Nghiên Cứu và Lắp Đặt Mô Hình Hộp Số Ô Tô

Khóa luận tốt nghiệp cơ khí công nghệ nghiên cứu và lắp đặt mô hình hộp số ô tô, cung cấp kiến thức chuyên sâu và ứng dụng thực tiễn trong ngành.

• Tác giả: Nguyen Van Hai
• Người hướng dẫn: Th.S. Nguyen Duy Huong
• Trường học: Nong Lam University
• Chuyên ngành: Mechanics Of Agriculture and Forestry
• Đề tài: Nghiên Cứu và Lắp Đặt Mô Hình Hộp Số Ô Tô
• Loại tài liệu: graduation project
• Năm xuất bản: 2006
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM TẠ
• 1. TỔNG QUAN VỀ LY HỢP VÀ HỘP SỐ
• 1.1. Ly hợp
• 1.1.1. Phân loại ly hợp
• 1.1.2. Cấu tạo ly hợp ma sát
• 1.1.3. Ly hợp ma sát loại 1 đĩa
• 1.1.4. Ly hợp ma sát loại nhiều đĩa
• 1.1.5. Ly hợp ma sát có lò xo đĩa
• 1.1.6. Đặc điểm kết cấu của ly hợp ma sát
• 1.2. Hộp số
• 1.2.1. Nhiệm vụ cơ bản của hộp số
• 1.2.2. Yêu cầu của hộp số
• 1.2.3. Phân loại hộp số
• 1.2.4. Cấu tạo các bộ phận chính của hộp số
• 1.2.5. Cơ cấu gài số
• 1.2.6. Cơ cấu hãm thanh trượt
• 1.2.7. Cơ cấu khóa thanh trượt
• 1.2.8. Bộ đồng tốc
• 1.2.9. Sơ đồ các loại hộp số chính và thông dụng trên ôtô
• 1.2.9.1. Hộp số 4 số tiến 1 số lùi (bốn cấp)
• 1.2.9.2. Hộp số 5 số tiến 1 số lùi (năm cấp)

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Mô Hình Hộp Số Ô Tô Tại Trường Đại Học Nông Lâm

Nghiên cứu và lắp đặt mô hình hộp số ô tô là một trong những đề tài quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật ô tô. Hộp số đóng vai trò thiết yếu trong hệ thống truyền lực của xe, giúp điều chỉnh tốc độ và mô men xoắn. Tại Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, việc nghiên cứu này không chỉ giúp sinh viên nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn thực hành kỹ năng lắp đặt và bảo trì hộp số. Đề tài này được thực hiện dưới sự hướng dẫn của các giảng viên có kinh nghiệm, nhằm nâng cao chất lượng đào tạo và đáp ứng nhu cầu thực tiễn của ngành công nghiệp ô tô.

1.1. Ý Nghĩa Của Việc Nghiên Cứu Mô Hình Hộp Số Ô Tô

Việc nghiên cứu mô hình hộp số ô tô giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số ô tô. Điều này không chỉ nâng cao kiến thức mà còn tạo điều kiện cho sinh viên áp dụng lý thuyết vào thực tiễn, từ đó phát triển kỹ năng nghề nghiệp.

1.2. Mục Tiêu Của Đề Tài Nghiên Cứu

Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động và lắp đặt mô hình hộp số ô tô. Đề tài cũng nhằm xác định các nguyên nhân gây hư hỏng và cách khắc phục, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng hộp số trong thực tế.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Nghiên Cứu Hộp Số Ô Tô

Trong quá trình nghiên cứu và lắp đặt mô hình hộp số ô tô, nhiều vấn đề và thách thức đã được phát hiện. Hộp số có cấu tạo phức tạp, dễ xảy ra hư hỏng trong quá trình sử dụng. Việc hiểu rõ các vấn đề này là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất hoạt động của hộp số. Các sinh viên cần phải nắm vững các kiến thức về công nghệ ô tô và các phương pháp bảo trì để có thể xử lý các tình huống phát sinh trong thực tế.

2.1. Các Vấn Đề Thường Gặp Khi Lắp Đặt Hộp Số

Khi lắp đặt hộp số, sinh viên thường gặp phải các vấn đề như sai sót trong việc kết nối các bộ phận, hoặc không đảm bảo độ chính xác trong việc điều chỉnh. Những vấn đề này có thể dẫn đến hư hỏng và giảm hiệu suất của hộp số.

2.2. Thách Thức Trong Việc Bảo Trì Hộp Số

Bảo trì hộp số là một thách thức lớn, đặc biệt là trong việc xác định nguyên nhân gây hư hỏng. Việc thiếu kinh nghiệm và kiến thức có thể dẫn đến việc không phát hiện kịp thời các vấn đề, gây ảnh hưởng đến hiệu suất của xe.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Mô Hình Hộp Số Ô Tô

Để nghiên cứu và lắp đặt mô hình hộp số ô tô, các phương pháp nghiên cứu khoa học đã được áp dụng. Các sinh viên đã thực hiện việc tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hộp số thông qua tài liệu và thực hành trên mô hình thực tế. Phương pháp này giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan và sâu sắc hơn về hệ thống truyền động ô tô.

3.1. Phương Pháp Tìm Hiểu Cấu Tạo Hộp Số

Sinh viên đã tiến hành tìm hiểu cấu tạo của hộp số thông qua tài liệu và mô hình thực tế. Việc này giúp họ nắm vững các bộ phận chính và chức năng của hộp số, từ đó có thể áp dụng vào thực tiễn.

3.2. Phương Pháp Thực Hành Lắp Đặt Hộp Số

Thực hành lắp đặt hộp số là một phần quan trọng trong quá trình nghiên cứu. Sinh viên đã được hướng dẫn lắp đặt hộp số trên mô hình thực tế, giúp họ rèn luyện kỹ năng và hiểu rõ hơn về quy trình lắp đặt.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Nghiên Cứu Mô Hình Hộp Số Ô Tô

Nghiên cứu và lắp đặt mô hình hộp số ô tô không chỉ mang lại kiến thức cho sinh viên mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp ô tô. Các sinh viên có thể áp dụng những kiến thức đã học vào công việc thực tế, từ đó nâng cao hiệu quả làm việc và đáp ứng nhu cầu của thị trường lao động.

4.1. Ứng Dụng Trong Công Tác Giảng Dạy

Mô hình hộp số được sử dụng trong công tác giảng dạy tại trường, giúp sinh viên có cơ hội thực hành và trải nghiệm thực tế. Điều này giúp nâng cao chất lượng đào tạo và tạo ra nguồn nhân lực chất lượng cho ngành công nghiệp ô tô.

4.2. Ứng Dụng Trong Ngành Công Nghiệp Ô Tô

Kiến thức từ nghiên cứu mô hình hộp số có thể được áp dụng trong ngành công nghiệp ô tô, từ thiết kế, sản xuất đến bảo trì hộp số. Điều này giúp nâng cao hiệu quả và độ bền của sản phẩm, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Nghiên Cứu Mô Hình Hộp Số Ô Tô

Nghiên cứu và lắp đặt mô hình hộp số ô tô tại Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh đã mang lại nhiều giá trị cho sinh viên và ngành công nghiệp ô tô. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp sinh viên nắm vững kiến thức mà còn tạo điều kiện cho họ phát triển kỹ năng thực hành. Tương lai, việc nghiên cứu này cần được tiếp tục mở rộng và cập nhật để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp.

5.1. Định Hướng Phát Triển Nghiên Cứu

Trong tương lai, nghiên cứu mô hình hộp số cần được mở rộng để bao quát nhiều loại hộp số khác nhau, từ đó giúp sinh viên có cái nhìn toàn diện hơn về lĩnh vực này.

5.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Đối Với Ngành Ô Tô

Nghiên cứu mô hình hộp số ô tô không chỉ giúp nâng cao chất lượng đào tạo mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp ô tô tại Việt Nam.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong lĩnh vực giao thông vận tải, ô tô đóng vai trò chủ lực trong việc đi lại và vận chuyển hàng hóa trên các cự ly ngắn và trung bình. Để phương tiện vận hành an toàn, tin cậy và bền bỉ, hệ thống truyền lực cần phải hoạt động ổn định và chính xác. Trong toàn bộ hệ thống truyền lực, cụm ly hợp và hộp số giữ vị trí cốt lõi nhưng lại là các cụm chi tiết có kết cấu cơ khí phức tạp, làm việc dưới điều kiện tải trọng thay đổi liên tục, ma sát lớn và dễ phát sinh sự cố hư hỏng trong quá trình vận hành.

Do tính chất khép kín của vỏ cụm máy, việc quan sát cấu tạo bên trong, hiểu rõ nguyên lý hoạt động của các cặp bánh răng ăn khớp, bộ đồng tốc cũng như thao tác gài số trong công tác đào tạo kỹ thuật ô tô gặp nhiều hạn chế nếu chỉ học qua lý thuyết. Xuất phát từ thực tế đó, đề tài "Nghiên cứu và lắp đặt mô hình hộp số ô tô" (cụ thể là mô hình hộp số và ly hợp ô tô du lịch Toyota Crown) được thực hiện nhằm trực quan hóa cụm thiết bị, hỗ trợ công tác học tập và nghiên cứu thực hành.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể của đề tài bao gồm:

1. Nghiên cứu tổng quan lý thuyết về ly hợp trên ô tô và đi sâu khảo sát cụ thể kết cấu ly hợp xe Toyota Crown.
2. Nghiên cứu tổng quan lý thuyết về hộp số ô tô và khảo sát chi tiết kết cấu, nguyên lý hoạt động của hộp số xe Toyota Crown.
3. Xác định tỷ số truyền của các tay số trên hộp số xe Toyota Crown thông qua đếm số răng thực tế và so sánh với thông số kỹ thuật chuẩn của nhà sản xuất.
4. Đưa ra các nguyên nhân hư hỏng thường gặp trong quá trình hoạt động cùng các phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng và khắc phục sự cố cho cụm ly hợp - hộp số.
5. Thiết kế, gia công giá đỡ và thực hiện cắt bổ vỏ hộp số tại các vị trí thích hợp nhằm chế tạo mô hình học cụ hoàn chỉnh phục vụ giảng dạy tại xưởng thực tập.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Cụm ly hợp ma sát khô lò xo màng và hộp số cơ khí 5 cấp số tiến, 1 số lùi của dòng xe du lịch Toyota Crown (kết hợp khảo sát đối chiếu với hộp số xe Toyota Land Cruiser và mở rộng lý thuyết sang hộp số tự động cơ khí - thủy lực).
• Phạm vi không gian và thời gian: Đề tài được thực hiện tại Xưởng thực tập Bộ môn Công nghệ Ô tô và Trung tâm Nhiệt Lạnh thuộc Khoa Cơ khí - Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh; nghiệm thu vào tháng 07/2006.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết

Đề tài vận dụng hệ thống lý thuyết về động học và động lực học truyền lực ô tô, phân loại và nguyên lý làm việc của các cơ cấu truyền mô-men:

• Lý thuyết về ly hợp: Nghiên cứu cơ chế đóng ngắt dòng truyền động từ trục khuỷu động cơ sang trục sơ cấp hộp số; chức năng bảo vệ hệ thống truyền lực khỏi quá tải và dập tắt dao động cộng hưởng xoắn. Phân loại ly hợp theo phương thức truyền mô-men (ma sát, thủy lực, điện từ, liên hợp), theo hình dạng chi tiết ma sát (đĩa, hình nón, hình trống), và theo kết cấu bộ phận tạo lực ép (lò xo xoắn bố trí xung quanh, lò xo trụ trung tâm, lò xo đĩa, lò xo màng). Khảo sát đặc tính biến dạng phi tuyến ưu việt của lò xo màng so với đặc tính tuyến tính của lò xo trụ.
• Lý thuyết về hộp số cơ khí: Nguyên lý biến đổi tốc độ, mô-men quay và đổi chiều chuyển động; phân loại hộp số theo số trục (2 trục, 3 trục, 4 trục), theo số cấp truyền động (4 cấp, 5 cấp) và hộp phân phối dùng cho xe nhiều cầu chủ động. Khảo sát nguyên lý làm việc của bộ đồng tốc (loại chốt trượt, khóa côn ma sát) và các cơ cấu an toàn như cơ cấu hãm thanh trượt chống nhảy số và cơ cấu khóa thanh trượt chống gài đồng thời hai số.
• Lý thuyết về truyền động thủy lực và hộp số tự động: Nguyên lý làm việc của khớp nối thủy lực và biến tốc thủy lực (gồm bánh bơm, bánh tuốc bin và bánh phản lực trên khớp một chiều) với công thức cân bằng lực chất lỏng $P_r = P_s \pm P_p$; hệ thống điều khiển thủy lực tự động với bơm dầu chính, bơm dầu phụ, van giảm áp, bộ điều tốc ly tâm quả văng và các công tắc tế vi đóng mở ly hợp ma sát.

Phương pháp nghiên cứu

Đề tài kết hợp phương pháp nghiên cứu tài liệu kỹ thuật chuyên ngành với phương pháp thực nghiệm cơ khí trực tiếp:

• Phương pháp thu thập và phân tích tài liệu: Tổng hợp sơ đồ cấu tạo, thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của các dòng hộp số ô tô du lịch (W45, W55, W58).
• Phương pháp tháo lắp và khảo sát thực nghiệm: Tiến hành tháo rã chi tiết, đo đạc, kiểm tra độ mài mòn, độ đảo và xác định đặc điểm hình học trên hai cụm hộp số thực tế (Toyota Crown và Toyota Land Cruiser).
• Phương pháp tính toán tỷ số truyền: Đếm số răng ($Z$) của toàn bộ các cặp bánh răng trên trục sơ cấp, trục trung gian, trục thứ cấp và trục số lùi; từ đó tính toán tỷ số truyền $i$ cho từng tay số và đối chiếu với dữ liệu xuất xưởng của nhà sản xuất.
• Phương pháp thiết kế và gia công chế tạo mô hình: Sử dụng các trang thiết bị cơ khí tại Trung tâm Nhiệt Lạnh và Xưởng Công nghệ Ô tô (máy mài cầm tay, máy cưa, máy khoan, dụng cụ đo kiểm) để cắt trích vỏ hộp số và hàn lắp khung giá đỡ kim loại định vị mô hình.

---

Thiết kế và triển khai mô hình kỹ thuật

Quá trình nghiên cứu và lắp đặt mô hình học cụ được triển khai qua các công đoạn kỹ thuật:

Tháo rã & khảo sát chi tiết

1. Khảo sát và chuẩn bị thiết bị: Tiếp nhận cụm ly hợp và hộp số Toyota Crown từ xưởng bộ môn; tiến hành tẩy rửa dầu mỡ, làm sạch bề mặt và tháo rời các cụm chi tiết: nắp hộp số, cơ cấu gài số, trục sơ cấp, trục thứ cấp, trục trung gian, các bánh răng và cụm đồng tốc.
2. Xác định vị trí cắt bổ: Lựa chọn các vị trí trên thân vỏ nhôm/gang của hộp số để cắt trích cửa sổ quan sát sao cho:
   • Đảm bảo độ cứng vững kết cấu của vỏ, không làm ảnh hưởng đến các vách ngăn chịu lực và các vị trí gối đỡ ổ bi.
   • Bộc lộ rõ ràng sự ăn khớp của cặp bánh răng dẫn động sơ cấp - trung gian, các cặp bánh răng số 1, số 2, số 3, số 4 (truyền thẳng), số 5 (truyền tăng) và cụm bánh răng số lùi.
   • Cho phép quan sát trực tiếp hành trình dịch chuyển của càng gài số, ống trượt măng-sông và vành côn ma sát của bộ đồng tốc khi tài xế thao tác cần số.
3. Gia công cắt bổ và xử lý cơ khí: Sử dụng máy cưa, máy cắt và máy mài cầm tay để loại bỏ các mảng thành vỏ đã định vị; tiến hành đánh bóng, bo tròn các mép cắt kim loại để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người thao tác trong quá trình thực hành.
4. Thiết kế, chế tạo giá đỡ: Tính toán kích thước khung đỡ thép định hình chịu tải phù hợp với trọng lượng của cụm động cơ mô phỏng - ly hợp - hộp số; hàn cố định các chân đế, gá lắp bu-lông định vị vững chắc ở độ cao thuận tiện cho việc quan sát và xoay thử chuyển động bằng tay.
5. Hoàn thiện và cân chỉnh: Lắp ráp toàn bộ các trục và bánh răng vào vỏ mô hình; kiểm tra khe hở dọc trục, độ êm dịu khi gài số và tính năng tự định vị của cơ cấu hãm bi lò xo.

---

Nội dung chính theo từng phần nghiên cứu

Nghiên cứu tổng quan về cụm ly hợp và hộp số ô tô

Tác giả phân tích toàn diện chức năng, phân loại và yêu cầu kỹ thuật của các bộ phận trong hệ thống truyền lực:

• Cụm ly hợp: Đảm bảo đóng ngắt êm dịu để giảm tải trọng động, thực hiện ngắt dứt khoát trong thời gian ngắn, đóng vai trò như cơ cấu an toàn chống quá tải cho động cơ và hệ thống truyền lực. So sánh các dạng lò xo ép: lò xo trụ bố trí xung quanh khó đảm bảo lực ép đồng đều khi mòn; lò xo màng có đặc tính lực ép ổn định khi tấm ma sát bị mòn trong giới hạn cho phép, lực mở bàn đạp nhẹ hơn ở cuối hành trình.
• Cụm hộp số cơ khí: Đảm bảo tỷ số truyền tối ưu để tạo lực kéo cần thiết tại bánh xe chủ động, nâng cao tính kinh tế nhiên liệu, sang số nhẹ nhàng không sinh va đập. Phân tích chi tiết cơ cấu an toàn:
  • Cơ cấu gài số: Cần gài số gắn khớp cầu, dẫn động các càng gài số định vị trong rãnh măng-sông.
  • Cơ cấu hãm thanh trượt: Dùng viên bi và lò xo nén tỳ vào các rãnh khuyết trên trục gài số (rãnh trung gian 0 và rãnh gài số) để ngăn hiện tượng tự động nhảy số hoặc tự vào số khi xe rung xóc.
  • Cơ cấu khóa thanh trượt (chốt khóa): Bố trí chốt chặn giữa các thanh trượt nhằm khóa cứng các trục còn lại ở vị trí số 0 khi một trục đang dịch chuyển gài số, loại trừ hoàn toàn nguy cơ gài cùng lúc hai tay số gây vỡ hộp số.
  • Bộ đồng tốc: Cấu tạo gồm moay-ơ có then hoa ăn khớp với trục thứ cấp, vành răng ngoài ăn khớp với vòng điều khiển (măng-sông), 3 chốt trượt định vị bằng lò xo bung và vành ma sát mặt côn. Nguyên lý ma sát hình nón đồng tốc hóa vận tốc góc của bánh răng và trục trước khi các vấu răng gài khớp hoàn toàn.
• Hộp phân phối: Phân phối mô-men xoắn cho các cầu chủ động trên xe nhiều cầu, cho phép gài/tách cầu trước và chuyển đổi số truyền chậm ($i = 1{,}4 \div 2{,}7$) để tăng lực kéo trên đường xấu hoặc số truyền tăng ($i = 0{,}7 \div 0{,}9$).
• Hệ thống truyền động cơ khí - thủy lực tự động: Khảo sát bộ biến tốc thủy lực kết hợp hộp số hành tinh/bánh răng giảm tốc hai cấp; phân tích sự biến thiên mô-men tại bánh tuốc bin thông qua cánh phản lực: khi tải cản lớn, tuốc bin quay chậm, dòng dầu đập vào mặt trước cánh phản lực làm khớp một chiều khóa cứng cánh phản lực, tạo mô-men tăng cường ($P_r = P_s + P_p$, mô-men tăng 2,5 đến 3 lần); khi tải giảm, dầu tác dụng vào mặt sau cánh phản lực làm cánh quay cùng chiều tuốc bin ($P_r = P_s - P_p$), biến tốc chuyển sang hoạt động như khớp nối thủy lực thuần túy.

Cấu tạo và hoạt động của cụm ly hợp xe Toyota Crown

Khảo sát thực tế trên xe Toyota Crown cho thấy ly hợp thuộc loại ma sát khô, 1 đĩa ma sát, thường xuyên đóng và sử dụng lò xo ép dạng màng:

• Bánh đà: Làm bằng gang có hệ số dẫn nhiệt cao, mặt ngoài khoan lỗ ren bắt vỏ ly hợp và định tâm bằng chốt; phần lõm bên trong khoan các lỗ thoát dầu mỡ xiên hướng tâm để đẩy tạp chất ra ngoài nhờ lực ly tâm.
• Cụm vỏ ly hợp, đĩa ép và lò xo màng: Vỏ làm bằng thép dập; đĩa ép làm bằng gang chịu nhiệt có gờ truyền mô-men; lò xo màng bằng thép đàn hồi cao có dạng đĩa vành khăn xẻ rãnh hướng tâm, hoạt động như một đòn bẩy tựa vào vỏ ly hợp.
• Đĩa ma sát (đĩa bị động): Moay-ơ nối then hoa với trục sơ cấp hộp số; xương đĩa bằng thép lá uốn sóng tăng độ êm dịu khi đóng ngắt; hai mặt tán tấm ma sát bằng đinh tán đồng; tích hợp cụm giảm chấn xoắn gồm 4 lò xo trụ đặt trong cửa sổ moay-ơ nhằm dập tắt dao động xoắn cộng hưởng tần số cao và triệt tiêu dao động tần số thấp thông qua ma sát trượt của các đệm vành trong.
• Cơ cấu ngắt ly hợp: Gồm bi đầu trục (ổ bi kim) đặt trong lòng đuôi trục khuỷu đỡ đầu trục sơ cấp; vòng bi ép (ổ bi chặn) chế tạo bằng thép chống mòn tiếp xúc với đầu trong lò xo màng; càng mở ngoài dẫn động bằng bàn đạp.
• Tiêu chuẩn kỹ thuật kiểm tra ly hợp:
  • Chiều sâu từ bề mặt tấm ma sát đến đầu đinh tán: không nhỏ hơn $0{,}3\text{ mm}$ (khi mòn giới hạn khoảng cách không nhỏ hơn $0{,}1\text{ mm}$).
  • Độ đảo mặt phẳng đĩa ma sát: không vượt quá $0{,}1\text{ mm}$.
  • Độ cong vênh toàn bộ chu vi đĩa: không vượt quá $0{,}1\text{ mm}$.

Cấu tạo và hoạt động của hộp số xe Toyota Crown

Hộp số xe Toyota Crown khảo sát là loại hộp số cơ khí 3 trục, 5 cấp số tiến và 1 số lùi:

• Trục sơ cấp (trục chủ động): Được chế tạo liền khối với bánh răng chủ động và vành răng côn đồng tốc; gối trên 2 ổ bi cầu (một đặt trong lòng bánh đà, một đặt trên vỏ trước hộp số); đuôi trục có lỗ lắp ổ bi kim đỡ đầu trục thứ cấp.
• Trục trung gian: Đặt trên 2 ổ bi trụ và 1 ổ bi kim; mang khối 5 bánh răng nghiêng liền trục (số 1, 2, 3, 4, lùi); đầu sau vách ngăn đặt bánh răng số 5 lồng không, gài cứng vào trục thông qua bộ đồng tốc số III (DT III). Vách ngăn giữa của vỏ hộp số được chuyển vào trong để tăng độ cứng vững trục.
• Trục thứ cấp (trục bị động): Đặt trên 3 ổ bi (ổ bi kim đầu trục, ổ bi cầu trên vách ngăn giữa, ổ bi trụ trên vỏ sau); đuôi trục nối then hoa với đăng dẫn động cầu sau. Các bánh răng số 1, số 2, số 3 quay trơn trên trục thông qua các ổ bi kim; bộ đồng tốc DT I điều khiển số 1 - số 2; bộ đồng tốc DT II điều khiển số 3 - số 4.
• Sơ đồ truyền công suất theo từng tay số:
  • Số 1: Trục sơ cấp $\rightarrow$ Bánh răng chủ động $\rightarrow$ Trục trung gian $\rightarrow$ Cặp bánh răng số 1 $\rightarrow$ Đồng tốc DT I $\rightarrow$ Trục thứ cấp.
  • Số 2: Trục sơ cấp $\rightarrow$ Trục trung gian $\rightarrow$ Cặp bánh răng số 2 $\rightarrow$ Đồng tốc DT I $\rightarrow$ Trục thứ cấp.
  • Số 3: Trục sơ cấp $\rightarrow$ Trục trung gian $\rightarrow$ Cặp bánh răng số 3 $\rightarrow$ Đồng tốc DT II $\rightarrow$ Trục thứ cấp.
  • Số 4 (Số truyền thẳng, $i = 1$): Khóa trực tiếp trục sơ cấp với trục thứ cấp qua đồng tốc DT II, không qua trục trung gian nên đạt hiệu suất truyền lực cao nhất.
  • Số 5 (Số truyền tăng, $i < 1$): Trục sơ cấp $\rightarrow$ Trục trung gian $\rightarrow$ Cặp bánh răng số 5 (sau vách ngăn) $\rightarrow$ Đồng tốc DT III $\rightarrow$ Bánh răng gắn cứng trên trục thứ cấp $\rightarrow$ Trục thứ cấp.
  • Số lùi: Trục sơ cấp $\rightarrow$ Trục trung gian $\rightarrow$ Bánh răng trung gian đảo chiều $\rightarrow$ Bánh răng số lùi $\rightarrow$ Trục thứ cấp.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả nghiên cứu và kiểm tra kỹ thuật

Đề tài đã hoàn thành việc tính toán, đo đạc và xác lập bảng thông số kỹ thuật chuẩn của các dòng hộp số cơ khí Toyota Crown liên quan:

Thông số / Dòng hộp số	Hộp số W45	Hộp số W55	Hộp số W58
Tỷ số truyền số 1	3,768	3,768	3,768
Loại dầu bôi trơn quy chuẩn	API GL-4	API GL-4	API GL-4
Cơ cấu gài số	5 số tiến, 1 số lùi	5 số tiến, 1 số lùi	5 số tiến, 1 số lùi
Đặc tính số 4	Truyền thẳng ($i = 1$)	Truyền thẳng ($i = 1$)	Truyền thẳng ($i = 1$)
Đặc tính số 5	Truyền tăng ($i < 1$)	Truyền tăng ($i < 1$)	Truyền tăng ($i < 1$)

• Kiểm chứng tỷ số truyền: Kết quả đếm số răng trên thực tế tại các trục hộp số xe Toyota Crown của xưởng thực tập và tính toán tỷ số truyền hoàn toàn trùng khớp với thông số kỹ thuật xuất xưởng của dòng hộp số W-series của Toyota.
• Hoàn thiện mô hình thực nghiệm: Chế tạo thành công mô hình học cụ cắt bổ cụm ly hợp và hộp số Toyota Crown đặt vững chắc trên khung giá đỡ chuyên dụng, các cơ cấu chuyển động quay êm, cơ cấu gài số và khóa an toàn làm việc chính xác.

Phân tích hư hỏng và giải pháp khắc phục

Đề tài đã tổng hợp và đưa ra quy trình xử lý các hư hỏng điển hình:

Hư hỏng Ly hợp & Hộp số

Đóng góp của đề tài

• Cung cấp một học cụ trực quan có độ bền cao, phục vụ trực tiếp cho sinh viên các khóa sau tại Khoa Cơ khí - Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM trong các môn học Thực tập Động cơ, Khảo sát Hệ thống Truyền lực và Sửa chữa Ô tô.
• Giúp người học quan sát trực tiếp chuyển động tương đối giữa trục sơ cấp, trục thứ cấp, sự ăn khớp của các bánh răng răng nghiêng và thao tác đồng tốc khi chuyển số.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Mô hình chế tạo dựa trên cụm hộp số cơ khí 3 trục truyền thống của dòng xe Toyota Crown đời cũ; chưa tích hợp hệ thống cảm biến điện tử hoặc cơ cấu dẫn động thủy lực tự động hiện đại; phần nghiên cứu hộp số tự động và hộp phân phối mới dừng lại ở việc tổng quan lý thuyết và sơ đồ nguyên lý.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Mở rộng thiết kế, cắt bổ và xây dựng mô hình thực nghiệm cho hộp số tự động điều khiển điện tử - thủy lực (ECT) hoặc hộp số vô cấp (CVT).
  • Tích hợp động cơ điện kéo mô phỏng chuyển động quay có điều chỉnh tốc độ để trình diễn quá trình ăn khớp và chuyển số tự động trong phòng thí nghiệm.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận và mô hình kỹ thuật mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho:

• Sinh viên ngành Kỹ thuật Ô tô, Cơ khí Nông Lâm: Sử dụng làm tài liệu học tập, tra cứu quy trình tháo lắp, kiểm tra thông số kỹ thuật (độ mòn đinh tán, độ cong vênh đĩa ma sát, khe hở ổ bi) và nguyên tắc làm việc của cơ cấu đồng tốc, khóa số.
• Giảng viên và kỹ thuật viên xưởng thực hành: Tham khảo phương pháp cắt trích thân vỏ kim loại, kỹ thuật làm dưỡng gá lắp mô hình học cụ phục vụ công tác giảng dạy trực quan.
• Kỹ thuật viên sửa chữa ô tô: Tra cứu nguyên nhân hư hỏng, các triệu chứng trượt ly hợp, nhảy số, kẹt số và quy chuẩn dầu nhớt bôi trơn (API GL-4).

---

Câu hỏi thường gặp

1. Cụm ly hợp trên xe Toyota Crown khảo sát trong đề tài có những đặc tính kỹ thuật cơ bản nào?

Ly hợp xe Toyota Crown là loại ly hợp ma sát khô, thường xuyên đóng, sử dụng 1 đĩa ma sát (đĩa bị động) có tích hợp bộ giảm chấn xoắn 4 lò xo trụ và sử dụng lò xo ép dạng màng bằng thép đàn hồi.

2. Các yêu cầu kỹ thuật cần kiểm tra đối với đĩa ma sát ly hợp xe Toyota Crown là gì?

Đĩa ma sát cần đảm bảo: độ đảo vành đĩa không vượt quá $0{,}1\text{ mm}$; độ cong vênh toàn bộ bề mặt không quá $0{,}1\text{ mm}$; chiều sâu từ bề mặt tấm ma sát đến đầu đinh tán bằng đồng khi kiểm tra không được nhỏ hơn $0{,}3\text{ mm}$ (khi sử dụng mòn giới hạn không nhỏ hơn $0{,}1\text{ mm}$).

3. Hộp số Toyota Crown bố trí mấy trục và tại sao số 4 lại là số truyền thẳng?

Hộp số xe Toyota Crown là hộp số cơ khí 3 trục: trục sơ cấp, trục trung gian và trục thứ cấp. Đầu trước của trục thứ cấp được đặt lồng đồng tâm bên trong ổ bi kim ở đuôi trục sơ cấp. Khi gài số 4, bộ đồng tốc DT II khóa cứng trực tiếp trục sơ cấp với trục thứ cấp ($i = 1$), dòng truyền lực đi thẳng mà không truyền qua trục trung gian, giúp đạt hiệu suất truyền động cao nhất.

4. Cơ cấu nào trong hộp số đảm bảo không bị gài hai số cùng một lúc?

Cơ cấu khóa thanh trượt (sử dụng chốt khóa bố trí giữa các thanh trượt của trục gài số) có nhiệm vụ ngăn chặn hiện tượng gài hai số cùng lúc. Khi một thanh trượt dịch chuyển sang vị trí gài số, chốt khóa sẽ bị đẩy ép chặt vào rãnh định vị của các thanh trượt còn lại, giữ cố định chúng ở vị trí số 0.

5. Cấp chất lượng dầu bôi trơn tiêu chuẩn cho hộp số Toyota Crown là gì?

Theo tài liệu kỹ thuật của các dòng hộp số Toyota Crown (W45, W55, W58) được tác giả tổng hợp, loại dầu bôi trơn quy chuẩn được sử dụng là cấp chất lượng API GL-4.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu và lắp đặt mô hình hộp số ô tô" do sinh viên Nguyễn Văn Hải và Trần Quang Phước thực hiện dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Duy Hướng và K.S Phạm Thanh Phong đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu đặt ra. Đề tài đã hệ thống hóa lý thuyết về cụm ly hợp, hộp số cơ khí, hộp phân phối và hộp số tự động, đồng thời làm rõ cấu tạo chi tiết của hệ thống truyền động trên dòng xe Toyota Crown. Kết quả thực nghiệm đếm răng xác định tỷ số truyền và việc chế tạo thành công mô hình cắt bổ trên giá đỡ kim loại đã cung cấp một thiết bị học cụ trực quan, phục vụ hiệu quả cho công tác giảng dạy và thực tập chuyên ngành Công nghệ Ô tô tại Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ie BQ GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HỌC NONG LAM TP. HO CHÍ MINH KHOA CO KHi - CONG NGHE & Ls NGUYEN VAN HAI - TRAN QUANG PHƯỚC DE TAI: Ộ " NGHIÊN CỨU VA LAP DAT MO HINH HOP SO O TO TP. Hồ Chi Minh Tháng 07/2006 ; BỘ GIÁO DỤC VADAO TAO _ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HÒ CHÍ MINH els Bộ môn Công Nghệ O Tô Khoa Cơ Khí Công Nghệ DE TÀI: - ; NGHIÊN CUU VA LAP DAT MO HINH HOP SO O TO NGANH: CƠ KHÍ NONG LAM GVHD: - SVTH: | Th.S NGUYEN DUY HUONG NGUYEN VAN HAI K.S PHAM THANH PHONG TRAN QUANG PHUOC Khoa: 2002-2006 TP.

Hồ Chi Minh Tháng 07/2006 «Bx MINISTRY OF TRAINING AND EDUCATION NONG LAM UNIVERSITY HCMC elles Department of Automobile Faculty Of Mechaniccal Engineering SUBJECT: STUDYING — INSTALLING THE MODEL OF CAR’S GEAR BOX Major: Mechanics Of Agriculture and Forestry Advisors: Students: Ms. NGUYEN DUY HUONG NGUYEN VAN HAI Eng. PHAM THANH PHONG TRAN QUANG PHUOC Course: 2002-2006 Ho Chi Minh City July - 2006 LỜI CẢM TẠ Với lòng biết ơn sâu sắc, chúng em xin chân thành cảm tạ thầy: Nguyễn Duy Hướng Phạm Thanh Phong Là những người đã trực tiếp hướng dan, tận tình giúp đỡ để chúng em có thé hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp của mình. Chúng em cũng xin gởi lời cảm ơn đến thầy cô Khoa Cơ Khí Công Nghệ và các thầy cô trong trường Đại Học Nông Lâm - TPHCM đã tạo điều kiện cho chúng em học tập, nghiên cứu và truyền dạy những kiến thức quý báu để hoàn thành chương trình đại học niên khoá 2002-2006 và làm hành trang cho chúng em trên con đường phía trước.

Cảm ơn sự động viên và chia sẻ kinh nghiệm, kiến thức của người thân, bạn bè và anh em trong xưởng thực tập trong thời gian làm đề tài luận văn tốt nghiệp. SUMMARY SUBJECT: “STUDYING — INSTALLING THE MODEL OF CAR’S GEAR BOX”. The car’s Gear box takes a very important role in transmission system, is built with complex structure and easy broke down while working. Therefore, in order to create good condition in study and increase the efficiency in using this complex machine.

With the permission of Faculty of Mechanical Engineering, Nong Lam University - HCMC and instruction of Mr. Nguyen Duy Huong and Mr. Pham Thanh Phong. We carried out the Theme : “ Studying — Installing the model of car’s Gear box ”.

With the following contents: + Studying the construction and working way of the clutch and Gear box of Toyota Crown car. + Determine the transmission’s ratio of TOYOTA CROWN car. + Design model to support for The Clutch and Gear box in TOYOTA CROWN car. + Cut the Gear box at possible sections so as to make it easy in learning.

+ Shown all the reasons that cause broken down and ways to repair the clutch and Gear box. TÓM TẮT Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU VA LAP ĐẶT MÔ HÌNH HOP SO Ô TÔ DU LICH”. Hộp số ôtô là một bô phận rat quan trọng trong hệ thống truyền lực, có cau tạo phức tap, dé gây ra hư hỏng trong quá trình sử dung. Dé tạo điều kiện thuận lợi cho việc tìm hiểu, nghiên cứu, nắm vững và nâng cao hiệu quả sử dụng cụm máy phức tạp này, được sự đồng ý của ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí- Công Nghệ Trường Đại Học Nông Lâm — TPHCM, và được sự hướng dẫn của thầy: Nguyễn Duy Hướng và Phạm Thanh Phong.

Chúng em thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu - lắp đặt mô hình hộp số ôtô du lịch” với nội dung sau: + Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của ly hợp và hộp số trên xe TOYOTA CROWN. Xác định tỉ số truyền hộp số TOYOTA CROWN. + Thiết kế giá đỡ cho ly hợp và hộp số xe TOYOTA CROWN. Cắt vỏ hộp số ở những chỗ thuận tiện cho việc giảng dạy.