MỤC LỤC

MỤC LỤC..........................1

LỜI NÓI ĐẦU..............................2

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA LAND CRUISER 4WD.......................3

1.1. Giới thiệu chung về xe dẫn động 4WD.............................................3

1.2. Giới thiệu chung về xe Toyota Land Cruiser 4WD.. 6

1.3. Thông số kỹ thuật chính của xe Toyota Land Cruiser 4WD.. 10

CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE TOYOTA LAND CRUISER 4WD.. 13

2.1. Ly hợp...............................14

2.1.1. Công dụng.....................................14

2.1.2. Yêu cầu..............................14

2.1.3. Cấu tạo các bộ phận cơ bản của ly hợp xe Toyota Land Cruiser 4WD..........................14

2.1.4. Nguyên lý hoạt động..........................19

2.2. Hộp số....................20

2.2.1. Công dụng....................20

2.2.2 Yêu cầu.............21

2.2.3. Cấu tạo những bộ phận cơ bản của hộp số xe Land Cruiser  4WD....... 21

2.2.4. Nguyên lý hoạt động của hộp số........................................................... 27

2.3. Hộp số phân phối..................................................................................... 28

2.3.1. Công dụng............................................................................................ 28

2.3.2. Cấu tạo................................................................................................. 28

2.3.3. Nguyên lý hoạt động............................................................................. 33

2.4. Truyền động các đăng............................................................................... 35

2.4.1. Trục các đăng....................................................................................... 35

2.4.2. Khớp các đăng...................................................................................... 35

2.5. Cầu chủ động........................................................................................... 35

2.5.1. Truyền lực chính.................................................................................... 36

2.5.2. Bộ vi sai................................................................................................ 37

2.5.3. Bán trục................................................................................................ 38

CHƯƠNG 3. KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA XE.........................39

3.1. Khái quát về các mô hình động lực học ô tô bánh lốp.................................39

3.1.1. Mô hình phẳng động lực học chuyển động thẳng của ô tô...........................40

3.1.2. Khái quát về mô phỏng động lực học ô tô......................................42

3.1.3. Giới thiệu về phần mềm Matlab và ứng dụng trong mô phỏng động lực học của xe...........................43

3.2. Xây dựng mô hình toán học khảo sát động lực học chuyển động thẳng của ô tô hai cầu....................44

3.2.1. Thiết lập sơ đồ mô hình chuyển động phẳng của xe..............................................44

3.2.2. Xây dựng mô hình khối động cơ................................................45

3.2.3. Xây dựng mô hình khối hệ thống truyền lực................................48

3.2.3.1. Xây dựng mô hình khối ly hợp........................................................... 49

3.2.3.2. Xây dựng mô hình khối hộp số.......................................................... 51

3.2.3.3. Xây dựng mô hình khối hộp số phân phối.......................................... 53

3.2.4. Xây dựng mô hình khối thân xe............................................................. 54

3.2.5. Xây dựng mô hình lốp có tương tác với đường...................................... 56

3.2.6. Xây dựng mô hình khảo sát động lực học chuyển động của xe.............. 57

3.3. Khảo sát động lực học chuyển động thẳng của xe Land Cruiser 4WD....... 58

3.3.1. Khảo sát chuyển động thẳng khi xe không gài cầu trước....................... 58

3.3.2. Khảo sát chuyển động thẳng khi xe gài cầu trước.................................. 62

3.3.3. Khảo sát chuyển động thẳng khi xe gài hai cầu đi trên đường có hệ số bám thấp         66

CHƯƠNG 4. NHỮNG CHÚ Ý TRONG KHAI THÁC VÀ BẢO DƯỠNG HỘP SỐ XE TOYOTA LAND CRUISER 4WD..................71

4.1. Quy trình tháo lắp hộp số.........................71

4.1.1 Quy trình tháo............................71

4.1.2. Quy trình lắp..........................74

4.2. Kiểm tra, sửa chữa hộp số..............74

4.2.1 Kiểm tra sửa chữa các chi tiết .............................74

4.2.2 Những hư hỏng thường gặp................................80

KẾT LUẬN............................83

TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................84

LỜI NÓI ĐẦU

   Thực hiện đồ án tốt nghiệp là một khâu quan trọng đối với mỗi sinh viên, qua đó giúp cho mỗi người học hệ thống và bổ sung những kiến thức còn thiếu sót trong quá trình học tập, đồng thời giúp cho người học có phương pháp tư duy khoa học trước việc giải quyết một vấn đề cụ thể và nó cũng là yêu cầu bắt buộc trong chương trình đào tạo kỹ sư dân sự tại Học Viện Kỹ Thuật.

   Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của em là: “Khảo sát động lực học chuyển động thẳng xe Toyota Land Cruiser 4WD”. Nội dung chính của đồ án bao gồm:

- Mở đầu.

- Chương 1. Giới thiệu chung về xe Toyota Land Cruiser 4WD.

- Chương 2. Phân tích kết cấu hệ thống truyền lực xe Toyota Land Cruiser 4WD.

- Chương 3. Khảo sát động lực học chuyển động thẳng của xe.

- Chương 4. Những chú ý trong khai thác và bảo dưỡng hộp số xe Toyota Land Cruiser 4WD.

- Kết luận.

   Đồ án được thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy: TS..................., giáo viên Bộ môn Ô tô quân sự, Khoa Động lực. Nhờ sự giúp đỡ của thầy giáo và các thầy trong khoa cùng các bạn, cũng như sự nỗ lực tìm tòi, học hỏi, của bản thân, đồ án được hoàn thành theo đúng tiến độ và yêu cầu đặt ra. Mặc dù đã rất nỗ lực nhưng chắc chắn đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót do hạn chế về mặt kiến thức và thời gian. Vì vậy em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy, sự góp ý của các bạn để trong những lần nghiên cứu sau đạt kết quả tốt hơn.

   Em xin chân thành cảm ơn.

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA LAND CRUISER 4WD

1.1. Giới thiệu chung về xe dẫn động 4WD

Trên xe con dẫn động 4WD, chữ 4WD là viết tắt của 4 Wheel Drive, nghĩa là bốn bánh xe chủ động. Điều này có nghĩa là các xe 4WD khi dẫn động cả bốn bánh  thì có công thức bánh xe là 4×4 và dẫn động thông qua hộp số phân phối, còn xe dẫn động 2WD thì chỉ có hai bánh xe trên cầu chủ động là được truyền mô men xoắn từ động cơ, khi đó công thức bánh xe có dạng là 4×2.

Khác với xe 2WD, điểm đặc trưng của xe 4WD là có bộ vi sai giữa cầu trước và cầu sau. Mục đích là để triệt tiêu sự chệnh lệch tốc độ của các bánh xe khi đi vào đường vòng.

Đối với loại 4WD thường xuyên, người ta bố trí thêm một bộ vi sai trung tâm ở giữa bộ vi sai cầu trước và bộ vi sai cầu sau để triệt tiêu sự chênh lệch tốc độ quay của các bánh xe trước và sau. Có 3 bộ vi sai khác nhau làm cho xe chạy được êm do đảm bảo việc truyền công suất hợp lý đến cả bốn bánh xe, kể cả khi quay vòng. 

* Ưu điểm của xe 4WD

Yêu cầu đặt ra là một chiếc xe phải có khả năng chạy được trên nhiều loại đường xá từ địa hình bằng phẳng cho đến các địa hình gồ ghề hoặc có bề mặt thay đổi do điều kiện thời tiết.

- Tính ổn định khi quay vòng tốt hơn vì có đến bốn bánh chủ động nên tải trọng đặt lên mỗi bánh giảm đi.

- Tính ổn định khi chạy trên đường thẳng tốt hơn vì lực bám của các lốp tăng lên nên những thay đổi bên ngoài không ảnh hưởng gì đến xe.

- Khởi động và tăng tốc tốt hơn.

* Nhược điểm của xe 4WD

Do nối trực tiếp trục các đăng giữa cầu trước và cầu sau nên triệt tiêu được sự chênh lệch về tốc độ quay giữa các bán trục trước và bán trục sau. Đặc biệt là trên các đường có hệ số ma sát cao.

1.2. Giới thiệu chung về xe Toyota Land Cruiser 4WD

Ra đời vào năm 1951, do nhu cầu sử dụng xe quân sự đa dụng hạng nhẹ. Toyota đã phát triển dòng xe jeep là mẫu xe đầu tiên thành công trong cuộc chinh phục chặng thứ 6 đỉnh núi Phú Sĩ. Sau 2 năm, với quy mô sản xuất hàng loạt và chiến l­ược xây dựng hình ảnh công ty trên thị tr­ường nước ngoài, Toyota đã đổi tên dòng xe này thành “Land Cruiser” cho phù hợp với đặc tính chạy đ­ường tr­ường trên toàn cầu của loại xe này

Dòng  xe  Land Cruiser bắt đầu sản xuất từ những năm 1950 tới nay gồm có 3 kiểu chính:

- Xe mui cứng bằng kim loại để trở khách, xe mui vải  để chở khách và chở hàng, xe toàn năng để chở ng­ười.

- Xe mui cứng và mui vải là những xe đ­ược thiết kế hình dáng từ thập kỷ 70 sang thập kỷ 80.Vỏ xe có nhiều đ­ường thẳng, góc cạnh, chủ yếu các xe này được phân loại theo các kiểu sau:

+ Land Cruser mui cứng và mui bạt:

Kiểu thân ngắn có 5-6 chỗ ngồi

Kiểu thân trung bình có 5-9 chỗ ngồi

+ Land Cruiser 2 mui cứng:

Kiểu thân ngắn có 5-6 chỗ ngồi.

- Xe đa năng là kiểu xe đ­ược sản xuất từ đầu thập kỷ 90 có kích thư­ớc gần giống xe Land Cruiser thân dài như­ng hình dáng hiện đại, nhiều đ­ường cong hơn, có đầu xe hình dáng đầu cá mập cụ thể có các xêri sau:

F2J80 lắp động cơ xăng 1FZ-FE, 1FZ-F, 3F, 3F-E.

H280 lắp động cơ điêzen 1HZ, 1PZ

HD lắp động cơ điezen tăng áp 1HD-T

1.3. Thông số kỹ thuật chính của xe Toyota Land Cruiser 4WD

Thông số kỹ thuật chính của xe Toyota Land Cruiser 4WD xem bảng 1.1

CHƯƠNG 2

PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE TOYOTA LAND CRUISER 4WD

2.1. Ly hợp

2.1.1. Công dụng

Ly hợp là một cụm của HTTL nằm giữa động cơ và hộp số chính có các chức năng sau:

- Truyền mômen quay từ động cơ tới HTTL phía sau.

- Cắt và nối mômen quay từ động cơ tới HTTL đảm bảo sang số được dễ dàng. Thực hiện đóng ngắt êm dịu nhằm giảm tải trọng động và thực hiện trong thời gian ngắn.

- Khi chịu tải quá lớn ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằm tránh quá tải cho HTTL và động cơ.

2.1.2. Yêu cầu

- Khi đóng truyền động phải nhanh chóng, êm dịu không gây các lực va đập cho HTTL. Khi cắt truyền động phải hoàn toàn, dứt khoát, êm dịu để quá trình ra vào số được nhẹ nhàng.

- Truyền được mômen lớn nhất của động cơ trong mọi điều kiện làm việc.

- Đảm bảo an toàn cho HTTL khi bị quá tải, tránh các lực quá lớn tác dụng nhanh lên HTTL.

2.1.3. Cấu tạo các bộ phận cơ bản của ly hợp xe Toyota Land Cruiser 4WD

Ly hợp của xe Land Cruiser 4WD là ly hợp ma sát một đĩa, thường xuyên đóng. Cấu tạo gồm 3 phần cơ bản: phần chủ động, phần bị động và cơ cấu điều khiển ly hợp.

a. Phần chủ động

Bánh đà: được bắt chặt với trục khuỷu nhờ các bulông định tâm, trên bề mặt được gia công nhẵn làm bề mặt tựa của ly hợp. Mép ngoài của mặt bánh đà có các lỗ ren để bắt với vỏ ly hợp đồng thời có các chốt định tâm bảo đảm đồng tâm giữa bánh đà với vỏ và bảo đảm khả năng truyền tốt mômen. 

Lò xo ép: có dạng đĩa nên lực điều khiển nhỏ, trên đĩa có xẻ rãnh để đảm bảo khả năng đàn hồi. Lò xo ép hoạt động khi trung tâm của đĩa được đẩy vào động cơ, thì cạnh ngoài của đĩa đi ngược ra xa động cơ. Điều này sẽ tách đĩa ly hợp và đĩa ép trượt ra xa so với bánh đà. Khi trung tâm của lò xo được nhả ra thì lò xo sẽ trở lại trạng thái bình thường. Lúc đó cạnh ngoài của đĩa ép sẽ đẩy bề mặt đĩa ép vào trong đĩa ly hợp.

b. Phần bị động

Đĩa ma sát: gồm có moayơ, các tấm ma sát, các lò xo giảm chấn và các lò xo đệm. Các bề mặt ma sát gắn với lò xo đệm, khi ly hợp ăn khớp chính nhờ các lò xo đệm này mà sự rung động được giảm thấp. 

c. Cơ cấu dẫn động ly hợp

Cơ cấu dẫn động của xe Land Cruiser 4WD gồm một phần là dẫn động cơ khí, một phần là dẫn động thuỷ lực để truyền công suất và có lắp thêm trợ lực chân không cho ly hợp.

Bàn đạp ly hợp tạo ra áp suất thuỷ lực trong xy lanh chính bằng lực tác dụng vào bàn đạp, áp suất này tác dụng lên xy lanh để đóng hoặc ngắt ly hợp.

Cơ cấu tự động điều chỉnh ly hợp TFT (Toyota Free-Tronic). Cơ cấu TFT không có bàn đạp ly hợp và gồm có các bộ phận (hình 2.6). Khi chuyển số, ECU của TFT điều khiển bộ chấp hành thuỷ lực theo các tín hiệu từ các cảm biến và các công tắc để truyền áp suất thuỷ lực đến xylanh cắt ly hợp và tự động điều khiển ly hợp. Vì cơ cấu được trang bị bộ điều khiển bảo vệ, nên sẽ báo cho người lái bằng chuông và đèn báo để tránh điều khiển sai ly hợp.

Xy lanh cắt ly hợp: có tác dụng làm dịch chuyển pittông bằng áp suất thuỷ lực từ xy lanh chính và điều khiển càng cắt ly hợp qua cần đẩy.

Trên xe Land Cruiser 4WD có sử dụng loại xy lanh cắt ly hợp tự điều chỉnh: lò xo côn trong xy lanh cắt ly hợp luôn luôn ép cần đẩy vào càng cắt bằng lực lò xo để giữ hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không thay đổi.

2.1.4. Nguyên lý hoạt động

Ly hợp làm việc ở 2 trạng thái cơ bản: trạng thái đóng và mở

- Trạng thái đóng: Đây là trạng thái làm việc thường xuyên của ly hợp, dưới tác dụng của lò xo ép, đĩa ma sát và bánh đà của động cơ ép sát vào nhau. Khi đó bánh đà, đĩa ma sát, đĩa ép, lò xo ép và vỏ ly hợp quay thành một khối. 

- Trạng thái mở: là trạng thái làm việc không thường xuyên của ly hợp. Khi người lái tác động lên cơ cấu mở ly hợp, vòng bi tỳ sẽ nén lò xo ép lại làm cho đĩa ép di chuyển ngược chiều nén của lò xo, các mặt ma sát của đĩa ma sát với bánh đà và đĩa ép được tách ra.

2.2. Hộp số

2.2.1. Công dụng

- Thay đổi tỷ số truyền động giữa động cơ và bánh xe chủ động, để thay đổi vận tốc và mômen xoắn của bánh xe cho phù hợp với tải trọng của động cơ.

- Thay đổi chiều của mômen ở bánh xe chủ động để xe có thể chuyển động thẳng hoặc lùi.

- Cắt dòng truyền lực lâu dài giữa động cơ và hệ thống truyền lực để xe khởi động chạy không tải...

2.2.2. Yêu cầu

- Phải đảm bảo tính năng động lực và tính kinh tế của nhiên liệu.

- Không sinh ra các lực va đập lên HTTL, làm việc êm dịu không tiếng ồn.

2.2.3. Cấu tạo những bộ phận cơ bản của hộp số xe Land Cruiser 4WD

Hộp số của xe Land Cruiser là hộp số cơ khí 3 trục dọc, 5 cấp, có cấu tạo như hình 2.11.

a. Nắp và vỏ hộp số

* Tác dụng: Bao kín các chi tiết bên trong của hộp số, chứa dầu bôi trơn và định vị gá lắp trục hộp số.

* Cấu tạo:Vỏ hộp số thường được đúc bằng gang, phía trên có nắp. Trên vỏ có các lỗ để lắp vòng bi đỡ trục, ở phần phía dưới và phía bên vỏ hộp số có lỗ xả dầu cũ và bổ sung dầu mới. Cơ cấu điều khiển hộp số thường được bố trí trên nắp hộp số.

b. Trục sơ cấp

Trục sơ cấp gồm các bộ phận: ống trục, phớt, ổ bi, các vòng chặn, rãnh then hoa, bánh răng gài trục chủ động, bánh răng gài đồng tốc.

d. Trục trung gian

Trục trung gian gồm các bánh răng có đường kính khác nhau được chế tạo thành một khối và bắt chặt trên trục. Khối bánh răng được lắp trên các vòng bi đũa hoặc đúc liền với trục và dùng vòng bi lắp vào các lỗ ở vỏ hộp số, trục trung gian luôn quay cùng với trục thứ cấp hộp số.

g. Bộ đồng tốc

Bộ đồng tốc dùng để làm đồng đều tốc độ của các bánh răng khi gài số tránh sự va chạm các bánh răng, khi gài số không phát ra tiếng kêu, đảm bảo cho người lái khi vào số được nhẹ nhàng. Bộ đồng tốc thường được đặt ở các cặp bánh răng có tỷ số truyền nhỏ, vì các tay số này có tốc độ của các cặp bánh răng chênh lệch nhau lớn.

h. Cơ cấu sang số

Tác dụng: dùng để thực hiện di động các bánh răng của hộp số khi gài số hoặc nhả số.

i. Cơ cấu định vị và khóa thanh trượt

* Cơ cấu định vị thanh trượt: Cơ cấu này giúp cho thanh trượt ở một vi trí nhất định khi ở vị trí trung gian hoặc gài bất kỳ một số nào đó. Trên thanh trượt có rãnh ứng với các số dùng chung thanh trượt và một rãnh số không, trên vỏ hộp số có lỗ, lắp lò xo và viên bi khoá.

* Cơ cấu khoá thanh trượt: Cơ cấu này giữ một thanh trượt cố định khi kéo thanh trượt khác để gài số, nhờ vậy ta không thể vào hai số cùng một lúc. Kết cấu thanh trượt có rãnh tương ứng với các số và một rãnh ở số không, khi lắp thanh trượt các rãnh của hai thanh trượt hướng vào nhau. Trên vỏ hộp số có lỗ, lắp các viên bi khoá.

k. Cơ cấu bảo hiểm số lùi

Khi xe đang chuyển động tiến dù ở bất kỳ tay số nào nếu lúc đó thao tác chuyển số nhầm vào vị trí số lùi thì sẽ gây cưỡng bức, va đập trong các bánh răng của hộp số thậm chí có thể gây gẫy vỡ bánh răng và các chi tiết khác của hộp số. Vì vậy việc bảo hiểm đối với thao tác khi gài số lùi là hết sức cần thiết

2.2.4. Nguyên lý hoạt động của hộp số

Dòng động lực đi vào hộp số từ trục sơ cấp và đi ra từ trục thứ cấp, sơ đồ dòng động lực ở các số truyền như ở bảng 2.1.

2.3. Hộp số phân phối

Xe Land Cruiser 4WD là xe có hai cầu chủ động. Do vậy, hộp số phân phối được dùng để phân chia hợp lý mômen xoắn giữa hai cầu chủ động,

2.3.1. Công dụng

 - Hộp số phân phối có tác dụng tách hoặc nối dòng truyền lực ra cầu trước tuỳ thuộc vào tình trạng hoạt động của xe khi chạy trên đường.

- Tăng mômen cho bánh xe chủ động bằng cách chuyển sang số truyền thấp.

2.3.2. Cấu tạo

Hộp số phân phối xe Land Cruiser 4WD đặt liền ngay sau hộp số, là loại thường xuyên FR, có vi sai trung tâm, dẫn động hộp số bằng cơ khí, dẫn động gài vi sai bằng mô tơ điện. Trong hộp số phân phối có hai tỷ số truyền nhằm tăng lực kéo cho bánh xe chủ động ( Số truyền thẳng i = 1 và và số truyền i = 2.488).

* Đặc điểm kết cấu một số chi tiết điển hình:

a. Trục vào

Trục vào (trục sơ cấp hộp số phân phối) được gối trên hai ổ bi cầu trên trục có lắp bánh răng chủ động là loại bánh răng trụ răng nghiêng, ngoài ra trên trục vào còn lắp thêm một bánh răng để tách công suất ra tời. 

b. Trục ra cầu trước

Trục ra cầu trước có mặt bích để lắp các đăng dẫn động cầu trước. Trục cũng được gối trên hai ổ bi là một ổ bi cầu và một ổ bi côn, được bôi trơn cưỡng bức nhờ bơm dầu lắp ở đuôi trục trung gian, bánh răng số phụ được lắp then hoa với trục. 

f. Bộ vi sai trung tâm

Bánh răng bộ vi sai trung tâm thuộc loại bánh răng côn và cơ cấu điều khiển khoá bộ vi sai trung tâm thuộc loại khoá bằng cơ khí.

Bộ truyền của bộ vi sai trung tâm gồm có hai bánh răng vi sai. Trong khi xe chạy tiến thẳng, khi không có chênh lệch tốc độ giữa các bánh xe trước và sau, các bánh răng vi sai của bộ vi sai trung tâm không quay. Khi có khác biệt về tốc độ giữa các bánh trước và sau xảy ra do xe quay vòng v.v... các bánh răng vi sai của bộ vi sai  trung  tâm sẽ quay, triệt  tiêu sự khác biệt về tốc độ này.

2.3.3 Nguyên lý hoạt động

Sơ đồ nguyên lý của hộp số phân phối xe Toyota Land Cruiser 4WD thể hiện trên hình 2.30 dưới đây.

Nguyên lý làm việc có 3 chế độ:

+ Chế độ tốc độ cao bộ vi sai không khóa: Mô men truyền từ trục sơ cấp hộp số qua bánh răng lồng không cao tốc của trục trung gian tới bánh răng thứ cấp tốc độ cao 13 qua ống ly hợp tốc độ cao và thấp đến ống then may ơ đồng tốc qua bộ vi sai trung tâm đến trục bánh răng vi sai bộ vi sai trung tâm qua các bánh răng vi sai bộ vi sai trung tâm đến các bánh răng bán trục bộ vi sai trung tâm đến cầu trước và cầu sau.

 + Chế độ tốc độ cao bộ vi sai bị khóa: Mô men truyền từ trục sơ cấp hộp số qua bánh răng lồng không cao tốc của trục trung gian tới bánh răng thứ cấp tốc độ cao 13 qua ống ly hợp tốc độ cao và thấp đến ống then may ơ đồng tốc qua vỏ bộ vi sai trung tâm, đường truyền công suất được chia làm hai dòng, một dòng đến bánh răng dẫn động trước tới ống ly hợp dẫn động trước qua may ơ đồng tốc dẫn động đến trục thứ cấp trước đến các bánh trước.

2.4. Truyền động các đăng

2.4.1. Trục các đăng

Trục các đăng có tác dụng truyền mômen quay giữa các trục mà khoảng cách và góc truyền thay đổi khi xe làm việc. Trục các đăng là một ống thép nhẹ bằng thép các bon, đủ khoẻ để chống xoắn và cong.

2.4.2. Khớp các đăng

Mục đích của khớp các đăng là để khử những biến đổi về góc phát sinh từ những thay đổi vị trí tương đối giữa bộ vi sai và hộp số, và nhờ vậy việc truyền công suất từ hộp số đến bộ vi sai được êm dịu. Trên xe Land Cruiser 4WD sử dụng khớp cac đăng kiểu chữ thập.

2.5. Cầu chủ động

- Là giá đỡ và giữ hai bánh xe chủ động.

- Phân phối mômen của động cơ đến hai bánh xe chủ động để xe chuyển động tiến hoặc lùi.

- Tăng tỷ số truyền để tăng mômen xoắn, tăng lực kéo của bánh xe chủ động

2.5.1. Truyền lực chính

* Công dụng.

- Truyền mômen xoắn của động cơ tới bộ vi sai với góc truyền 90⁰ để chuyển động quay của trục khuỷu thành chuyển động tịnh tiến của xe.

- Tăng tỷ số truyền để tăng mômen xoắn và lực kéo ở bánh xe chủ động.

Trên xe Land Cruiser 4WD sử dụng bộ truyền lực chính đơn.

2.5.2. Bộ vi sai

a. Công dụng

- Phân phối mômen quay ra các bán trục.

- Cho phép bán trục quay với các tốc độ khác nhau khi xe quay vòng hay chuyển động trên đường không bằng phẳng.

b. Cấu tạo

Vỏ bộ vi sai lắp chặt với bánh răng vành chậu. Trục chữ thập đặt cố định trong vỏ bộ vi sai, các đầu trục chữ thập lắp tự do với bốn bánh răng hành tinh. Các bánh răng hành tinh luôn luôn quay cùng với vỏ vi sai và ăn khớp với hai bánh răng bán trục, phía trong của bán trục có rãnh then hoa để lắp với bán trục.

2.5.3. Bán trục

Bán trục có nhiệm vụ truyền mômen xoắn từ bộ vi sai đến bánh xe chủ động.

Bán trục là một trục bằng thép, đầu trong có rãnh then hoa để lắp với bánh răng bán trục, đầu ngoài có một mặt bích để truyền động cho bánh xe chủ động.

CHƯƠNG 3

KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA XE

3.1. Khái quát về các mô hình động lực học ô tô bánh lốp

Nghiên cứu động lực học xe là khảo sát quan hệ giữa các yếu tố đặc trưng của chuyển động (chuyển vị, vận tốc, gia tốc…) với các yếu tố khối lượng (giá trị, sự phân bố) và các yếu tố lực tác dụng lên xe.

Việc nghiên cứu động lực học xe cho phép ta nắm được các quy luật hoạt động của xe, quy luật ứng xử của các kết cấu của xe dưới tác động chủ động của người lái (qua các cơ cấu điều khiển: chân ga, tay lái, chân phanh), tác động của môi trường (điều kiện địa hình, tác động của gió…)

Tuỳ theo mục đích nghiên cứu mà có thể xem xét các chuyển vị này là đồng thời hay độc lập đối với nhau. Mô hình không gian đơn giản khảo sát động lực học ô tô có sơ đồ như hình 3.1 .

3.1.1. Mô hình phẳng động lực học chuyển động thẳng của ô tô

a. Sơ đồ mô hình phẳng  động lực học chuyển động thẳng của ô tô

Bằng việc đưa ra các giả thiết tương ứng, ta thành lập mô hình phẳng động lực học chuyển động thẳng của ô tô có sơ đồ ngoại lực và mô men ngoại lực tác dụng lên ô tô như hình 3.2 .

Ta có:

G - Trọng lượng ô tô;

P_mk - Lực cản kéo moóc;

P_w - Lực cản không khí ;

P_i - Lực cản lên dốc ;

P_f - Lực cản lăn ;

M_f1, M_f2 - Mômen cản lăn ;

P_j - Lực quán tính ;

R₁, R₂ - Phản lực pháp tuyến của đường ;

P_k - Lực kéo tiếp tuyến (phản lực tiếp tuyến của đường );

b. Thành lập phương trình cân bằng lực kéo:

Chiếu các lực lên trục OX ta được phương trình cân bằng lực kéo :

P_k = P_f ± P_i ± P_j + P_w + P_mkx                                            (3.1)

Như vậy ở đây, tính toán động lực học của ô tô trong trường hợp chuyển động thẳng thực chất là bài toán giải phương trình cân bằng lực kéo trong điều kiện đường cụ thể, với một xe cụ thể, để xác định được lực kéo của xe trong những điều kiện chuyển động đó. Phương pháp xác định lực kéo theo động cơ ở từng tay số hiện nay thường hay áp dụng là sử dụng đường đặc tính ngoài của động cơ làm cơ sở cho quá trình tính toán.

Thông qua đặc tính kéo của xe ta xác định được những thông số cơ bản của động cơ và hệ thống truyền lực đảm bảo cho xe có thể chuyển động với vận tốc lớn nhất trên đường tốt và có thể chuyển động trên các loại đường có hệ số cản lớn. Với phương pháp tính này, có hai dạng tính toán sức kéo của xe đó là : tính toán kéo thiết kế và tính toán kéo kiểm nghiệm.

3.1.2. Khái quát về mô phỏng động lực học ô tô

Hiện nay có nhiều định nghĩa về mô phỏng, trong lĩnh vực kỹ thuật có thể hiểu mô phỏng là sự nghiên cứu hệ thống thực thông qua mô hình trạng thái, đảm bảo tính tương tự giữa kết quả khảo sát trên mô hình và kết quả của hệ thống thực trong cùng một điều kiện khảo sát với một sai số có thể chấp nhận được.

3.1.3. Giới thiệu về phần mềm Matlab và ứng dụng trong mô phỏng động lực học của xe

a. Sơ lược về phần mềm Matlab

Matlab là một chương trình viết cho máy tính cá nhân của hãng MathWorks nhằm hỗ trợ cho các tính toán khoa học kỹ thuật với các phần tử cơ bản là ma trận. Thuật ngữ Matlab là do hai từ Matrix và Laboratory ghép lại. Chương trình này hiện đang sử dụng nhiều trong các lĩnh vực kỹ thuật như : điều khiển tự động, thống kê xác suất, xử lý số các tín hiệu, phân tích dữ liệu, dự báo quan sát… 

b. Tìm hiểu về Simulink, SimDriveline trong Matlab

* Giới thiệu về Simulink:

Simulink là một TOOLS BOX của Matlab dùng để mô hình hoá, mô phỏng và phân tích các hệ thống động. Simulink cho phép mô tả hệ thống tuyến tính, hệ phi tuyến, các mô hình trong miền thời gian liên tục và gián đoạn. Simulink cung cấp một giao diện đồ hoạ rất dễ sử dụng để xây dựng và khảo sát mô hình một cách trực quan hơn. Đây là sự khác biệt với các phần mềm khác mà người sử dụng phải đưa vào các phương trình vi phân và sai phân bằng ngôn ngữ lập trình.

* Giới thiệu về SimDriveline:

SimDriveline là một TOOLS BOX của Matlab (từ các phiên bản 7.0 trở đi) dùng để mô hình hoá và mô phỏng các quá trình làm việc của những hệ thống truyền lực dưới dạng các sơ đồ khối, dựa trên cơ sở lý thuyết dòng lực. SimDriveline bao gồm thư viện các khối chức năng cùng với những đặc tính mô phỏng riêng biệt cho phép kết nối và làm việc trong môi trường của Simulink thông qua các đặc biệt.

3.2. Xây dựng mô hình toán học khảo sát động lực học chuyển động thẳng của ô tô hai cầu

3.2.1. Thiết lập sơ đồ mô hình chuyển động phẳng của xe

Các mô hình vật lý đơn giản chỉ kể đến các tương tác cơ học giữa xe với môi trường thường sử dụng trong khảo sát động lực học ô tô là :

- Mô hình không gian.

- Mô hình phẳng một vết bánh xe.

- Mô hình phẳng hai vết bánh xe.

* Các giả thiết xây dựng mô hình:

- Bài toán được giải ở dạng mô hình phẳng, khảo sát chuyển động của thân xe như một chất điểm có khối lượng  đặt tại trọng tâm xe.

- Biến dạng của đường và của lốp được kể đến khi xác định lực cản lăn, lực kéo. Trên sơ đồ không mô tả sự biến dạng này.

- Bánh xe luôn luôn bám đường, lốp xe là mô hình phẳng đàn hồi.  

- Xe chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang không có mấp mô, không khảo sát  chuyển động theo phương thẳng đứng.

3.2.2. Xây dựng mô hình khối động cơ

Trong phạm vi nghiên cứu của đồ án, khối động cơ được xây dựng dựa trên cơ sở khối Diesel Engine trong thư viện sẵn có của mô đun SimDriveline. 

Thông số chính của động cơ lắp trên xe Toyota Land Cruiser 4WD thể hiện như bảng 3.1.

Các thông số chính được nhập vào đó là mô men quán tính động cơ, số vòng quay ứng với công suất lớn nhất, số vòng quay lớn nhất của động cơ. Mô hình mô phỏng khối động cơ được xây dựng trong SimDriveLine được thể hiện như hình 3.4.

Mô hình động cơ có trung tâm là khối mô men động cơ. Khối này chứa toàn bộ đặc tính ngoài và đặc tính cục bộ của động cơ, trong thư viện của Matlab-Simulink có tên là Lookup2D. Khối này thực hiện mẫu đồ thị tuyến tính trong không gian toạ độ ba chiều. Một hàng chứa giá trị góc mở bướm ga, một hàng chứa giá trị tốc độ động cơ và hàng còn lại chứa các giá trị mô men của động cơ.

Hình 3.5. thể hiện đồ thị đặc tính ngoài động cơ của ô tô Toyota Land Cruiser 4WD.

3.2.3. Xây dựng mô hình khối hệ thống truyền lực

Các thông số của hệ thống truyền lực trên xe khảo sát thể hiện như bảng 3.6.

3.2.3.1 Xây dựng mô hình khối ly hợp

Ly hợp là một trong những cụm chủ yếu trong HTTL của xe. Ly hợp làm nhiệm vụ truyền và cắt mô men từ động cơ đến HTTL một cách nhanh chóng và dứt khoát.

Ta có:

J_cd: Mô men quán tính của phần chủ động của ly hợp.

w_cd: Tốc độ góc của phần chủ động.

M_cd: Mô men của phần chủ động ly hợp.

M_c: Mô men cản chất lên phần chủ động.

M_f: Mô men ma sát của ly hợp.

P: Lực ép trên bề mặt đĩa ma sát.

R_c: Bán kính tác dụng quy dẫn của lực ép.

m: Hệ số ma sát của bề mặt đĩa ma sát.

z: Số bề mặt đĩa ma sát  của ly hợp.

M_bd: Mô men của phần bị động của ly hợp.

Trong thuật toán tính toán ly hợp xuất hiện đẳng thức (3.4) thể hiện phép  so sánh mô men của khâu chủ động với mô men ma sát của ly hợp. Đó là điều kiện để chuyển kênh tính giá trị mô men trên khâu bị động. Trong trường hợp có trượt, giá trị này mới được gán cho M_c và được đưa vào phương trình (3.2) để xác định vận tốc của khâu chủ động. Hộp thoại giao diện nhập dữ liệu cho khối ly hợp được thể hiện trên hình 3.7.

Với thuộc tính ly hợp có tác dụng hai chiều (Bidirection), nhập vào các thông số như đĩa ma sát (Number of friction dicks), bán kính tác dụng trung bình (Effective torque radius), lực ép trên bề mặt đĩa ma sát (Pick normal force), hệ số ma sát (Coefficient of friction table), …, mô hình mô phỏng khối ly hợp chính được thể hiện như trên hình 3.8.

3.2.3.2. Xây dựng mô hình khối hộp số

Hộp số là một cụm quan trọng trong hệ thống truyền lực. Hộp số cơ khí thường là những bộ truyền bánh răng đơn giản có nhiều tỷ số truyền khác nhau được thay đổi bằng cơ cấu biến số và thường có thêm các bộ đồng tốc. Hộp số dùng để biến đổi mô men và tốc độ góc cả về trị số và chiều nhằm thay đổi lực kéo và vận tốc chuyển động của xe trong một giới hạn nào đó mà khả năng thay đổi chế độ làm việc của động cơ không  thể đáp  ứng được.

Ta có:

M_v. Mô  men vào hệ thống.

M_c. Mô  men cản trong hệ thống.

J₁,J₂. Mô  men quán  tính các  bánh răng.

i. Tỷ số truyền của cặp bánh răng ăn khớp.

e₁,e₂. Gia tốc góc  của bánh răng chủ động và bị động.

Mô hình hộp số được xây dựng bằng cách kết hợp các khối truyền động bánh răng đơn giản (Simple Gear) có các tỷ số truyền tương ứng với tỷ số truyền của hộp số thực.

Mô men chủ động đầu vào được đưa vào cổng kết nối chủ động 1 và được đưa đến trục kết nối của các ly hợp xác định trạng thái số đó được gài hay không  gài.

Mô đun mô phỏng khối hộp số chính của xe xe Toyota Land Cruiser 4WD được thể hiện trên hình 3.10.

3.2.3.3. Xây dựng mô hình khối hộp số phân phối

Hộp số phân phối được trang bị trên xe nhiều cầu chủ động có tác dụng tăng lực kéo cho xe. Thông thường hộp số phân phối được thiết kế với 2 cấp số truyền là số truyền thẳng và số truyền thấp.Tín  hiệu gài cầu chính  là tín  hiệu điều khiển tỷ số truyền được đưa vào cổng tín hiệu r của khối Variable Ratio Gear để thiết lập tỷ số truyền của hộp số phân phối. Các khối mô men quán  tính phần chủ động (M_{qt_cd}) và mô men quán tính phần bị động (M_{qt_bd}) được nối với đầu trục chủ động và bị động của hộp số phân phối.

Mô hình hộp số phân phối có hai số truyền trên xe Toyota Land Cruiser 4WD được trình bày trên  hình 3.11.

3.2.4. Xây dựng mô hình khối thân xe

Thông số chính về xe khảo sát thể hiện như bảng 3.3.

a. Mô hình thân xe với công thức bánh xe 4x4. 

Mục đích của phần này là đưa ra được mô hình vật lý đặc trưng cho xe có công thức bánh xe 4x4. Từ các mô hình vật lý đó xác định được mối quan hệ giữa các thành phần lực tác dụng.

Sử dụng các giả thiết đã nêu ở trên, cân bằng tất cả các lực và mô men, ta tính toán được phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên bánh xe.

Ta có:

R₁, R₂: Phản lực pháp tuyến của đường.

G: Trọng lượng xe không tải

a, b: Khoảng cách từ trọng tâm xe đến tâm cầu trước và sau.

L: Chiều dài cơ sở của xe.

P_j, P_w: Lực quán tính và lực cản không khí.

d: Hệ số kể đến ảnh hưởng của khối lượng quay.

g: Gia tốc trọng trường (g=9.81m/s²).

v: vận tốc chuyển động của xe.

h_g, h_w: Chiều cao tác dụng quy dẫn của lực quán  tính và lực cản không  khí (để đơn giản trong tính toán lấy h_g = h_w).

Tín hiệu đầu vào cho việc tính toán là các lực kéo từ các bánh xe (được tính toán từ mô  hình lốp) và góc dốc của đường (ở đây khảo sát xe chuyển động trên đường bằng nên giá trị góc dốc bê-ta bằng không).

Các giá trị tín hiệu trên sau khi được quy chuẩn đơn vị lực thông qua các khối hệ số (Gain), được tính toán cùng với lực cản không khí tính với các thông số nhập vào là diện tích cản chính diện F (Front Area), hệ số cản không khí K (Drag Coefficient), từ đó xác định giá trị bình phương của vận tốc xe.

3.2.5. Xây dựng mô hình lốp có tương tác với đường

Lốp được xem như một vật đàn hồi, tiếp xúc với đường và có sự trượt tương đối giữa lốp và mặt đường. Khi có mô men xoắn đặt trên trục bánh xe, lốp bị biến dạng và tạo áp lực lên nền đường, do có ma sát giữa lốp và nền đường, do vậy xuất hiện phản lực tác dụng từ đường lên bánh xe, đẩy trục bánh xe chuyển động tiến hay lùi.

3.2.6. Xây dựng mô hình khảo sát động lực học chuyển động của xe

Như vậy, bằng cách sử dụng công cụ trong SimDriveLine, chúng ta đã xây dựng được các khối mô phỏng các trạng thái hoạt động của các cụm phần tử trên xe như động cơ, hệ thống truyền lực, thân xe và lốp xe theo mục đich riêng của mình. Sau khi có được mô  hình của các cụm, kết nối chúng  lại có được mô hình mô phỏng động lực học xe hoàn thiện.

3.3. Khảo sát động lực học chuyển động thẳng của xe Land Cruiser 4WD

3.3.1. Khảo sát chuyển động thẳng khi xe không gài cầu trước

Chế độ mô phỏng chuyển động thẳng của xe được trình bày như trên hình sau: 

Chế độ mô phỏng trình bày trên hình 3.16 có các thông số như sau:

- Thời gian mô phỏng : 150 giây.

- Tay số khởi hành từ tay số 1, tăng dần đến tay số 5.

- Góc mở bướm ga lớn nhất trong chế độ mô phỏng này là 90%.

- Áp lực đóng ly hợp tăng giảm tương ứng theo chế độ ra vào số.

- Góc dốc trong quá trình mô phỏng : 0^o (mô phỏng ở chế độ đường bằng không có độ dốc).

- Xe không gài cầu trước, hộp số phụ gài ở số truyền thẳng.

- Hệ số bám : 0,8 (không thay đổi trong suốt quá trình mô phỏng).

* Kết quả khảo sát chuyển động thẳng khi xe không gài cầu trước:

Với chế độ mô phỏng chuyển động thẳng của xe Toyota Land Cruiser 4WD trình bày ở trên ta thu được một số kết quả mô phỏng như sau:

- Đồ thị vận tốc chuyển động thẳng của xe.

- Đồ thị gia tốc chuyển động thẳng của xe.

- Đồ thị lực kéo F_x trên bánh xe chủ động cầu sau của xe....

* Nhận xét kết quả khảo sát chuyển động thẳng khi xe không gài cầu trước:

Ứng với chế độ khảo sát, ta thấy các thông số khảo sát của xe tương đối phù hợp, các thông số kết quả mô phỏng cụ thể như sau :

- Vận tốc lớn nhất đạt được: 136,79 km/h (thông số kỹ thuật là 120 ÷ 140 km/h).

- Gia tốc lớn nhất đạt được: 1,6739 m/s² tại thời điểm t = 9,075 s tương ứng khi xe mới sang tay số 2.

- Lực kéo lớn nhất đạt được của xe là: 3512,445 N, đạt được khi xe mới vào tay số 2, tại thời điểm t = 9,034 s.

- Thời gian xe chạy đến khi đạt được vận tốc lớn nhất 136,79 km/h là: t= 140,625 s.

3.3.2. Khảo sát chuyển động thẳng khi xe gài cầu trước.

Chế độ mô phỏng chuyển động thẳng của xe được trình bày như trên hình sau:

Chế độ mô phỏng trình bày trên hình 3.22 có các thông số như sau:

- Thời gian mô phỏng: 150 giây.

- Tay số khởi hành từ tay số 1, tăng dần đến tay số 5.

- Góc mở bướm ga lớn nhất trong chế độ mô phỏng này là 90%.

- Áp lực đóng ly hợp tăng giảm tương ứng theo chế độ ra vào số.

- Góc dốc trong quá trình mô phỏng: 0^o (mô phỏng ở chế độ đường bằng không có độ dốc).

- Xe gài cầu trước, hộp số phụ gài ở số truyền thẳng.

- Hệ số bám: 0,8 (không thay đổi trong suốt quá trình mô phỏng).

* Kết quả khảo sát chuyển động thẳng khi gài cầu trước:

Với chế độ mô phỏng chuyển động thẳng của xe Toyota Land Cruiser 4WD trình bày ở trên ta thu được một số kết quả mô phỏng như các hình dưới.

* Nhận xét kết quả khảo sát chuyển động thẳng khi xe gài cầu trước:

Ứng với chế độ khảo sát chuyển động thẳng của xe khi gài cầu trước, ta thấy các thông số khảo sát của xe có một số điểm khác biệt cụ thể như sau:

- Vận tốc lớn nhất đạt được: 136,93 km/h (thông số kỹ thuật là 120 ÷ 140 km/h).

- Gia tốc lớn nhất đạt được: 1,6989 m/s² tại thời điểm t = 8,9055s tương ứng khi xe mới sang tay số 2.

- Lực kéo lớn nhất đạt được của bánh xe cầu trước là: 1763,9859 N, đạt được khi xe mới vào tay số 2, tại thời điểm t= 8,9010s.

- Lực kéo lớn nhất đạt được của bánh xe cầu sau là: 1759,211 N, đạt được khi xe mới vào tay số 2, tại thời điểm t= 8,9010s.

3.3.3. Khảo sát chuyển động thẳng khi xe gài  hai cầu đi trên đường có hệ số bám thấp.

Chế độ mô phỏng chuyển động thẳng của xe như ở hai chế độ khi xe gài cầu trước và xe không gài cầu trước. Chế độ mô phỏng với các thông số như sau:

- Thời gian mô phỏng: 150 giây.

- Tay số khởi hành từ tay số 1, tăng dần đến tay số 5.

- Góc mở bướm ga lớn nhất trong chế độ mô phỏng này là 90%.

- Áp lực đóng ly hợp tăng giảm tương ứng theo chế độ ra vào số.

- Góc dốc trong quá trình mô phỏng: 0^o (mô phỏng ở chế độ đường bằng không có độ dốc).

- Xe gài cầu trước, hộp số phụ gài ở số truyền thẳng.

- Hệ số bám thay đổi, được mô phỏng như trên hình 3.28.

* Kết quả khảo sát chuyển động thẳng khi xe gài 2 cầu đi trên đường có hệ số bám thâp:

Với chế độ mô phỏng chuyển động thẳng của xe Toyota Land Cruiser 4WD trình bày ở trên ta thu được một số kết quả mô phỏng như các hình sau:

* Nhận xét kết quả khảo sát chuyển động thẳng khi xe gài cầu trước:

Ứng với chế độ khảo sát chuyển động thẳng của xe khi gài cầu trước, ta thấy các thông số khảo sát của xe có một số điểm khác biệt cụ thể như sau:

- Vận tốc lớn nhất đạt được: 133,7205 km/h (thông số kỹ thuật là 120 ÷ 140 km/h).

- Gia tốc lớn nhất đạt được: 1,6648m/s² tại thời điểm t = 9,087s tương ứng khi xe mới sang tay số 2.

- Lực kéo lớn nhất đạt được của bánh xe cầu trước là: 1762,9829 N, đạt được khi xe mới vào tay số 2, tại thời điểm t= 9,098s.

- Lực kéo lớn nhất đạt được của bánh xe cầu sau là: 1758,2059 N, đạt được khi xe mới vào tay số 2, tại thời điểm t= 9,098s.

Như vậy, so với thông số tính năng kỹ thuật của xe do nhà sản suất đưa ra thì số liệu mô phỏng khi khảo sát chuyển động thẳng thu được là tương đối phù hợp. Các tính năng động lực học ở chế độ 4WD tốt hơn ở chế độ 2WD, đặc biệt là ở các loại đường có hệ số bám nhỏ. Vận tốc lớn nhất xe đạt được khi mô phỏng lớn hơn vận tốc thực là do trong điều kiện mô phỏng các yếu tố tác động của ngoại cảnh, cũng như nhiều yếu tố ảnh hưởng khác không thể tính hết được và bị lược bỏ đi.

CHƯƠNG 4

NHỮNG CHÚ Ý TRONG KHAI THÁC VÀ BẢO DƯỠNG HỘP SỐ XE TOYOTA LAND CRUISER 4WD

4.1. Quy trình tháo lắp hộp số

4.1.1 Quy trình tháo:

a. Tháo hộp số ra khỏi xe:

Tháo hộp số ra khỏi xe thể hiện như bảng 4.1.

b. Tháo hộp số ra chi tiết:

Cách thức tháo một hộp số đều khác nhau tùy thuộc vào mỗi loại, để tháo lắp cho dễ thì ta nên xem kỹ hộp số thuộc loại nào và xem sách hướng dẫn bảo trì nếu có, vì việc tháo lắp hộp số rất quan trọng. Nếu tháo lắp không phù hợp sẽ dẫn đến hư hỏng hộp số.

Tháo hộp số ra chi tiết thể hiện như bảng 4.2.

4.1.2. Qui trình lắp:

- Được thực hiện ngược lại với khi tháo nhưng cần chú ý: Các chi tiết được tháo ra phải vệ sinh sạch sẽ trước khi lắp.

- Đảm bảo các chi tiết lắp phải đúng vị trí, đúng gờ, đúng chiều và đầy đủ.

- Tránh làm hỏng các chi tiết.

- Các đệm làm kín phải kín không bị rách hoặc hư hỏng.

- Siết các bu lông phải đúng lực.

4.2. Kiểm tra, sửa chữa hộp số

4.2.1. Kiểm tra sửa chữa chi tiết:

a. Nắp và vỏ hộp số

* Hư hỏng :

- Bị nứt, vỡ do va chạm làm chảy dầu bôi trơn.

- Bị chờn ren ở lỗ ren do tháo lắp không đúng kỹ thuật.

- Các lỗ lắp vòng bi của các trục bị mòn do vòng bi bị kẹt xoay.

* Sửa chữa:

- Nếu nứt thì khoan chặn hai đầu vết nứt, sau đó đục chữ V dọc theo vết nứt rồi hàn lại với que hàn cùng vật liệu với vỏ.

- Lỗ lắp vòng bi mòn có thể doa rộng ép bạc và hàn bạc với vỏ.

b. Trục hộp số

* Hư hỏng:

- Mòn ở vị trí lắp vòng bi do tháo lắp nhiều lần hoặc bị kẹt làm giảm độ đồng tâm và độ song song của trục dẫn đến gài số khó.

- Mòn ở vị trí bánh răng quay trơn trên trục do ma sát.

- Trục bị cong do truyền mô men lớn, phần then bị mòn.

* Kiểm tra:

- Đo đường kính trục phần lắp ghép với vòng bi, bánh răng quay trơn bằng panme và so sánh với kích thước tiêu chuẩn. (hình 4.1)

- Đo đường kính ngoài của ống bạc chặn bằng panme.

- Kiểm tra độ cong của trục bằng đồ gá và đồng hồ so như hình 4.2.

d. Bộ đồng tốc

* Hư hỏng:

- Mặt côn của vành đồng tốc mòn do ma sát.

- Vành răng mòn, sứt, mẻ do ma sát và va đập.

- Chốt mòn hay vòng hãm mòn do ma sát.

- Rãnh then hoa mòn.

* Kiểm tra:

- Kiểm tra khả năng hãm bằng cách vừa xoay vừa ép vành đồng tốc vào mặt côn bánh răng, xoay cả hai chiều (như hình 4.6). Khả năng hãm kém chứng tỏ bề mặt ma sát bị mài mòn nhiều. 

- Đo khe hở giữa lưng vành đồng tốc với mặt đầu vành răng nhỏ của bánh răng bằng cân lá.

e. Bộ phận điều khiển

* Tay gài số:

- Thường mòn ở khớp cầu và mòn ở đầu tay gài số nơi tiếp xúc với rãnh trượt. Nếu mòn quá 0,15 mm phải hàn đắp và gia công lại hình dáng kích thước ban đầu.

- Nếu cong thì nắn lại.

* Trục trượt:

- Trục trượt mòn ở vị trí tiếp xúc với nắp hộp số và mòn các rãnh của cơ cấu định vị, khóa số, nếu đường kính trục trượt mòn quá 0,05 ÷ 0,12 mm thì thay mới.

4.2.2. Những hư hỏng thường gặp:

a. Bánh răng kêu khi sang số:

Hiện tượng:

Tiếng kêu các răng nghe thấy được từ bên trong hộp số khi lên số hoặc lùi số trong khi lái xe.

Vì hiện tượng này liên quan chặt chẽ tới hoạt động của ly hợp nên được kiểm tra trước để xem chức năng của nó chính xác không.

Các bước kiểm tra:

- Kiểm tra chức năng của ly hợp theo các bước kiểm tra về vấn đề khi cắt ly hợp.

- Lái xe, thỉnh thoảng lên số hoặc lùi số. Ly hợp hoạt động đúng chức năng nếu bánh răng không kêu ở tất cả các vị trí số.

b. Khó gài số:

Các vấn đề khi chuyển số có thể là khi chuyển số cần một lực vận hành lớn để ăn khớp hoặc nhả khớp bánh răng.

c. Nhảy số:

Trong trường hợp nhảy số, một bánh răng đã ăn khớp đột nhiên không ăn khớp mà không có tác động chuyển số của người lái, nó thường xảy ra khi rung động hoặc thay đổi tải của hộp số hoặc khi tăng tốc hay giảm tốc nhanh.

e. Có tiếng ồn ở tay số N:       

Khi ly hợp đóng và hộp số đang ở tay số N có tiếng động lạ là do hộp số và động cơ không thẳng hàng hoặc do khuyết điểm các bộ phận quay như: vòng bi, bánh răng, trục trung gian,… Cần kiểm tra các bánh răng và trục. Thay thế bộ phận hư hỏng.

f. Không vào được số lùi:

Có thể do mòn, hỏng bánh răng trung gian số lùi hoặc bạc lót đầu trục sơ cấp, bánh răng số lùi ở trục trung gian hoặc trục thứ cấp. Cũng có thể do mòn cơ cấu điều khiển sang số. Cần kiểm tra các bộ phận: bạc lót trục hoặc bánh răng trung gian số lùi, bánh răng số lùi trên trục thứ cấp, bánh răng trung gian, cơ cấu sang số. Thay thế bộ phận bị hư hỏng.

KẾT LUẬN

   Sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu với sự giúp đỡ tận tình của thày giáo: TS…………….. cùng các thầy giáo trong Bộ môn Ô tô quân sự, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình theo đúng tiến độ đề ra. Với nhiệm vụ được giao trong đồ án em đã thực hiện được các công việc sau:

- Tiến hành nghiên cứu và giới thiệu chung về xe Toyota Land Cruiser 4WD.

- Thực hiện phân tích kết cấu HTTL của xe Toyota Land Cruiser 4WD.

- Tiến hành nghiên cứu về các mô hình và phương pháp khảo sát động lực học chuyển động thẳng ô tô. Ứng dụng công cụ Simdriverline trong Matlab - Simulink để xây dựng mô hình và khảo sát động lực học chuyển động thẳng của xe.  

- Đưa ra những chú ý trong khai thác và bảo dưỡng hộp số xe Toyota Land Cruiser 4WD.

   Mặc dù còn nhiều vấn đề chưa giải quyết được trong đồ án này do hạn chế về năng lực, cũng như thời gian, nhưng đồ án này đã trang bị cho bản thân em không những là các kiến thức sâu sắc về chuyên ngành mà còn là nhận thức về phương pháp giải quyết một số vấn đề kỹ thuật nảy sinh từ thực tế. Chắc chắn đồ án không thể tránh được những chỗ còn thiếu sót, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thày và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn.

   Một lần nữa em xin cảm ơn thày giáo: TS…………….. cùng các thầy giáo trong Bộ môn Ôtô quân sự, khoa Động lực đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án.

   Em xin chân thành cảm ơn!

                                       Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

                                       Học viên thực hiện

                                     …………….

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Phúc Hiểu, Vũ Đức Lập, Lý thuyết ô tô quân sự. Nhà xuất bản Quân đội nhân dân 2002.

2. Vũ Đức Lập và Phạm Đình Vi, Cấu tạo ô tô quân sự - Tập 1, Học viện Kỹ thuật Quân sự.

3. Nguyễn Phùng Quang (2006), Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.

4. Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật cơ khí, Nhà xuất bản Giáo dục.

5. Nguyễn Khắc Trai, Cấu tạo hệ thống truyền lực ô tô con, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.

6. Hướng dẫn sử dụng Toyota Land Cruiser 4WD.

7. Toyota Land Cruiser 4WD- Service Manual .

8. Các bài viết sưu tầm trên Internet.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"