MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG................................................................. 3
1.1. Giới thiệu ô tô TOYOTA FORTUNER....................................................... 3
1.1.1. Sơ lược về sự phát triển của ô tô Toyota Fortuner 3
1.1.2. Thông số kỹ thuật của ô tô TOYOTA FORTUNER 2009. 4
1.1.3. Đặc tính các cụm hệt hống chính của xe TOYOTA FORTUNER............. 6
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ FORTUNER 2009...................................9
2.1. Giới thiệu chung hệ thống truyền lực trên ô tô............................................. 9
2.1.1. Nhiệm vụ của hệ thống truyền lực trên ôtô............................................... 9
2.1.2. Phân loại hệ thống truyền lực trên ôtô..................................................... 10
2.1.3. Các kiểu bố trí hệ thống truyền lực ........................................................... 10
2.1.4. Hệ thống truyền lực trên xe Toyota fortuner.............................................. 13
2.2. LY HỢP........................................................................................................ 14
2.2.1. Công dụng của ly hợp. 14
2.2.2. Yêu cầu. 14
2.2.3. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp. 16
2.2.4. Cấu tạo và chức năng từng bộ phận. 18
2.2.5. Đặc điểm kết cấu một số chi tiết điển hình của ly hợp.............................. 19
2.3. HỘP SỐ....................................................................................................... 26
2.3.1. Công dụng của hộp số. 26
2.3.2. Yêu cầu. 26
2.3.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc. 27
2.4. CÁC ĐĂNG..................................................................................................... 42
2.4.1. Công dụng. 42
2.4.2. Yêu cầu. 42
2.4.3. Cấu tạo. 43
2.5. TRUYỀN LỰC CHÍNH....................................................................................... 46
2.5.1. Công dụng. 47
2.5.2. Yêu cầu. 47
2.5.3. Cấutạo. 48
2.5.4. Nguyên lý hoạt động. 49
2.5.5. Ưu nhược điểm của truyền lực chính loại hypoid. 49
2.6. VI SAI 50
2.6.1. Công dụng. 50
2.6.2. Yêucầu. 50
2.6.3. Cấutạo. 51
2.6.4. Nguyên lý hoạt động. 52
2.7. BÁN TRỤC...................................................................................................... 53
2.7.1. Côngdụng. 53
2.7.2. Yêucầu. 54
2.7.3. Cấutạo. 54
2.8. VỎ CẦU......................................................................................................... 55
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM LY HỢP Ô TÔ FORTUNER.. 56
3.1. Đặt vấn đề ................................................................................................... 56
3.2. Tính toán kiểm nghiệm................................................................................ 57
3.2.1. Xác định mô men ma sát mà ly hợp cần truyền........................................ 58
3.2.2. Kiểm tra ly hợp theo công trượt riêng...................................................... 58
3.2.3. Tính nhiệt độ cho các chi tiết bị nung nóng (bánh đà)............................... 62
3.2.4 .Tính sức bền đinh tán đĩa bị động............................................................. 63
3.2.5. Moay ơ đĩa bị động................................................................................... 66
3.2.6. Kiểm tra đinh tán nối moay ơ với xương đĩa............................................ 68
3.2.7. Tính lò xo giảm chấn................................................................................ 69
3.2.8 .Tính lò xo đĩa............................................................................................ 70
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU SỰ SUY GIẢM TÌNH TRẠNG KĨ THUẬT HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE TOYOTA FORTUNER TRONG SỬ DỤNG............ 72
4.1. Tìm hiểu nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng đến sự suy giảm tình trạng kỹ thuật hệ thống truyền lực trong quá trình khai thác.................. 73
4.1.1. Nguyên nhân gây ra sự suy giảm tình trạng kỹ thuật.................................. 73
4.1.2. Những yếu tố ảnh hưởng tới sự suy giảm tình trạng kỹ thuật hệ thống vận hành 75
4.2.Sự suy giảm tình trạng kĩ thuật trong hệt hống truyền lực............................. 79
4.3.Một số hư hỏng của hệt hống truyền lực trong quá trình sử dụng.................. 80
4.3.1.Ly hợp......................................................................................................... 80
4.3.2.Hộp số........................................................................................................ 89
4.3.3. Trục các đăng............................................................................................. 101
4.3.4. Cầu xe........................................................................................................ 108
4.3.5. Truyền lực chính và bộ vi sai..................................................................... 109
KẾT LUẬN........................................................................................................... 120
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 121
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành công nghiệp ô tô hiện nay đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của một đất nước.Nó ra đời nhằm mục đích phục vụ nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách, phát triển kinh tế xã hội đất nước. Từ lúc ra đời cho đến nay ô tô đã được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như giao thông vận tải, quốc phòng an ninh, nông nghiệp, công nghiệp, du lịch...
Nước ta hiện nay đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, các ngành công nghiệp nặng luôn từng bước phát triển.Trong đó, ngành công nghiệp ô tô luôn được chú trọng và trở thành một mũi nhọn của nền kinh tế và tỷ lệ nội địa hóa cũng ngày càng cao. Nó được cho thấy bởi sự xuất hiện nhiều hãng ô tô nổi tiếng được lắp ráp tại Việt Nam như Toyota, Hyundai, Honda, Ford... Do đó vấn đề đặt ra cho một người kỹ sư là phải nắm rõ được kết cấu của các cụm, hệ thống trên các loại xe hiện đại để từ đó khai thác và sử dụng xe một cách có hiệu quả cao nhất về công dụng, an toàn, kinh tế trong điều kiện ở Việt Nam.
Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường tôi đã được giao thực hiện đề tài tốt nghiệp: "Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng kỹ thuật hệ thống truyền lực trên xe Toyota Fortuner trong sử dụng".
Nội dung thuyết minh đồ án gồm các phần sau:
- Mở đầu.
- Chương 1. Giới thiệu chung về xe Toyota Fortuner.
- Chương 2. Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống truyền lực xe Toyota Fortuner.
- Chương 3. Tính toán kiểm nghiệm ly hợp xe Toyora Fortuner.
- Chương 4. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng kỹ thuật hệ thống truyền lực trên xe Toyota Fortuner trong sử dụng
- Kết luận.
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TOYOTA FORTUNER
1.1. Sơ lược về sự phát triển của ô tô Toyota Fortuner
Toyota là thương hiệu xe nổi tiếng trên toàn thế giới và phổ biến tại thị trường Việt Nam, dòng xe được ưu chuộng bởi động cơ bền bỉ, tiết kiệm nhiên liệu. Toyota Fortuner là một trong 5 dòng xe được ưu chuộng của hãng xe Toyota. Toyota Fortuner nổi tiếng là dòng xe địa hình cao cấp, chiếm thị phần trên 50% doanh số bến ra, có chỗ đứng vững chắc.
Được xuất hiện tại Việt Nam vào năm 2009 Toyota Fortuner đã ngay lập tức tạo nên cơn sốt tại phân khúc việt dã SUV, tạo nên chuẩn mực mới cho những mẫu xe địa hình tại thì trường ô tô và luôn giữ được vị trí hàng đầu về mẫu xe bán chạy nhất của Toyota qua từng thời kì phát triển.
1.2. Thông số kỹ thuật của ô tô TOYOTA FORTUNER 2009.
Đặc tính kỹ thuật của xe TOYOTA FORTUNER được thê rhieenj như bảng 1.1.
1.3. Đặc tính các cụm hệ thống chính của xe TOYOTA FORTUNER
a. Động cơ:
- Động cơ xe TOYOTA FORTUNER là loại động cơ diesel được bố trí đằng trước và đặt dọc xe. Nó là loại động cơ DOHC, 16 van, bao gồm 4 xilanh bố trí thẳng hàng có thứ tự làm việc là 1-3-4-2 với dung tích công tác theo nhà sản xuất là 2494cc. Công suất lớn nhất của động cơ là 142kw (mã lực) ứng với số vòng quay của trục khuỷu là 3400 v/ph. Mô men xoắn lớn nhất của động cơ là 343 Nm ứng với số vòng quay là 2800 v/ph.
- Hệ thống bôi trơn: Theo nguyên lý hoạt động hỗn hợp bao gồm bôi trơn cưỡng bức kết hợp với vung té. Xe sử dụng các loại dầu bôi trơn như: SAE 5W30, SAE 10W30, SAE 15W40
b. Hệ thống điều khiển:
+ Hệ thống lái
Hệ thống lái xe TOYOTA FORTUNER bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái.
- Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng, trong đó thanh răng làm luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái.
- Dẫn động lái gồm có: vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động các đăng, thanh lái ngang, cam quay và các khớp nối.
c. Hệ thống vận hành:
Hệ thống treo trên xe bao gồm treo trước và treo sau.
Treo trước là hệ thống treo độc lập tay đòn kép, lò xo cuộn có kết cấu đơn giản, trọng lượng nhẹ, giúp lái xe ổn định rất tốt nhờ sự chống nhảy dạng hình học. Còn đầu trong của đòn treo dưới được liên kết bản lề với dầm ôtô, đầu ngoài liên kết với trục khớp nối dẫn hướng mà điểm liên kết nằm trên đường tâm của trụ xoay đứng.Đầu trên của giảm chấn ống thuỷ lực được liên kết với gối tựa trên vỏ ôtô. Phần tử đàn hồi là lò xo được đặt một đầu tì vào tấm chặn trên vỏ giảm chấn còn một dầu tì vào gối tựa trên vỏ ôtô.
c. Hệ thống điện:
- Điện áp mạng.
- Máy phát: 12V- 65A
- Ắc quy(MF): 12V- 35(Ah)
- Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn báo hiệu bao gồm: đèn pha, đèn si nhan, đèn phanh, đèn sương mù, đèn soi biển số, đèn trần trong xe, đèn báo áp suất dầu, đèn báo nạp ắc quy, đèn báo mức xăng thấp...
Chương 2
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE TOYOTA FORTUNER 2009
2.1. Giới thiệu chung hệ thống truyền lực trên ô tô
Hệ thống truyền lực là tổng hợp các cụm ,cơ cấu được liên kết với nhau mà qua đó năng lượng được truyền từ động cơ đến các bánh xe chủ động.
Hệ thống truyền lực hoàn chỉnh của một chiếc xe gồm có ly hợp, hộp số, trục các đăng, cầu chủ động (vi sai và bán trục)
2.1.1. Nhiệm vụ của hệ thống truyền lực trên ôtô
- Truyền và biến đổi mô men xoắn từ động cơ đến bánh xe chủ động sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mô men cản sinh ra trong quá trình ô tô chuyển động.
- Cắt dòng công suất trong thời gian ngắn hoặc dài.
2.1.3. Các kiểu bố trí hệ thống truyền lực:
a. Loại FF (Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động):
Mô men của động cơ không truyền xa tới bánh sau màtrực tiếp truyền đến các bánh trước.Bánh trước dẫn động rất có lợi khi xequay vòng và đường trơn. Do không cần bộ truyền các đăng nên trọng tâm của xe đượchạthấphơn, tang tính ổn định khi xe chuyển động.
b. Loại FR (động cơ đặt trước, cầu sau chủ động)
Trên xe với động cơ đặt trước, cầu sau chủ động, giúp động cơ được làm mát dễ dàng. Tuy nhiên do có trục các đăng đi qua trung tâm xe nên không gian bên trong thân xe bị chiếm chỗ, làm giảm thể tích chứa người và hàng hóa. Mặt khác trọng lượng các cụm được phân bố đều trên xe giúp xe có sự cân bằng tốt hơn, vận hành tốt hơn.
2.1.4. Hệ thống truyền lực trên xe Toyota fortuner 2009
Hệ thống truyền lực xe Toyota fortuner là hệ thống truyền lực kiểu cơ khí có cấp gồm: ly hợp, hộp số, các đăng, cầu xe.
Hệ thống truyền lực được bố trí theo loại FR, động cơ được đặt phía trước và cầu phía sau chủ động.
2.2. LY HỢP
Trên xe Toyota fortuner 2009 sử dụng ly hợp một đĩa, ma sát khô, thường đóng, lò xo ép kiểu màng
Ưu điểm của ly hợp ma sát khô là có thể truyền được momen lớn, kết cấu đơn giản, dễ chăm sóc ,sửa chữa bảo dưỡng, độ tin cậy làm việc cao. Song nhược điểm là làm việc thường ồn, các bề mặt ma sát bị mòn do hiện tượng trượt xảy ra trong quá trình đóng mở ly hợp.
2.2.1. Công dụng của ly hợp
- Là khớp nối dùng để truyền momen xoắn từ động cơ đến các cụm phía sau của hệ thống truyền lực
- Ngắt tức thời động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp khi ôtô khởi hành hoặc sang số.
2.2.3. Nguyên lý làm việc
Ly hợp làm việc ở 2 trạng thái đóng và mở
Đây là trạng thái làm việc thường xuyên của ly hợp thường đóng. Khi người lái chưa tác động lên bàn đạp ly hợp, dưới tác dụng của lò xo ép, đẩy đĩa ép sát vào đĩa bị động. Đĩa ép, lò xo ép và vỏ ly hợp tạp thành một khối quay cùng nhau.
+ Trạng thái mở:
Khi người lái tác dụng lên bàn đạp để truyền một lực nào đó, lực truyền qua hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp sẽ đẩy bạc mở di trượt dọc trục (sang bên trái), sau khi triệt tiêu hết các khe hở (tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp) và tỳ vào đòn mở, thắng lực ép của lò xo màng (đòn mở) và tách đĩa ép (kéo sang phải) giải phóng bề mặt ma sát giữa đĩa bị động với bánh đà. Mô men xoắn không truyền từ động cơ tới trục bị động nữa.
2.2.5. Đặc điểm kết cấu một số chi tiết điển hình của ly hợp
a. Bánh đà:
Bánh đà chế tạo bằng vật liệu gang xám có độ bền cơ học cao, chịu nhiệt, chịu mài mòn lớn và đảm bảo khả năng thoát nhiệt tốt. Mặt ngoài bánh đà được ép một vành răng khởi động, vật liệu chế tạo là thép hợp kim.
Bánh đà được bắt chặt với mặt bích của trục khuỷu động cơ bằng các bu lông và chốt định vị .
c. Đĩa ép:
Đĩa ép được chế tạo hình vành khăn , các bề mặt tiếp xúc với đĩa ma sát được gia công phẳng. Ngoài khả năng chuyển động quay cùng bánh đà nó còn phải có khả năng di chuyển dọc trục khi mở và đóng ly hợp. Vì vậy mặt ngoài của đĩa ép có gia công các vấu lồi và chúng được gắn với vành lò xo ép dạng màng, các thanh của màng có liên kết đòn với vỏ ly hợp.Liên kết này đảm bảo sự định tâm cần thiết cho đĩa ép, đảm bảo sự truyền mô men xoắn từ bánh đà động cơ đến trục bị động của ly hợp.
f. Cơ cấu mở:
Cơ cấu mở dùng để tách phần chủ động ra khỏi phần bị động của ly hợp. Cơ cấu mở gồm đòn mở và bạc mở .Trong li hợp lò xo ép dạng đĩa thì lò xo ép đóng vai trò là đòn mở luôn.Bạc mở ly hợp là bộ phận quan trọng trong ly hợp .Vì nó phải hấp thụ độ chênh lệch về tốc độ quay giữa càng cắt ly hợp (không quay) và lò xo đĩa (bộ phận quay) để truyền chuyển động của càng cắt vào lò xo đĩa.Bởi vậy bạc mở phải có cấu tạo đặc biệt làm bằng vật liệu chịu mòn và có tính bền cao.
g. Cơ cấu dẫn động điều khiển ly hợp:
Ô tô Toyota fortuner 2009 sử dụng cơ cấu dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực.
2.3. HỘP SỐ
2.3.1. Công dụng của hộp số
- Hộp số dùng để thay đổi tỉ số truyền của hệ thống truyền lực trong quá trình chuyển động của ô tô nhằm thay đổi lực kéo ở các bánh xe chủ động và thay đổi vận tốc chuyển động của ô tô trong khoảng rộng phù hợp với lực cản của đường và vận tốc của ô tô theo nhu cầu sử dụng.
- Thực hiện chuyển động lùi cho ô tô.
2.3.2. Yêu cầu
- Có tỉ số truyền hợp lý đảm bảo tính chất động lực và tính kinh tế nhiên liệu trong điều kiện sử dụng cho trước.
- Không sinh lực va đập lên hệ thống truyền lực.
- Có vị trí trung gian (số không) để cắt động lực.
2.3.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc
Ô tô Toyota fortuner 2009 sử dụng hộp số cơ khí ba trục dọc 5 cấp điều khiển bằng tay.
a. Vỏ hộp số:
Là giá đỡ để gá lắp các chi tiết của hộp số như các trục, các ổ đỡ.Ngoài ra, vỏ hộp số còn là khoảng chứa dầu bôi trơn cho các chi tiết trong hộp số đồng thời làm bao kín bảo vệ các chi tiết.
b. Các trục của hộp số:
- Trục chủ động của hộp số:
Trục chủ động của hộp số đồng thời là trục bị động của ly hợp, một đầu được gối lên ổ bi cầu trong hốc bánh đà và một đầu gối lên ổ bi cầu của vỏ ly hợp.
- Trục thứ cấp của hộp số:
Trục thứ cấp của hộp số một đầu được gối trong hốc bánh răng của trục chủ động qua ổ đũa, một đầu được gối trên ổ bi đỡ trên vỏ hộp số, ngoài ra còn một ổ đũa tăng cường độ cứng vững ở giữa.
Trục thứ cấp có nhiệm vụ đỡ các bánh răng và đồng tốc, các bánh răng quay tự do chỉ có bộ đồng tốc bị khóa vào trục, dẫn động trục truyền chính và làm quay bánh xe.
d. Cơ cấu đồng tốc kiểu khóa hãm:
Mỗi bánh răng số tiến trên trục sơ cấp luôn được ăn khớp với bánh răng tương ứng trên trục thứ cấp và chúng luôn quay khi động cơ đang hoạt động và ly hợp được ăn khớp.
Khi sang số các bánh răng đang quay với vận tốc khác nhau nên việc sang số rất khó khăn. Đồng tốc giúp tránh tiếng ồn của bánh răng và giúp cho việc sang số được êm dịu.
f. Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi:
Nếu cài hộp số sang số lùi trong khi xe đang chạy, có thể làm vỡ ly hợp và hộp số, đồng thời khoá cứng các bánh xe, gây ra tình trạng rất nguy hiểm. Do đó, người ta bố trí cơ cấu này để người lái buộc phải chuyển về vị trí số không trước khi gài số lùi.
2.3.3.2. Nguyên lý hoạtđộng của hộp số Fortuner
Nhờ cơ cấu điều khiển (cần gài số) tác động lên càng gài làm di trượt đồng tốc để được tỷ số truyền tương ứng với từng tay số. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hộp số xe Toyota Fortuner được biểu diễn trên hình 2.29
- Ưu nhược điểm của loại hộp số cơ khí 3 trục dọc:
Ưu điểm của hộp số cơ khí 3 trục dọc là : Truyền đươc momen lớn ,Cấu tạo đơn giản, dễ bảo dưỡng ,sửa chữa. Độ bền cao, kích thước nhỏ gọn
Hộp số có số truyền thẳng với tỷ số truyền bằng 1 ,giúp nâng cao hiệu suất
Nhược điểm : làm việc ồn do quá trình ăn khớp giữa các bánh răng. Năng lượng bị mất mát do truyền qua nhiều cặp bánh răng.
Trục sơ cấp vừa có chức năng truyền lực vừa là ổ đỡ trục thứ cấp nên phải chịu lực tác dụng lớn gây giảm tuổi thọ của ổ.
2.5. TRUYỀN LỰC CHÍNH
Sử dụng loại truyền động HYPOID : Tâm trục các bánh răng không cắt nhau mà nằm trong hai mặt phẳng.
Tạo điều kiện hạ thấp trọng tâm của ôtô, cho phép xe ổn định. Kết cấu vững vàng chắc chắn. Và gảm được ứng suất tiếp.
2.5.1. Công dụng
Truyền lực chính để tăng, truyền mômen xoắn và đổi phương truyền dưới một góc 900 từ truyền các đăng đến vi sai , bán trục và các bánh xe chủ động .
2.5.2. Yêu cầu
- Phải đảm bảo tỷ số truyền cần thiết để phù hợp với chất lượng kéo và tính kinh tế nhiên liệu tốt nhất.
- Đảm bảo hiệu suất truyền động phải cao ngay cả khi thay đổi nhiệt độ và tốc độ quay
- Đảm bảo có độ cứng vững tốt,làm việc không ồn để tăng thời hạn làm việc
- Có kích thước chiều cao không lớn để tăng khoảng sáng gầm xe.
2.5.4. Nguyên lý hoạt động
Khi trục các đăng truyền mô men xoắn tới bánh răng chủ động truyền lực chính (bánh răng quả dứa), mô men tiếp tục được truyền cho bánh răng vành chậu và hộp vi sai để truyền ra hai bán trục tới các bánh xe chủ động.
2.6. VI SAI
Ô tô Toyota Fortuner sử dụng loại vi sai đối xứng.
2.6.1. Công dụng
- Cho phép các bánh xe chủ động quay với vận tốc khác nhau khi xe quay vòng hoặc chuyển động trên đường không bằng phẳng.
- Phân phối mô men xoắn từ động cơ cho các bán trục hay cầu xe theo yêu cầu thiết kế nhằm nâng cao tính năng kéo.
2.6.2. Yêucầu
- Đảm bảo số vòng quay của các bánh xe chủ động khác nhau khi ô tô quay vòng hoặc chuyển động trên đường không bằng phẳng.
- Phân phối mô mem xoắn từ động cơ cho các bánh xe hay các cầu xe theo tỷ lệ cho trước, phù hợp với mô men bám của bánh xe với mặt đường.
2.6.4. Nguyên lý hoạt động
- Mô men xoắn của động cơ được truyền tới truyền lực chính, từ bánh răng chủ động đến bánh răng bị động (bánh răng vành chậu) và vỏ vi sai quay làm bánh răng vi sai (bánh răng hành tinh của bộ vi sai) quay theo. Vì các bánh răng vi sai luôn ăn khớp với bánh răng bán trục nên các bánh răng bán trục quay theo, qua bán trục mômem xoắn được truyền tới các bánh xe chủ động.
- Khi xe chạy trên đường thẳng và bằng phẳng, hai bánh xe chủ động chịu một lực cản như nhau. Lực tác động lên các bánh răng vi sai cân bằng từ hai phía nên bánh răng vi sai không quay trên trục của nó, kéo hai bán trục quay cùng tốc độ với vỏ vi sai. Trường hợp này tốc độ hai bánh xe bằng nhau.
2.8. VỎ CẦU
Là vỏ bọc dùng để bảo vệ, chứa đựng dầu bôi trơn cho các bộ phận của cầu là truyền lực chính, vi sai, các bán trục. Ngoài ra, vỏ cầu còn đỡ toàn bộ trọng lượng của phần được treo của xe phân bố lên cầu. Đồng thời, nó còn nhận và truyền các phản lực, các mô men phát sinh do tác động tương hỗ giữa các bánh xe với mặt đường lên khung (vỏ) xe.
Chương 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM LY HỢP TRÊN Ô TÔ TOYOTA FORTUNER
3.1 Đặt vấn đề
a. Lý do phải tính toán kiểm nghiệm ly hợp: Từ công dụng của ly hợp , ta thấy ly hợp là cụm chiếm vị trí đặc biệt quan trọng trong hệ thống truyền lực và cũng là cụm làm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt hơn so với các cụm khác trong hệ thống truyền lực. Vì vậy ta cần phải kiểm nghiệm khả năng làm việc của ly hợp .
b. Mục đích tính toán kiểm nghiệm ly hợp: Xác định các thông số đặc trưng cho khả năng làm việc và độ tin cậy làm việc của ly hợp, so sánh với với các giá trị cho phép được quy định bởi nhà sản xuất.
Nội dung tính toán bao gồm:
- Xác định mô men ma sát ly hợp cần truyền.
- Kiểm tra ly hợp theo công trượt.
- Tính nhiệt độ cho chi tiết bị nung nóng.
- Tính sức bền cho đinh tán đĩa bị động.
- Moay ơ đĩa bị động.
- Kiểm tra đinh tán nối moay ơ với xương đĩa.
- Tính lò xo giảm chấn.
- Tính lò xo đĩa.
3.2. Tính toán kiểm nghiệm.
Các thông số đầu vào để tính toán kiểm nghiệm ly hợp của xe Fortuner được thê rhieenj như bảng 3.1.
3.2.1. Xác định mô men ma sát của ly hợp.
Một trong những yêu cầu cơ bản của ly hợp là truyền momen xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt . Do vậy momen ma sát của ly hợp phải lớn hơn momen xoắn lớn nhất của động cơ và được tính theo công thức sau:
Mc= b. Memax (3.1)
Trong đó:
Mc- Mô men ma sát của ly hợp.
Memax- Mô men xoắn cực đại của động cơ.
b- Hệ số dự trữ momen của ly hợp.
Mômen lớn nhất của động cơ: Memax = 343 (Nm), vậy thay số vào (3.1) ta có mômen mà ly hợp cần truyền là:
Mc = 514,5 (Nm).
3.2.2. Kiểm tra ly hợp theo công trượt riêng
Nội dung tính toán gồm có:
- Xác định công trượt của ly hợp
- Xác định công trượt riêng của ly hợp
a) Xác định công trượt của ly hợp
Thay tất cả các giá trị đã tính toán được vào biểu thức (3.2) ta tính được giá trị L như sau: L =325,5[J]
Công trượt chưa phản ánh đầy đủ điều kiện làm việc của ly hợp. Xét điều kiện làm việc nặng nhọc của ly hợp phải tính đến công trượt riêng. Công trượt riêng trên một đơn vị diện tích bề mặt làm việc của tấm ma sát, đặc trưng cho sự việc sự hao mòn của ma sát.
Theo bảng [3.4] trong tài liệu 9 thì công trượt riêng cho phép trong khoảng 100000÷ 120000 [J], như vậy theo kết quả tính toán ở trên phản ánh được rằng công ma sát sinh ra trên 1 đơn vị diện tích tấm ma sát là nhỏ hơn so với giới hạn cho phép, như vậy ly hợp xe Toyota Fortuner 2009 hoàn toàn thỏa mãn bền.
3.2.3. Tính nhiệt độ cho các chi tiết bị nung nóng
Quá trình trượt ly hợp sinh ra nhiệt, nhiệt độ tăng cao làm giảm khả năng truyền mô men của ly hợp, làm giảm cơ tính của lò xo, giảm hệ số ma sát μ đồng thời gây ra ứng suất nhiệt
Để tính nhiệt độ nung nóng các chi tiết của ly hợp ta giả thiết rằng: Vì đĩa ma sát truyền nhiệt kém do đó toàn bộ nhiệt sinh ra trong quá trình trượt ly hợp đều truyền qua đĩa ép và bánh đà.
Gct - là khối lượng của bánh đà [Kg].
C - là nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng, theo [tài liệu tham khảo]: C =0,115 kcal/kg= 481,5 [J/Kg0C].
L - Công trượt toàn bộ sinh ra khi đóng ly hợp.
Kết quả trên cho ta thấy rằng sự tăng nhiệt độ ở bánh đà sau mỗi lần đóng ly hợp là không đáng kể vì T = 150C. Điều này đảm bảo cho các chi tiết của ly hợp như lò xo ép, đòn mở làm việc bền, đảm bảo các thông số làm việc.
3.2.5. Moay ơ đĩa bị động
Chiều dài của moay ơ đĩa bị động được chọn tương đối lớn để giảm độ đảo của đĩa bị động, moay ơ được ghép với xương đĩa bị động bằng đinh tán và lắp với trục ly hợp bằng then hoa.
So sánh với ứng suất cắt cho phép: [tc] đến 10 [MN/m2]
Ứng suất dập cho phép: [sd] đến 20 [MN/m2]
Ta thấy tc < [tc]; sd< [sd].Vậy then hoa moay ơ đĩa bị động đảm bảo bền.
3.2.6. Kiểm nghiệm đinh tán nối moay ơ với xương đĩa
Ta cũng kiểm tra theo bền cắt và chèn dập tương tự đinh tán dùng để tán các tấm ma sát với xương đĩa.
Vậy so sánh với ứng suất cắt cho phép [tc] và ứng suất dập cho phép [sd]có giá trị (theo sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ô tô):
[tc] = 30 [MN/m2] và [cd] = 80 [MN/m2]
Vậy đinh tán đủ bền.
3.2.8. Tính lò xo đĩa
Lò xo đĩa được tính bền bằng cách xác định ứng suất tại điểm chịu tải nhất là tâm của phần nối giữa các thành mở với vòng đặc của hình nón.
Vật liệu chế tạo lò xo đĩa là thép 60C2A có: [s] = 14.108 (N/m2)
So sánh kết quả tính được với giá trị cho phép ta thấy điều kiện bền thoả mãn. Vậy lò xo đĩa đủ bền.
Nhận xét: Qua quá trình tính toán kiểm tra bền một số chi tiết cơ bản của ly hợp ta nhận thấy rằng chúng đều thoả mãn điều kiện bền. Do vậy ta có thể kết luận ly hợp xe FORTUNER đảm bảo độ tin cậy làm việc trong điều kiện khai thác tại Việt Nam.
Chương 4
NGHIÊN CỨU SỰ SUY GIẢM TÌNH TRẠNG KĨ THUẬT HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE TOYOTA FORTUNER TRONG SỬ DỤNG
4.1. Tìm hiểu nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng đến sự suy giảm tình trạng kỹ thuật hệ thống truyền lực trong quá trình khai thác.
Trong quá trình khai thác và sử dụng, hệ thống truyền lực của ô tô sẽ có những biến đổi về tình trạng kỹ thuật mà hầu hết là biến đổi theo chiều hướng xấu đi bởi rất nhiều nguyên nhân như ma sát, mòn, biến dạng dư...
4.1.1. Nguyên nhân gây ra sự suy giảm tình trạng kỹ thuật
a. Ma sát và mài mòn:
- Ma sát là quá trình chống lại sự di chuyển tương đối giữa hai vật thể ở vùng của các mặt trượt kèm theo sự tiêu hao năng lượng do chuyển biến thành nhiệt. Ma sát có tác dụng xấu và tốt. Nhờ có ma sát con người hoàn toàn có thể tự do đi lại mà không sợ ngã, các vật không trượt khỏi tay khi cầm, cái đinh được giữ lại khi đóng vào tường, tàu hỏa có thể chuyển động trên đường ray v.v...
- Mòn: Là một quá trình thay đổi hình dáng, kích thước, khối lượng của bề mặt vật thể, làm mất mát hoặc thay đổi vị trí tương đối bề mặt do biến dạng, mất liên kết, bong tách, chảy dẻo, ion hóa tạo ra vùng vật liệu mới.
c. Han gỉ và lão hoá:
- Han gỉ (Ăn mòn hoá học):
Ăn mòn kim loại là sự tự phá huỷ kim loại do tác dụng hoá học và điện hoá học của nó với môi trường bên ngoài. Hoặc một định nghĩa ăn mòn kim loại là sự phá huỷ tự phát các kim loại gây ra bởi các quá trình hoá học hoặc điện hoá học xảy ra trên bề mặt kim loại tiếp xúc với môi trường ngoài (vd. khí quyển, nước biển, môi trường phản ứng, vv.).
- Lão hoá:
Nhược điểm rất quan trọng của vật liệu polyme là các tính chất sử dụng của chúng nhanh chóng bị xấu đi mà điển hình là ngày một giòn lên, tiến tới gãy vụn, đó là hiện tượng xuất phát từ nguyên nhân do lão hóa hay hóa già. Theo bản chất có hai loại: vật lý và hóa học.
4.1.2. Những yếu tố ảnh hưởng tới sự suy giảm tình trạng kỹ thuật hệ thống vận hành
a. Yếu tố thiết kế, chế tạo:
Yếu tố thiết kế chế tạo bao gồm đặc điểm kết cấu, chất lượng vật liệu
- Đặc điểm kết cấu: Tuổi thọ của hệ thống vận hành được kéo dài là do nguyên nhân kết cấu của hệ thống không ngừng được cải tiến và hoàn thiện.
- Chất lượng vật liệu chế tạo: Sự biến xấu tình trạng kỹ thuật hệ thống vận hành bởi các nguyên nhân ma sát và mài mòn, biến dạng dẻo, han gỉ và lão hóa…
c. Ảnh hưởng của chế độ khai thác:
- Ảnh hưởng của chế độ bảo dưỡng:
+ Hệ thống vận hành của xe bị mòn một cách tựnhiên trong quá trình sử dụng. Nếu không được kiểm tra, thay thế và bảo dưỡng định kỳ, các tính năng hoạt động sẽ giảm đi, dẫn đến hư hỏng nặng, thậm chí gây mất an toàn trong quá trình sử dụng.
+ Mục đích của bảo dưỡng định kỳ là kiểm tra, sửa chữa và thay thế theo một lịch trình nhất định để đảm bảo hoạt động tốt nhất cho hệ thống. Bảo dưỡng định kỳ giúp hệ thống tránh khỏi hư hỏng nặng, tiết kiệm chi phí và đảm bảo tính an toàn cho xe ô tô.
4.2. Sự suy giảm tình trạng kĩ thuật trong hệ thống truyền lực
a. Sự suy giảm tình trạng kĩ thuật do mài mòn:
- Đối với cụm ly hợp, mài mòn thường xảy ra ở các chi tiết như đĩa ép, đĩa ma sát, đầu đòn mở. Trong đó, đĩa ma sát là chi tiết quan trọng nhất, nó làm việc trong môi trường có nhiệt độ cao và chịu mài mòn lớn, vì thế dễ gây ra các hiện tượng dạng hỏng như gãy, liệt lò xo giảm chấn, mòn xước bề mặt ma sát và mòn rãnh khóp then hoa của mayơ.
- Đối với dẫn động ly hợp, mài mòn làm cho các liên kết cơ khí trong các chi tiết dẫn động bị rơ làm cho hành trình tự do của bàn đạp ly hợp bị thay đổi, dẫn đến ly hợp sẽ không được nối hoàn toàn, gây hiện tượng trượt trong quá trình làm việc, do đó đĩa ma sát bị mòn nhanh.
b. Sự suy giảm tình trạng kĩ thuật do biến dạng:
- Các biến dạng như nứt, vỡ, cong vênh, lỏng đinh tán thường xuất hiện ở các chi tiết như đĩa bị động, đĩa ép, hay bánh đà. Những hư hỏng này ảnh hưởng tới khả năng khả năng cắt hoàn toàn của ly hợp.Các thanh lò xo màng bị gãy vỡ sẽ dẫn đến khả năng không đủ lực cần thiết để cắt ly hợp và có thể gây ra hiện tượng trượt.
- Các chi tiết thanh kéo trong dẫn động điều khiển có thể bị biến dạng cong , kẹt làm cho khả năng dẫn động cũng như khả năng cắt ly hợp bị giảm đi.
4.3. Một số hư hỏng của hệ thống truyền lực trong quá trình sử dụng
4.3.1. Ly Hợp
a. Những hư hỏng của ly hợp, nguyên nhân và cách khắc phục:
Các hỏng hóc thường gặp của bộ ly hợp gồm một số trường hợp: bị trượt, bị rung động mạnh khi nối khớp ly hợp, không nhả hoàn toàn khi cắt, ly hợp phát ra tiếng kêu, bàn đạp ly hợp bị rung, và đĩa ly hợp chóng mòn.
b. Tháo ,kiểm tra, sửa chữa và lắp ly hợp:
- Kiểm tra ổ bi T:
Quay vòng bi bằng tay trong khi ấn theo phương dọc trục.
Lưu ý: Do vòng bi là loại bôi trơn vĩnh cửu và do đó không rửa hay bôi trơn vòng bi.
- Kiểm tra độ thẳng hàng các lá lò xo đĩa:
Dùng dụng cụ chuyên dùng và thước đo chiều dày, kiểm tra độ thẳng hàng lá lò xo đĩa. Độ không thẳng hàng lớn nhất:0,5 mm
- Lắp bộ ly hợp:
+ Lắp đĩa và vỏ ly hợp lên bánh đà:
Bôi một lớp mỡ mỏng lên các then hoa đĩa ly hợp
Tra dụng cụ chuyên dùng vào đĩa ly hợp, đặt chúng và vỏ vào đúng vị trí.
Lưu ý:
Đĩa ly hợp phải được lắp chỉ theo một hướng nào đó.
Lắp bánh đà và đĩa ly hợp vào dấu ghi nhớ vị trí đã được đánh dấu trước khi tháo.
+ Bôi mỡ như hình vẽ:
Chú ý: Bôi một lượng mỡ tối thiểu lên các chi tiết quay để ngăn mỡ bám vào lớp ma sát do lực ly tâm khi ly hợp quay.
4.3.3. Trục các đăng
a. Nguyên nhân hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa:
Nguyên nhân hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa được thê rhieenj như bảng 4.1.
* Kiểm tra - Sửa chữa:
- Khớp các-đăng bị mòn hoặc kêu cần tháo ra thay khớp mới hoặc thay trục chữ thập và các vòng bi đũa. Trước khi tháo ra khỏi xe, cần kiểm tra dấu hoặc đánh dấu vị trí lắp giữa trục và bích nối để khi lắp lại tránh mất cân bằng hệ trục.
- Kiểm tra kỹ các chi tiết nạng, vòng bi và ngõng trục trên trục chữ thập, nếu các chi tiết nứt, vỡ thì phải thay, nếu bị mòn thì phải sửa, phục hồi để dùng lại.
* Thay thế vòng bi trục chữ thập:
1. Đánh dấu ghi nhớ vị trí trên trục và nạng
Phải đánh dấu ghi nhớ trên nạng đĩa và trục cácđăng trước khi tháo và các dấu đó phải thẳng hàng khi các chi tiết nay được lắp lại.
2. Tháo vòng hãm
- Đóng nhẹ lên vành ngoài của vòng bi
- Dùng 2 tuốc nơ vít tháo 4 vòng hãm ra khỏi rảnh
5. Lắp vòng hãm
* Lắp 2 vòng hãm có chiều dày bằng nhau sao cho đạt được độ rơ dọc trục cho phép là 0 – 0.05mm
Chú ý:
- Không được dùng lại vòng hãm
- Lựa chọn vòng hãm có chiều dày bằng nhau
Nếu không sẵn có vòng hãm có độ dày bằng nhau thì dùng vòng hãm càng có độ dày gần giống càng tốt.
- Dùng búa đóng nạng cho đến khi không còn khe hở giữa vành ngoài vòng bi và vòng hãm.
4.3.4. Cầu xe
* Các hư hỏng của cầu xe:
Các hư hỏng chính gồm mòn hoặc gãy răng của các bánh răng, mòn hỏng các vòng bi, mòn rãnh then hoa và mối ghép then hoa của các bán trục, mòn hỏng trục bánh răng hành tinh, hỏng các đệm bao kín và đệm điều chỉnh.
* Sửa chữa các chi tiết:
Vỏ cầu nếu bị biến dạng cong vênh được nắn lại trên bàn nắn. Các cổ lắp vòng bi bị mòn được sửa chữa, phục hồi bằng cách hàn đắp rồi gia công lại đến kích thước nguyên thủy.Ren hỏng phục hồi lại bằng cách làm lại ren có kích thước mới.
Chú ý: Nếu nắp vòng bi không lắp chặt được với vỏ đỡ,tức là các đai ốc điều chỉnh chưa vào ren đúng.Lắp lại đai ốc điều chỉnh.
- Kiểm tra vết ăn khớp giữa bánh răng vành chậu và bánh răng quả dứa
- Bôi chì đỏ lên 3 đến 4 răng tại 3 vị trí khác nhau trên bánh răng vành chậu.
- Giữ chắc bích nối và quay bánh răng vành chậu về cả hai hướng.
- Kiểm tra vết răng.
Nếu vết ăn khớp các răng không đúng thì lựa chọn đệm để điều chỉnh vị trí bánh răng quà dứa và lắp lại bánh răng quả dứa.
KẾT LUẬN
Qua thời gian nghiên cứu làm đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng kỹ thuật hệ thống truyền lực trên ôtô Fortuner trong sử dụng”
Với những kiến thức tích lũy trong thời gian học tập tại trường, và được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo:……………. cùng các thầy giáo trong bộ môn Ô tô quân sự, đến nay em đã hoàn thành đồ án.
Qua nghiên cứu phân tích, đánh giá kết cấu hệ thống truyền lực, em thấy xe Fortuner là xe có nhiều ưu điểm trong thiết kế, chế tạo và được sử dụng tốt ở Việt Nam.
Sau khi đã hoàn thành nhiệm vụ đồ án đặt ra em đã củng cố lại được kiến thức và nâng cao sự hiểu biết về một số nội dung khai thác thực tế tạo thuận lợi cho bản thân trong công việc sau này cũng như làm tiền đề cho việc tìm hiểu sâu hơn. Em hy vọng tài liệu này có thể làm tài liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật, thợ sửa chữa và lái xe. Phần nào giúp họ nhận thức được đầy đủ việc nâng cao chất lượng của xe trong quá trình khai thác và sử dụng.
Do thời gian thực hiện nhiệm vụ và vốn hiểu biết của bản thân còn hạn chế, đồ án này không thể tránh được những sai sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy để đồ án được hoàn thiện hơn .
Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
…………………..
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB KHKT, 1996
2. Nguyễn Hữu Cẩn, Phạm Đình Kiên, Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo, NXB ĐH&THCN, 1971
3. Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy (tập 1,2), NXB GD, 2006
4. Phạm Đình Vy, Vũ Đức Lập, Cấu tạo ô tô quân sự (tập 1,2), HVKTQS, 1995
5. Vũ Đức Lập, Sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ô tô, HVKTQS, 2004
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"