MỤC LỤC
MỤC LỤC...........................................................................................................................................................................................1
LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................................................................................................5
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ CHỈ HUY.......................................................................................................................7
1.1. Khái quát chung về ô tô UAZ-31512...........................................................................................................................................7
1.2. Đặc tính kỹ-chiến thuật xe UAZ-31512........................................................................................................................................8
Chương 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ CHỈ HUY............................................................................13
2.1. Cấu tạo chung của hệ thống truyền lực.....................................................................................................................................13
2.2. Ly hợp.........................................................................................................................................................................................14
2.1.1. Công dụng...............................................................................................................................................................................15
2.1.2. Cấu tạo chung.........................................................................................................................................................................15
2.1.3. Nguyên lý làm việc của ly hợp.................................................................................................................................................17
2.1.4. Phân tích kết cấu.....................................................................................................................................................................17
2.2. Hộp số........................................................................................................................................................................................27
2.2.1. Công dụng...............................................................................................................................................................................27
2.2.2. Cấu tạo....................................................................................................................................................................................28
2.2.3. Nguyên lý làm việc của hộp số................................................................................................................................................29
2.2.3. Phân tích kết cấu.....................................................................................................................................................................30
2.3. Hộp số phân phối.......................................................................................................................................................................40
2.3.1. Công dụng...............................................................................................................................................................................40
2.3.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc.................................................................................................................................................41
2.3.3. Phân tích kết cấu.....................................................................................................................................................................42
2.4. Truyền động các đăng................................................................................................................................................................48
2.4.1. Công dụng...............................................................................................................................................................................48
2.4.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các đăng khác tốc............................................................................................................49
2.4.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của khớp các đăng đồng tốc...................................................................................................52
2.5. Cầu xe.........................................................................................................................................................................................54
2.5.1. Công dụng:...............................................................................................................................................................................54
2.5.2. Cấu tạo:....................................................................................................................................................................................54
2.5.3. Kết cấu cầu xe.........................................................................................................................................................................56
Chương 3. NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THAY THẾ HTTL Ô TÔ CHỈ HUY BẰNG HTTL CÓ HỘP SỐ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG....64
3.1. Một số phương án thay thế hệ thống truyền lực bằng hệ thống truyền lực có hộp số điều khiển tự động................................64
3.2. Tính toán động lực học quá trình tăng tốc ô tô UAZ - 31512......................................................................................................67
3.2.1. Cơ sở lý thuyết.........................................................................................................................................................................67
3.2.2. Kết quả tính toán......................................................................................................................................................................75
Chương 4. HƯỚNG DẪN KHAI THÁC HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ CHỈ HUY......................................................................76
4.1. Những chú ý khi khai thác hệ thống truyền lực..........................................................................................................................76
4.2. Một số hư hỏng thông thường và cách khắc phục.....................................................................................................................77
4.2.1. Ly hợp......................................................................................................................................................................................77
4.2.2. Hộp số, hộp số phân phối .......................................................................................................................................................80
4.2.3. Trục các đăng..........................................................................................................................................................................82
4.2.4. Cầu xe.....................................................................................................................................................................................82
4.3. Quy định bảo dưỡng..................................................................................................................................................................83
4.3.1. Các chế độ bảo dưỡng ly hợp trong sử dụng.........................................................................................................................83
4.3.2. Các chế độ bảo dưỡng hộp số, hộp số phân phối trong sử dụng...........................................................................................85
4.3.3. Các chế độ bảo dưỡng trục các đăng.....................................................................................................................................87
4.3.4. Các chế độ bảo dưỡng cầu xe................................................................................................................................................87
KẾT LUẬN........................................................................................................................................................................................89
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................................................................90
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 hoá, hành khách và phát triển kinh tế xã hội. Từ lúc ra đời cho đến nay ô tô đã sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như giao thông vận tải, nông nghiệp, công nghiệp, du lịch…
Không chỉ đáp ứng hoạt động giao thông của nền kinh tế quốc dân, ô tô còn là phương tiện tối quan trọng trong hoạt động quân sự. Rút ngắn thời gian và sức lực cho quá trình cơ động của con người, chuyên chở vũ khí, trang thiết bị, khí tài quân đội được nhanh chóng đảm bảo, an toàn, bí mật. Yêu cầu về ô tô trong quân đội cao hơn so với các loại ô tô khác bên ngoài do phải di chuyển được trên mọi điều kiện địa hình, có đường hoặc không có đường và các điều kiện thời tiết khác nhau, vì vậy ô tô quân sự phải đáp ứng đầy đủ tính năng kỹ chiến thuật, khả năng thông qua cao. Trong quân đội ta hiện nay, ô tô quân sự phần lớn được nhập từ Liên Xô cũ, dòng xe chỉ huy được sử dụng chủ yếu là UAZ bởi độ tin cậy cao và tính việt dã của nó. Nhiệm vụ chính của xe này là phục vụ công tác chỉ huy các cấp, chủ yếu là đưa đóng sỹ quan chỉ huy đi công tác.
Để đáp ứng khả năng thông qua cao, người lái phải có sự tập trung cao độ, đặc biệt là việc sang số phải liên tục dễ gây mệt mỏi, mất tinh thần từ đó dễ gây nguy hiểm, xảy ra tai nạn. Vì vậy một trong những yêu cầu của hộp số là khả năng điều khiển thuận tiện, nhẹ nhàng nhằm làm giảm nhẹ công việc và sức lực cho người lái. Bên cạnh đó, trong điều kiện được phố, đường bị chia cắt nhiều, tính năng tăng tốc có thể là yếu tố quyết định đến vận tốc trung bình của ô tô. Vận tốc trung bình đối với ô tô quân sự là quan trọng khi xe di chuyển trong đội hình. Tính năng tăng tốc được đánh giá bằng thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc. Khả năng tăng tốc của ô tô cũng như việc khai thác hết nguồn động lực của ô tô phụ thuộc nhiều vào khả năng và kỹ năng điều khiển của người lái, đặc biệt là thời điểm sang số. Vì vậy, đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu khả năng thay thế hệ thống truyền lực của ô tô chỉ huy bằng hệ thống truyền lực có hộp số điều khiển tự động” đặt ra là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn.
Nội dung thuyết minh của đồ án ngoài phần mở đầu, kết luận gồm 4 chương. Trong chương 1, đồ án chủ yếu giới thiệu về ô tô chỉ huy, các thông số chiến kỹ thuật của ô tô. Phân tích kết cấu của các cụm, bộ phận cơ bản của hệ thống truyền lực của ô tô chỉ huy được trình bày trong chương 2. Nội dung của chương 3 tập trung vào nghiên cứu các giải pháp thay thế hệ thống truyền lực của ô tô chỉ huy bằng hệ thống truyền lực có hộp số điều khiển tự động. Cuối cùng chương 4 đề cập đến vấn đề khai thác hệ thống truyền lực của ô tô chỉ huy. Trong phạm vi đồ án lấy điển hình xe ô tô chỉ huy UAZ – 31512 làm đối tượng nghiên cứu.
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ CHỈ HUY
1.1. Khái quát chung về ô tô UAZ-31512
Ô tô UAZ-31512 do nhà máy ô tô ULANÔPXKI sản xuất từ năm 1995, được nhập vào Việt Nam từ năm 2000 và được sử dụng trong quân đội với chức năng chủ yếu là xe chỉ huy với mục đích chuyên chở chỉ huy, cán bộ đi làm nhiệm vụ. Xe hai cầu chủ động có công thức bánh xe là 4x4 nên có tính năng thông qua cao ( hình 1.1 ).
Xe UAZ-31512 lắp động cơ xăng, bốn xi lanh, bốn kỳ, xu-páp treo làm mát bằng chất lỏng. Động cơ bố trí trong khoang phía trước, do đó giảm được chiều dài có ích của xe, tuy nhiên lại có nhược điểm là tăng trọng lượng bám cho cầu trước.
Hệ thống cung cấp nhiên liệu bơm xăng kiểu màng dẫn động bằng cơ khí, chế hòa khí K-131A, và bầu lọc thô, cốc lọc tinh.
Hệ thống phanh chân với cơ cấu phanh tang trống ở cả bốn bánh xe. Dẫn động hai dòng thủy lực từ xi lanh phanh chính hai khoang, một tới cơ cấu phanh trước, một tới cơ cấu phanh sau, có trợ lực chân không.
Hệ thống phanh tay với cơ cấu phanh tang trống, bố trí ở hộp số phân phối và tác động lên trục các đăng dẫn động cơ khí bằng tay.
1.2. Đặc tính kỹ-chiến thuật xe UAZ-31512
Ở mục này đồ án giới thiệu các kích thước bên ngoài của xe về mặt trực quan ( hình 1.2 ). Các thông số kỹ thuật cơ bản được trình bày trong bảng 1.1.
Các thông số kỹ thuật của xe chỉ huy UAZ-31512 được thể hiện trong bảng 1.1.
Chương 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ CHỈ HUY
2.1. Cấu tạo chung của hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực trên xe bao gồm tổ hợp các cụm, cơ cấu sắp xếp theo quy luật và được liên kết với nhau từ động cơ tới bánh xe chủ động. Nhờ có hệ thống truyền lực mà cơ năng từ động cơ được truyền tải đến các bánh xe chủ động để di chuyển xe.
* Công dụng của hệ thống truyền lực:
+ Truyền, biến đối và phân bố mô men xoắn cả về độ lớn lẫn phương từ động cơ tới 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.
+ Ngắt tạm thời dòng truyền lực trong khoảng thời gian nhất định.
* Sơ đồ động học của hệ thống truyền lực được thể hiện trên hình 2.1
* Nguyên lý làm việc chung của hệ thống truyền lực:
+ Người lái tác động vào bàn đạp ly hợp, cần gài số, cần gài cầu thông qua dẫn động điều khiển để đóng mở ly hợp, chuyển số và gài hoặc không gài cầu làm thay đổi tốc độ và mô men ra bánh xe phù hợp với điều kiện chuyển động.
+ Mô men sinh ra bởi động cơ được truyền lực theo sơ đồ:
Động cơ → Ly hợp ® Hộp số → Hộp số phân phối → Truyền động các đăng → Cầu xe → Bán trục → Bánh xe.
2.2. Ly hợp
Ly hợp sử dụng trên ô tô UAZ – 31512 là ly hợp ma sát, khô, một đĩa, thường đóng, lò xo ép bố trí xung quanh.
- Ưu điểm:
+ Ly hợp ma sát có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, hiệu suất truyền lực lớn.
+ Ly hợp ma sát khô có ma sát lớn, truyền mô men tốt hơn, không phải thay dầu thủy lực và giá thành chế tạo thấp hơn so với loại ly hợp ma sát ướt.
+ Khối lượng phần bị động nhỏ. Ly hợp một đĩa đảm bảo thoát nhiệt tốt, thuận tiện cho bảo dưỡng và sửa chữa, giá thành thấp hơn, khả năng dính giữa các bề mặt ma sát và đĩa ép cũng như với bánh đà hạn chế hơn so với ly hợp hai đĩa ma sát.
2.1.1. Công dụng
Ly hợp là một khớp nối ma sát dùng để truyền mô men xoắn từ trục khuỷu động cơ đến các cụm tiếp theo của hệ thống truyền lực.
Dùng để tách, nối giữa động cơ với hệ thống truyền lực khi khởi hành, dừng xe, chuyển số và cả khi phanh xe.
2.1.2. Cấu tạo chung
* Sơ đồ nguyên lý cấu tạo chung của ly hợp được thể hiện trên hình 2.2.
* Cấu tạo chung
Có thể chia ly hợp ra thành hai phần:
- Cơ cấu ly hợp
+ Phần chủ động: bao gồm những chi tiết được lắp ghép trực tiếp hoặc gián tiếp với bánh đà động cơ và chúng luôn có cùng vận tốc góc với bánh đà. Đối với xe UAZ – 31512 phần chủ động ly hợp gồm: bánh đà 1, đĩa ép 3, vỏ ly hợp 4 và các lò xo ép 5.
+ Phần bị động: bao gồm các chi tiết luôn có chuyển động quay cùng với trục bị động của ly hợp. Đối với xe UAZ – 31512 bao gồm đĩa bị động 2 và trục bị động 9.
2.1.3. Nguyên lý làm việc của ly hợp
Ly hợp làm việc ở 3 trạng thái: đóng, mở và khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp đón trở lại.
+ Khi ly hợp ở trạng thái đóng: Đây là trạng thái làm việc thường xuyên của ly hợp. Khi người lái chưa tác dụng lên bàn đạp ly hợp 10 một lực Q nào đó, dưới tác dụng của các lò xo ép 5 sẽ đẩy đĩa ép 3 ép sát đĩa bị động 2 vào bánh đà động cơ 1. Khi đó bánh đà động cơ 1, đĩa bị động 2, đĩa ép 3, các lò xo ép 5 và vỏ ly hợp 4 sẽ quay liền thành một khối.
+ Khi ly hợp ở trạng thái mở: Người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp một lực Q, qua hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp sẽ đẩy bạc mở 7 di trượt dọc trục 9 sang bên trái, đi hết khe hở giữa bạc mở và đầu đòn mở, tỳ vào các đầu đòn mở 16, thắng lực ép lò xo ép 5 tách đĩa ép 3 kéo nó sang bên phải, giải phóng bề mặt ma sát giữa đĩa bị động 2 với bánh đà 1 và đĩa ép 3.
2.1.4. Phân tích kết cấu
* Phân tích kết cấu một số chi tiết điển hình của ly hợp
2.1.2.1. Kết cấu cơ cấu ly hợp
Phần chủ động của ly hợp:
Bao gồm có bánh đà 2, đĩa ép 3, vỏ ly hợp 19, lò xo ép 18. Các bề mặt ma sát của bánh đà được gia công phẳng.
+ Đĩa ép được thiết kế, chế tạo có độ bền mòn cao, độ bền cơ học cao và khả năng thoát nhiệt tốt do trong quá trình làm việc, ly hợp bị trượt sẽ phát sinh nhiệt làm cho các chi tiết bị nóng lên. Đĩa ép dày đảm bảo độ cứng vững tránh hiện tượng cong vênh trong quá trình làm việc để hấp thụ nhiệt sinh ra khi ly hợp trượt và tỏa ra môi trường không khí.
+ Lò xo ép 18 gồm có 9 chiếc được bố trí trên một vòng tròn. Mỗi lò xo ép 18 có đầu tỳ vào vỏ ly hợp, đầu kia tỳ vào đĩa ép qua vòng cách nhiệt 20. Các lò xo ép được định tâm bằng các mép lỗ ở vỏ ly hợp 19 và các gờ lồi ở đĩa ép.
Phần bị động của ly hợp:
+ Phần bị động của ly hợp gồm: đĩa bị động, trục bị động 7.
+ Đĩa bị động được lắp ghép then hoa với trục 7 cũng chính là trục sơ cấp của hộp số. Mối ghép then hoa này bảo đảm truyền mô men xoắn tới trục 7, đồng thời đĩa bị động có thể dịch chuyển dọc trục khi mở và đóng ly hợp.
+ Moay ơ đĩa bị động 7 dùng để truyền mô men xoắn từ đĩa bị động tới trục bị động của ly hợp (trục sơ cấp của hộp số). Mặt trụ trong của moay ơ có gia công rãnh then hoa để lắp ghép với đoạn trục then hoa của trục bị động. Vành moay ơ được chế tạo liền với moay ơ.
Nguyên tắc truyền mô men qua các chi tiết đàn hồi bằng lò xo xoắn trụ được thể hiện trên hình 2.5.
Cơ cấu đóng mở ly hợp:
Cơ cấu đóng mở ly hợp gồm đòn mở và bạc mở.
+ Đòn mở ly hợp:
Dùng để tách cưỡng bức đĩa ép và giải phóng đĩa bị động ra khỏi bánh đà khi mở ly hợp. Đòn mở được kết cấu theo nguyên lý đòn bẩy: đầu ngoài nối bản lề với đĩa ép qua ổ thanh lăn kim để giảm ma sát ở khớp nối này khi mở ly hợp, đầu trong sẽ tỳ vào bạc mở khi tác động mở ly hợp còn ở phần giữa của đòn mở nối bản lề với giá đòn mở. Giá này được lắp với vỏ ly hợp 10 bằng bulông và đai ốc.
+ Bạc mở ly hợp :
Dùng để truyền lực tác động từ dẫn động mở ly hợp tới đòn mở. Bạc mở có cấu tạo gồm ổ bi tỳ hướng trục và bạc trượt. Khi đóng mở ly hợp thì bạc trượt di chuyển dọc trục, vòng phía trước (bên trái) của ổ bi tỳ khi ly hợp mở sẽ quay cùng với các đầu đòn mở, còn vòng phía sau (bên phải) sẽ không quay mà được cố định tương đối so với bạc trượt.
2.1.2.2. Dẫn động điều khiển ly hợp
* Dẫn động điều khiển ly hợp ô tô UAZ – 31512 là dẫn động điều khiển ly hợp kiểu thuỷ lực. Với kết cấu này có những ưu, nhược điểm sau :
- Ưu điểm:
+ Kết cấu gọn, chỉ cần khoảng không gian nhỏ hẹp để bố trí các cụm và đường ống của hệ thống.
+ Khi bị nén dầu không bị giảm thể tích và các đường ống không có biến dạng lớn nên dẫn động thuỷ lực có độ cứng cao.
+ Dẫn động thuỷ lực đóng ly hợp êm hơn so với dẫn động cơ khí.
- Nhược điểm:
+ Độ tin cậy không lớn
+ Giá thành chế tạo cao.
* Công dụng: Dẫn động điều khiển ly hợp dùng để truyền lực tác động của người lái đến cơ cấu mở ly hợp và cùng với cơ cấu mở thực hiện việc điều khiển ly hợp theo ý muốn của người lái.
* Sơ đồ cấu tạo chung được thể hiển trên hình 2.6.
* Kết cấu một số bộ phận của dẫn động điều khiển được thể hiện trên hình 2.7.
Kết cấu xy-lanh công tác và xy-lanh chính được thể hiện trên hình 2.8 và 2.9.
+ Xy lanh chính 3 chế tạo bằng gang, lắp chặt với bầu chứa dầu 2 và nối thông với nhau qua lỗ thoát dầu A, lỗ bù dầu B. Bầu chứa dầu có nắp đậy và lỗ thông áp. Xy lanh một đầu có lỗ để lắp đầu nối dẫn dầu tới xy lanh công tác bằng đường ống, mặt trụ trong chế tạo nhẵn bóng để lắp các chi tiết.
+ Piston 7 được đúc bằng hợp kim nhôm, lắp trong xy lanh có vòng phớt làm kín và được hạn chế dịch dọc. Thân piston chế tạo thắt ở giữa, một đầu có các lỗ dọc trục để dẫn dầu. Phía trước piston có lò xo lá (lò xo hoa thị), bát cao su làm kín dầu và lò xo hồi vị.
2.2. Hộp số
2.2.1. Công dụng
- Để truyền mô men xoắn từ trục khuỷu của động cơ tới bánh xe chủ động.
- Để thay đổi tỷ 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 chuyển động của ô tô trong khoảng rộng tuỳ theo sức cản bên ngoài.
- Thực hiện chuyển động lùi của ô tô hoặc tách động cơ đang làm việc ra khỏi hệ thống truyền lực trong khoảng thời gian tuỳ ý (khi nạp bình điện, sấy nóng động cơ, thử máy…).
2.2.2. Cấu tạo
Cấu tạo hộp số ô tô UAZ – 31512 được thể hiện trên hình 2.11.
Đặc điểm cấu tạo của hộp số ba trục dọc bốn cấp:
- Trục sơ cấp 1 đồng thời là trục bị động của ly hợp. Trục này được gối lên hai ổ: một ổ thanh lăn trong hốc bánh đà ở đuôi trục khuỷu động cơ và một ổ bi ở vỏ hộp số. Bánh răng thường được chế tạo liền trục, là bánh răng nghiêng luôn ăn khớp với bánh răng trên trục trung gian và có vành răng để gài số truyền thẳng (số truyền IV). Đồng thời ở phía đuôi trục sơ cấp có hốc để đặt ổ bi đũa 12 gối trục thứ cấp hộp số.
- Trục trung gian được đặt trên hai ổ ở vỏ hộp số. Các bánh răng lắp trên trục trung gian thường tạo thành một khối hình tháp và lắp cố định với trục 8. Các bánh răng , , là bánh răng trụ nghiêng; và là các bánh răng trụ thẳng.
2.2.3. Phân tích kết cấu
2.2.3.1. Kết cấu hộp số
Xe UAZ-31512 được trang bị hộp số cơ khí 4 số truyền. Kết cấu hộp số được thể hiện trên hình 2.13.
Vỏ hộp số 1: 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 khoang chứa dầu bôi trơn cho các chi tiết trong hộp số đồng thời làm bao kín bảo vệ các chi tiết. Vỏ hộp số được đúc từ gang xám, đáy có nút xả dầu bôi trơn và phần nắp có lắp đặt cơ cấu sang số. Vỏ hộp số được cố định lên vỏ ly hợp bằng 4 gu-dông.
Trục chủ động 8: Vật liệu chế tạo là thép hợp kim mác 40XT, đảm bảo độ bền mỏi, tuổi thọ cao trong sử dụng.
Trục số lùi 23: Vật liệu chế tạo trục là thép 40XT được liên kết cứng với vỏ hộp số 1. Trên trục có khối bánh răng số lùi 24 quay trơn nhờ ổ bi đũa 25.
Đồng tốc;
* Công dụng
Trong quá trình gài số, do chênh lệch về tốc độ quay giữa các bánh răng nên khi vào khớp sẽ xảy ra va đập đầu răng, phát sinh tiếng ồn và gây mòn, sứt mẻ đầu răng. Người ta chế tạo ra đồng tốc để giải quyết vấn đề này.
* Cấu tạo
Sơ đồ cấu tạo của bộ đồng tốc được biểu diễn ở hình 2.16.
- Phần tử ma sát và phần tử khóa
Phần tử ma sát là các bề mặt côn ma sát, dùng tạo ma sát hòa đều dòng năng lượng quán tính của đồng tốc và bánh răng cần gài.
- Phần tử định vị
Xác định vị trí tương đối của các bề mặt khóa khi thôi khóa và cho phép vào số khi tốc độ quay đã đồng đều (chi tiết 2, 3, 4).
- Vành gài số và moay ơ của đồng tốc
Moay ơ của đồng tốc luôn được lắp then bán nguyệt với trục thứ cấp của hộp số, vành gài số 5 và moay ơ của đồng tốc 1 được liên kết với nhau bằng vành răng và vành gài số 5 có thể dịch chuyển dọc trục của moay ơ đồng tốc.
2.2.3.2. Dẫn động điều khiển hộp số
* Công dụng
Dẫn động điều khiển hộp số xe UAZ-31512 là dẫn động cơ khí trực tiếp, để thực hiện việc chuyển số theo ý định của người lái và làm việc tin cậy ở từng tay số.
* Cấu tạo: Sơ đồ cấu tạo chung được thể hiện trên hình 2.18
* Nguyên lý làm việc: Dẫn động điều khiển hộp số làm việc 3 trạng thái: khi không gài số, khi gài số, khi chuyển số. Người lái tác dụng vào cần số 1 làm cho trục trượt 5 di chuyển dọc trục cùng với càng gài 6 sẽ kéo theo moay ơ của đồng tốc 8 di trượt vào khớp hoặc ra khớp với vành răng gài trên bánh răng 9.
2.2.3.3. Kết cấu một số cụm cơ cấu của hộp số
Cơ cấu định vị:
+ Công dụng: Dùng để gài số đúng vị trí và để tránh hiện tượng tự gài số hoặc nhảy số. Định vị dùng cho từng trục trượt nó được bố trí ở nắp hộp số và mặt phẳng vuông góc với trục trượt.
+ Cấu tạo: Sơ đồ cơ cấu định vị được biểu diễn ở hình 2.20.
Rãnh ở giữa tương ứng với vị trí trung gian, hai rãnh bên ứng với hai rãnh số truyền, ở trục trượt gài số lùi có hai rãnh là một ở vị trí trung gian và còn lại là số truyền.
Khóa hãm: Cấu tạo khóa hãm được biểu diễn ở hình 2.21.
+ Công dụng: Khóa hãm dùng ngăn hiện tượng gài đồng thời hai số truyền trong hộp số, nghĩa là bao giờ cũng chỉ gài được một số truyền nhất định theo ý muốn của người lái.
Khóa an toàn số lùi:
+ Công dụng: Khóa an toàn số lùi dùng để tránh gài số lùi một cách ngẫu nhiên, nhằm đảm bảo an toàn cho người và hàng hóa trên xe. Xe UAZ-31512 sử dụng cơ cấu an toàn kiểu lò xo và chốt. Khi gài số lùi, người lái phải tác dụng một lực để thắng được sức đẩy của lò xo mới đưa được trục trượt gài số vào vị trí gài số lùi.
+ Cấu tạo khóa an toàn số lùi được biểu diễn như hình 2.22.
2.3. Hộp số phân phối
2.3.1. Công dụng
Hộp số phân phối được bố trí sau hộp số chính và nhận mô men từ hộp số dẫn động nhờ trục các đăng hoặc trực tiếp có nhiệm vụ phân chia mô men xoắn từ hộp số chính cho các trục truyền lực của xe và thay đổi phạm vi thay đổi tỷ số truyền của hệ thống truyền lực cũng có nghĩa tăng khoảng thay đổi mô men xoắn nhằm tăng tính năng thông qua của xe.
2.3.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc
* Cấu tạo hộp số phân phối ô tô UAZ – 31512 được thể hiện trên hình 2.23
- Hộp số phân phối của ô tô UAZ-31512 là hộp số cơ khí hai cấp (iI=1,94; iII=1) với số truyền thấp và số truyền thẳng. Trục chủ động và trục ra cầu sau được đặt tâm. Trên trục chủ động 1 được lắp ghép bánh răng di trượt 2 để gài số truyền thấp và số truyền thẳng. Trục bị động 4 đồng thời là trục ra cầu sau, nó được chế tạo liền với bánh răng 3.
- Tất cả các bánh răng của hộp số phân phối này đều là bánh răng trụ răng thẳng. Các bánh răng di trượt nhờ mối ghép then hoa với trục. Để gài số truyền thẳng, bánh răng di trượt 2 dịch chuyển sang phải và răng của nó vào ăn khớp với vành răng trong của bánh răng 3. Gài số truyền thấp bánh răng 2 di chuyển sang trái vào ăn khớp với bánh răng 10. Gài số truyền thấp chỉ có thể được khi gài cầu trước.
2.3.3. Phân tích kết cấu
2.3.2.1. Hộp số phân phối
Kết cấu hộp số phân phối được thể hiện trên hình 2.25.
2.3.3.2. Dẫn động điều khiển
Công dụng: Dùng để điều khiển gài số truyền thấp, gài số truyền cao và đóng mở cầu trước khi cần.
Kết cấu dẫn động điều khiển hộp phân phối được biểu diễn như hình 2.26.
2.4. Truyền động các đăng
2.4.1. Công dụng
- 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 giúp cho việc tháo lắp các cụm, cơ cấu lên xe (khung hay vỏ). Bởi vì truyền động các đăng không cần yêu cầu độ chính xác giữa cụm này và cụm kia. Ngoài ra, nó còn bù trừ được sai lệch do sự biến dạng của khung (vỏ) xe trong quá trình hoạt động.
2.4.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các đăng khác tốc
2.4.2.1. Đặc điểm cấu tạo
Khớp các đăng khác tốc gồm hai nạng 2 và 4 được lắp cố định với trục 1 và 5. Trục chữ thập 3 mà các ngõng của nó nằm trong lỗ của nạng 2 và 4, trục 1 và 5 có đường tâm trục lệch nhau một góc j. Sơ đồ động học của khớp các đăng khác tốc được thể hiện trên hình 2.28.
2.4.2.3. Kết cấu các đăng khác tốc
Kết cấu khớp các đăng khác tốc được thể hiển trên hình 2.29.
Khớp các đăng khác tốc gồm có nạng 10 được hàn với trục 11, còn nạng 6 có bích nối. Các ngõng trục chữ thập 8 nằm trong lỗ của các nạng 6 và 10 và chúng được lắp ghép với nhau qua các ổ thanh lăn kim. Các ổ lăn loại này có kích thước nhỏ gọn, khả năng chịu tải lớn.
2.4.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của khớp các đăng đồng tốc
Khớp các đăng đồng tốc dùng để nối dẫn động đến các bánh xe dẫn hướng chủ động. Đối với các bánh xe dẫn hướng chủ động, khớp các đăng đồng tốc luôn đảm bảo được tốc độ góc như nhau của trục chủ động và trục bị động nối với nhau bằng khớp. Điều này làm tăng tính ổn định của bánh xe dẫn hướng đồng thời không phát sinh tải trọng quán tính phụ tác dụng lên bánh xe dẫn hướng. Ngoài ra, khớp các đăng đồng tốc còn đảm bảo ổn định chuyển động quay của trục bị động ngay cả khi góc lệch trục thay đổi trong phạm vi lớn.
2.5. Cầu xe
2.5.1. Công dụng:
- Tăng mô men xoắn tới các bánh xe chủ động
- Đổi phương truyền lực 900
- Đỡ toàn bộ trọng lượng treo
- Truyền các lực từ mặt đường lên khung xe và ngược lại
2.5.2. Cấu tạo
Cấu tạo cầu xe được thể hiện trên hình 2.32.
2.5.3. Kết cấu cầu xe
2.5.3.1. Truyền lực chính
+ Công dụng: Dùng để tăng mô men xoắn, truyền mô men xoắn và đổi phương truyền lực dưới một góc 900 từ truyền động các đăng đến bán trục. Trên xe UAZ-31512 sử dụng loại truyền lực chính bánh răng côn răng xoắn có sơ đồ như hình sau.
Trên hình 2.33 ta có:
Bánh răng chủ động 3 được chế tạo liền trục nhằm đảm bảo độ cứng vững. Trục này được gối lên hai ổ côn: Ổ trước 4 và ổ sau 5. Các ổ lăn có vòng ngoài được cố định trên vỏ cầu và vòng trong cố định với trục chủ động. Cách bố trí hai ổ côn làm tăng chiều dài cánh tay đòn chịu lực của các gối đỡ trục, do vậy tạo độ cứng vững cao cho trục.
2.5.3.2. Vi sai
Xe UAZ-31512 sử dụng vi sai côn đối xứng.
Ưu điểm: kết cấu đơn giản, ma sát trong nhỏ cho phép ô tô chuyển động linh hoạt trên đường tốt, giảm tổn thất năng lượng của đông cơ khi đi trên đường vòng.
Nhược điểm: hệ số ma sát trong thấp hạn chế khả năng cơ động của ô tô.
Do vậy bánh xe sẽ không xảy ra trượt. Giả sử bánh xe phải quay nhanh -> np > nt. Khi đó sẽ xuất hiện mô men ma sát Mr do chuyển động quay tương đối giữa bánh răng hành tinh quay quanh trục của nó và chuyển động tương đối giữa các bánh răng bán trục. Gọi Mr là mô men ma sát trong bộ vi sai, khi đó mô men phân chia cho hai bán trục:
Mp =1/2 (M0 – Mr)
Mt =1/2 (M0 + Mt)
Nghĩa là mô men trên bán trục quay chậm hơn sẽ có giá trị lớn hơn mô men trên bán trục quay nhanh hơn. Từ hai phương trình trên, ta có:
Mt = MP + Mr
2.5.3.5. Vỏ cầu
+ Công dụng: 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.
+ Cấu tạo
Vỏ cầu xe UAZ-31512 là vỏ cầu dời, chế tạo bằng phương pháp dập hàn: Có trọng lượng và kích thước nhỏ gọn hơn (trọng lượng giảm tới 30% so với loại đúc) và giá thành chế tạo rẻ hơn. Tuy nhiên nó có nhược điểm là độ cứng vững và độ bền không cao. Để khắc phục người ta phải có các biện pháp kết cấu và công nghệ tăng cứng.
Chương 3
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THAY THẾ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ CHỈ HUY BẰNG HỆ THỐNG TRUYỀN
LỰC CÓ HỘP SỐ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
3.1. Một số giải pháp thay thế hệ thống truyền lực bằng hệ thống truyền lực có hộp số điều khiển tự động
* Phương án 1: Thay cụm ly hợp, hộp số và dẫn động điều khiển thành hộp số tự động
- Việc thay thế yêu cầu:
+ Hộp số tự động được chọn phải có khả năng truyền được hết mô men xoắn từ trục khuỷu và có tỉ số truyền giống với tỉ số truyền của hộp số cơ khí (cho phép sai số khoảng 5%).
+ Kích thước hộp số tự động (chiều dài, chiều rộng, chiều cao) phù hợp với không gian của gầm xe.
- Các công việc cần làm khi thay thế
+ Việc thay thế được thực hiện từ phần bánh đà đến hộp số vì bánh đà của hộp số tự động có một số khác biệt so với bánh đà thông thường nên có thể cần gia công phần lỗ để lắp bánh đà với trục khuỷu và phần răng của bánh đà để ăn khớp với bánh răng của máy khởi động.
+ Gia công trục ra của hộp số tự động để lắp với hộp số phân phối.
+ Lắp đặt hệ thống điện-điện tử kết nối với hệ thống điện của ô tô.
- Yêu cầu sau khi thay thế
+ Các chi tiết được gia công, thay đổi cần đảm bảo bền.
+ Chạy thử nghiệm đảm bảo đặc tính kéo của ô tô, đặc tính động lực học, đặc tính tăng tốc xấp xỉ so với lý thuyết (cho phép sai số 5%).
* Phương án 2: Giữ nguyên cụm ly hợp và hộp số, thay thế phần dẫn động điều khiển bằng tay thành điều khiển tự động.
- Việc thay thế yêu cầu:
+ Thay thế cơ cấu dẫn động ly hợp bằng bộ truyền động điện/thuỷ lực.
+ Thay thế cơ cấu truyền động bánh răng bằng cơ cấu truyền động điện/thuỷ lực.
+ Tích hợp mô-đun điều khiển điện tử
+ Tích hợp: cảm biến tốc độ trục đầu vào, cảm biến vị trí ly hợp, cảm biến lựa chọn bánh răng và vị trí ăn khớp, cảm biến vị trí cần số, cảm biến áp suất chất lỏng và nhiệt độ (trong trường hợp hệ thống truyền động điện thủy lực), cảm biến phanh.
3.2. Tính toán động lực học quá trình tăng tốc ô tô UAZ - 31512.
3.2.1. Cơ sở lý thuyết.
Sơ đồ ngoại lực và mô men ngoại lực tác dụng lên ô tô được thể hiện trên hình 3.1.
Từ các công thức trên ta thấy để xác định được thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc trước hết phải xây dựng được lực kéo Pki ở từng tay số, từ đó tính được nhân tố động lực học Di. 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.
a. Xây dựng đường đặc tính ngoài động cơ
Từ các thông số của ô tô UAZ - 31512 giải các biểu thức (3.8), (3.9) tìm các hệ số a, b, c, đồ án xây dựng được đồ thi đặc tính ngoài động cơ.
b. Xây dựng đặc tính kéo ô tô UAZ - 31512
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo tính theo động cơ và vận tốc chuyển động của ô tô ở các số truyền được gọi là đặc tính kéo của ô tô.
c. Xây dựng đặc tính động lực học ô tô UAZ - 31512
Nhân tố động lực học của ô tô là tỷ số giữa hiệu lực kéo theo động cơ và lực cản không khí với trọng lượng toàn bộ ô tô.
d. Xây dựng đặc tính tăng tốc
* Đồ thị gia tốc của ô tô.
Thời điểm chuyển số là khi mô men động cơ đạt cực đại (khi số vòng quay đạt 2200-2500 vòng/phút).
Hộp số ô tô UAZ - 31512 là hộp số có cấp, có đồng tốc nên thời gian sang số. Vận tốc chuyển động của ô tô sẽ giảm một lượng.
3.2.2. Kết quả tính toán
Từ các công thức trên, kết quả đồ thị quá trình tăng tốc ô tô UAZ-31512 được thể hiện trên hình 3.7 và hình 3.8
Nhận xét: Từ đồ thị ta thấy thời gian ô tô tăng tốc lên tốc độ tối đa (bỏ qua thời gian chuyển số và sự giảm vận tốc ở mỗi lần chuyển số) mất khoảng 28 giây và quãng đường tăng tốc mất khoảng 540 m.
Chương 4
HƯỚNG DẪN KHAI THÁC HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ CHỈ HUY
4.1. Những chú ý khi khai thác hệ thống truyền lực
Trên cơ sở cấu tạo, nguyên lý làm việc và kết cấu của hệ thống truyền lực, việc khai thác, sử dụng hệ thống truyền lực có một số điều cần chú ý:
- Mở ly hợp phải dứt khoát và hoàn toàn cho nên phải đạp bàn đạp dứt khoát, nhanh và hết cỡ. Làm như vậy là để ngắt hoàn toàn động cơ đang làm việc ra khỏi hệ thống truyền lực giúp cho việc chuyển số được dễ dàng, nhẹ nhàng, tránh va đập giữa các chi tiết của hộp số (gài số không xảy ra tiếng kêu trong hộp số).
- Khi đóng lý hợp phải êm để nối êm động cơ đang làm việc với hệ thống truyền lực, giúp cho việc khởi hành xe được êm dịu, tránh được tải trọng động lớn tác dụng lên các cụm và chi tiết cùa xe.
- Không cho xe chuyển động khi ly hợp bị trượt.
- Không gài số khi xe đã phanh lại để tắt máy.
- Không chuyển số từ số tiến về số lùi.
- Khi về số thì về từng số một.
4.2. Một số hư hỏng thông thường và cách khắc phục
4.2.1. Ly hợp
Một số hư hỏng thông thường và cách khắc phục của ly hợp như bảng dưới.
4.2.3. Trục các đăng
Một số hư hỏng thông thường và cách khắc phục trục các đăng như bảng dưới.
4.3. Quy định bảo dưỡng
4.3.1. Các chế độ bảo dưỡng ly hợp trong sử dụng
Các chế độ bảo dưỡng ly hợp gồm: Bảo dưỡng thường xuyên, bảo dưỡng cấp 1, bảo dưỡng cấp 2.
4.3.1.1. Bảo dưỡng thường xuyên
Bảo dưỡng thường xuyên được tiến hành hàng ngày hoặc trước, trong khi xe đi công tác và sau khi đi công tác về do lái xe thực hiện.
4.3.1.2. Bảo dưỡng cấp 1
Bảo dưỡng cấp 1 được thực hiện khi xe hoạt động được 1600 km.
* Bôi trơn các cụm, khớp nối của hệ thống dẫn động. Bôi trơn các ổ đỡ của giá treo bàn đạp ly hợp bằng mỡ chịu nước.
4.3.1.3. Bảo dưỡng cấp 2
Bảo dưỡng cấp 2 được tiến hành khi xe hoạt động được 8000 km hoặc sau 6 tháng khai thác xe.
Nội dung:
* Làm hết nội dung bảo dưỡng cấp 1.
* Xiết chặt các ốc bắt thân ly hợp với bánh đà.
* Kiểm tra khe hở giữa bạc mở và đòn mở: Khe hở phải nằm trong khoảng từ 1 ÷ 2 mm, nếu không đảm bảo phải điều chỉnh lại cho đúng
4.3.2. Các chế độ bảo dưỡng hộp số, hộp số phân phối trong sử dụng
4.3.2.1. Bảo dưỡng thường xuyên
Bảo dưỡng thường xuyên được tiến hành hàng ngày hoặc trước khi xe đi công tác và sau khi đi công tác về do lái xe thực hiện.
4.3.2.2. Bảo dưỡng cấp 1
Bảo dưỡng cấp 1 được tiến hành khi xe hoạt động được 1600km.
- Làm hết nội dung bảo dưỡng thường xuyên.
- Kiểm tra độ làm kín dầu của hộp số, hộp số phân phối.
- Kiểm tra mức dầu trong hộp số, hộp số phân phối nếu cần bổ sung tới mức quy định: kiểm tra qua ốc kiểm tra bắt trên thân hộp số, hộp phân phối.
4.3.2.3. Bảo dưỡng cấp 2
Bảo dưỡng cấp 2 được tiến hành khi xe hoạt động được 8000km hoặc sau 6 tháng khai thác xe.
- Làm hết công việc của bảo dưỡng 1.
- Kiểm tra xiết chặt ốc nắp các tắc te hộp số, ốc bắt hộp số với các tắc te ly hợp, nắp vòng bi của trục bị động và trục trung gian.
4.3.4. Các chế độ bảo dưỡng cầu xe
- Theo định kì kiểm tra mức dầu trong hộp truyền lực chính, làm sạch của thông gió, kiểm tra siết chặt các chi tiết, kiểm tra tiếng ồn và nhiệt độ của cầu sau.
- Đặc biệt chú ý bảo dưỡng kỹ thuật cầu sau là thực hiện điều chỉnh truyền lực chính. Trước tiên điều chỉnh các ổ đỡ của bánh răng côn chủ động và ổ đỡ của bộ vi sai, sau đó là khớp nối bánh răng côn theo vết tiếp xúc.
- Định kỳ thay dầu cho xe: việc thay dầu cầu được thực hiện cùng với bảo dưỡng chung của hệ thống truyền lực
+ Khởi động động cơ làm việc từ 5 ÷ 10 phút, sau đó tắt máy.
+ Xả hết dầu cũ qua ốc xả.
KẾT LUẬN
Qua thời gian nghiên cứu làm đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu khả năng thay thế hệ thống truyền lực của ô tô chỉ huy bằng hệ thống truyền lực có hộp số điều khiển tự động”. Với những kiến thức tích lũy trong thời gian học tập tại trường, kết hợp với quá trình khảo sát thực tế tại đơn vị, và được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo : PGS.TS ………………. và các thầy giáo trong bộ môn xe ô tô cùng với sự nỗ lực của bản thân đến nay em đã hoàn thành đồ án.
Với kết quả đạt được, đồ án có thể làm tài liệu tham khảo dùng trong học tập, khai thác hệ thống truyền lực trên ô tô UAZ – 31512. Hướng phát triển tiếp theo của đồ án sẽ tiếp tục nghiên cứu sâu hơn và đưa ra sản phẩm để có thể áp dụng thực tiễn vào các dòng xe khác trong quân đội ở đơn vị sau này.
Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
…………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Hữu Cẩn - Phạm Đình Kiên, Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo (tập 1,2), Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội - 1987.
[2]. Phạm Đình Vi - Vũ Đức Lập, Cấu tạo ô tô quân sự (Tập 1), Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội - 1995.
[3]. Nguyễn Văn Trà, Kết cấu tính toán ô tô (Tập 1), Nhà xuất bản Quân đội Nhân dân, Hà Nội - 2016.
[4]. Vũ Đức Lập, Sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật của ô tô (Dùng cho sinh viên chuyên ngành ô tô), Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội - 2005.
[5]. Hướng dẫn sửa chữa “Xe UAZ-31512 và các dạng cải biên”, Cục xe - máy, Tổng cục kỹ thuật - Bộ Quốc phòng.
[6]. Nguyễn Trường Sinh, Vẽ kỹ thuật cơ khí, Nhà xuất bản Quân đội Nhân dân, Hà Nội - 2014.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"