cho trục thứ cấp của hộp số chuyển động

Trục sơ cấp kéo bánh răng chủ động số 1► Bánh răng bị động số 1 ► Ống trượt, trục thứ cấp hộp số

Chuyển sang số 2

Nguyên lý làm việc tương tự số 1 nhưng ở trường hợp này ống trượt trên trục thứ cấp hộp số được đẩy sang trái ăn khớp với bánh răng bị động số 2.

Trục sơ cấp hộp số kéo bánh răng chủ động số 2 ► Bánh răng bị động số 2 ► Ống trượt, trục thứ cấp hộp số.

Chuyển sang số 3

Hình 1.8: Hoạt động ở tay số 3

Khi nguời lái xe chuyển sang tay số thứ 3, thì ống trượt giữa trên trục sơ cấp của hộp số được đẩy sang bên phải để kết nối với bánh răng chủ động số 3.

Chuyển động từ trục sơ cấp hộp số truyền đến ống trượt Ống trượt kéo bánh răng chủ động số 3 làm bánh răng bị động số 3 quay theo Do bánh răng bị động số 3 được kết nối cứng trên trục thứ cấp hộp số nên trục thứ cấp sẽ truyền chuyển động đến truyền lực chính, vi sai, các trục dẫn động và làm cho các bánh xe chủ động quay.

Chuyển sang số 4

Khi tay số được chuyển sang số 4 thì ống trượt giữa được chuyển sang bên trái để kết nối với bánh răng bị động số 4.

Khi trục sơ cấp chuyển động làm cho ống trượt giữa chuyển động theo Ống trượt sẽ kéo bánh răng chủ động số 4 quay và bánh răng chủ động số 4 truyền chuyển động đến bánh răng bị động số 4 làm cho trục thứ cấp của hộp số chuyển động.

Mô men từ trục thứ cấp hộp số được truyền đến các bánh xe qua trung gian của truyền lực chính và bộ vi sai. 

Quan sát trên hình vẽ chúng ta thấy kích thước của bánh răng chủ động và bị động ở tay số 4 là như nhau Do vậy ở trường hợp này tốc độ chuyển động của trục thứ cấp bằng với trục sơ cấp của hộp số hay còn gọi là tay số truyền thẳng.

Trục sơ cấp kéo ống trượt giữa►Bánh răng chủ động số 4►Bánh răng bị động số 4 ► Trục thứ cấp hộp số

Chuyển sang số 5

Số răng của bánh răng chủ động nhiều hơn bánh răng bị động, do vậy khi hộp số ở tay số 5 thì tốc độ của trục thứ cấp hộp số nhanh hơn tốc độ của trục sơ cấp Đây chính là tay số có tỉ số truyền tăng.

Khi chuyển sang số 5 thì ống trượt bố trí bên trái của trục sơ cấp được kết nối với bánh răng chủ động số 5 Vì vậy, khi trục sơ cấp chuyển động thì ống trượt sẽ chuyển động theo và nó sẽ kéo bánh răng chủ động quay Bánh răng chủ động số 5 sẽ truyền mô men đến bánh răng bị động số 5 để làm cho trục thứ cấp của hộp số chuyển động.

Chuyển sang số lùi

Khi tay số ở vị trí số lùi thì bánh răng trung gian được đẩy ăn khớp với bánh răng chủ động và bị động của tay số này Do vậy, khi trục sơ cấp chuyển động, qua bánh răng trung gian sẽ kéo bánh răng bị động làm trục thứ cấp quay cùng chiều quay với trục sơ cấp hộp số và xe sẽ đổi chiều chuyển động.

Trục sơ cấp hộp số kéo bánh răng chủ động số lùi ►Bánh răng trung gian ►Bánh răng bị động số lùi ►Trục thứ cấp hộp số

Hình 1.9: Hoạt động ở vị trí tay số lùi

Bảng 1.10: Dòng truyền mô men của hộp số 2 trục 5 cấp:

1.3 Các bộ phận chính của hộp số

Hình 1.11: Cơ cấu gài số

Cơ cấu điều khiển là bộ phận quan trọng của hộp số, nó bao gồm các bộ phận sau: Đòn điều khiển, trục trượt, càng cua, cơ cấu định vị khoá hãm, cơ cấu định vị số lùi, ống gài số, bộ đồng tốc Nó có nhiệm vụ dịch chuyển các bánh răng tương ứng với các ống gài số hoặc bộ đồng tốc ở trong hộp số khi gài và nhả số Đòn điều khiển phải bố trí thuận lợi cho người điều khiển.

Hình 1.12: Kết cấu đòn điều khiển đặt trực tiếp trên hộp số ôtô 1.Lò xo 3 Chốt định vị 5 Đĩa 7 Gờ

2 Lò xo 4 Bao chắn bụi 6 Lò xo

Tuỳ theo sự bố trí đòn điều khiển có hai loại: Loại đặt trực tiếp trên nắp hộp số và loại đặt riêng rẽ đối với hộp số.Dạng đặt trực tiếp trên nắp hộp số: Đòn điều khiển lắp vào nắp hộp số từ trên xuống, đòn được ép vào mặt tựa hình cầu bằng lò xo 1 trực tiếp tác dụng lên đòn từ trên xuống dưới (hình a), hoặc bằng lò xo 2 đặt ở phía dưới và ép vào đòn qua đĩa 5 (hình b), có khi đòn điều khiển lắp vào nắp hộp số từ dưới lên, lúc đó đòn được ép vào mặt tựa hình cầu bằng lò xo 6, lò xo này tựa một đầu vào gờ lồi ra 7 ở vỏ hộp số và ép đòn từ dưới lên, để giữ đòn điều khiển ở vị trí đúng, ở mặt tựa hình cầu có đặt chốt định vị 3 Bề mặt tựa hình cầu của đòn điều khiển được che bụi bẩn và nước bằng bao 4.

Trong khi tiến hành gài số để đảm bảo gài số được an toàn, người ta làm chốt định vị và khoá hãm Định vị dùng để gài các số cho đúng vị trí sao cho bánh răng ăn khớp được hết chiều dài, tránh hiện tượng gài và nhả số ngẫu nhiên Khoá hãm có khuyết tương ứng với số lượng cấp số tương ứng cần gài và thêm chỗ cho vị trí trung gian Khi gài số chốt hãm sẽ bị nén lại làm cho các thanh trượt còn lại không di chuyển tránh gài hai số một lúc Chốt định vị có loại bi, cốc, thanh, loại khoá Khoá hãm có loại bi,thanh, tấm khía rãnh.

Trên hầu hết các hộp số ôtô (có cấp) hiện nay, người ta sử dụng bộ đồng tốc quán tính để nối ghép trục với bánh răng quay trơn mỗi khi gài số nhằm tránh sự va chạm do các bánh răng Bộ đồng tốc có nhiệm vụ làm đồng đều nhanh chóng tốc độ bánh răng quay trơn trên trục so với tốc độ của trục rồi mới gài số, ngược lại khi chưa đồng tốc thì chưa thể thực hiện gài số.Trên xe tải ta chủ yếu sử dụng loại đồng tốc loại 1 ( loại chốt hãm) Tùy theo kết cấu cụ thể mà bộ đồng tốc ô tô có nhiều kiểu khác nhau, tuy vậy chúng đều có chung 1 cấu tạo chung sau:

Hình 1.13.: Kết cấu bộ đồng tốc chốt hãm kiểu A (bộ phận nối kiểu liền) 1 bộ phận nối 3 vành ma sát 5,6 chốt định vị

2 chốt hãm 4 bánh răng gài số

- Bộ phận nối (1): có cấu tạo tương tự ống gài (răng ngoài hoặc trong) nối then hoa với trục; tức là có thể di chuyển dọc trục theo 2 hướng để nối với bánh răng số 4 khi đã đồng đều tốc độ

- Chốt hãm (2) : có nhiệm vụ tạo phản lực ngược lên bộ phận nối (1) để chống gài số khi chưa đồng đều tốc độ giữa bộ phận nối (1) với bánh răng gài số (4).

- Vành ma sát (3) của đồng tốc: có nhiệm vụ tạo ra mô men ma sát giữa vành ma sát (3) với bề mặt ma sát trên bánh răng gài số (4) nhằm làm đồng đều tốc độ giữa chúng trước khi gài số.

- Bộ phận định vị: gồm định vị 5 và chốt 6 có nhiệm vụ giữ cho các vành ma sát ở đúng vị trí trung gian khi bộ đồng tốc không thực hiện việc gài số đồng thời cho phép đưa vành ma

sát 3 vào tiếp xúc với vành ma sát trên bánh răng khi gài số.Bộ đồng tốc loại Ia với kiểu bộ phận nối liền khối như ống gài được sử dụng khá phổ biến ở các xe tải và xe khách cỡ trung bình và lớn nhờ kết cấu vững chắc và tin cậy.

Các nhà máy MAZ và KRAZ ( của Liên Xô cũ) sử dụng loại đồng tốc loại Ib với bộ phận nối kiểu rời ( gồm các chi tiết 1A và 1B) cũng có nguyên tắc cấu tạo và làm việc tương tự Chỉ khác là 2 vành ma sát 3 của đồng tốc được làm liền khối, do vậy bộ phận được nối tách rời được liên kết với nhau thông qua chốt hãm 2 Nhược điểm của loại này là phải chế tạo hốc hãm H trên ống ma sát 3 trở nên khó khăn hơn.

- Khi chưa đồng đều tốc độ giữa bánh răng gài số 4 và bộ đồng tốc, mô men ma sát hình thành trên vành ma sát 3 làm chốt hãm 2 tì vào bề mặt hãm với góc nghiêng β trên bộ phận nối 1 tại đây xuất hiện phản lực mà thành phần lực chiều Q’ tác dụng ngược lên bộ phận nối 1 vào ăn khớp với khớp răng tương ứng trên bánh gài số 4

- Khi đã có sự đồng đều tốc độ (không có sự trượt tương đối giữa 2 bề mặt côn) mô men ma sát sẽ không còn nữa lúc này lực Q do người lái tạo ra chỉ cần đủ thắng lực lò xo định vị 5 đẩy nhẹ chốt hãm 2 thoát khỏi bề mặt hãm và tiếp tục đưa vành răng của bộ phận nối đi vào ăn khớp với vành răng trên bánh răng gài số 4 Việc gài số được thực hiện.

- Khi chưa đồng đều tốc độ giữa bánh răng gài số 4 và bộ đồng tốc, mô men ma sát hình thành trên vành ma sát 3 làm chốt hãm 2 tì vào bề mặt hãm với góc nghiêng β trên bộ phận nối 1 tại đây xuất hiện phản lực mà thành phần lực chiều Q’ tác dụng ngược lên bộ phận nối 1 vào ăn khớp với khớp răng tương ứng trên bánh gài số 4

- Khi chưa đồng đều tốc độ giữa bánh răng gài số 4 và bộ đồng tốc, mô men ma sát hình thành trên vành ma sát 3 làm chốt hãm 2 tì vào bề mặt hãm với góc nghiêng β trên bộ phận nối 1 tại đây xuất hiện phản lực mà thành phần lực chiều Q’ tác dụng ngược lên bộ phận nối 1 vào ăn khớp với khớp răng tương ứng trên bánh gài số 4.

Khi đã có sự đồng đều tốc độ (không có sự trượt tương đối giữa 2 bề mặt côn) mô men ma sát sẽ không còn nữa lúc này lực Q do người lái tạo ra chỉ cần đủ thắng lực lò xo định vị 5 đẩy nhẹ chốt hãm 2 thoát khỏi bề mặt hãm và tiếp tục đưa vành răng của bộ phận nối đi vào ăn khớp với vành răng trên bánh răng gài số 4 Việc gài số được thực hiện.

Như vậy chỉ khi có sự đồng đều tốc độ giữa bánh răng gài số 4 với bộ phận nối 1 thì mới có thể gài số được số, tránh sự va đập răng cũng như tải trọng động chung cho cả hệ thống truyền lực chung trên ôtô.

-Bộ phận hãm 2: có nhiệm vụ chống lại việc gài số khi bánh răng 4 chưa đồng tốc với trục 5 Bộ phận hãm có cấu tạo gồm vành răng hãm, gắn trên vành côn ma sát Các răng của

vành hãm 2 được vát nghiêng góc β cùng với răng trên bộ phận nối 1 nhằm chống lại việc gài số bánh răng 4 chưa đồng đều tốc độ với trục.

Cơ cấu đồng tốc loại có khóa và quá trình hoạt động

Hình 1.14: Bắt đầu đồng tốc

1 Ống trượt gài số 3 Vòng đồng tốc2 Khóa chuyển số 4 Bánh răng số5 Moay ơ đồng tốc

Vị trí trung gian: mỗi bánh răng số được vào khớp với bánh răng bị động tương ứng và chạy lồng không trên trục.

Bắt đầu đồng tốc: khi dịch chuyển cần chuyển số, cần chuyển số nằm trong rãnh ống trượt dịch chuyển theo chiều nũi tên Vì phần nhô ra ở tâm của khóa chuyển số được gài vào rãnh của ống trượt, khóa chuyển số cũng dịch chuyển theo chiều mũi tên cùng 1 lúc, và đẩy vòng đồng tốc vào mặt côn của bánh răng số nhô ra của khóa này.

Hình 1.15: Quá trình đồng tốc

Hình 1.16: Kết thúc đồng tốc

Giữa quá trình đồng tốc: khi dịch chuyển tiếp cần chuyển số, lực đặt lên ống trượt sẽ thắng lực lò xo của khóa chuyển số và ống trượt trùm lên phần nhô ra của khóa này.

Kết thúc đồng tốc: Lực đang tác dụng lên vòng đồng tốc trở nên mạnh hơn và đẩy phần côn của bánh răng số Điều này làm đồng bộ tốc độ của bánh răng số với tốc độ trượt của ống gài số Khi tốc độ của ống trượt gài số và bánh răng gài số trở nên bằng nhau, vòng đồng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều quay này Do đó, các then của ống gài số ăn khớp với các rãnh then của vòng đồng tốc.

Kết thúc chuyển số: Sau khi then của ống trượt gài số ăn khớp với rãnh then của vòng đồng tốc, ống trượt tiếp tục dịch chuyển và ăn khớp với rãnh then của bánh răng số Khi đó, việc chuyển số sẽ kết thúc.

1.4 Hộp số tự động

Hộp số tự động (tiếng Anh là Automatic Transmission – viết tắt AT) là loại hộp số có thể tự động thay đổi tỉ số truyền động mà không cần bất kỳ sự can thiệp điều khiển nào từ người lái Có nhiều loại hộp số tự động như:

Hộp số tự động thuỷ lực (AT) – đây là loại hộp số phổ biến nhất, có thể thấy ở những xe như: Toyota Innova, Toyota Camry…

Hộp số tự động vô cấp (CVT) – loại hộp số này ngày càng được ưa chuộng, sử dụng ở những xe như: Toyota Wigo, Honda CR-V…

Hộp số ly hợp kép (DCT) – loại hộp số này đang dần phổ biến, có thể thấy ở những xe như: Hyundai Kona, Hyundai Tucson…

Trong đó phổ biến nhất là hộp số tự động thuỷ lực Loại hộp số này sử dụng áp suất dầu để điều khiển các ly hợp bên trong.

Ưu điểm của hộp số tự động là “giải phóng” người lái ra khỏi chân côn và cần số Điều này giúp các thao tác lái xe trở nên đơn giản hơn Thấy rõ nhất là khi vận hành trong phố, những khu vực đông đúc Tuy nhiên so với hộp số sàn thì hộp số tự động ô tô có cấu tạo phức tạp hơn khá nhiều

Hình 1.17 :Hộp số tự động

1.4.1 Hộp số tự động có cấp

Cấu tạo toàn bộ hệ thống truyền động trên xe ô tô sẽ gồm: động cơ, hộp số, vi sai và truyền động cuối Xe ô tô số sàn sử dụng ly hợp cơ khí Còn xe ô tô số tự động dùng loại ly hợp thuỷ lục Do đó trên xe số tự động, dễ nhận ra là xe không có bàn đạp ly hợp (chân côn) Người lái không phải thao tác chuyển số Mọi thứ đơn giản và tự động khi chọn chế độ D (drive).

Hộp số tự động hoạt động dựa trên việc điều chỉnh các bánh răng hành tinh ăn khớp với nhau nhằm tạo ra tỷ số truyền khác nhau ở đầu vào và đầu ra.

-Cấu tạo của hộp số tự động ô tô gồm: +các bộ bánh răng hành tinh

+Các bộ ly hợp thuỷ lực +Biến mô thuỷ lực +Bộ điều khiển điện tử -Nguyên lí làm việc

Mỗi số sẽ có một bộ ly hợp và bộ bánh răng hành tinh tương ứng như số 1 sẽ có ly hợp số 1 và bộ bánh răng hành tinh số 1, số 2 có ly hợp số 2 và bộ bánh răng hành tinh số 2… Các cặp ly hợp và bánh răng hành tinh tương ứng được bố trí dài theo trục hộp số Ngoài ly hợp số còn có thêm cả ly hợp tiến.

Nguyên lý hoạt động hộp số tự động như sau: mô men xoắn từ trục khuỷu của động cơ truyền qua biến mô và từ biến mô truyền vào trục vào của hộp số Bộ điều khiển điện tử thông qua tín hiệu từ cảm biến sẽ tiến hành cho đóng mở đường dầu dẫn đến các ly hợp Để mô men xoắn truyền đến trục ra của hộp số thì phải có 2 ly hợp đóng lại.

Nếu xe di chuyển về phía trước: ly hợp tiến và ly hợp số (số 1 hoặc số 2…) tương ứng với tốc độ xe sẽ được đóng.

Nếu xe ở số N trung gian: chỉ có 1 ly hợp số 2 đóng lại Ly hợp tiến không được đóng lại Đây chính là lý do mô men xoắn không thể truyền đến trục ra của hộp số.

Nếu xe di chuyển lùi: ly hợp số 2 và ly hợp số 5 được đóng lại (với loại hộp số tự động có 5 số tiến và 1 số lùi).

Số 1: Quá trình vào số 1 được thực hiện bằng cách đóng ly hợp số tiền và ly hợp số 1 Ly hợp số tiến cho phép mô men xoắn truyền từ biến mô đến trục vào của hộp số Đây được xem là “cửa ngõ” đầu vào của hộp số Ly hợp số 1 được đóng, mô men xoắn truyền qua bộ bánh răng hành tinh số 1 và 2… rồi chuyển đến trục ra của hộp số.

Số 2: Quá trình sang số 2 cũng tương tự Ly hợp tiến đóng cho phép mô men xoắn truyền từ trục biến mô vào hộp số Ly hợp số 2 đóng giúp truyền động cho bộ bánh răng hành tinh số 2 và 3, rồi chuyển đến trục ra của hộp số.

1.4.2 Hộp số tự động vô cấp

Hộp số vô cấp (tiếng Anh là Continuously Variable Transmission, viết tắt CVT) là một loại hộp số có thể thay đổi tỷ số truyền liên tục mà không phân theo từng cấp số Bởi hộp số này tạo nên các tỷ số truyền bằng dây đai và 2 hệ pulley, không phải bằng các bánh răng như các loại hộp số ô tô khác.

Hộp số tự động vô cấp và có cấp đều là hộp số tự động, đều được điều khiển bằng hệ thống thuỷ lực Tuy nhiên, hộp số vô cấp khác hộp số có cấp khi một loại không có các cấp số, một loại được phân chia nhiều cấp số như 1, 2, 3, 4…

Về lịch sử hộp số vô cấp, theo nhiều nguồn tin, hộp số CVT đã được danh hoạ Leonardo Da Vinci phác hoạ lần đầu vào năm 1490 Năm 1886, hộp số con lăn đầu tiên được chứng nhận bằng phát minh Năm 1939, hộp số tự động toàn phần hoạt động trên một hệ thống bánh răng hành tinh được giới thiệu.

Năm 1958, nhà sản xuất DAF (Hà Lan) đã chế tạo hộp số CVT và ứng dụng cho xe ô tô của mình Năm 1989, hãng xe Subaru cũng sử dụng hộp số CVT trên mẫu xe Subaru Justy GL bán tại Mỹ Năm 2004, hãng xe Ford phát triển hộp số CVT và ứng dụng trên các mẫu xe ô tô mới của mình.

Hiện nay, hộp số vô cấp CVT được nhiều hãng xe ô tô sử dụng như: hãng Honda, hãng Toyota, hãng Mitsubishi, hãng Nissan…

-Cấu tạo

Khác với hộp số tự động (AT) hay hộp số sàn ô tô (MT), hộp số vô cấp không hoạt động dựa trên các cặp bánh răng mà dựa vào hệ thống dây đai truyền cho phép thay đổi liên tục và vô cấp.

Cấu tạo hộp số vô cấp CVT gồm có: -Dây đai truyền độngbằng thép

-Bánhđai chủ động (pulley đầu vào) kết nối để nhận mô men từ động cơ -Bánhđai bị động (pulley đầu ra) kết nối đầu ra hộp số

Cấu tạo hộp số vô cấp CVT

Banh đai trong hộp số vô cấp là một hệ pulley với đường kính có thể thay đổi Hệ pulley này được cấu tạo từ 2 khối hình nón góc nghiêng 20 độ, có đỉnh nằm đối diện nhau Một nửa pulley cố định, nửa còn lại có thể trượt trên trục Do đó 2 nửa pulley này có thể thay đổi khoảng cách tiến gần lại nhau hoặc tách xa nhau.

Nguyên lí làm việc -Số tiến

Hệ pulley được điều khiển bởi một bộ điều khiển thuỷ lực Bộ điều khiển này sẽ làm 2 nửa pulley của hệ pulley chủ động hoặc hệ pulley bị động tiến lại gần hoặc tách xa nhau Trên mỗi pulley, khi 2 nửa pulley tiến lại gần, bán kính pulley đó sẽ tăng lên, dây đai được nâng ra xa tâm Khi 2 nửa pulley tách ra, bán kính pulley đó giảm xuống, dây đai nằm lọt giữa 2 nửa pulley và gần tâm hơn.

Hình 1.18 Hộp số tự động vô cấp

Khi bán kính 1 pulley tăng lên thì bán kính pulley còn lại sẽ giảm Điều này đảm bảo dây đai luôn bám chặt kết nối liên tục với 2 pulley Chính sự tăng giảm bán kính của pulley chủ động và pulley bị động giúp xác lập nên “tỷ số truyền” của hộp số.

Nếu pulley chủ động có bán kính nhỏ, pulley bị động có bán kính lớn thì tốc độ quay của pulley bị động sẽ giảm, tạo ra được “số thấp” Ngược lại, nếu pulley chủ động có bán kính lớn, pulley bị động có bán kính nhỏ thì tốc độ quay của pulley bị động sẽ tăng lên, tạo ra được “số cao”.

Bộ điều khiển thuỷ lực làm thay đổi bán kính của 2 hệ pulley giúp tỷ số truyền có thể biến thiên liên tục Đây chính là lý do vì sao hộp số CVT không có các cấp số cố định mà thay đổi vô cấp.

-Số lùi

Để có số lùi, người ta lắp thêm trước đầu vào của hệ truyền đai 1 bộ bánh răng hành tinh (gồm bánh răng mặt trời ở giữa, bánh răng hành tinh nhỏ xung quanh, cần dẫn, vành đai ngoài) và ly hợp giống như của hộp số tự động Đầu ra từ động sẽ kết nối với bánh răng mặt trời Đầu vào của pulley chủ động sẽ kết nối với cần dẫn của các bánh răng hành tinh.

Với số tiến bình thường, động cơ sẽ dẫn động bánh răng mặt trời quay, bánh răng mặt trời dẫn động bánh hành tinh quay cùng chiều Khi bánh răng hành tinh quay thì cần dẫn sẽ quay và truyền lực vào pulley chủ động.

Với số lùi, bộ ly hợp sẽ làm cố định vành đai ngoài khiến bánh răng hành tinh quay ngược chiều lại với bánh răng mặt trời Điều này khiến hộp số quay ngược chiều và cho ra số lùi.

1.3.3 Ly hợp kép

-Hãng xe Đức Porsche đã khai sinh công nghệ hộp số ly hợp kép có tên gọi PDK (Porsche Dopelkupplungsgetriebe) Giờ đây, có thể tìm thấy PDK trên tất cả các mẫu xe của hãng này, từ Boxster đến Carrera 4S.

-Sau đó, ly hợp kép (có tên chung là DCT) ngày càng trở nên phổ biến, Ford là một trong những hãng xe phổ thông đầu tiên áp dụng công nghệ này có tên gọi PowerShift.

-Cấu tạo

Sự khác biệt đầu tiên của hộp số DCT so với các loại hộp số khác đó là có sử dụng bộ đôi ly hợp ma sát ướt Hai ly hợp được lồng vào nhau, một ly hợp nằm trong và một ly hợp nằm phía ngoài Bộ đôi ly hợp ở đây thuộc loại ly hợp ma sát ướt, nghĩa là các đĩa ma sát được ngâm trong dầu và sự tách, nối của nó được điều khiển bằng cơ cấu chấp hành: thủy lực -điện từ Hai ly hợp này hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau

Hình 1.19 Hộp số DCT

1: Bánh răng xoắn ăn khớp với bộ vi sai; 2: bánh răng thuộc bộ vi sai; 3: trục sơ cấp số1;4: trục khuỷu động cơ; 5: trục sơ cấp số 2; 6: Ly hợp 2; 7: Ly hợp 1; 8: bánh răng xoắn ănkhớp với bộ vi sai; 9: bánh răng ăn khớp với bộ đồng tốc; BR: Cặp bánh răng số

Sự khác biệt thứ hai của DCT đó chính là hệ thống trục sơ cấp gồm hai trục đồng trục lồng nhau Trục thứ nhất (màu đỏ): một đầu (bên trái) liên kết với ly hợp thứ nhất (màu đỏ) bằng then hoa, trên thân trục bao gồm 3 bánh răng có kích thước khác nhau ăn khớp với các bánh răng trên trục thứ cấp, tạo ra các cấp số: 1, 3, 5 Trục còn lại (màu xanh) được chế tạo rỗng để bao bọc gọn hệ thống trục thứ nhất, một đầu lắp với ly hợp thứ hai (màu xanh), trên thân trục gồm 2 bánh răng trên trục thứ cấp thứ hai tạo ra 3 cấp số 2, 4, 6 và thêm một số lùi Nguyên lý hoạt động: giả sử ở thời điểm hiện tại, xe đang di chuyển ở số 1, lúc này ly hợp 1 đóng (màu đỏ), ly hợp 2 (màu xanh) mở, khi đó dòng công suất được truyền từ động cơ qua ly hợp 1, đến trục sơ cấp 1,qua cặp bánh răng số 1 và bộ đồng tốc tới trục thứ cấp và tới bộ vi sai (xem hình vẽ) Xe tiếp tục gia tăng tốc độ, máy tính sẽ tìm kiếm vị trí số kế tiếp, và bánh răng số 2 được chọn Khi người điều khiển chuyển số, ngay lập tức ly hợp 1 sẽ được ngắt, đồng thời ly hợp 2 đóng, và dòng công suất sẽ vẫn tiếp tục truyền từ động cơ tới ly hợp số 2, đến trục sơ cấp 2, qua cặp bánh răng số 2 đến bộ đồng tốc, truyền tới trục thứ cấp và dẫn động bộ vi sai Như vậy, thời gian chuyển từ số 1 lên 2 rất bé khoảng 200 miligiây, do vậy dòng mô-men gần như không bị ngắt quãng Cũng theo nguyên lý đó, khi người lái giảm số chu trình sẽ diễn ra ngược lại Toàn bộ quá trình chuyển số sẽ được máy tính kiểm soát và ra lệnh cho cơ cấu chấp hành chọn bánh răng và đóng hoặc ngắt từng ly hợp Người lái có

thể chọn chế độ tự động hoàn toàn hoặc chế độ điều khiển số tay Khi sử dụng chế độ số tay, người lái cũng không phải mất thêm thao tác dùng chân trái để điều hành bàn đạp ly hợp Khối điều khiển: Dựa vào thông tin từ các cảm biến: cảm biến vị trí số, cảm biến tốc độ xe, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến tốc độ động cơ… đưa về, máy tính sẽ ra lệnh điều khiển thông qua cơ cấu chấp hành

Cơ cấu chấp hành: Trong DCT van điều khiển điện từ đóng vai trò là cơ cấu chấp hành, thực hiện việc đóng mở các đường dầu Van điều khiển từ bao gồm lõi thép từ, cuộn dây.

Chương 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG HỘP SỐ TRÊN XE 2.1 Bảng thông số kỹ thuật của xe tham khảo

Thiết kế hộp số xe con với xe tham khảo : JAC X150

Bảng 2.1.Thông số xe tham khảo Thông số xe tham khảo

2.1.1 Phân tích các phương án lựa chọn

2.1.1.1 Ưu nhược điểm của các loại hộp số

a.Ưu nhược điểm của hộp số cơ khí -Ưu điểm:

+Vận hành an toàn hơn

Xe số sàn và số tự động xe nào an toàn hơn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố Tuy nhiên nhìn

chung, việc chạy xe số sàn tuy phức tạp hơn nhưng lại đảm bảo khả năng kiểm soát tình huống tốt hơn Khi lái xe số sàn, người lái phải sử dụng đến cả hai chân, chân trái điều khiển bàn đạp côn, chân phải điều khiển bàn đạp phanh và ga.Ngoài ra, tay còn phải

thao tác cần số để chuyển số phù hợp với từng tốc độ và điều kiện vận hành khác nhau

Thế nên, lái xe sàn sẽ đòi hỏi người lái tập trung nhiều hơn do phải thao tác nhiều.

Bên cạnh đó, cơ chế hoạt động của xe số sàn cũng hạn chế rủi ro mất kiểm soát tốc độ tốt hơn Bởi ly hợp do người lái điều khiển Điều này giúp tránh được lỗi đạp nhầm chân ga nguy hiểm.

+Tiết kiệm nhiên liệu khi chạy đường trường

Trong hộp số tự động, ly hợp bên trong vận hành bằng áp lực dầu từ bơm thuỷ lực Còn

hộp số sàn được điều khiển bởi lực đẩy của chân người lái thông qua bàn đạp côn Do đó,

nếu cùng di chuyển trên đường trường, có cùng tỷ số truyền cuối thì xe số sàn tiết kiệm

xăng hơn.

+Sửa chữa – bảo dưỡng đơn giản, chi phí thấp hơn

Do cấu tạo đơn giản hơn nên việc sửa chữa, bảo

dưỡng xe hộp số sàn cũng đơn giản hơn so với xe hộp số tự động Ở xe số sàn, nhờ vào sức mạnh động cơ nên hộp số ít gặp những khiếm khuyết về máy móc hơn.Trong khi đó, với xe số tự động, các chi tiết máy thường hao mòn nhanh hơn Nhằm đảm bảo sự vận hành đồng bộ thì nhiều chi tiết, bộ phận phải thay mới dù ít hoạt động Ví dụ, nếu gặp trục trặc hộp số sàn hiếm khi phải thay mới bộ ly hợp như hộp số tự động.

Giá xe thấp hơn

Do cấu tạo đơn giản hơn nên chi phí sản xuất hộp số sàn thấp hơn, dẫn đến giá xe số sàn

thường thấp hơn xe số tự động khá nhiều Với cùng một mẫu xe, phiên bản số sàn luôn rẻ hơn phiên bản số tự động từ vài chục triệu đồng.

-Nhược điểm

+Thao tác điều khiển phức tạp

Khi lái xe ô tô số sàn, người lái vừa phải thao tác nhuần nhuyễn côn – phanh – ga, vừa phải chuyển số phù hợp Từ giai đoạn làm quen đến thành thạo mất nhiều thời gian Trong

khi với xe số tự động chỉ cần đạp ga, người lái không cần quan tâm đến ly hợp hay chuyển

số Nên lái xe số tự động đơn giản và dễ dàng hơn rất nhiều.

Đặc biệt, lái xe số sàn khá vất vả khi chạy trong những con đường đông đúc, kẹt xe, ùn tắc… Bởi khi này người lái phải đạp côn liên tục Do đó, nhiều người thường cho rằng xe

số sàn không hợp với phụ nữ hay người lớn tuổi là vậy Đây cũng chính là lý do vì sao xe số

-Công nghệ chế tạo đòi hỏi có độ chính xác cao -Khả năng tăng tốc kém hơn hộp số thường.

-Việc sửa chữa hộp số tự động khá phức tạp và tốn kém.

c.Ưu nhược điểm của hộp số tự động vô cấp

Ưu điểm:

-Tạo cảm giác điều khiển mềm và êm hơn.

-Nâng cao hiệu quả tiêu thụ nhiên liệu nên giảm khí thải, thân thiện với môi trường.

-Tăng tốc tốt hơn.

Nhược điểm:

-Công nghệ chế tạo phức tạp, các chi tiết phải được tính toán và chế tạo chính xác.

-Do truyền động bằng dây đai nên làm hạn chế về công suất của xe (công suất của động cơ không được lớn quá sẽ gây ra trượt).

-Mòn dây đai.

-Kích thước và trọng lượng lớn.

d,Ưu nhược điểm của hộp số ly hợp kép Ưu điểm:

-Đường truyền công suất từ động cơ xuống hộp số gần như không bị ngắt quãng khi chuyển số, do đó làm tăng tính tiết kiệm nhiên liệu.

-Chuyển số nhẹ nhàng, êm dịu.

Nhược điểm:

-Cấu tạo phức tạp

- Hộp số DCT khô dễ bị lỗi quá nhiệt- Chi phí cao

Dựa trên các phân tích ở trên ,ta kết luận chọn kiểu hộp số cơ khí vì: - Xe tải động cơ đặt trước, truyền lực bánh sau nên chọn hộp số đặt dọc - Đây là hộp số cơ khí có cấp được dùng phổ biến hiện nay:

+Quy trình công nghệ nguyên công gia công chế tạo và lắp ráp đã được ứngdụng rộng Giá thành chế tạo cho sản phẩm thấp.

+Vì phổ biến nên quá trình sửa chữa bảo dưỡng của người sử dụng thuận lợi +Độ tin cậy của sản phẩm sẽ cao hơn so với hộp số vô cấp.

2.1.1.2 Ưu nhược điểm của các loại hộp số cơ khí

a Hộp số ba trục Ưu điểm

- Khi cùng kích thước bên ngoài như nhau hộp số này cho tỉ số truyền lớn Đặc điểm rất

quan trọng là hiện nay động cơ cao tốc được dùng nhiều trên ô tô Như thế nghĩa là nếu cần

đảm bảo một tỉ số truyền như nhau thì loại hộp số này có kích thước bé, trọng lượng cũng bé hơn, do đó giảm được trọng lượng toàn bộ ôtô

- Trục sơ cấp và trục thứ cấp đặt đồng tâm cho nên tạo ra được tỉ số truyền thẳng nghĩa là gài cứng trục sơ cấp và trục thứ cấp lại với nhau Trong trường hợp này hiệu suất sẽ rất

cao, coi như bằng 1, bởi vì truyền động không qua một cặp bánh răng nào cả Đối với ô tô

rất quan trọng bởi thời gian làm việc ở số truyền thẳng chiếm tỉ lệ 50%-80% Trên các

đoạn đường bằng phẳng có thể gài số truyền thẳng, do đó thời gian sử dụng các tay số trung gian sẽ ít đi, cho nên bánh răng và ổ bi ở các tay số này có kích thước

- Nhược điểm:

-Hộp số có số truyền thẳng có khuyết điểm là ổ bi đằng trước (theo chiều chuyển động của ôtô) của trục thứ cấp được đặt vào lỗ đằng sau của trục sơ cấp Do điều kiện kết cấu của hộp số (kích thước trục sơ cấp, ổ bi này không thể làm to được, cho nên khi làm việccó lực tác dụng thì ổ bi này sẽ ở tình trạng căng thẳng Trong hộp số các bánh răng có

nhiệm vụ truyền động giữa các trục Để truyền động được các bánh răng trên các trục phải ăn khớp với nhau.

- Bánh răng trong hộp số được lắp cố định trên trục bằng then bán nguyệt, then bằng (hoặc liền khối với trục), bánh răng lắp lồng không trên trục nhờ bạc lót.

- Bánh răng: trong hộp số 3 trục thường sử dụng bánh răng di trượt để gài số, lên trong

quá trình gài số quá trình va đập cũng thường dẫn đến mòn, vỡ răng.

- Khi dùng phương pháp di trượt để gài số thì buộc phải dùng bánh răng thẳng để lắp trên các then hoa, cho lên như vậy sẽ dẫn đến chất lượng của ăn khớp bánh răng không bằng bánh răng nghiêng Nếu muốn dùng bánh răng nghiêng thì các then hoa phải đượcchế tạo trên công nghệ xoắn rất phức tạp

b.Hộp số 2 trục -Ưu điểm:

Các số truyền đều truyền qua 1 cặp bánh răng ăn khớp, cho phép nâng cao hiểu suất truyền lực, giảm nhỏ kích thước hộp số và phù hợp với ô tô con có động cơ và cầu trước chủ động.

Với việc bố trí hộp số và cầu chủ động trong một không gian bao kín, cho phép sử dụng chung 1 loại dầu, nhưng có khối lượng dầu đủ lớn và tạo khoang chứa dầu hợp lý, thuậnlợi bôi trơn vung té.

Ngày nay, hộp số hai trục được dùng rất phổ biến trên ôtô du lịch (giá trị tỷ số truyền

không cần lớn) Do đảm bảo tính gọn nhẹ của hệ thống truyền lực, không sử dụng các đăng trong điều kiện không gian gầm xe chặt hẹp.

-Nhược điểm:

Do chỉ truyền qua 1 cặp bánh răng ăn khớp nên giá trị tỷ số truyền không cao Để đảm bảo tỷ số truyền phù hợp điều kiện chuyển động thì kích thước hộp số sẽ lớn

Kết luận chọn hộp số 3 trục thay vì chọn hộp số 2 trục vì

- Khi cùng kích thước ngoài, thì hộp số ba trục dọc cho ta tỷ số truyền lớn hơn vì tỷ số truyền này bằng tích tỷ số truyền của hai cặp bánh răng thực hiện việc truyền mômen Đặc điểm này rất quan trọng, vì hiện nay động cơ cao tốc 1được sử dụng nhiều trên ôtô Nếu cần đảm bảo một giá trị tỷ số truyền như nhau thì loại hộp số ba trục dọc có kích thước bé, trọng lượng nhỏ hơn làm giảm trọng lượng toàn bộ của ôtô.

Đồng thời chọn hộp số 3 trục 5 cấp mà không sử dụng hộp số 2 trục hay hộp số nhiềucấp, ít cấp: 4 cấp, 8 cấp, Vì:

+Ảnh hưởng của số lượng số truyền trong hộp số.

+Khi sử dụng nhiều tay số thì: tính kinh tế nhiên liệu sẽ tăng lên, tính phứctạp cũng tăngtheo, làm cho giá thành của cả chiếc xe cũng tăng lên Điềunày làm mất tính cạnh tranh của

sản phẩm.

+Với hộp số 3 trục thì trục sơ cấp và thứ cấp là đồng trục cho nên sẽ tạo ra được số truyền thẳng giúp cho các bánh răng và các ổ bi không chịu tải (ítphải làm việc, tăng hiệu suất,…) Hộp số sẽ bền hơn, làm việc tốt hơn.

+Với hộp số 3 trục thì chúng ta còn tạo ra được tỉ số truyền lớn cho hộp số.

+Nếu dùng hộp số 3 cấp hoặc 4 cấp thì nó sẽ không phân được hết các tỉ sốtruyền, mà vì xe tải 5 tấn nên yêu cầu tỉ số truyền lớn

+Nếu dùng hộp số nhiều cấp: phức tạp hơn, chiều dài trục lớn sẽ xảy ra võngtrục mà lại

tốn kém không cần thiết.

2.1.2 Chọn phương án thiết kế

Xét trên yêu cầu thiết kế của bài toán và theo xe tham khảo ta trọn hộp số 3 trục 5 số tiến theo sơ đồ dưới.

Hình 2.2: Sơ đồ hộp số 3 trục 5 số tiến

1 Động cơ tốc độ cao hay thấp phụ thuộc tốc độ pít tông :3-6 tốc dộ thấp, 6-9 tốc độ trung bình, 10-13 tốc đọ cao