CH NG IV: H P S T Đ NGƯƠ
Sau khi h c xong ch ng này, ng i h ckh năng : ươ ườ
Gi i thích c u t o và ho t đ ng c a m t h p s t đ ng.
t các b ph n c a h p s t đ ng cho đ ng c đ t d c và đ t ngang. ơ
Phân lo i các ki u h p s t đ ng khác nhau.
Gi i thíchng truy n công su t qua các bánh răng h p s t đ ng.
Trình bày s khác nhau gi a h p s t đ ng cho đ ng c đ t d c đ t ơ
ngang.
Phân tích các nguyên nhân h h ng, bi n pháp ki m tra và s a ch a. ư
Ch ng này gi i thích nguyên lý ho t đ ng c b n c a h p s t đ ng cho đ ng cươ ơ ơ
đ t d c đ t ngang. H p s t đ ng cho đ ng c đ t d c đ t ngang đ c s ơ ượ
d ng r ng rãi. Do đó, các nhà k thu t ph i n m k nguyên t c ho t đ ng c b n c a ơ
h p s t đ ng đ chu n đoán s a ch a thành công các b ph n c a . Trong
các x ng, vi c s a ch a h p s t đ ng là m t ngh đ t bi t, ngh đ c tr r t kháưở ượ
luôn luôn c n thi t. Ch ng này giúp b n n m b t hi u bi t c b n v ho t đ ng ế ươ ế ơ
bên trong c a h p s t đ ng cho đ ng c đ t d c và đ t ngang. ơ
I. CÔNG D NG - PHÂN LO I - YÊU C U :
I.1.ng d ng:
H p s t đ ng cho phép đ n gi n a vi c đi u khi n h p s . Quá trình chuy n ơ
s êm d u, không c n c t công su t truy n t đ ng c xu ng khi sang s . H p s t ơ
đ ng t ch n t s truy n phù h p v i đi u ki n chuy n đ ng. Do đó t o đi u ki n s
d ng g n nh t i u công su t c a đ ng c . ư ư ơ
I.2. Phân lo i:
Hi n nay s d ng trên xe có hai lo i h p s t đ ng:
- H p s t đ ng c p.
- H p s t đ ng c p.
H p s t đ ng vô c p ít đ c s d ng h n do công ngh ch t o ph c t p giá thành ượ ơ ế
cao. Do đó trong ch ng này ch y u gi i thi u h p s t đ ng có c p, còn h p s tươ ế
đ ng vô c p, chúng ta tham kh o thêm các chuyên đ . H p s t đ ng có c p g m
ba b ph n chính:
+ Truy n đ ng th y đ ng(Ly h p th y l c hay bi n mô th y l c). ế
+ H p s hành tinh.
+ H th ng đi u khi n.
I.3. Yêu c u:
H p s t đ ng đ m b o các yêu c u sau:
- Thao tác đi u khi n h p s đ n gi n nh nhàng. ơ
- Đ m b o ch t l ng đ ng l c kéo cao. ượ
- Hi u su t truy n đ ng ph i t ng đ i l n. ươ
- Đ tin c y l n, ít h h ng, tu i th cao. ư
- K t c u ph i g n, tr ng l ng nh .ế ượ
II. GI I THI U V H P S T Đ NG
II.1. H p s t đ ng là gì?
Gi ng nh h p s th ng, H p s t đ ng cho đ ng c đ t d c và đ t ngang đ c ư ườ ơ ượ
thi t k đ thích ng công su t đ ng c v i đi u ki n t i và đ ng xá. Khi tài x đangế ế ơ ư ế
67
lái xe v i h p s th ng, c n sang s đ c s d ng đ chuy n s khi đ p chân ga ườ ượ
nh m m c đích tăng t c đ xe. Khi lái xe lên d c hay khi đ ng c không có đ l c đ ơ
leo d c t i s đang ch y, h p s đ c chuy n v s th p. ượ
Vì các lý do trên nên đi u c n thi t đ i v i lái xe là ph i th ng xuyên nh n bi t t i ế ườ ế
t c đ đ ng c đ chuy n s phù h p. ơ
h p s t đ ng, nh ng nh n bi t nh v y c a lái xe không c n thi t, lái xe ế ư ế
không c n ph i chuy n s vi c chuy n s lên hay xu ng đ n s thích h p nh t ế
đ c th c hi n m t cách t đ ng t i th i đi m thích h p nh t theo t i đ ng c và t cượ ơ
đ xe.
II.2. u đi m c a h p s t đ ng:Ư
So v i h p s th ng, h p s t đ ng cóc u đi m sau: ườ ư
- H p s t đ ng th c hi n vi c chuy n s chính xác h n. ơ
- làm gi m m t m i cho lái xe b ng cách lo i b các thao tác c t ly h p
th ng xuyên ph i chuy n s .ườ
- Nó chuy n s m t cách t đ ng và êm d u t i các t c đ thích h p v i các ch ế
đ lái xe do v y gi m b t cho lái xe s c n thi t ph i thành th o các k thu t lái xe ế
khó khăn và ph c t p nh v n hành ly h p. ư
- Nó tránh cho đ ng c dòng d n đ ng kh i b quá t i, do n i chúng b ng ơ
th y l c (qua bi n mô) t t h n so v i n i b ng c khí. ế ơ ơ
III. CÁC B PH N CHÍNH VÀ CH C NĂNG C B N C A CHÚNG: Ơ
nhi u h p s t đ ng khác nhau, chúng đ c c u t o theo m t vài cách khac ượ
nhau nh ng ch c năng c b n và nguyên ho t đ ng c a chung1 gi ng nhau. H pư ơ
s t đ ng bao g m m t s b ph n chính. Chúng th c hi n ph n l n các ch c năng
c a h p s t đ ng, các b ph n này v n hành chính xác cũng nh ph i k t h p ch t ư ế
ch v i nhau. Đ hi u bi t đ y đ ho t đ ng c a h p s t đ ng, đi u quan tr ng là ế
ph i n m đ c các nguyên c b n c a các b ph n chính. H p s t đ ng g m ượ ơ
các b ph n chính sau:
- B bi n mô. ế
- B bánh răng hành tinh.
- B đi u khi n th y l c.
- B truy n đ ng bánh răng cu i cùng.
- các thanh đi u khi n.
- D u h p s t đ ng.
III.1. Bi n mô th y l c:ế
Bi n th y l c đ c g n tr c vào h p s đ c l p b ng bulông vào tr cế ượ ượ
khu u thông qua t m truy n đ ng. Bi n mô tác d ng nh bánh đà c a đ ng c . ế ư ơ
Ch c năng c a b bi n mô: ế
- Tăng men do đ ng c t o ra. ơ
- Đóng vai trò nh m t ly h p th y l c đ truy n hay không truy n men đ ngư
c đ n h p s .ơ ế
- H p th các dao đ ng xo n c a đ ng c h th ng th y l c. ơ
- D n đ ng b m d u c a h th ng đi u khi n th y l c. ơ
III.2. B bánh răngnh tinh:
68
B bánh răng bao g m: các bánh răng hành tinh đ thay đ i t c đ đ u ra, ly h p
và phanh hãm d n đ ng b ng áp su t d u th y l c đ đi n khi n ho t đ ng c a bánh
răng hành tinh, các tr c đ truy n công su t đ ng c , các vòng bi giúp cho truy n ơ
đ ng quay c a tr c đ c êm. ượ
Ch c năng c a b bánh răng hành tinh nh sau: ư
- Cung c p m t vài t s truy n bánh răng đ đ t đ c mômen t c đ quay ượ
phù h p v i các ch đ ch y xe và đi u khi n c a lái xe. ế
- Cung c p bánh răng đ o chi u đ ch y lùi.
- Cung c p v trí s trung gian đ cho phép đ ng c ch y không t i khi xe đ . ơ
III.3. H th ng đi u khi n th y l c:
H th ng đi u khi n th y l c bao g m các te d u, b m d u, các lo i van v i các ơ
ch c năng khác nhau, các khoang ng d n d u, phanh các b ph n khác c a
h th ng đi u khi n th y l c.
Ch c năng c a h th ng đi u khi n th y l c nh sau: ư
- Cung c p d u th y l c đ n b bi n mô. ế ế
- Đi u ch nh áp su t th y l c do b m d u t o ra. ơ
- Chuy n hóa t i tr ng đ ng c và t c đ xe thành “tín hi u” th y l c. ơ
- Cung c p áp su t th y l c đ n các ly h p phanh đ đi u khi n ho t đ ng ế
c a bánh răng hành tinh.
- Bôi tr n các chi ti t chuy n đ ng quay b ng d u.ơ ế
- Làm mát bi n mô và h p s b ng d u.ế
III.4. Liên k t đi u khi n b ng tay:ế
H p s t đ ng chuy n lên s cao và xu ng s th p m t cách t đ ng. Tuy nhiên
cũng hai liên k t đ cho phép lái xe đi u khi n h p s t đ ng b ng tay. Các liênế
k t này bao g m: C n và cáp ch n s , cáp chân gab m ga.ế ướ
C n ch n s dùng đ ch n ch đ lái xe: Ti n hay lùi, s trung gian hay đ xe. ế ế
L ng nh n bàn đ p ga nghĩa đ m c a b m ga đ c truy n chính xácượ ướ ượ
đ n h p s b ng cáp này. H p s t đ ng tăng hay gi m t c d a vào t i c a đ ng cế ơ
lái xe có th thay đ i đi u đó b ng l ng nh n bàn đ p ga. ượ
III.5. B truy n đ ng cu i cùng:
Trong h p s t đ ng có vi sai đ c đ t n m ngang, h p s b truy n đ ng cu i ượ
cùng đ c đ t chung trong cùng m t v . B truy n đ ng cu i cùng bao g m m t c pượ
bánh răng gi m t c cu i cùng và các bánh răng vi sai. Ch c năng c a b truy n đ ng
cu i cùng cũng gi ng nh trên xe có c u sau ch đ ng, nh ng nó dùng các bánh răng ư ư
xo n làm các bánh răng gi m t c cu i cùng.
III.6. D u h p s t đ ng:
D u h p s t đ ng (vi t t c là ATF) đ phân bi t v i các lo i d u khác. Ch c năng ế
c a d u h p s t đ ng (ATF):
- Truy n mômen trong b bi n mô. ế
- Đi u khi n h th ng đi u khi n th y l c, cũng nh ho t đ ng c a ly h p ư
phanh trong ph n h p s .
- Bôi tr n các bánh răng hành tinh và các chi ti t chuy n đ ng khác.ơ ế
- Làm mát các chi ti t chuy n đ ng.ế
III.7. V h p s :
B v h p s bao g m: V h p s ch a bi n mô, v h p s ch a truy n ế
đ ng bánh răng h p s ph n l n h th ng đi u khi n th y l c; đuôi h p s
69
ch a tr c th c p( h p s t đ ng có vi sai không ph n đuôi, và truy n đ ng cu i
cùng đ c đ t trong v h p s phía có vi sai). M t ng thông h i đ c l p phía trênượ ơ ượ
h p s đ ngăn không cho áp su t trong v tăng lên quá cao.
IV. C U T O VÀ NGUYÊN HO T Đ NG C A H P S T Đ NG
IV.1. C U T O
IV.1.1. B bi n mô: ế
B bi n m t kh p th y l c dùng ế đ
truy n công su t t tr c khu u c a đ ng cơ
đ n tr c tua bin. B bi n hai m cế ế
đích chính khi truy n men đ n h p ế s :
- m t ly h p t đ ng giúp xe th
ng ng khi đ ng c đang ch y h p s ơ
đang cài s .
- B bi n khu ch đ i men ế ế
c a đ ng c khi xe tăng t c đ c i thi n ơ
tính năng tăng t c s c kéo c a đ ng c .ơ
1. K t c u:ế
B bi n bao g m: Cánh b m, tuabin, stato ly h p bi n . Tr c m ế ơ ế ướ
1970, h u h t các b bi n mô ba b ph n, ba b ph n này không có ly h p. Ly h p ế ế
bi n mô đ c thêm vào đ tăng s ti t ki m nhiên li u. M i b ph n trong b bi n môế ư ế ế
ba thành ph n đ u có các cánh đ đi u khi n dòng ch t l ng.
B ph n t o ra ngu n năng l ng là cách b m. Cánh b m đ c s d ng đ ngăn ượ ơ ơ ượ
ch n s h n lo n c a ch t l ng.
Cánh b m tr c đ u vào c a b bi n mô. Các cánh t o nên các ph n c a b mơ ế ơ
đ c g n phía sau đ u h p s c a v b bi n mô. B bi n đ c l p v i tr cượ ế ế ượ
khu u b ng bu lông thông qua m t đĩa d n đ ng. Đĩa d n đ ng bi n thay th ế ế
cho bánh đà trong h p s th ng. Khi đ ng c ch y, đĩa d n đ ng b bi n ườ ơ ế
quay theo tr c khu u.
Tuabin là ph n tr c vào c a b bi n mô. May trung tâm c a b bi n mô đ c n i ế ơ ế ượ
v i tr c vào h p s . Tuabin đ t phía tr c, đ u đ ng c , trong v bi n mô đ i di n v i ướ ơ ế
cánh b m. ơ
Stato b ph n c ng hóa c a bi n mô. Stato đ ng kính b ng kho ng m t ườ ế ườ
n a cánh b m hay tuabin. Các cánh stato đ c g n trên ly h p m t chi u, ly h p m t ơ ượ
chi u đ c g n trên tr c c đ nh. Tr c c đ nh nàyph n kéo dài c a v h p s bao ượ
ngoài tr c tuabin. Ly h p m t chi u cho phép stato quay theo chi u him đ ng h
khóa theo chi u con l i.
Năm 1940 đ n năm 1950 m t s h p s s d ng d ng b bi n mô b n hay năm bế ế
ph n. B ph n th t hay th năm b ph n tuabin, stato hay cánh b m th hai. ư ơ
Trong m t s tr ng h p b ph n th năm ba ph n riêng r tuabin cùng v i cánh ườ
b m và stato. ơ
M t s b bi n dùng cho đ ng c c nh làm mát b ng không khí. Chúng ế ơ
các cánh g n phía sau v b bi n mô đ hút gió làm mát bi n mô. Bi n mô ph i đ c ế ế ế ượ
làm mát do nhi t sinh ra bên trong chúng.
2. Ho t đ ng:
70
Hình IV-1. B bi n mô ế
Hình IV-3. Khu ch đ i mômenế
Bi n mô là m t kh p th y l c. Nó truy n công su t qua s d ch chuy n đ ng h cế
c a ch t l ng. Khi đ ng c ho t đ ng, cánh b m ho t đ ng nh m t b m ly tâm. ơ ơ ư ơ
Ch t l ng đ c hút t c nh ngoài c a cánh b m, do biên d ng c a v bi n mô, ượ ơ ế
ch t l ng đ c đ y v phía tr c tuabin. B i cánh b m quay theo chi u kim đ ng ượ ướ ơ
h , ch t l ng cũng quay theo chi u kim đ ng h khi nó r i kh i cánh b m. Công su t ơ
c c a bi n mô đ c truy n vào ch t l ng bi n thành v n t c c a ch t l ng.ơ ế ượ ế
B bi n mô hai b ph n chính ho t đ ng đi u ki n gi và n i. Ch đ gi x y ế ế
ra khi xe đ ng yên đ ng c v n đang ho t đ ng, ch đ n i x y ra sau khi xe ơ ế
tăng t c đ n m t t c đ n đ nh. Vi c chuy n t ch đ gi sang ch đ n i khi xe ế ế ế
tăng t c. Các xe hi n đ i s d ng ly h p bi n mô trong tr ng h p này. ế ườ
ch đ gi , dòng ch t l ng ch y t cánh b m c g ng làm quay tuabin theo ế ơ
chi u kim đ ng h . N u tua bin b gi hay quay v i t c đ nh h n cánh b m, ch m t ế ơ ơ
ph n năng l ng t ch t l ng đ n d n đ ng tuabin. H u h t năng l ng ch t l ng b ượ ế ế ượ
m t mát khi b c tr ra kh i tuabin. Ch t l ng ch y v phía tâm c a tua bin, d n
đ ng tuabi b ng dòng ch t l ng liên t c t cánh b m. Khi năng l ng r i kh i ch t ơ ượ
l ng, s ch y ch m l i, cho phép ch t l ng quay tr l i tâm cánh b m t i đây ơ
cánh b m đón l y gi thành dòng tu n hoàn. Dòng này đ c g i dòng xoáy, ơ ượ
m t dòng ch t l ng liên t c quanhng d n h ng. ướ
Khi cánh b m quay nhanh h n tuabin, t c đ c a dòng xoáy tu n hoàn qua cánhơ ơ
b m roto tuabin l n, do v y d u ch y t rôto tuabin đ n stato theo h ng ngănơ ế ướ
c n chuy n đ ng quay c a cánh b m. ơ
2.1. Khu ch đ i mômen:ế
Nhi m v c a stato đ o chi u dòng
ch t l ng trong bi n mô. đ a ng ch t ế ư
l ng t tuabin tr l i cánh b m theo chi u kim ơ
đ ng h . Ho t đ ng này giúp thu l i năng
l ng t n t i trong ch t l ng. B m t cong c aựơ
cánh stato th c hi n đi u đó. Ch t l ng r i
tuabin theo ng c chi u kim đ ng h c g ngượ làm
quay stato theo chi u này.
Chính đi u này làm kh p m t chi u stato b
khóa và gi stato đ ng yên. Biên d ng nh n và
cong c a cánh stato đ o dòng ch t l ng theo
h ng kim đ ng h . Dòng này r i kh i statoướ
đ p vào cánh b m. Năng l ng th a c a dòng ơ ượ
ch t l ng t o ra men tăng thêm trong bi n ế
. H u h t các ế bi n mô xe khách tăng mômen kho ng 2:1 đ n 2.5:1 ch đ gi . ế ế ế
71
Hình IV-2. Ho t đ ng c a bi n ế