Bài 36: Động cơ đốt trong dùng cho máy nông nghiệp – Câu 3 trang 152 SGK Công nghệ 11. Trình bày đặc điểm của hệ thống truyền lực trên máy kéo xích.
Trình bày đặc điểm của hệ thống truyền lực trên máy kéo xích.
Đặc điểm
– Mô men quay trên bánh sau rất lớn.
– HTTL máy kéo bánh xích còn có nhiệm vụ lái nhờ cơ cấu quay vòng đặt sau truyền lực chính hoặc cơ cấu quay vòng đặt trong hộp số.
+ Truyền động ma sát gián tiếp - tác động qua đai truyền.Truyền động ăn khớp trực tiếp và gián tiếp.+ Truyền động ăn khớp trực tiếp - các bánh răng trực tiếp ăn khớp với nhau.+ Truyền động ăn khớp gián tiếp - truyền động qua dải xích.* Theo vị trí các trục trong cơ cấu truyền động cơ khí chia ra 3 loại:- Cơ cấu truyền động có trục song song.- Cơ cấu truyền động có trục cắt nhau.- Cơ cấu truyền động có trục chéo nhau.2.2. Sơ đồ hệ thống truyền lựcTrong phạm vi chương trình chỉ trình bày các dạng hệ thống truyền lực dạngcơ khí.Hệ thống truyền lực bằng cơ khí có 3 dạng đặc trưng là hệ thống truyền lựccủa mô, của máy kéo bánh lốp và của máy kéo xích. Sơ đồ hệ thống được vẽ nhưsau:Nhiệm vụ của các bộ phận chính:- Ly hợp chính: có nhiệm vụ ngắt nối mômen quay từ động cơ đến hộp số đểxe có khả năng ra vào số cho phép xe có khả năng khởi hành.Ly hợp có khả năng giúp cho xe đứng tại chỗ trong thời gian ngắn khi độngcơ làm việc và xe có số. Ngoài ra bộ ly hợp chính có nhiệm vụ bảo vệ các chi tiếtcủa hệ thống truyền lực ở phía sau.- Hộp số: có nhiệm vụ thay đổi tỷ số truyền mômen quay từ động cơ đến bánhchủ động, thay đổi mặt phẳng tác động của mômen quay, thay đổi chiều tác độngcủa mômen quay để xe có khả năng thay đổi tốc độ di chuyển, thay đổi hướngchuyển động, cho phép xe đứng tại chỗ khi động cơ đang làm việc.90 - Phanh dừng: giúp cho xe đỗ ở trên dốc khi động cơ không làm việc hoặc cólàm việc khi xe không có số [đối với máy kéo nói chung sẽ có bộ phận hãm cứngphanh hãm chính, nên không có thiết kế phanh dừng riêng].- Bộ truyền các đăng: có nhiệm vụ truyền và bảo toàn mômen quay giữa cáctrục nằm trên các mặt phẳng khác nhau, khoảng cách giữa các mặt phẳng này thayđổi theo thời gian.- Cặp bánh răng truyền lúc trung ương: có nhiệm vụ truyền mômen quay làmtăng trị số của mômen quay, thay đổi mặt phẳng tác động của mômen quay làmgiảm số vòng quay.- Hộp vi sai: có nhiệm vụ là tự động điều chỉnh tốc độ của 2 bánh chủ độngtheo sức cản trên mặt đường để xe có thể di chuyển thẳng trên địa hình phức tạpvà cho phép xe có khả năng quay vòng.- Phanh hãm: có nhiệm vụ làm giảm tốc độ di chuyển của xe khi gặp chướngngại vật đột ngột. Riêng đối với máy kéo thì 2 phanh nối với bàn đạp riêng nên cóchức năng hỗ trợ cho quá trình quay vòng, với máy kéo bánh lốp phanh có thêm91 chức năng hỗ trợ xe vượt vũng lầy.- Cặp bánh răng truyền lực cuối cùng: có nhiệm vụ làm giảm số vòng quay,tăng mômen quay truyền đến bánh chủ động chỉ có trên các loại máy kéo.- Khớp nôi trung gian: có nhiệm vụ truyền và bảo toàn mômen quay giữa cáctrục không đồng tâm.- Phanh hãm trục ly hợp: phanh này nối với bàn đạp ly hợp có nhiệm vụ giảmsố vòng quay của trục ly hơn khi ngắt ly hơn để xe có khả năng ra vào số khi đổihướng chuyển động [chỉ có trong các loại máy kéo].- Ly hợp chuyển hướng: có nhiệm vụ ngắt hoặc nối mômen quay đến từng dảixích hoặc bánh chủ động để xe có thể thay đổi hướng chuyển động.- Bánh xe: tạo nên lực bám để xe di chuyển trên đường cung như khi làmviệc.2.3. Ly hợp2.3.1. Nhiệm vụ - phân loại2.3.1.1. Nhiệm vụLy hợp chính có nhiệm vụ ngắt nối mômen quay từ động cơ đến hộp số để xecó khả năng ra vào số cho phép xe có khả năng khởi hành.Ly hợp có khả năng giúp cho xe đứng tại chỗ trong thời gian ngắn khi độngcơ làm việc và xe có số. Ngoài ra bộ ly hợp chính có nhiệm vụ bảo vệ các chi tiếtcủa hệ thống truyền lực ở phía sau.2.3.1.2. Phân loại+ Căn cứ vào dạng ma sát ly hợp chia làm hai loại:- Ly hợp ma sát khô.- Ly hợp ma sát ướt.+ Căn cứ vào tư thế làm việc chia làm 2 loại:- Ly hợp ma sát thường xuyên đóng.- Ly hợp ma sát không thường xuyên đóng.+ Căn cứ vào phương pháp điều khiển ta có:- Ly hợp điều khiển tự động.- Ly hợp điều khiển bằng cơ khí có trợ lực hoặc không có trợ lực.+ Căn cứ vào số lượng đĩa ma sát ta có: ly hơn một đĩa và ly hơn nhiều đĩa.Phổ biến nhất là ly hợp ma sát khô thường xuyên đóng 1đĩa hay nhiều đĩa.92 2.3.2. Cấu tạo và hoạt động của bộ ly hợp ma sát khô thường xuyên đóng2.3.2.1. Nguyên lý làm việcLy hợp ma sát khô thường xuyên đóng sử dụng ma sát để truyền mômenquay, mômen ma sát được tính theo công thức sau:Mms = K.F.STrong đó: Mms - Mômen ma sát;K - Hệ số ma sát giữa phần chủ động và bị động;F - Lực ép giữa hai phần chủ động và bị động;S - Diện tích tiếp xúc giữa hai phần chủ động và bị động.2.3.2.2. Cấu tạo: bộ ly hợp chia thành 3 phần:+ Hệ thống các bộ phận chủ động.+ Hệ thống các bộ phận bị động.+ Hệ thống các bộ phận ép và điều khiển.a. Bộ phận chủ động gồm có bánh đà, vỏ ly hợp và đĩa ép. Mặt sau của bánhđà được gia công phảng, nhẵn để làm bề mặt làm việc truất bích bánh đà]. Vỏ lyhộp sẽ được lắp cứng với bánh đà, trên vỏ có khoét thủng các rãnh để ăn khớp vớicác mấu lồi tương ứng của đĩa ép. Do vậy đĩa ép phải quay cùng vỏ nhưng nó cókhả năng dịch dọc so với vỏ Đĩa ép được chế tạo bằng thép mặt phía trước của đĩaép được gia công phẳng nhẵn để làm bề mặt làm việc. Trên đĩa ép có lắp các thanhkẻo hoặc có mấu để liên kết với hệ thống cần bẩy.b. Bộ phận bị động bao gồm địa ma sát và trục ly hợp:- Trục ly hợp lắp tựa trên vòng bi ở tâm của bánh đà do vậy trục ly hợp quayđộc lập so với bánh đà. Trên bề mặt của trục ly hợp có phay rãnh then hoa để lắpkhớp với đĩa ma sát. Do cách lắp này nên đĩa ma sát phải quay cùng trục ly hơnnhưng nó có khả năng dịch dọc so với trục ly hợp.Đĩa ma sát gồm có phần moayơ, lõi đĩa và các tấm ma sát. Trên moayơ có lắplõi địa thường chế tạo bằng thép, địa thép có thể gia công phẳng hoặc lượn sóngđể giảm chấn, 2 bên của đĩa ma sát có dán hoặc tán lớp vật liệu có hệ số ma sátcao chịu được mài mòn [thường là gỗ nhíp - gỗ kỹ thuật]. Đĩa ma sát thông thườngliên kết với moayơ qua hệ thống lò xo giảm giật.93 c] Cơ cấu ép và điều khiển ở trên vỏ ly hợp có khoét các lỗ để lắp hệ thống lòxo ép tuỳ theo tải trọng của xe. Số lượng lò xo ép nhiều hay ít, số lượng lò xo cóthể là 6, 8, 12 lò xo lò xo có thể ở dạng đơn hay kép. Hệ thống lò xo ép luôn căngvà luôn luôn đẩy đĩa ép về phía trước ép chặt địa ma sát vào bánh đà. Trên đĩa épcó khoan 2 hoặc 3 lỗ để lắp thanh kẻ0, thanh kẻo nhô ra phía ngoài vỏ ly hợp,thanh kép sẽ liên kết với các cần bẩy lắp khớp bản lề so với vỏ ly hợp, phía saucần bẩy trên trục ly hợp có lắp vòng bi ép, trên vòng bi ép có khoét rãnh để lắp vớigia điều khiển nối với bàn đạp ly hợp, khe hở giữa đuôi cần bẩy và đĩa ép đượcđiều chỉnh tuỳ thuộc vào từng loại xe, nó sẽ tương ứng với hành trình tự do củabàn đạp ly hợp.2.3.2.3. Hoạt độngBình thường khi ta chưa tác động vào bàn đạp, do sức căng của hệ thống lò xoép, đĩa ép bị đẩy về phía trước ép chặt đĩa ma sát vào mặt phẳng của bánh đà, lúcnày mômen quay sẽ truyền từ mặt phẳng của bánh đà, mặt phẳng của đĩa ép đếnmặt phẳng của đĩa ma sát. Do vậy đĩa ma sát bắt buộc phải quay cùng bánh đà vàđĩa ép trục ly hợp quay theo đĩa ma sát, lúc này có thể coi hệ thống chủ động, bịđộng là một khối. Đây là tư thế làm việc thường xuyên của ly hợp [thường xuyênđóng].Khi cần ngắt ly hợp ta tác động vào bàn đạp thông qua hệ thống thanh kẻ0,ma ly hơn đẩy vòng bi ép về phía trước vòng bi ép tỳ vào đuôi cần bẩy, đẩy đuôicần bẩy vào trong đầu của cần bẩy bị kẻo ra ngoài. Do vậy đĩa ép bị kẻo ra phía94 ngoài tách khỏi đĩa ma sát, khi không bị ép nữa đĩa ma sát cũng tách khỏi bề mặtbánh đà, lúc này đĩa ma sát và trục ly hợp quay tự d0, mômen quay không truyềntừ phần chủ động sang phần bị động nữa ly hợp ngắt. Để cho ly hợp trở lại tư thếđóng ta phải từ từ nhả bàn đạp ly hợp, đĩa ép sẽ bị đẩy dần về phía trước từ từ épđĩa ma sát vào bánh đà, mômen quay từ từ truyền đến địa ma sát và trục ly hợp.Đĩa ma sát sẽ quay nhanh dần lên và nó sẽ quay cùng bánh đà và đĩa ép khi ta nhảhoàn toàn bàn đạp ly hợp.2.3.2.4. Một soạn hỏng thường gặp đối với ly hợpCó 2 dạng chính:- Ly hợp bị trượt.- Ly hợp bị dính.+ Trượt: do mất hệ số ma sát, bao gồm các nguyên nhân sau:- Bề mặt của đĩa ma sát dính dầu mỡ, dính bụi bẩn hoặc bề mặt đĩa quá mòn.- Trượt do mất lực ép, do gẫy lò xo ép, hoặc do điều chỉnh cần bẩy ép khôngđúng.- Trượt do mất diện tích ma sát, do bề mặt của hệ thống đĩa ma sát vỡ hoặcđĩa ma sát vênh+ Dính: Do bề mặt của địa ma sát cháy dính vào bánh đà hoặc đĩa ép. Có thểchỉnh khe hở giữa cần bẩy và vòng bi ép quá lớn hoặc điều chỉnh 3 cần bẩy lệchnhau.2.4. Hộp số2.4.1. Nhiệm vụ - phân loại2.4.1.1. Nhiệm vụ: có nhiệm vụ thay đổi tỷ số truyền mômen quay từ động cơđến bánh chủ động, thay đổi mặt phẳng tác động của mômen quay, thay đổi chiềutác động của mômen quay để xe có khả năng thay đổi tốc độ đi chuyển, thay đổihướng chuyển động, cho phép xe đứng tại chỗ khi động cơ đang làm việc.2.4.1.2. Phân loại: hộp số có các loại như: hộp số vô cấp và hộp số có cấp,hộp số có một cặp truyền và hộp số có nhiều cặp truyền, hộp số có số truyền thẳnghoặc không có số truyền thẳng.2.4.2. Cấu tạo2.4.2.1. Nguyên lý làm việcDựa trên nguyên lý thay đổi sự ăn khớp của các cặp bánh răng có tỷ số truyềnkhác nhau, thay đổi tốc độ di chuyển của xe, ngoài ra còn có khả năng thay đổi sốcặp bánh răng ăn khớp với nhau, thay đổi chiều tác động của mômen quay để xethay đổi hướng chuyển động.95 2.4.2.2. Cấu tạo: chia làm 2 phần chính:- Hệ thống các bộ phận làm việc.- Hệ thống các bộ phận điều khiển.a. Hệ thống các bộ phận làm việc:+ Thân hộp số thường đúc bằng gang, rỗng, trên thân hộp số có các vách ngăncó gia công các ổ răng để lắp trục số.+ Trục số là bộ phận nhận mômen quay và truyền mômen ra phía sau, có nhiềucách phân loại trục số như dựa và chức năng làm việc hoặc cấu tạo của trục.+ Phân loại dựa vào chức năng có các loại sau:- Trục sơ cấp [trục sơ cấp thông thương là trục ly hợp]: trên trục sơ cấp có lắpmột hay nhiều bánh răng sơ cấp, bánh răng sơ cấp có thể lắp chặt với trục hay lắpkhớp với trục để di động trong quá trình làm việc.- Trục trung gian.- Trục số lùi, trên trục có lắp bánh răng để đảo chiều quay của bánh răng thứ cấp.- Trục thứ cấp [trục thứ cấp thông thường là trục của bánh răng chủ độngtrong bánh răng truyền lực trung ương].+ Trục số phân loại theo cấu tạo:- Trục trơn: dùng để lắp những bánh răng cố định.- Trục then hoa: được dùng lắp những bánh răng di động.+ Các bánh răng: phân theo chức năng cũng có.- Bánh răng sơ cấp, trung gian, bánh răng trung gian số lùi, bánh răng thứ cấp.96 - Phân loại theo cấu tạo có: bánh răng cố định và bánh răng di động.b. Bộ phận điềukhiển:+ Cần số: đầu trêncủa cần số có lắp taynắm, trên tay nắmthường đúc nổi các chỉdẫn để hướng dẫn cáchra vào số. Khoảng giữacủa cần số có gia côngmột khớp cầu để lắp lênổ đỡ hình cầu trên nắphộp số để hạn chế bớtchuyển động quay củacần số trong quá trìnhlàm việc trên nắp hộp sốcó lắp một vít hãm ănkhớp với rãnh khoéttrên cần số nhờ vậy cầnsố không còn khả năngquay quanh trục nữa. Ởngay phía dưới nắp cólắp một tấm giới hạn đểchỉ cho phép đầu dướicủa cần số chỉ chuyểnđộng của theo một sốhướng nhất định. Đầudưới của cần số sẽ lọtvào rãnh khoét của mộttrong các trục gài số ở phía dưới.+ Tâm giới hạn là một tấm thép mỏng có khoét rãnh để định hướng để chocần số di chuyển.+ Trục gài số có hình dạng chữ nhật, mặt trên của trục có khoét rãnh để cầnsố điều khiển, khi ở số không thì vị trí của rãnh khoét các trục gài số sẽ trùngnhau. Trên các trục gài số có lắp 1.hoặc 2 ma gài số, khi trục gài số di chuyển cácđịa sẽ di chuyển theo và điều khiển một hoặc hai bánh răng di động sẽ di chuyểntheo mỉa gài số lắp khớp với rãnh khoét trên bánh răng di động]. Trên trục gài sốcó khoét lỗ để lắp chết hãm an toàn, chốt này liên kết với bàn đạp ly hơn do vậy ta97 chỉ có thể điều khiển trục gài số di chuyển đĩa vào sôi khi ngắt ly hợp chính. Đểtránh hai trục gài số cùng di chuyển một lúc [vào cùng lúc hai số] thì giữa các trụcgài số có lắp hệ thống chốt an toàn để chỉ cho một trục gài số di chuyển khi ra vàosố.Với một số hộp số hiện đại trên các bánh răng số có lắp thêm hệ thống hoàđồng tốc để hỗ trợ cho quá trình ra vào số được êm dịu hơn, ngoài ra còn có thểlắp hệ thống điều khiển tự động binh, điện để ra vào số [hộp số tự động].2.5. Vi sai2.5.1. Nhiệm vụ - phân loại2.5.1.1. Nhiệm vụ: vi sai có nhiệm vụ là tự động điều chỉnh tốc độ của 2 bánhchủ động theo sức cản.trên mặt đường để xe có thể di chuyển thẳng trên địa hìnhphức tạp và cho phép xe có khả năng quay vòng.2.5.1.2. Phân loại- Theo công dụng bộ vi sai chia ra: vi sai giữa các bánh xe, vi sai giữa cáccầu, vi sai đối xứng, vi sai không đối xứng, vi sai giữa các tuyền lực cạnh.- Theo mức độ tự động chia ra: vi sai không có hãm, vi sai hãm cưỡng bứcbằng tay, vi sai hãm tự động.- Theo kết cấu vi sai chia ra: vi sai bánh răng nón, vi sai bánh răng trụ, vi saităng ma sát.- Trong vi sai tăng ma sát có thể phân ra: vi sai loại cam, loại trục vít, loạităng ma sát bằng phần tử masát, loại ma sát thuỷ lực, loạivi sai có tỷ số truyền thay đổi,loại vi sai có hành trình tự dov.v…2.5.2. Cấu tạo và hoạt động2.5.2.1. Nguyên lý làmviệc Để thể hiện nguyên lýlàm việc chúng tôi làm thínghiệm với các thiết bị nhưsau: thí nghiệm sử dụng bánhrăng tròn ăn khớp với 2 thanh răng: 1trên, 1dưới, ở tâm bánh răng khoét 1lỗ để lắptrục, 2 đầu trục có 1dây kéo, 2 thanh răng có cùng trục, có cùng giá đỡ.Trường hợp 1.: không tác động lực vào cả hai thanh răng dùng dây kéo bánhrăng di chuyển một đoạn s bánh răng sẽ nêm cả 2 thanh răng, kẻo 2 thanh răngcùng chuyển động đoạn đường s.98 Trường hợp 2: giữ 1.trong 2 thanh ràng lại, vẫn dùng dây kéo bánh răng dichuyển đi một đoạn s bánh răng sẽ đẩy thanh răng còn lại đi 1.đoạn đường là 2 s.2.5.2.2. Cấu tạo- Vỏ hộp vi sai lắp cứng với bánh răng thứ cấp của cặp bánh răng truyền lựctrung ương Do vậy vỏ sẽ phải quay theo bánh răng truyền lực trung ương. Bêntrong hộp vi sai có lắp 2 hệ thống bánh răng, các bánh răng vệ tinh có thể 2 hoặc 4bánh răng vệ tinh lắp nên các trục, bánh răng vệ tinh có thể quay trơn so với trụccủa nó, các bánh răng vệ tinh cùng ăn khớp với 2 bánh răng bán trục [bánh rănghành tinh], 2 bánh răng bán trục được lắp cứng 2 đầu bán trục. Cho nên bán trụccó khả năng quay trơn so với vỏ hộp vi sai, phía ngoài hộp vi sai trên bán trục cólắp phanh hãm bánh xe đối với trường hợp của cầu chuyển động mô hoặc bánhrăng chuyển động của cấp bánh răng chủ động cuối cùng đối với trường hợp cầuchủ động của máy kéo bánh lốp.- Ở một số loại xe ở 1 bên bán trục có lắp thêm khoá vi sai, khoá này sẽ khoácứng 1.bên bán trục với vỏ hộp vi sai khi cần thiết để tạo điều kiện cho xe có khảnăng vượt vũng lầy.2.5.2.3. Hoạt động+ Khi xe đi thẳng trên địahình thẳng sức cản trên 2 bánhchủ động như nhau. Do vậy tạivị trí ăn khớp của các bánhrăng bán trục với bánh răng vệtinh cũng bằng nhau khi xe cósố gấp bánh răng truyền lựctrung ương quay vì vậy vỏ hộpvi sai cũng phải quay theo.Gọi số vòng quay của vỏhộp lành- Trục của bánh răng vệtinh cùng với bánh răng vệ tinhsẽ phải quay theo vỏ hộp, cácbánh răng vệ tinh kẻo các bánh răng bán trục cùng quay theo vỏ hộp.- Gọi số vòng quay của bánh răng bán trục trái là út, số vòng quay của bántrục phải là nữ lúc này;+ Khi xe di chuyển trên địa hình phức tạp hoặc khi xe quay vòng, sức cản99 trên hai bánh xe khác nhau, tại vị trí ăn khớp của 2 bánh răng bán trục với bánhrăng vệ tinh cũng có sức cản lệch nhau. Vì lý do này bánh răng vệ tinh phải xoayquanh trục của mình với số vòng quay nhất định trong khi vẫn phải quay theo vỏhộp.- Gọi số vòng quay của bánh răng vệ tinh là nv. Lúc này 1.trong 2 bán trục sẽquay chậm đi so với vỏ hộp, 1.số vòng quay nv [Phía bánh xe có lực cản lớn kýhiệu ni]. Bánh xe bán trục phía đối diện sẽ quay nhanh hơn vỏ hộp cùng số vòngquay nv [Phía bánh xe có lực cản nhỏ nn~n1 = nh - nvnn = nh + nv => n1 + nn = 2nhTrong trường hợp quay vòng bánh xe gần tâm sẽ có sức cản lớn VD: xe quayvòng sang bên trái lúc này bánh xe bên phải nằm phía trong của tâm quay vòngnên có sức cản lớn còn bánh xe nằm xa tâm quay vòng có sức cản nhỏ do vậybánh xe nằm gần tâm quay vòng quay chậm đi với số vòng quay nv còn bánh xenằm xa tâm quay vòng sẽ quay nhanh lên với số vòng quay nv:nf = nh - nvnt = nh + nvTrong trường hợp khi xe bị trượt patinê thì một trong hai bánh xe mất sức cảndo mất ma sát [bánh xe nằm trong vũng bùn] do vậy chỉ còn một bánh răng có sứccản tác động lên bánh răng vệ tinh nên bánh răng vệ tinh phải quay với số vòngquay bằng số vòng quay của vỏ hộp vi sai nv = nh trong trường hợp này một bánhrăng sẽ quay với số vòng quay gấp đôi số vòng quay của vỏ hộp vi sai còn bánhrăng còn lại sẽ có số vòng quay bằng không:n1 = nh - nh = 0nn = nh + nh = 2nhKhi xe bị trượt patinê ta phải lìm biện pháp để tạo nên sức cản trên bánh xemất lực bám bằng cách chèn gỗ, đá...v.v. Với máy kéo bánh lốp có thể sử dụngphanh gây nên lực cản trên bánh xe mất lực bám khi bị trượt nhẹ, trong trườnghợp cần di chuyển từ dưới ruộng lên bờ ta phải gài khoá vi sai. Khi khoá vi sai thìmột bên bán trục bị khoá cứng với vỏ do vậy vi sai bị mất tác dụng, hai bán trụclúc này bị khoá cứng với nhau nên quay cùng tốc độ. khi đã lên bờ ta phải nhảkhoá vi sai để trả lại chức năng bình thường cho hộp vi sai.2.6. Cơ cấu chuyển hướng của máy kéo xích2.6.1. Nhiệm vụ - Phân loại2.6.1.1. Nhiệm vụ: ly hợp chuyển hướng có nhiệm vụ ngắt hoặc nối mômen100