Bộ đồng tốc là gì?
Ở hộp số ô tô hiện nay thường hay dùng bộ đồng tốc quán tính để nối ghép trục với bánh răng quay trơn (gài số) mà không sinh va đập . Bộ đồng tốc có nhiệm vụ không để gài số khi chưa đồng đều tốc độ góc của bánh răng và trục được nối ghép với nhau. Khi thiết kế bộ đồng tốc phải làm thế nào để tăng hệ số ma sát . Muốn thế trên bề mặt hình côn có khía các rãnh dọc hoặc các rãnh xoắn ốc với mục đích cắt màng dầu tạo giữa hai bề mặt hình côn.
Bộ đồng tốc là chi tiết thực hiện cơ chế dịch chuyển nhưng do việc chuyển đổi cấu tạo đơn giản nên không dễ dàng như vậy. Sự ăn khớp của bánh răng yêu cầu cùng tốc độ của trục và bánh răng được kết nối.
Do đó, trong những lần trước đây, việc chuyển số phải sử dụng ly hợp kép, điều này không dễ dàng đối với những người lái xe thiếu kinh nghiệm. Để cải thiện việc chuyển số, cơ cấu đồng bộ hóa đã được phát triển để đưa bánh răng và trục quay đến cùng tốc độ mà không cần sử dụng quy trình ly hợp kép.
Mặt bên phải gieo nguyên lý hoạt động để ăn khớp với bánh răng thì các răng của vòng đệm phải tiếp xúc với các răng của bánh răng. Bánh răng và trục trung tâm được trang bị một khu vực hình nón. Trước khi các răng chạm vào nhau, đầu tiên các tế bào hình nón sẽ chạm vào nhau.
Do lực ma sát tạo ra, bánh răng sẽ bị hãm hoặc tăng tốc cho đến khi nó có cùng tốc độ với trục, khi đó các răng sẽ dễ dàng ăn khớp với nhau. Để làm được điều này, khu vực hình nón phải có thể di chuyển được so với cổ áo. Trong phần dưới, bạn sẽ thấy cấu trúc và diện mạo thực sự của một hệ thống đồng bộ hóa. Để có hiệu quả tốt hơn, các hệ thống có nhiều hơn một hình nón đồng bộ hóa.
Cấu Tạo Bộ Đồng Tốc
Bộ đồng tốc là một phần quan trọng trong hộp số của xe hơi, giúp đồng bộ tốc độ quay giữa hai bánh răng trước khi chuyển số. Cấu tạo cơ bản của bộ đồng tốc bao gồm:
Vòng Đồng Tốc (Synchronizer Ring): Đặt xung quanh bánh răng và thường có các rãnh hoặc các răng nhỏ ở bề mặt ngoại vi.
Cánh Trượt (Sleeve): Là một ống trượt, thường được đặt giữa vòng đồng tốc và bánh răng.
Bộ Khóa (Dog Teeth): Có thể là các răng nhỏ hoặc cạnh của bánh răng.
Phân Loại Bộ Đồng Tốc
Có một số phân loại chính của bộ đồng tốc:
Bộ Đồng Tốc Đơn (Single Cone Synchronizer): Bao gồm một vòng đồng tốc và một cánh trượt.
Bộ Đồng Tốc Đa Mặt Côn (Multi-Cone Synchronizer): Có nhiều lớp vòng đồng tốc và cánh trượt, cung cấp hiệu suất tốt hơn.
Bộ Đồng Tốc Không Cần Dầu (Oil-Bath Synchronizer): Thiết kế để ngâm trong dầu, giảm ma sát và nâng cao độ bền.
Ưu Điểm của Hộp Số Có Bộ Đồng Tốc
Hộp số sử dụng bộ đồng tốc mang lại nhiều ưu điểm quan trọng, giúp cải thiện trải nghiệm lái xe và đảm bảo hiệu suất của hệ thống truyền động.
Không Cần Điều Khiển Ly Hợp Hai Lần: Trong hộp số trang bị bộ đồng tốc, người lái xe không cần phải điều khiển ly hợp hai lần mỗi khi chuyển số. Điều này giúp giảm mệt mỏi cho người lái và tạo ra trải nghiệm lái xe thoải mái hơn.
Truyền Công Suất Ngay Khi Chuyển Số: Bộ đồng tốc giúp đồng bộ tốc độ giữa bánh răng và vòng đồng tốc một cách nhanh chóng. Khi chuyển số, công suất có thể được truyền ngay lập tức, giảm thiểu thời gian trễ và tăng hiệu suất của hệ truyền động.
Chuyển Số Êm Dịu Hơn: Bộ đồng tốc giúp làm cho quá trình chuyển số trở nên êm dịu hơn. Việc đồng bộ tốc độ giữa các bánh răng trước khi kết nối chúng giúp tránh được tiếng ồn và va đập, cung cấp trải nghiệm lái xe mềm mại và thoải mái.
Bảo Vệ Bánh Răng: Sự hiện diện của bộ đồng tốc giúp bảo vệ các bánh răng khỏi tác động mạnh và không đồng đều khi chuyển số. Điều này giúp gia tăng tuổi thọ của các bộ phận trong hộp số và giảm cần bảo trì.
Chống Trục Trặc khi Chuyển Số: Nếu vòng đồng tốc hoặc bộ đồng bộ bị hỏng hoặc trục trặc, việc chuyển số sẽ gặp khó khăn. Điều này đóng vai trò như một cơ chế bảo vệ, đảm bảo rằng việc chuyển số chỉ diễn ra khi mọi thành phần hoạt động đúng cách.
Những ưu điểm trên giúp hộp số có bộ đồng tốc trở thành một phần quan trọng trong công nghệ truyền động xe hơi hiện đại.
Cấu Trúc của Cơ Cấu Đồng Tốc với Khoá Chuyển Số
Ở mỗi thời điểm, số tiến trên trục sơ cấp kết nối với bánh răng tương ứng trên trục thứ cấp.
Bánh răng luôn tiếp tục quay ngay cả sau khi ly hợp được kích hoạt, do chúng không bị cố định trên trục mà chỉ chạy trong lồng không.
Các moayơ đồng tốc làm nhiệm vụ ăn khớp với các trục thông qua các then bên trong của chúng. Ống trượt kết nối với then ở vòng ngoài của moayơ đồng tốc và có thể di chuyển dọc theo trục.
Moayơ đồng tốc có ba rãnh theo chiều dọc trục, nơi các khoá chuyển số được đặt vào. Lò xo của khoá luôn đẩy khoá chuyển số vào ống trượt.
Khi cần chuyển số ở vị trí số trung gian, phần nhô ra của mỗi khoá chuyển số khớp chặt vào rãnh then trong ống trượt.
Vòng đồng tốc đặt giữa moayơ đồng tốc và mặt côn của bánh răng số, được đẩy ép vào một trong các mặt côn.
Trên khu vực côn bên trong vòng đồng tốc, có các rãnh nhỏ nhằm tăng cường ma sát. Ngoài ra, vòng này còn có 3 rãnh để các khóa chuyển số ăn khớp với nó.
Nguyên Lý Hoạt Động của Bộ Đồng Tốc:
Nguyên lý hoạt động của Bộ đồng tốc liên quan chặt chẽ đến quá trình đồng bộ tốc độ giữa các bánh răng. Dưới đây là một cái nhìn sâu sắc vào cách vòng đồng tốc hoạt động:
Chuẩn Bị Chuyển Số: Khi người lái xe quyết định chuyển sang một số mới, vòng đồng tốc bắt đầu hoạt động.
Vòng Đồng Tốc Quay Chậm Hơn: Ban đầu, vòng đồng tốc quay chậm hơn bánh răng tương ứng do ma sát và lực không gian.
Cánh Trượt Di Chuyển:
- Cánh trượt, một ống trượt linh hoạt, bắt đầu di chuyển theo hướng vòng đồng tốc.
- Sự di chuyển này tạo ra điều kiện cho vòng đồng tốc và bánh răng đồng bộ tốc độ.
Bánh Răng Kết Nối:
- Khi cánh trượt và vòng đồng tốc đã đồng bộ tốc độ, bánh răng được kết nối một cách mềm mại.
- Quá trình này giảm va đập và tiếng ồn, làm cho chuyển số diễn ra êm dịu.
Chuyển Số Hoàn Tất:
- Nhờ vào quá trình đồng bộ, bánh răng và vòng đồng tốc quay cùng tốc độ.
- Quá trình chuyển số hoàn tất mà không gây ra trục trặc hoặc ảnh hưởng đáng kể đến trải nghiệm lái xe.
Nguyên lý hoạt động này đảm bảo rằng việc chuyển số diễn ra mượt mà, hiệu quả và giữ cho hộp số và các bộ phận liên quan hoạt động ổn định và bền bỉ trong suốt quãng đời sử dụng của xe.
