4.3.11. thiết kế qui trình công nghệ gia công trục thứ cấp – hộp số chính xe ...
Khai quat ve khung gam va hệ thống truyền lực
1. 1
Phần 3
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG KHUNG GẦM (CHASSIS)
VÀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
2. 2
MỤC LỤC
I - KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG KHUNG GẦM Ô TÔ ...........................3
1. Công dụng, yêu cầu và phân loại................................................................... 3
2. Cấu tạo chung................................................................................................ 8
I I - KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ ..........................8
1. Công dụng, yêu cầu và phân loại................................................................... 8
2. Cấu tạo chung.............................................................................................. 10
3. Đặc điểm kết cấu chung của HTTL ............................................................. 16
3. 3
I - KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG KHUNG GẦM Ô TÔ
1. Công dụng, yêu cầu và phân loại
1.1. Công dụng
1.2. Yêu cầu
1.3. Phân loại
Khung gầm là một bộ phận cốt lõi không thể thiếu trong một chiếc xe hoàn chỉnh.
1.3.1. Khung gầm hình chiếc thang
Hình 1 – Khung gầm kiểu hình chiếc thang
4. 4
Khung gầm hình thang với hai thanh nằm dọc nối với nhau bằng các thanh giằng chéo và hai
bên.Các thanh dọc là thành phần chịu lực chính. Chúng có khả năng chịu tải và các lực tác động
theo chiều dọc xuất hiện khi tăng tốc hoặc phanh. Các thanh giằng chéo và hai bên có tác dụng
chống đỡ các lực tác dụng bên đồng thời tăng độ cứng xoắn.
* Ưu điểm: ngày nay, khung gầm hình chiếc thang không sở hữu nhiều ưu điểm ngoài giá
thành rẻ và dễ lắp ráp bằng tay.
* Nhược điểm: vì có cấu trúc 2 chiều nên độ cứng xoắn thấp hơn hẳn so với các loại khung
gầm khác, đặc biệt là khi chịu tác động của trọng tải đứng hoặc xóc nảy lên.
Các loại xe sử dụng khung gầm hình chiếc thang: dòng xe SUV, xế cổ, Lincoln Town, Ford
Crown Victoria…
1.3.2. Khung gầm hình ống rỗng
Hình 2 – Khung gầm kiểu hình ống rỗng
Khung gầm hình ống rỗng sử dụng hàng tá các ống cắt hình tròn (hoặc hình vuông để dễ nối
với các tấm pa-nô ốp thân mặc dù hình tròn mới là loại cho lực tối đa). Các ống được đặt theo nhiều
hướng khác nhau nhằm tạo ra lực cơ học chống lại các lực tác động từ khắp mọi nơi. Chúng được
hàn lại với nhau và tạo thành một cấu trúc rất phức tạp.
Để tạo ra lực mạnh hơn sao cho phù hợp với các loại xe thể thao tính năng cao, khung gầm
hình ống rỗng thường đi kèm với một cấu trúc rắn chắc bên dưới cửa (giống như trên chiếc
5. 5
Lamborghini Countach), kéo theo chiều cao bất thường của khung cửa và sự bất tiện khi bước vào
bên trong khoang lái.
* Ưu điểm: rắn chắc từ mọi phía (so với khung gầm hình chiếc thang và khung gầm liền thân
với trọng lượng tương đương).
* Nhược điểm: rất phức tạp, tốn kém và mất nhiều thời gian để chế tạo. Không thể sản xuất
bằng dây chuyền tự động. Bên cạnh đó, loại khung gầm này chiếm rất nhiều không gian, tăng chiều
cao của ngưỡng cửa và gây khó khăn cho người sử dụng khi ra vào xe.
Các loại xe ứng dụng khung gầm hình ống rỗng: toàn bộ mẫu xe của Ferrari ra đời sau
360M, Lamborghini Diablo, Jaguar XJ220, Caterham, TVR…
1.3.3. Khung gầm liền khối
Hình 3 – Khung gầm kiểu liền khối
6. 6
Ngày nay, hầu hết các mẫu xe sản xuất hàng loạt đều sử dụng khung gầm liền khối nhờ ưu
điểm giá thành thấp, khả năng bảo vệ tốt và tiết kiệm không gian.Có đến 99% mẫu xe sản xuất trên
thế giới được trang bị khung gầm thép liền khối nhờ chi phí sản xuất thấp và phù hợp với dây
chuyền tự động.
Khung gầm liền khối là cấu trúc một mảnh tạo hình cho kiểu dáng tổng thể của chiếc xe.
Trong khi khung gầm hình chiếc thang, hình ống rỗng và hình xương sống chỉ sở hữu các bộ phận
chịu lực và cần có thân bao quanh thì khung gầm liền thân lại nối liền với thân xe thành một khối.
Trên thực tế, khung gầm “một mảnh” là sự kết hợp của nhiều miếng hàn chặt với nhau.
Trong đó, miếng có kích thước lớn nhất là sàn xe, các miếng khác được nén chặt bằng máy đầm.
Chúng được hàn điểm với nhau bằng robot hoặc laze trong dây chuyền sản xuất hơi nước.Toàn bộ
quá trình chỉ diễn ra trong vài phút. Sau đó, một số phụ kiện khác như cửa, ca-pô, nắp thùng xe, pa-
nô bên và trần mới được ghép thêm vào.
* Ưu điểm: sản xuất hàng loạt rẻ, khả năng bảo vệ khi xảy ra va chạm tốt và tiết kiệm không
gian.
* Nhược điểm: nặng và không thích hợp cho các dây chuyền sản xuất qui mô nhỏ. Chi phí
lắp đặt công cụ như máy đập và khuôn rất cao.
Các loại xe ứng dụng khung gầm liền khối: gần như toàn bộ các mẫu xe sản xuất hàng loạt
và tất cả thành viên của gia đình Porsche.
1.3.4. Khung gầm liền khối ULSAB
Hình – Khung gầm kiểu liền khối ULSAB
Khung gầm liền khối ULSAB ra đời nhằm thay thế loại khung gầm liền khối thông thường
với trọng lượng quá lớn.
* Ưu điểm: rắn chắc và nhẹ hơn khung gầm liền khối thông thường mà không tăng chi phí
sản xuất.
* Nhược điểm: độ rắn chắc và trọng lương chưa thích hợp cho các loại xe thể thao hạng
nhất.
Các mẫu xe sử dụng khung gầm liền khối ULSAB: Opel Astra, BMW 3-Series.
7. 7
1.3.5. Khung gầm hình xương sống
Hình 5 – Khung gầm kiểu hình xương sống
Khung gầm hình xương sống dùng cho mẫu xe Lotus Elan Mk II.
Khung gầm hình xương sống rất đơn giản: một xương sống hình ống rắn chắc (thường cắt
hình chữ nhật) nối trục trước và sau đồng thời tạo ra gần như toàn bộ lực cơ học. Bên trong loại
khung gầm này có một khoảng trống dành cho trục lái rất thích hợp với những loại xe dẫn động cầu
sau, động cơ đặt trước như Elan. Toàn bộ hệ dẫn động, động cơ và hệ thống treo đều nối với hai đầu
của xương sống. Thân xe được dựng trên xương sống thường làm từ sợi thủy tinh.
* Ưu điểm: thích hợp cho dòng xe thể thao loại nhỏ. Dễ chế tạo bằng tay kéo theo chi phí
thấp đối với các dây chuyền sản xuất qui mô nhỏ. Cấu trúc đơn giản giúp giảm chi phí. Tiết kiệm
không gian hơn cả loại khung gầm liền khối.
* Nhược điểm: không phù hợp với dòng xe thể thao high-end. Khung gầm xương sống
không thể bảo vệ người lái trong các vụ va chạm bên hoặc so le. Do đó, nó cần đi kèm các thiết bị
bù khác trong thân xe. Không tiết kiệm chi phí nếu sản xuất hàng loạt.
Các loại xe sử dụng khung gầm hình xương sống: Lotus Espirit, Elan Mk II, TVR và
Marcos.
8. 8
2. Cấu tạo chung
Hình 6 – Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống khung gầm ô tô
Cấu tạo chung của hệ thống khung gầm (Chassis) ô tô gồm:
2.1. Hệ thống truyền lực;
2.2. Hệ thống điều khiển;
2.3. Hệ thống chuyển động;
2.4. Các hệ thống điều khiển phụ trợ khác.
I I - KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ
1. Công dụng, yêu cầu và phân loại
1.1. Công dụng
Hệ thống truyền lực (HTTL) trên ô tô bao gồm một số cơ cấu và bộ phận nối từ động cơ tới bánh xe
chủ động, dùng để:
- Truyền mômen xoắn (Mx) từ trục khuỷu động cơ đến các bánh xe chủ động;
- Cho phép ô tô dừng tại chỗ lâu dài mà động cơ vẫn hoạt động;
- Có thể đảo chiều quay để cho xe chạy lùi;
- Có thể trích công suất của động cơ (Ne) để truyền đến các bộ phận máy công tác khác.
1.2. Yêu cầu
HT khung gầm
(Chassis)
HT truyền
lực
Hộp số
Ly hợp
Trục các đăng
Truyền lực chính
Vi sai
Bán trục
HT chuyển
động HT treo
Lốp và bánh xe
HT điều
khiển
HT lái
HT phanh
Các HT điều khiển phụ trợ khác
9. 9
1.3. Phân loại
Căn cứ vào mối liên hệ giữa động cơ và các bánh xe chủ động, HTTL có thể có các loại:
+ kiểu cơ khí;
+ kiểu thuỷ lực thể tích;
+ kiểu điện và kiểu hỗn hợp (thuỷ-cơ, điện cơ).
Hiện nay, có hai hệ thống truyền lực được sử dụng phổ biến trên các ô tô là HTTL loại cơ
khí và loại hỗn hợp “cơ +thủy”. Phổ biến nhất trên ô tô là HTTL kiểu cơ khí, được bố trí theo nhiều
dạng sơ đồ khác nhau.
Hình 7 - Sơ đồ phân loại HTTL trên ô tô
Để đánh giá HTTL và để đặc trưng cho ô tô, người ta sử dụng công thức bánh xe AB với:
- A_số lượng bánh xe của một ô tô (các bánh kép được coi là một bánh);
- B_số các bánh xe chủ động.
Cụ thể:
4 2_ô tô có 4 bánh trong đó 2 bánh (1 cầu) là chủ động;
4 4 _ô tô có 4 bánh, cả 4 bánh (2 cầu) là chủ động;
64 _ô tô có 6 bánh trong đó 4 bánh (2 cầu) là chủ động;
66 _ô tô có 6 bánh, cả 6 bánh (3 cầu) là chủ động;
88_ ô tô có 8 bánh, cả 8 bánh ( 4 cầu) là chủ động.
PHÂN LOẠI HTTL THEO HÌNH THỨC TRUYỀN
NĂNG LƯỢNG (MÔMEN XOẮN)
Loại cơ khí Loại thủy lực Loại điện từ Loại hỗn hợp
Cơ khí + thủy lực
Cơ khí + thủy lực
+ điện từ
10. 10
2. Cấu tạo chung
Theo cách bố trí HTTL trên ô tô thì HTTL thường gồm 6 dạng cơ bản sau:
1. HTTL dạng FF (động cơ đặt trước-Bánh trước chủ động) với hộp số thường MT;
2. HTTL dạng FF (động cơ đặt trước-Bánh trước chủ động) với hộp số tự động AT;
3. HTTL dạng FR (động cơ đặt trước-Bánh sau chủ động) với hộp số thường MT;
4. HTTL dạng FR (động cơ đặt trước-Bánh sau chủ động) với hộp số thường AT;
5. HTTL dạng 4WD ( 4 bánh xe chủ động);
6. HTTL dạng MR (động cơ đặt giữa –cầu chủ động).
2.1. HTTL dạng FF (động cơ đặt trước-Bánh trước chủ động) với hộp số thường MT
