1.3.3  Hộp số

Hộp số trên xe UAZ-3160 là hộp số loại cơ khí, có đồng tốc quán tính hoàn toàn ở các tay số tiến. Trên xe có thể lắp hộp số 4 số hoặc 5 số.

Tỷ số truyền của hộp số xe UAZ-3160 được chỉ ra trong bảng 1-2.

1.3.4 Truyền động các đăng

Trục truyền động các đăng loại hở, bao gồm 2 trục. Ổ bi trục chữ thập kiểu ổ bi kim.

1.3.5 Cầu trước và cầu sau

Cầu trước và cầu sau xe UAZ-3160  đều là cầu chủ động .

Thông số kỹ thuật và đặc điểm kết cấu cầu xe UAZ-3160 được chỉ ra trong bảng 1-4.

Chương 2

PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE UAZ-3160

2.1 Bố trí chung hệ thống truyền lực

2.1.1 Công dụng

Hệ thống truyền lực trên xe là tổ hợp các cụm, các cơ cấu được liên kết với nhau có nhiệm vụ:

+ Truyền các mô men xoắn từ động cơ tới các bánh xe chủ động.

+ Ngắt mô men xoắn khi cần thiết.

+ Biến đổi mô men xoắn phù hợp với điều kiện đường xá và làm tăng tính năng thông qua, việt dã của xe.

2.1.3 Các cụm chính hệ thống truyền lực

Hệ thống truyền lực của ô tô bao gồm: Ly hợp, hộp số, truyền động các đăng, cầu xe…Do khối lượng yêu cầu của đồ án đề ra quá nhiều, trong khi thời gian và kiến thức nghiên cứu của em còn nhiều hạn chế nên em xin được đi sâu vào phân tích ly hợp, hộp số của xe UAZ- 3160.

2.2 Li hợp

2.2.1 Công dụng

+ Ly hợp được đặt ở phía đuôi trục khuỷu động cơ.

+ Là khớp nối dùng để truyền mômen xoắn từ trục khuỷu động cơ đến các cụm tiếp theo của hệ thống truyền lực.

+ Dùng cắt tức thời nội động lực giữa động cơ với hệ thống truyền lực khi khởi hành, dừng xe, chuyển số và khi phanh.

2.2.3 Đặc điểm kết cấu một số chi tiết điển hình của ly hợp

a)  Bánh đà

Được chế tạo từ thép, vật liệu này đảm bảo độ bền cơ học cao, đáp ứng được yêu cầu về chất lượng và giá thành. Vành răng mặt ngoài của bánh đà được dùng để khởi động động cơ. Vành răng khởi động được làm từ thép hợp kim.

Trên bánh đà có gia công các lỗ ren để bắt với vỏ của bộ ly hợp. Phía bên trong gia công lỗ trụ tròn và có gia công các lỗ để bắt chặt với mặt bích đuôi trục khuỷa.

b) Đĩa ma sát

Cấu tạo đĩa ma sát bị động gồm các chi tiết: Hai tấm ma sát, xương đĩa, moay ơ, lò xo giảm chấn.

* Tấm ma sát

Tấm ma sát có dạng hình khăn: Trên mỗi đĩa bị động gồm hai tấm ma sát được ghép chặt với xương đĩa bằng các đinh tán. Khi sử dụng tấm ma sát không được mòn cách đầu đinh tán 0,3 mm. Trên bề mặt tấm ma sát có gia công các rãnh hướng kính.

* Xương đĩa

Gồm một đĩa thép lượn sóng, trên xương đĩa có xẻ các rãnh hướng kính chia xương đĩa thành nhiều phần bằng nhau và trên các phần nhỏ được uốn về các phía khác nhau có tác dụng như một lò xo lá nhằm dập tắt các dao động dọc trục và việc cắt nối ly hợp được êm dịu.

* Bộ giảm chấn

Bộ giảm chấn ly hợp gồm 4 lò xo giảm chấn được lắp trong 4 lỗ hình trụ chữ nhật của xương đĩa và trong mặt bích moay ơ, 4 lò xo được giữ bằng hai vành hãm ở hai bên. Trên moay ơ của đĩa ma sát bị động một đầu mặt bích đặt đĩa của tấm ma sát, còn đầu kia đặt xương đĩa của bộ giảm chấn xoắn. Đĩa bị động và xương đĩa được nối với nhau bởi ba đinh tán và có khả năng quay tương đối với moay ơ. 

f)  Vòng bi mở

Vòng bi mở là một bộ phận trung gian từ dẫn động điều khiển tới đòn mở. Cấu tạo của vòng bi mở bao gồm: bạc trượt, khớp gài đầu bạc trượt, ổ bi cầu đỡ chặn. Ổ bi và bạc trượt được bôi trơn bằng một loại mỡ đặc biệt. Ở vỏ bên ngoài vòng bi mở có các chụp làm kín và lắp các ngoắc để bắt càng cua của càng mở. Vòng bi mở di chuyển dọc trục được trên ống dẫn hướng.

2.3 Hộp số

2.3.1 Công dụng

+ Hộp số dùng để thay đổi lực kéo tác dụng lên bánh xe bằng cách thay đổi tỷ số truyền động giữa bánh xe chủ động với động cơ.

+ Hộp số dùng để cắt động cơ đang làm việc ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian tuỳ ý.

+ Thay đổi chiều chuyển động của xe (đi số tiến hoặc đi số lùi).

+ Hộp số xe UAZ-3160  là hộp số cơ khí năm cấp có ba trục dọc xe, có 4 số tiến và 1 số lùi. Có các số truyền khác nhau ở từng tay số để thích hợp với vận tốc chuyển động của xe trong phạm vi rộng theo lực cản bên ngoài.

2.3.3 Cấu tạo

Hộp số xe UAZ- 3160 là hộp số cơ khí, 5 số tiến, 1 số lùi, hộp số 3 trục. Trục sơ cấp 1 và trục thứ cấp 2 được bố trí đồng trục với nhau. Bánh răng chủ động chính (số 5) được chế tạo liền với trục sơ cấp của hộp số (trục ly hợp). Một đầu của trục thứ cấp được tựa trên ổ bi nằm ở vỏ hộp số, đầu còn lại gối vào ổ bi kim trong phần rỗng của bánh răng chủ động chính. Trục trung gian được gối trên hai ổ đỡ nằm trong vỏ hộp số đặt song song và cách trục sơ cấp và thứ cấp một khoảng nào đó.

2.3 Hộp số phân phối.

Trong hệ thống truyền lực, hộp số phân phối đảm bảo phân chia mô men xoắn đến hai cầu chủ động, giúp xe có tính năng thông qua cao hoạt động tốt trong mọi điều kiện.

Hộp số phân phối sẽ tách hoặc nối dòng truyền lực ra cầu trước tùy thuộc vào điều kiện hoạt động của xe trên đường. Khi xe chạy trên đường tốt, sẽ không gài cầu trước. Nếu sức cản chuyển động quá lớn, người lái sẽ phải gài số truyền thấp của hộp số phân phối. Lúc đó cầu trước sẽ được gài tự động hoặc cưỡng bức.

- Kết cấu hộp số phân phối:

Gồm vỏ hộp, trục chủ động, trục trung gian, dẫn động cầu sau, trục dẫn động cầu trước và các bánh răng...

+ Vỏ hộp số phân phối.

Vừa là giá đỡ để lắp các cụm chi tiết của hộp số phân phối, vừa cố định vị trí ổ đỡ đầu trục, đồng thời có tác dụng chứa dầu bôi trơn.

Vỏ hộp số phân phối được đúc bằng gang cầu, để đảm bảo tính kinh tế. Ở phía dưới có lỗ xả dầu bôi trơn, ngoài vỏ còn được chế tạo các gân tăng cứng.

+ Trục chủ động hộp số phân phối.

Cũng chính là trục bị động của hộp số. Vật liệu chế tạo là thép hợp kim có mác 40XT nhằm chống chịu các lực uốn va đập. 

+ Trục trung gian.

Một đầu được gối trên ổ đũa, đầu kia gối lên ổ bi cầu. Mục đích của việc lắp ổ đũa vì nó có thể chịu được lực hướng kính và lực va đập lớn. Còn đầu kia lắp ổ bi để chịu lực hướng kính và lực dọc trục nhỏ. Bánh răng truyền động giảm tốc độ được chế tạo liền trục, còn đầu kia được phay rãnh then hoa nhằm ăn khớp với then hoa của bánh răng ăn khớp với bánh răng của trục dẫn động cầu trước.

2.5 Truyền động các đăng.

+ Truyền động các đăng dùng truyền mô men xoắn giữa các trục của hai cơ cấu mà đường tâm trục không nằm trên một đường thẳng và vị trí tương đối của cụm thay đổi trong quá trình làm việc.

+ Truyền động các đăng dùng truyền mô men xoắn từ trục hộp số đến các cầu chủ động, các bánh xe chủ động, từ hộp số ra các chi tiết phụ, từ hệ trục lái đến cơ cấu lái…

Trục các đăng là trục rỗng, được chế tạo bằng thép cán ống liền hoặc thép hàn nhằm làm giảm khối lượng và tăng độ bền. Phần giữa trục có ống nối dùng nối hai đầu trục lại với nhau. 

2.6 Cầu xe

Xe UAZ-3160 gồm hai cầu chủ động (cầu trước là cầu chủ động dẫn hướng). Cầu chủ động là cụm tổng thành cuối cùng trong hệ thống truyền lực của ô tô. Cầu chủ động dùng để truyền, tăng và phân phối mô men xoắn đến các bánh xe chủ động, đồng thời cầu chủ động còn nhận các phản lực từ mặt đường tác dụng lên, đỡ toàn bộ phần trọng lượng của xe phân bố lên nó.

Khi xe đi trên đường vòng, quãng đường lăn của các bánh xe khác nhau. Lúc này, phản lực tại điểm ăn khớp hai bên của bánh răng hành tinh bị khác nhau nên các bánh răng hành tinh vừa quay theo vỏ hộp vi sai quanh đường tâm của các nửa trục vừa quay quanh trục 11 của nó. Do đó, hai bánh răng bán trục hai bên quay với tốc độ khác nhau, đảm bảo các bánh xe quay với tốc độ khác nhau phù hợp với bán kính quay vòng của xe. 

Chương 3

 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIÊM LY HỢP XE UAZ - 3160

3.1 Mục đích và nội dung tính toán kiểm nghiệm

3.1.1 Mục đích tính toán

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. Qua đó khẳng định chất lượng và khả năng làm việc của ly hợp trong điều kiện thực tế của Việt Nam. Đồng thời đưa ra các giải pháp cần thiết nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả khai thác ly hợp trong điều kiện đó. Đảm bảo độ tin cậy, an toàn làm việc, nâng cao năng xuất vận tải cũng như độ bền lâu các chi tiết của ly hợp và các yêu cầu của ly hợp. Các yêu cầu đó là:

+ Truyền hết mômen xoắn lớn nhất của động cơ trong mọi điều kiện làm việc.

+ Đóng êm dịu để tăng từ từ mômen xoắn khi khởi động xe không bị dật, không gây va đập răng khi sang số.

+ Là cơ cấu an toàn, tránh cho hệ thống truyền lực động cơ khi quá tải.

3.1.2 Nội dung tính toán

- 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.

3.2 Nội dung tính toán kiểm nghiệm

3.2.1 Xác định mômen ma sát của ly hợp

Hệ số b phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong mọi trường hợp. Tuy nhiên b không được quá lớn để tránh tăng kích thước đĩa bị động hoặc tăng số lượng đĩa ma sát (dẫn đến tăng kích thước, khối lượng ly hợp) và tránh đòi hỏi lực tác dụng lên đĩa ma sát lớn và để tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải khi chế độ làm việc bất thường.

Dựa theo tiêu chí trên và dựa theo kinh nghiệm, đối với ô tô du lịch: (b = 1, 3 ¸ 1, 75) có thể  chọn b = 1, 5.

Mômen lớn nhất của động cơ: M_emax =274,4 (Nm), vậy thay số vào (3.1) ta có mômen mà ly hợp cần truyền là: 411,6 (Nm)

3.2.2 Kiểm tra ly hợp theo công trư­ợt riêng 

Ta có:

G_a: là trọng lư­ợng  của toàn bộ xe khi đẩy tải [N].

g: là gia tốc trọng tr­ường g = 9, 81 [m/s²]

i_hi: là tỷ số truyền của hộp số  ở tay số i=1

i_p : Tỷ số truyền của hộp số phân phối ở số truyền thấp:i_c = 1,94

i₀: là tỷ số truyền của hộp truyền lực chính. 

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 tài liệu [5] thì công trư­ợt riêng cho phép [l] = 100106 [J/m²], như­ vậy theo kết quả tính toán l < [l].  Phản ánh đ­ược rằng công ma sát sinh ra trên một đơn vị diện tích tấm ma sát là nhỏ hơn so với  giá trị cho phép, như vậy là tốc độ hao mòn bề mặt ma sát là nhỏ, kéo dài thời gian làm việc của các tấm ma sát.  Bộ ly hợp hoàn toàn thoả mãn bền.

3.2.3 Tính toán sức bền đĩa bị động

Để giảm kích thước của ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát khô chọn vật liệu có hệ số ma sát cao, đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xương đĩa. Tấm ma sát được gắn với xương đĩa bị động bằng đinh tán. Xương đĩa thường chế tạo bằng thép cácbon trung bình và cao (thép 50 ¸ 85), chiều dày xương đĩa chọn từ (1,5 ¸ 2,0) mm

Chiều dày tấm ma sát thường chọn từ (3 ¸ 5) mm, vật liệu của tấm ma sát thường là Phêrađô đồng.

Tấm ma sát được gắn với xương đĩa bị động bằng đinh tán bằng đồng có đường kính (4¸6) mm.

Đinh tán được bố trí trên 2 dãy ở giữa vành ma sát, tương ứng với các bán kính ở vòng trong là r₁ và vòng ngoài là r₂.

So sánh với ứng suất cho phép ta thấy then hoa 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 UAZ - 3160 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 UAZ-3160 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

Đối với hệ thống truyền lực, mòn là một hiện tượng khá phổ biến thường gặp gây suy giảm tình trạng kỹ thuật, gây hỏng hóc các chi tiết của hệ thống. Các chi tiết điển hình bị mòn thường gặp như cụm đĩa ly hợp, vòng bi cắt ly hợp, bộ giảm chấn, bánh răng, càng chuyển số.

4.1.1 Ma sát

* Khái niệm về ma sát:

Ma sát là quá trình chống lại sự di chuyển tương đối giữa hai vật thể ở vùng các mặt trượt kèm theo sự tiêu hao năng lượng chuyển biến thành nhiệt.

* Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số ma sát

- Ảnh hưởng của tải trọng.

- Ảnh hưởng của vận tốc

- Ảnh hưởng của điều kiện ma sát.

4.1.3 Biến dạng dư

- Biến dạng là sự thay đổi hình dạng, kích thước của chi tiết. Đó là một thuộc tính quan trọng của vật liệu. Biến dạng được phân loại thành hai loại là biến dảng dẻo và biến dạng đàn hồi:  Biến dạng đàn hồi là sự thay đổi hình dáng vật thể dưới tác dụng ngoại lực, khi bỏ lực tác dụng chi tiết sẽ khôi phục hình dáng ban đầu. Biến dạng dẻo là biến dạng còn dư lại sau khi bỏ ngoại lực tác dụng.

- Biến dạng xuất hiện khi trong vật liệu chi tiết có ứng suất. Nếu ứng suất nhỏ hơn giới hạn đàn hồi thì biến dạng đàn hồi sẽ là chủ yếu, tuy nhiên biến dạng đàn hồi có thể kèm theo biến dạng dư trong những điều kiện nhất định, chẳng hạn khi nhiệt độ cao do hiện tượng nửa chảy hoặc ở nhiệt độ thường do tính ứng suất .

4.1.5 Điều kiện về môi trường

* Ảnh hưởng của nhiệt độ

 Nhiệt độ cao, thay đổi đột ngột, trị số nhiệt độ thay đổi lớn sẽ làm thay đổi tính chất cơ- lý- hóa của vật liệu, làm giảm chất lượng của trang bị kỹ thuật, cụ thể:

- Làm giản nở vật liệu, gây biến dạng hình học, phồng rộp bề mặt, nhất là vật liệu hữu cơ, các màng sơn, các vật liệu gỗ…vv.

* Ảnh hưởng của độ ẩm

- Không khí có độ ẩm cao sẽ gây các ảnh hưởng:

- Gây ăn mòn kim loại do hóa học và điện hóa.

3.2 Sự suy giảm tình trạng kỹ thuật và một số hư hỏng hệ thống truyền lực trong quá trình sử dụng

3.2.1 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 hhieenj dạng hổng 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.

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.

3.2.2 Một số hư hỏng của hệ thống truyền lực trong quá trình sử dụng

- Những hư hỏng của ly hợp, nguyên nhân và cách khắc phục.

- Những hư hỏng của hộp số, nguyên nhân và cách khắc phục.

KẾT LUẬN

     Qua thời gian nghiên cứu làm đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu sự suy giảm tình trạng kĩ thuật hệ thống truyền lực xe UAZ-3160 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: TS …………., 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, tôi thấy xe UAZ-3160 là xe có nhiều ưu điểm trong thiết kế, chế tạo và được sử dụng tốt ở Việt Nam. Xe có thể thích nghi với điều kiện sử dụng trong quân sự cũng như trong đời sống dân sinh.

     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 tại đơn vị 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 và các đồng chí để đồ án được hoàn thiện hơn.

     Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                    Hà Nội, ngày … tháng …năm 20…

                                                                                                Học viên thực hiện

                                                                                                ……………

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.  Nguyễn Hữu Cẩn, Phạm Đình Kiên. Tính toán thiết kế ô tô - máy kéo (tập I,II ).  NXB: ĐH - THCN. Hà Nội , 1987.

2. Phạm Đình Vi, Vũ Đức Lập. Cấu tạo ôtô quân sự. Học viện kỹ thuật quân sự, 1995

3. Hướng dẫn thiết kế môn học “Kết cấu tính toán ô tô quân sự” phần Ly hợp, ĐHKTQS, 1976.

4. Hướng dẫn sửa chữa “Xe UAZ - 3160 và các dạng cải biên”. Cục xe - máy, TCKT - BQP.   

5. Ngô Khắc Hùng : Kết cấu và tính toán ô tô. NXB: Giao thông vận tải. Hà nội, 2008.

 "TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"