Bảo trì và bảo dưỡng hộp số tự động xe TOYOTA CAMRY

Ứng dụng của hộp số tự động trên ô tô Cũng giống như các loại hộp số khác trên ô tô, hộp số tự động có các ứng dụng sau: - Hộp số có vai trò thay đổi tỉ số truyền mô men xoắn đến các bán

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC



BÁO CÁO CUỐI KỲ

BẢO TRÌ VÀ BẢO DƯỠNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN XE

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC



MÔN: BẢO TRÌ BẢO DƯỠNG CÔNG NGHIỆP

TIỂU LUẬN Tên đề tài:

BẢO TRÌ VÀ BẢO DƯỠNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN XE

Lời cảm ơn!



“Đầu tiên cho chúng em xin được gửi lời cảm ơn đến bố mẹ và người thân trong gia đình đã chịu bao vất vả để chăm lo cho chúng em khôn lớn nên người Ngoài xã hội bon chen, áp lực, bản thân càng hiểu rõ hơn về nỗi khổ của ba mẹ Chúng con thật hạnh phúc khi được là con của ba mẹ.

Tiếp theo nhóm xin được gửi lời cảm ơn đến thầy Trần Thái Sơn giảng dạy bộ môn

“Bảo trì và bảo dưỡng công nghiệp” trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn nhóm trong quá trình học tập và thực hiện đề tài này Nhóm chúng em cũng đã cố gắng hết mình để thực hiện đề tài được tốt nhất nằm trong thời gian cho phép, tuy nhiên sẽ không thể tránh khỏi được một số sai sót nhất định, kính mong thầy

và các bạn sẽ góp ý để giúp đề tài của nhóm được hoàn thiện hơn.”

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

Lời cảm ơn! ii

Mục lục iii

Danh mục các hình v

Danh mục các bảng vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích và đối tượng nghiên cứu 1

3 Phạm vi nghiên cứu 1

4 Phương pháp nghiên cứu 1

NỘI DUNG 2

Chương 1: Hộp số tự động trên xe ô tô 2

1.1 Khái niệm 2

1.2 Phân loại hộp số tự động trên ô tô hiện nay 2

1.2.1 Loại ly hợp đơn 2

1.2.2 Loại ly hợp kép 3

1.3 Ưu và Nhược điểm 3

1.3.1 Ưu điểm: 3

1.3.2 Nhược điểm: 4

1.4 Ứng dụng của hộp số tự động trên ô tô 4

Chương 2: Hộp số tự động U250E trên xe ô tô Toyota Camry 5

2.1 Cấu tạo của hộp số tự động U250E 5

2.1.1 Bộ biến mô thủy lực: 5

2.1.2 Bộ bánh răng hành tinh: 9

2.1.3 Bộ điều khiển điện tử 14

2.2 Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động U250E 15

Chương 3: Kỹ thuật bảo trì, bảo dưỡng và sửa chữa hộp số tự động U250E 16

3.1 Quy trình bảo dưỡng hộp số tự động 16

3.1.1 Thay dầu hộp số tự động 16

3.1.2 Các chú ý 18

3.2 Sửa chữa hộp số tự động 19

3.2.1 Bộ biến mô men thuỷ lực 19

3.2.2 Bơm dầu 20

3.2.3 Phanh dải 21

3.2.4 Ly hợp 21

3.2.5 Khớp một chiều và bánh răng hành tinh 22

3.2.6 Trục trung gian 24

3.2.7 Thân van 24

KẾT LUẬN và KIẾN NGHỊ 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO 29

Danh mục các hình

Hình 1.1: Hộp số tự động trên xe ô tô 2

Hình 2.1: Sơ đồ bố trí chung hộp số tự động U250E 5

Hình 2.2: Cấu tạo hộp số tự động U250E 5

Hình 2.3: Cấu tạo bộ biến mô thủy lực 6

Hình 2.4: Cấu tạo bánh bơm 6

Hình 2.5: Cấu tạo bánh tuabin 7

Hình 2.6: Cấu tạo của Stato (bánh dẫn hướng) 7

Hình 2.7: Hướng của dòng dầu khi dòng chảy xoáy lớn 8

Hình 2.8: Hướng của dòng dầu khi dòng chảy xoáy nhỏ 9

Hình 2.9: Cấu tạo bộ truyền hành tinh của HSTĐ U250E 9

Hình 2.10: Cấu tạo của ly hợp khóa 10

Hình 2.11: Các trạng thái làm việc của ly hợp khóa 10

Hình 2.12: Cấu tạo phanh đĩa kiểu ướt 11

Hình 2.13: Các trạng thái làm việc của phanh đĩa kiểu ướt 11

Hình 2.14a: Cấu tạo và hoạt động của khớp một chiều dạng cam 12

Hình 2.14b: Cấu tạo và hoạt động của khớp một chiều dạng bi cầu 12

Hình 2.15: Sơ đồ tổ hợp của bộ truyền CR – CR 13

Hình 2.16: Sơ đồ bộ truyền hành tinh U/D 13

Hình 2.17: Cấu tạo Thân van hộp số tự động U250E 14

Hình 3.1: Thay dầu hộp số 17

Hình 3.2: Đo độ đảo 19

Hình 3.3: Quy trình bơm dầu 20

Hình 3.4: Ly hợp số tiến 21

Hình 3.5: Khớp một chiều 23

Hình 3.6: Trục trung gian 24

Hình 3.7: Thân van 24

Danh mục các bảng

Các thông số cơ bản của hộp số tự động U250E 5

Ta có bảng tóm tắt Chức năng của các bộ phận như sau: 13

Ta có bảng tóm tắt chức năng của các bộ phận trong bộ truyền U/D: 14

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong nhiều năm gần đây tốc độ gia tăng số lượng và chủng loại ô tô ở nước ta khánhanh Nhiều kết cấu hiện đại đã trang bị cho ô tô nhằm thỏa mãn càng nhiều nhu cầu củagiao thông vận tải Trong đó hộp số tự động được thiết kế cho các dòng xe gọn và nhẹnhằm tăng khả năng hoạt động trơn tru, tính cơ động và cải thiện tính kinh tế nhiên liệucho xe Hộp số được điều khiển điện tử về thời điểm sang số và áp suất dầu để hộp số tưđộng chọn số với các điều kiện và tốc độ khác nhau của xe

Nắm bắt được hướng phát triển đó thì nhóm chũng em đã quyết định chọn và thựchiện việc nghiên cứu về hộp số với tên đề tài: “Bảo trì và bảo dưỡng hộp số tự động trên

xe Toyota Camry”

2 Mục đích và đối tượng nghiên cứu

Để đảm bảo tính hiệu quả của đề tài nhóm sẽ tập trung nghiên cứu và đưa ra cơ sở lýthuyết trọng tâm của hộp số như: các khái niệm, ứng dụng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động,

và bảo trì, bảo dưỡng hộp số để đảm bảo sự hoạt động tốt nhất

3 Phạm vi nghiên cứu

- Tìm hiểu khái quát chung về hộp số tự động trên xe Toyota Camry

4 Phương pháp nghiên cứu

Nhóm thực hiện việc nghiên cứu đề tài dựa trên các cơ sở lý thuyết căn bản cũng như

sự vận dụng tư duy phân tích nguồn tài liệu ( tạp chí và báo cáo khoa học, tác phẩm khoahọc, tài liệu lưu trữ thông tin đại chúng, internet, ), phân tích tác giả (tác giả trong hayngoài ngành, các thông tin tài liệu trong nước hay ngoài nước, ); kỹ năng tổng hợp vàchọn lọc các nguồn tài liệu một cách chính xác nhất

NỘI DUNG Chương 1: Hộp số tự động trên xe ô tô

Hình 1.1: Hộp số tự động trên xe ô tô

1.1 Khái niệm

Hộp số tự động (AT: Automatic Transmission) là loại hộp số có tính tối ưu, giúpchúng ta giảm bớt được nhiều thao tác khi vận hành xe, chủ yếu tập trung vào quan sát, lái

xe và xử lý tính huống Hộp số tự động càng nhiều cấp càng tiết kiệm nhiên liệu Đơn giản

và dễ hình dung nhất là: Động cơ−>Ly hợp−>Hộp số−>Vi sai−>Truyền động cuối.Hộp số tự động không có nghĩa là không có mức độ số nào Hiện nay, hộp số tự động (trừloại CVT) thì thường có từ khoảng 5-7 cấp số tùy loại và tùy vào dòng xe, hãng xe trang bị.Tuy nhiên, tương lai của công nghiệp ô tô có thể phụ thuộc vào kiểu số tay nhưng điềukhiển bằng máy tính mang tên DSG Khi xe ô tô muốn được nâng cao khả năng tiết kiệmnhiên liệu, thì hầu hết mọi người đều quan tâm tới việc cải tiến động cơ, sử dụng côngnghệ lai hybrid hay nhiên liệu hỗn hợp, mà không nghĩ tới những điều khác

1.2 Phân loại hộp số tự động trên ô tô hiện nay

1.2.1 Loại ly hợp đơn

Loại hộp số này vẫn mang đặc tính của hộp số tay, có nghĩa là vẫn có quy trình ngắt

và nối hệ thống truyền lực trong quá trình chuyển số, hậu quả là xe của bạn vẫn sẽ bị giậtcục khi chuyển số, chỉ khác là bị giật ít hay nhiều, tùy vào độ tinh chỉnh của từng hãng xe

Các công nghệ cũ như BMP của Peugeot hay ASG của Volkswagen nổi tiếng là chuyển sốchậm, thậm chí là còn "do dự" khi chuyển số.

1.2.2 Loại ly hợp kép

Không còn hiện tượng giật cục ở loại hộp số này nữa bởi hệ thống được trang bị 2 lyhơp: Trong khi 1 ly hợp làm việc (ly hợp tiếp xúc với trục quay của động cơ) thì bộ điềukhiển đã tính toán để gài sẵn số tiếp theo ở ly hơp kia Quá trình chuyển số được rút ngắnchỉ còn công đoạn tách ly hơp 1 và hợp ly hợp 2 vào trục quay của động cơ, tinh giản côngđoạn hoán đổi vị trí các bánh răng để thay đổi tỉ lệ truyền lực, vì vậy sẽ nhanh hơn nhiều.Hơi phức tạp phải không các bạn? Hãy tưởng tượng 1 cách đơn giản là hộp số ly hợp képcho phép bạn chỉ phải dùng chân đạp/nhả ly hợp mà không phải sờ đến cần số, sẽ nhanhhơn rất nhiều phải không các bạn? Ví dụ các hộp số ly hợp kép tiêu biểu là DSG, EDC,DKG và Powershift Vấn đề ở đây là kiểu hộp số này rất nặng (khối lượng) Từ chung đểchỉ loại hộp số này là DCT (Dual Clutch Transmission)

1.3 Ưu và Nhược điểm

Từ khi được giới thiệu năm 1940 đến nay, hộp số tự động đang ngày càng khẳng định

vị trí và tầm quan trọng của mình trong ngành công nghiệp ô tô Hiện nay, đa số nhữngmẫu xe bán ra tại Việt Nam đều được trang bị hộp số tự động Hệ thống sử dụng bộ biến

mô thủy lực đóng vai trò như ly hợp để ngắt và truyền chuyển động quay từ động cơ đếnhộp số Bên trong hộp số là hệ thống các bánh răng hành tinh phức tạp kết hợp với nhau đểtạo nên các cấp số cho xe Điều đặc biệt là toàn bộ quá trình lựa chọn tỷ số truyền thíchhợp và sang số đều được tính toán và điều khiển tự động bởi máy tính dựa theo điều kiệnvận hành của xe

1.3.2 Nhược điểm:

- Độ tiêu hao nhiên liệu lớn hơn so với hộp số sàn truyền thống do sự hao hụt côngsuất ở biến mô thủy lực

- Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế khác cao do cấu tạo phức tạp của hệ thống

- Những năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ chế tạo cũng như thuậttoán điều khiển, độ tiêu hao nhiên liệu của các hộp số tự động đã được cải thiệnđáng kể Giải pháp về mặt cơ khí được các hãng xe lựa chọn đó là tăng thêm sốlượng cấp số Các hộp số tự động thế hệ mới có thể lên đến 9 cấp (các dòng xeMercedes như GLC, E-class, S-class), 10 cấp (các dòng xe Ford như Ranger mới,Everest, Expedition)

1.4 Ứng dụng của hộp số tự động trên ô tô

Cũng giống như các loại hộp số khác trên ô tô, hộp số tự động có các ứng dụng sau:

- Hộp số có vai trò thay đổi tỉ số truyền mô men xoắn đến các bánh xe, đồng thờithay đổi tốc độ chạy xe phù hợp với sức cản bên ngoài

- Hộp số thay đổi chiều chuyển động của xe như tiến và lùi

- Hộp số còn có tác dụng tách biệt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực tùy ý màkhông cần tắt máy và mở ly hợp

- Tăng mô-men xoắn khi xe khởi động và khi leo dốc [1]

Chương 2: Hộp số tự động U250E trên xe ô tô Toyota Camry

Hình 2.1: Sơ đồ bố trí chung hộp số tự động U250E

2.1 Cấu tạo của hộp số tự động U250E

Hình 2.2: Cấu tạo hộp số tự động U250E

Các thông số cơ bản của hộp số tự động U250E

2.1.1 Bộ biến mô thủy lực

 Cấu tạo của bộ biến mô thủy lực:

Biến mô bao gồm: cánh bơm được dẫn động bằng trục khuỷu động cơ, roto tuabinđược nối với trục sơ cấp hộp số, stato bắt chặt vào vỏ hộp số qua khớp một chiều và trụcstato, vỏ bộ biến mô chứa tất cả các bộ phận trên

Hình 2.3: Cấu tạo bộ biến mô thủy lực

- Bánh bơm

Bánh bơm được gắn liền với vỏ bộ biến mô, rất nhiều cánh có dạng cong được lắptheo hướng kính ở bên trong Vành dẫn hướng được lắp trên cạnh trong của cánh quạt đểdẫn hướng cho dòng chảy được êm Vỏ bộ biến mô được nối với trục khủy qua tấm dẫnđộng

Hình 2.4: Cấu tạo bánh bơm

- Bánh Tuabin

Cũng như bánh bơm, rất nhiều cánh quạt được lắp trong roto tuabin Hướng cong cáccánh này ngược chiều với các cánh trên bánh bơm Roto tuabin được lắp trên trục sơ cấphộp số sao cho các cánh quạt của nó đối diện với các cánh trên cánh bơm, giữa chúng có

Hình 2.5: Cấu tạo bánh tuabin

- Stato (Bánh dẫn hướng)

Stato được đặt giữa bánh bơm và bánh tuabin Nó được lắp trên trục stato, trục này lắp

cố định vào vỏ hộp số qua khớp một chiều Các cánh stato nhận dòng dầu khi nó đi ra khỏibánh tuabin và hướng cho nó đập vào mặt sau của cánh quạt trên cánh bơm, làm cho cánhbơm được “cường hóa”

Hình 2.6: Cấu tạo của Stato (bánh dẫn hướng)

 Nguyên lý làm việc của biến mô:

- Khi cánh bơm được dẫn động bởi trục khuỷu của động cơ, dầu trong cánh bơm sẽquay với cánh bơm theo cùng một hướng

- Khi tốc độ của bánh bơm tăng lên, lực ly tâm làm cho dầu bắt đầu chảy ra phíangoài tâm của bánh bơm dọc theo bề mặt của cánh quạt và bề mặt bên trong củabánh bơm Khi tốc độ của bánh bơm tăng lên nữa, dầu sẽ bị đẩy ra khỏi bánh bơm.Dầu sẽ đập vào các cánh quạt của bánh tubin làm cho tuabin bắt đầu quay cùng mộthướng với bánh bơm Việc khuyếch đại mômen bằng biến mô được thực hiện bằng

cách hồi dòng dầu đến cánh bơm, sau khi nó đi qua bánh tuabin nhờ sử dụng cáchcánh quạt của một stato (bánh dẫn hướng) Hướng của dòng dầu đi vào roto tuabin

và stato phụ thuộc vào sự chênh lệch về tốc độ quay của bánh bơm và roto tuabin

- Khi sự chênh lệch này là lớn (dòng chảy xoáy lớn), tốc độ của dầu tuần hoàn quacánh bơm và roto tuabin là lớn, do vậy dầu chảy từ roto tuabin đến stato theo hướngsao cho nó ngăn cản chuyển động quay của cánh bơm Tại đây dầu sẽ đập vào mặttrước của cánh quạt trên stato làm cho nó quay theo hướng ngược lại với hướngquay của cánh bơm Do stato bị khóa cứng bởi khớp một chiều nên nó không quay,nhưng các cánh của nó làm cho hướng của dòng dầu thay đổi sao cho chúng sẽ trợgiúp cho chuyển động quay của cánh bơm

Hình 2.7: Hướng của dòng dầu khi dòng chảy xoáy lớn

- Khi tốc độ quay của roto tuabin đạt được đến tốc độ của cánh bơm, tốc độ của dầu(dòng quay) mà quay cùng một hướng với roto tuabin tăng lên Nói theo cách khác,tốc độ của dầu (dòng chảy xoáy) tuần hoàn qua cánh bơm và roto tuabin giảmxuống Do vậy, hướng của dòng chảy dầu mà đi từ roto tuabin đến stato cùnghướng với hướng quay của cánh bơm Do lúc này, dầu đập vào mặt sau trên cáccánh của stato nên các cánh này ngăn dòng chảy của dầu lại Trong trường hợp này,khớp một chiều cho phép stato quay cùng hướng với cánh bơm, như vậy cho phépdầu chảy về cánh bơm

Hình 2.8: Hướng của dòng dầu khi dòng chảy xoáy nhỏ

- Stato bắt đầu quay theo cùng một hướng với cánh bơm khi tốc độ quay của rototuabin đạt đến một tỷ lệ nhật định so với tốc độ quay của cánh bơm Hiện tượng đóđược gọi là điểm ly hợp hay điểm nối sau khi đạt được điểm ly hợp, mômen khôngkhuyếch đại và chức năng của biến mô tương tự như một khớp nối thủy lực thôngthường

2.1.2 Bộ bánh răng hành tinh

Hình 2.9: Cấu tạo bộ truyền hành tinh của HSTĐ U250E

Hộp số hành tinh bao gồm:

- Các phanh, ly hợp, khớp một chiều

- Một bộ truyền CR – CR (hai cụm bánh răng hành tinh tổ hợp)

- Một cụm bánh răng hành tinh U/D (Cụm hành tinh giảm tốc)

 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của ly hợp, phanh và khớp một chiều:

+ Ly hợp khóa:

- Cấu tạo:

Các ly hợp làm việc gián đoạn để truyền công suất từ bộ biến mô đến các bánh răngchủ động trong cơ cấu hành tinh qua trục sơ cấp

Hình 2.10: Cấu tạo của ly hợp khóa

1-Tang trống ly hợp; 2- phớt chắn dầu và xéc măng; 3- các lò xo hồi vị;4-Đĩa ép; 5- Moay

ơ; 6- vòng hãm; 7- Mặt bích ép; 8- Các đĩa ma sát; 9-Piston

Khi dầu thủy lực có áp suất được xả ra, áp suất dầu trong xilanh giảm xuống Chophép viên bi van một chiều tách ra khỏi đế van, điều này được thực hiện bằng lực ly tâmtác dụng lên nó, và dầu trong xilanh được xả ra qua van một chiều này Kết quả là pistonhồi về vị trí cũ bằng lò xo hồi vị làm ly hợp nhả ra ( Hình 2.11b )

+ Phanh ướt nhiều đĩa:

- Cấu tạo:

Phanh ướt nhiều đĩa có nhiệm vụ ngăn không cho các bánh răng mặt trời và cần dẫnquay ngược chiều kim đồng hồ các đĩa ma sát được gài bằng then hoa vào bánh răng mặttrời hoặc cần dẫn và các đĩa ép được bắt cố định vào vỏ hộp số

Hình 2.12: Cấu tạo phanh đĩa kiểu ướt

- Nguyên lý làm việc:

Ăn khớp: Khi áp suất thủy lực tác dụng lên xilanh, piston dịch chuyển bên trongxilanh đẩy các đĩa ép và đĩa ma sát tiếp xúc với nhau Như vậy tạo ra một lực ma sát caogiữa những đĩa ép và đĩa ma sát, kết quả là cần dẫn bị khóa cứng vào vỏ hộp số (Hình2.13a)

Nhả khớp: Khi dầu có áp suất được xả ra khỏi xylanh, piston trở về vị trí ban đầu bằng

lò xo hồi làm cho phanh nhả ra (Hình 2.13b)

Hình 2.13: Các trạng thái làm việc của phanh đĩa kiểu ướt

+ Khớp một chiều:

- Khớp một chiều được bố trí trong bánh dẫn hướng của biến mô thủy lực và trongcác bộ truyền hành tinh Tác dụng của khớp một chiều trong hộp số tự động là xácđịnh một chiều quay giữa các phần tử có chuyển động tương đối với nhau Ngoài ra

lý do sử dụng khớp một chiều trong bộ truyền hành tinh là giúp cho việc chuyển sốdiễn ra êm dịu

- Khớp một chiều gồm nhiều loại có cấu tạo khác nhau, nhưng chúng cùng làm việctheo một nguyên lý như nhau

Hình 2.14a: Cấu tạo và hoạt động của khớp một chiều dạng cam

Hình 2.14b: Cấu tạo và hoạt động của khớp một chiều dạng bi cầu

 Bộ truyền CR – CR:

- Bộ truyền CR – CR gồm hai bộ truyền hành tinh cơ bản tổ hợp với nhau nghĩa làbánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước nối với cần dẫn của bộ truyền hành tinhsau và bánh răng bao bộ truyền hành tinh sau nối với cần dẫn bộ truyền hành tinhtrước

- Gồm 3 ly hợp (C1, C2, C0), 2 phanh (B1, B2) và một khớp một chiều (F1), phối hợp

để tạo ra 4 số tiến và 1 số lùi