NGHIÊN CỨU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN TOYOTA VIOS 2013

Còn các hộp số sử dụng trên ôtô FF có bộ truyền 3 bánh răng cuối cùng với vi sai lắp ở bên trong, vì vậy loại hộp số tự động sử dụng trên ôtô FF còn gọi là hộp số có vi sai... Hình 1.3 H

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

TÊN ĐỀ TÀI:NGHIÊN CỨU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN TOYOTA VIOS 2013

CBHD: TS NGUYỄN TUẤN NGHĨA Sinh viên: NGUYỄN ĐỨC KHIÊM

Mã số sinh viên: 2018606656

Hà Nội – Năm 2022

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hà Nội, Ngày……tháng……năm 2022

Giáo viên hướng dẫn

(Ký, ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN OTO 2

1.1 Tổng quan về hộp số tự động 2

1.1.1 Lịch sử phát triển của hộp số tự động 2

1.1.2 Nhiệm vụ 2

1.1.3 Yêu cầu 3

1.1.4 Phân loại hộp số tự động 3

1.2 Đặc điểm vận hành 5

1.3 Ưu điểm của hộp số tự động 6

CHƯƠNG 2 KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TOYOTA VIOS 2013 12

2.1 Giới thiệu chung 12

2.2 Kết cấu của hộp số U340E 14

2.2.1 Kết cấu chung của hộp số tự động U340E 14

2.2.2 Biến mô thủy lực 15

2.2.3 Bộ bánh răng hành tinh 21

2.2.4 Hệ thống điều khiển thủy lực 35

2.2.5 Hệ thống điều khiển 41

CHƯƠNG 3 HƯ HỎNG, NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN TOYOTA VIOS 2013 44

3.1 Những hư hỏng thường gặp của biến mô 44

3.2 Những hư hỏng thường gặp của bộ truyền hành tinh 51

3.3 Kiểm tra chẩn đoán hộp số tự động 52

3.3.1 Phân tích khiếu nại 52

3.3.2 Xác nhận các triệu chứng 52

3.3.3 Kiểm tra và điều chỉnh sơ bộ 53

3.3.4 Những hư hỏng thường gặp 55

3.3.5 Các biểu hiện của dầu hộp số 58

3.4 Bảo dưỡng hộp số tự động 59

KẾT LUẬN 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Hộp số tự động sử dụng trên ôtô FF 3

Hình 1.2 Hộp số tự động sử dụng trên ôtô FR 4

Hình 1.3 Hộp số tự động trên xe FF và FR 5

Hình 1.4 Hệ thống truyền lực của xe lắp hộp số cơ khí 8

Hình 1.5 Hệ thống truyền lực của xe lắp hộp số tự động 8

Hình 1.6 a- Dạng tay số cơ khí; b- Dạng tay số tự động 9

Hình 1.7 Đồ thị lực kéo của xe lắp hộp số thường 9

Hình 1.8 Đồ thị đặc tính kéo của xe lắp hộp số tự động 10

Hình 2.1 Bố trí hộp số tự động trên xe Toyota vios 2013 12

Hình 2.2 Sơ đồ động hộp số U430E 13

Hình 2.3 Biến mô thủy lực 15

Hình 2.4 Cánh bơm 16

Hình 2.5 Bánh tuabin 16

Hình 2.6 Bánh tuabin 17

Hình 2.7 Khi tốc độ quay nhỏ 18

Hình 2.8 Khi tốc độ quay lớn 18

Hình 2.9 Nguyên lý khuyếch đại mômen 19

Hình 2.10 Khi khớp 1 chiều bị khóa 20

Hình 2.11 Khi khớp 1 chiều quay tự do 21

Hình 2.12 Cơ cấu hành tinh cơ bản 22

Hình 2.13 Dãy D - Số 1 23

Hình 2.14 Dãy D - Số 2 23

Hình 2.15 Dãy D - Số 3 24

Hình 2.16 Dãy D - Số 4 25

Hình 2.17 Số lùi 25

Hình 2.18 Dãy 2 -Số 2 26

Hình 2.19 Dãy L - Số 1 27

Hình 2.20 Cấu tạo phanh 28

Hình 2.21 Cấu tạo phanh đĩa kiểu ướt 29

Hình 2.22 Các trạng thái của phanh đĩa kiểu ướt 30

Hình 2.23 Cấu tạo ly hợp 31

Hình 2.24 Trạng thái ăn khớp 32

Hình 2.25 Trạng thái nhả khớp 32

Hình 2.26 Côn triệt tiêu áp suất dầu thủy lực ly tâm 33

Hình 2.27 Khớp một chiều 34

Hình 2.28 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thủy lực 35

Hình 2.29 Mạch thủy lực hộp số tự động 36

Hình 2.30 Cấu tạo van điều áp sơ cấp 38

Hình 2.31 Cấu tạo van điều khiển 38

Hình 2.32 Cấu tạo van chuyển số 39

Hình 2.33 Cấu tạo van điện từ 40

Hình 2.34 Cấu tạo van bướm ga 40

Hình 2.35 Hệ thống điều khiển ECT 41

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1-1 Mốc thời gian ứng dụng hộp số tự động của TOYOTA 7

Bảng 2-1 Chức năng của các ly hợp, phanh và khớp một chiều: 13

Bảng 2-2 Chức năng các cảm biến, công tắc trong hộp số tự động 42

Bảng 3-1 Các triệu chứng hư hỏng 44

Bảng 3-2 Các biểu hiện của dầu hộp số 58

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay ô tô là ngành đang được chú trọng và đẩy mạnh phát triển trong nước ta và trên toàn thế giới, là ngành chiếm tỉ trọng cao trong vận tải hành khách và hàng hóa

Ở Việt Nam thì ôtô là chủ đề rất được quan tâm, đặc biệt là những ứng dụng công nghệ mới trên xe Vì thế việc nghiên cứu về ô tô là cực kì cần thiết,

nó là cơ sở để các nhà nhập khẩu cũng như các nhà sản xuất trong nước kiểm tra chất lượng xe khi nhập cũng như sau khi xe xuất xưởng, mang lại sự thoải mái và tiện lợi cho người sử dụng

Với yêu cầu ngày càng cao của công nghệ về kỹ thuật cũng như về tính thẩm mỹ thì tính tiện nghi của ô tô ngày càng phải hoàn thiện hơn, đặc biệt cần tạo cảm giác thoải mái nhất cho người lái xe cũng như hành khách trên xe

đó là lí do mà các hệ thống ngày càng được nâng cấp , các nhà sản xuất xe hàng đầu thế giới đã và đang không ngừng nâng chất lượng sản phẩm của mình về kiểu dáng, độ bền, và đặc biệt sự tiện nghi dành cho người sử dụng

Và một trong những nghiên cứu nhằm đáp ứng những yêu cầu trên đó là nghiên cứu hộp số tự động

Với sự trợ giúp tận tình của thầy Nguyễn Tuấn Nghĩa, em quyết định thực hiện đề tài “ NGHIÊN CỨU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN TOYOTA VIOS 2013” Do kiến thức còn hạn chế và thời gian còn hạn hẹp, trong quá trình làm đồ án còn nhiều sai sót Kính mong các thầy giáo tham gia góp ý, để

đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2022

Sinh viên thực hiện

Khiêm Nguyễn Đức Khiêm

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN OTO 1.1 Tổng quan về hộp số tự động

1.1.1 Lịch sử phát triển của hộp số tự động

Xuất phát từ yêu cầu cần thiết bị truyền công suất lớn ở vận tốc cao để trang bị trên các chiến hạm dùng trong quân sự, truyền động thủy cơ đã được nghiên cứu và sử dụng từ lâu Sau đó, khi các hãng sản xuất ôtô trên thế giới phát triển mạnh và bắt đầu có sự cạnh tranh thì từ yêu cầu thực tế muốn nâng cao chất lượng xe của mình, đồng thời tìm những bước tiến về công nghệ mới nhằm giữ vững thị trường đã có cùng tham vọng mở rộng thị trường các hãng sản xuất xe trên thế giới đã bước vào cuộc đua tích hợp các hệ thống tự động lên các dòng xe xuất xưởng như: hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh, hệ thống chỉnh góc đèn xe tự động, hệ thống treo khí nén, hộp số tự động, hệ thống camera cảnh báo khi lùi xe, hệ thống định vị toàn cầu,…Đây

là bước tiến quan trọng thứ hai trong nền công nghiệp sản xuất ôtô sau khi động cơ đốt trong được phát minh và xe ôtô ra đời

Cho đến nửa đầu thập kỷ 70, hộp số được TOYOTA sử dụng phổ biến nhất

là hộp số cơ khí điều khiển bằng tay bình thường Bắt đầu từ năm 1977 hộp số

tự động được sử dụng lần đầu tiên trên xe CROWN và số lượng hộp số tự động được sử dụng trên xe tăng mạnh Ngày nay hộp số tự động được trang bị thậm chí trên cả xe hai cầu chủ động và xe tải nhỏ của hãng Còn các hãng xe khác trên thế giới như: HONDA, BMW, MERCEDES, GM,…Cũng đưa hộp

số tự động áp dụng trên xe của mình ở gần mốc thời gian này

1.1.2 Nhiệm vụ

Hộp số tự động có nhiệm vụ:

- Truyền và biến đổi mômen từ động cơ tới bánh xe chủ động sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mômen cản sinh ra trong quá trình ôtô chuyển động

- Cắt dòng truyền mômen trong thời gian ngắn hoặc dài, thực hiện đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ôtô

- Thực hiện đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ôtô

- Giúp ôtô khả năng chuyển động mềm mại và tính năng việt dã cần thiết trên đường

1.1.3 Yêu cầu

- Khi gài chuyển số đảm bảo nhẹ không gây ra va đập

- Hộp số phải có tỷ số truyền thích hợp với đặc tính của động cơ, tốc độ, điều kiện sử dụng xe, tính kinh tế

- Hộp số phải đảm bảo khả năng có thể ngắt dòng truyền công suất trong thời gian dài

- Hộp số phải có khả năng thay đổi chiều quay giữa trục ra và vào

1.1.4 Phân loại hộp số tự động

Hộp số tự động có thể được phân loại như sau:

* Theo cách bố trí có:

Loại hộp số sử dụng trên ôtô FF (Front-Engine-Front-Wheel-Drive): Động

cơ đặt trước, cầu trước chủ động

Hình 1.1 Hộp số tự động sử dụng trên ôtô FF

1-Bánh xe; 2-Động cơ; 3-Hộp số TĐ; 4-Bán trục;

5-khớp các đăng; 6-Biến mô

- Loại hộp số sử dụng trên ôtô FR (Front-Engine-Rear-Wheel-Drive): Động

cơ đặt trước, cầu sau chủ động

Hình 1.2 Hộp số tự động sử dụng trên ôtô FR 1- Động cơ; 2,5- Bánh xe; 3- Biến mô; 4- Hộp số tự động; 6- Bán trục; 7-

khớp các đăng

Các hộp số sử dụng trên ôtô FF được thiết kế gọn nhẹ hơn so với loại sử dụng trên ôtô FR do chúng được lắp đặt cùng một khoang với động cơ Các hộp số sử dụng cho ôtô FR có bộ truyền động bánh răng cuối cùng với vi sai lắp bên ngoài Còn các hộp số sử dụng trên ôtô FF có bộ truyền 3 bánh răng cuối cùng với vi sai lắp ở bên trong, vì vậy loại hộp số tự động sử dụng trên ôtô FF còn gọi là hộp số có vi sai

Hình 1.3 Hộp số tự động trên xe FF và FR

* Theo bộ truyền bánh răng:

- Hộp số tự động sử dụng bộ truyền hành tinh

- Hộp số tự động sử dụng các cặp bánh răng luôn ăn khớp với nhiều trục

* Theo cách điều khiển:

sự mất mát công suất động cơ một cách không cần thiết, ngoài ra nó còn gây nên sự khó khăn khi điều khiển và sự tập trung quá mức đối với người lái Ở hộp số tự động, những nhận biết như vậy của lái xe là không cần thiết, lái xe chỉ cần lựa chọn dãy số, sau đó việc chuyển lên hay xuống đến số thích hợp nhất được thực hiện một cách tự động tại thời điểm thích hợp nhất theo tải động cơ và tốc độ xe Việc chuyển số tự động đã làm tăng tính tiện nghi của

xe Ngoài ra trong quá trình vận hành có thể dừng xe mà không phải đóng ngắt ly hợp và về số N Hộp số tự động thủy cơ có tốc độ truyền thẳng cũng như truyền tăng

1.3 Ưu điểm của hộp số tự động

* Vì sao phải sử dụng hộp số tự động:

Khi tài xế đang lái xe có hộp số thường, cần sang số được sử dụng để chuyển số để tăng hay giảm mômen kéo ở các bánh xe Khi lái xe lên dốc hay khi động cơ không có đủ lực kéo để vượt chướng ngại ở số đang chạy, hộp số được chuyển về số thấp hơn bằng thao tác của người lái xe

Vì lý do này nên điều cần thiết đối với người lái xe là phải thường xuyên nhận biết tải và tốc độ động cơ để chuyển số một cách phù hợp Ở xe sử dụng hộp số tự động những nhận biết như vậy của lái xe là không cần thiết vì việc chuyển đến số thích hợp nhất luôn được thực hiện một cách tự động tại thời điểm thích hợp nhất theo tải động cơ và tốc độ xe

Bảng 1-1 Mốc thời gian ứng dụng hộp số tự động của TOYOTA

* Các ưu điểm của hộp số tự động

Hộp số sử dụng trên ôtô gồm có hai loại: Hộp số cơ khí và hộp số tự động

- Hệ thống truyền lực trên xe được bố trí như sau: Trên xe ôtô dùng hộp số cơ khí thì dòng momen truyền từ động cơ sang hộp số thì phải đi qua ly hợp, ly hợp chỉ có khả năng truyền hết momen do động cơ sinh ra Trong khi đó trên

xe lắp hộp số tự động, dòng truyền momen từ động cơ xuống hộp số được thông qua biến mô thủy lực Momen truyền từ động cơ sang hộp số được tăng

lên K lần (K là hệ số biến mô )

Hình 1.4 Hệ thống truyền lực của xe lắp hộp số cơ khí

- Dạng tay số:

+ Hộp số cơ khí có tay số dạng dích dắc của hộp số cơ khí (hình 1.6a)

+ Hộp số tự động có tay số dạng thẳng của hộp số tự động (hình 1.6b)

Hình 1.5 Hệ thống truyền lực của xe lắp hộp số tự động

- Đặc điểm động lực học: Lực kéo tiếp tuyến Pk ở bánh xe chủ động theo vận tốc chuyển động của xe:

+ Với xe sử dụng hộp số thường ta có công thức:

Hình 1.7 Đồ thị lực kéo của xe lắp hộp số thường Hình 1.6 a- Dạng tay số cơ khí; b- Dạng tay số tự động

Trong đó:

Me : momen trục ra của động cơ;

Ih,i0 : Tỉ số truyền của hộp số chính và của truyền lực chính;

t : Hiệu suất của biến mô;

Rb: Bán kính làm việc trung bánh của bánh xe

+ Với xe sử dụng hộp số tự động có lắp biến mô thì :

trục hoành là các gi trị của vận tốc , đồ thị biểu diễn quan hệ các lực đó và vận tốc của ôtô chính là đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô

Nhận xét:

Đồ thị hình 1.7 và hình 1.8 cho thấy sự khác biệt của đường đặc tính kéo ở

xe lắp hộp số thường và xe lắp hộp số tự động như sau: lực kéo Pk ở bánh xe chủ động của xe lắp hộp số tự động lớn hơn Pk của xe lắp hộp số hộp số thường, với xe lắp hộp số tự động thì lực cản tăng thì lực kéo tăng theo, đồ thị lực kéo của xe lắp hộp số thường với mỗi tay số có vùng làm việc ổn định phía bên phải và vùng làm việc không ổn định bên trái, xe lắp hộp số thường lực cản tăng thì lực kéo giảm

-Vậy hộp số tự động có ưu điểm:

+ Sử dụng áp suất thủy lực để tự động chuyển các tay số tùy theo tốc độ xe, góc mở bướm ga và vị trí cần số

+ Quá trình chuyển số được thực hiện tự động hoàn toàn, người lái không phải điều khiển chuyển số nên giảm thiểu được các thao tác khi lái xe đồng thời quá trình chuyển số là tự động điều khiển, nên xe luôn hoạt động ở chế

độ phù hợp nhất tương ứng với tải, địa hình, tốc độ Do vậy, tránh được tổn hao công suất cũng như nhiên liệu trong quá trình vận hành

+ Mô men xoắn được truyền đến các bánh xe chủ động một cách êm dịu, tương ứng với lực cản chuyển động và tốc độ chuyển động của ô tô

+ Hộp số tự động giúp tăng được khả năng động lực học của ô tô

+ Giảm được tải trọng tác dụng lên các chi tiết của hệ thống truyền lực + Tránh được quá tải cho động cơ và hệ thống truyền lực vì giữa chúng được nối với nhau bằng biến mô thủy lực

CHƯƠNG 2 KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT

ĐỘNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TOYOTA VIOS 2013 2.1 Giới thiệu chung

- Hộp số tự động U340E (hình 2.1) được lắp trên xe Toyota Vios: là loại hộp số thủy cơ sử dụng bộ truyền hành tinh có điều khiển điện tử

Hình 2.1 Bố trí hộp số tự động trên xe Toyota vios 2013

- Sơ đồ hộp số được giới thiệu trên hình 2.2 gồm có hai cơ cấu hành tinh Willson ghép nối với nhau theo kiểu CR – CR (cần dẫn của cơ cấu này nối với bánh răng bao của cơ cấu kia) Hộp số có 4 số tiến và 1 số lùi; trong đó số

3 là số truyền thẳng và số 4 là số truyền tăng Đầu vào của bộ truyền hành tinh là trục ra của bánh tuabin của biến mô, đầu ra của bộ truyền là cần dẫn của cơ cấu hành tinh ăn khớp với bộ vi sai thông qua 1 bộ bánh răng Các ly

hợp thủy lực gồm có C1, C2, C3, ly hợp khóa biến mô TCC, các cơ cấu phanh

ký hiệu B1, B2, B3, các khớp một chiều F1, F2

Hình 2.2 Sơ đồ động hộp số U430E Bảng 2-1 Chức năng của các ly hợp, phanh và khớp một chiều:

C1 Ly hợp số tiến Nối trục chủ dộng bộ truyền hành tinh với bánh

răng mặt trời bộ truyền hành tinh thứ nhât

C2 Ly hợp số truyền

thẳng

Nối trục trung gian với cần dẫn bộ truyền hành tinh thứ hai

C3 Ly hợp số lùi Nối trục trung gian với bánh răng mặt trời bộ

truyền hành tinh thứ hai

B1 Phanh OD và số

2

Khóa bánh răng mặt trời bộ truyền hành tinh

thứ hai

B2 Phanh số 2 Giữ bánh răng mặt trời bộ truyền hành tinh thứ

hai không quay ngược chiều kim đồng hồ

B3 Phanh số 1 và số

lùi

Khóa bánh răng bao bộ truyền hành tinh thứ

nhất và cần dẫn bộ truyền hành tinh thứ hai

F1 Khớp 1 chiều số

1

Giữ bánh răng mặt trời bộ truyền hành tinh thứ

hai không quay ngược chiều kim đồng hồ

F2 Khớp một chiều

số 2

Giữ bánh răng bao bộ truyền hành tinh thứ nhất

và cần dẫn bộ truyền hành tinh thứ hai không

quay ngược chiều kim đồng hồ

Các bánh răng hành

tinh

Giữ bánh răng bao bộ truyền hành tinh thứ nhất

và cần dẫn bộ truyền hành tinh thứ hai không

quay ngược chiều kim đồng hồ 2.2 Kết cấu của hộp số U340E

2.2.1 Kết cấu chung của hộp số tự động U340E

- Biến mô thủy lực: được bố trí ngay tiếp sau động cơ, nhận mô-men từ động

cơ và truyền tới các trục của hộp số cơ khí

- Các bánh răng ăn khớp với tỷ số truyền xác định: thường sử dụng các cơ cấu bánh răng hành tinh

- Hệ thống điều khiển chuyển số: hệ thống bao gồm các cảm biến tốc độ xe, cảm biến vị trí bướm ga, các van điện từ

- Mạch dầu của hộp số: các đường dầu điều khiển các phanh, khớp một chiều,

ly hợp ma sát, cung cấp dầu cho biến mô Khi xe hoạt động, động cơ truyền mô-men qua biến mô tại đầu ra của biến mô (bánh tua-bin) truyền vào hộp số

cơ khí, hộp số cơ khí thay đổi được tỷ số truyền,việc thay đổi tỷ số truyền được điều khiển tự động nhờ các ly hợp, phanh, khớp một chiều Đầu ra của hộp số cơ khí được ăn khớp với bộ truyền lực chính qua vi sai truyền tới các bánh xe chủ động

2.2.2 Biến mô thủy lực

Biến mô thủy lực được lắp ở đầu vào của chuỗi bánh răng truyền động hộp

số và được bắt bằng bulông vào trục sau của trục khuỷu thông qua tấm truyền động Biến mô làm tăng momen do động cơ tạo ra, truyền momen này đến hộp số, nó còn đóng vai trò như 1 khớp nối thủy lực truyền momen đến hộp

số, hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực Biến mô

có tác dụng như một bánh đà để làm đều chuyển động quay của động cơ, ngoài ra nó còn có chức năng dẫn động bơm dầu của hệ thống thủy lực

Cấu tạo biến mô: phần chủ động gọi là bánh bơm (B) nối với trục khuỷu động cơ, phần bị động gọi là bánh tuabin (T) nối với trục vào bộ truyền bánh răng hành tinh, phần phản ứng gọi là bánh dẫn hướng (D) được lắp giữa bánh bơm và bánh tuabin

Hình 2.3 Biến mô thủy lực

a) Bánh bơm:

Bánh bơm (hình 2.4) được bố trí bên trong và gắn liền với vỏ biến mô

Bánh bơm được nối với trục khuỷu qua đĩa bị động 1 Trên bề mặt của bánh bơm có các cánh bơm, các cánh có biên dạng cong hướng kính được lắp bên trong bánh bơm có tác dụng tạo động năng cho dòng chất lỏng Vành dẫn

hướng 4 được lắp trên mép trong của các cánh để dẫn hướng cho dòng chảy của dầu được êm

Hình 2.4 Cánh bơm

b) Bánh tuabin:

Bánh tua-bin (hình 2.5) có nhiệm vụ chuyền đổi động năng của dòng chất

lỏng thành mô-men tại trục ra của biến mô-men, trên bánh tua-bin bố trí nhiều cánh quạt có hướng cong ngược chiều với các cánh bơm Bánh tuabin được lắp trên trục sơ cấp hộp số sao cho nó đối diện với các cánh trên cánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa

Hình 2.5 Bánh tuabin

c) Bánh phản ứng

Hình 2.6 Bánh tuabin A-dòng chất lỏng từ bánh tua-bin; B-dòng chất lỏng đi tới bánh bơm; C-

nếu dòng chất lỏng không bị chuyển hướng Bánh phản ứng (hình 2.6) được đặt giữa bánh bơm và bánh tuabin, trục

bánh phản ứng được lắp cố định vào vỏ hộp số qua khớp một chiều, các cánh của bánh phản ứng nhận dòng dầu khi nó đi ra khỏi bánh tuabin và hướng cho

nó đập vào mặt sau của cánh quạt trên bánh bơm làm cho bánh bơm được cường hóa Khớp một chiều cho phép bánh phản ứng quay cùng chiều với trục khuỷu động cơ, nếu bánh phản ứng có xu hướng quay theo chiều ngược lại thì khớp 1 chiều sẽ khóa bánh phản ứng lại không cho nó quay

d) Nguyên lý làm việc của biến mô:

* Nguyên lý truyền công suất:

Khi cánh bơm được dẫn động bởi trục khuỷu của động cơ dầu trong cánh bơm sẽ quay với cánh bơm theo cùng một hướng

Khi tốc độ của cánh bơm tăng lên lực li tâm làm cho dầu bắt đầu chảy ra phía ngoài tâm của cánh bơm dọc theo bề mặt của cánh quạt và mặt bên trong của cánh bơm

Hình 2.7 Khi tốc độ quay nhỏ

Khi tốc độ của cánh bơm tăng lên nữa dầu sẽ bị đẩy ra khỏi cánh bơm rồi đập vào các cánh quạt của rôto tuabin làm cho rôto bắt dầu quay cùng hướng với cánh bơm Sau khi dầu mất năng lượng do va đập vào các cánh quạt của roto tuabin, nó chạy vào trong dọc theo các cánh của roto tuabin khi nó chạm vào phần trong của rôto bề mặt cong của bên trong roto sẽ hướng dòng chảy ngược trở lại cánh bơm và dòng chảy lại bắt đầu Như vậy việc truyền mômen được thực hiện bởi dòng dầu chảy qua cánh bơm và roto tuabin

Hình 2.8 Khi tốc độ quay lớn

* Nguyến lý khuyếch đại mômen:

Việc khuyếch đại mômen do bộ biến mô thực hiện bằng cách dẫn dòng dầu khi nó vẫn còn năng lượng sau khi đi qua bánh tuabin trở về bánh bơm qua cánh của bánh phản ứng hay nói cách khác là bánh bơm được quay do mômen quay từ động cơ mà mômen này lại được bổ xung dầu quay về từ bánh tuabin, có thể nói bánh bơm khuyếch đại mômen quay ban đầu để dẫn động bánh tuabin

Hình 2.9 Nguyên lý khuyếch đại mômen

Chức năng của khớp một chiều stato (bánh phản ứng) là: Hướng của dòng dầu đi vào stato từ hướng của tuabin phụ thuộc vào sự chênh lệch tốc độ quay giữa bánh bơm và bánh tuabin Khi chênh lệch về tốc độ quay là lớn: tốc độ của dầu (dòng chảy xoáy) tuần hoàn qua cánh bơm và rôto tuabin là lớn, do vậy dầu từ rôto tuabin đến stato theo hướng sao cho nó ngăn cản chuyển động quay của cánh bơm, như hình 2.10, tại đây dầu sẽ đập vào mặt trước của cánh

quạt trên stato làm cho nó quay theo hướng ngược lại với hướng quay của cánh bơm Nhưng do bánh phản ứng 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 trợ giúp cho chuyển động quay thực của cánh bơm

Hình 2.10 Khi khớp 1 chiều bị khóa

Khi dòng chảy xoáy nhỏ: tốc độ quay của rôto tuabin đạt được đến tốc độ của cánh bơm, tốc độ của dầu mà quay cùng hướng với rôto tuabin tăng lên Nói cách khác tốc độ của dầu (dòng chảy xoay) tuần hoàn qua cánh bơm và rôto tuabin giảm xuống Do vậy mà hướng của dòng dầu đi từ rôto tuabin đến bánh phản ứng cùng hướng quay của cánh bơm Do lúc này dầu đập vào mặt sau của các cánh trên stato lên các cánh này ngăn dòng chảy của dầu lại trong trường hợp này khớp một chiều cho phép bánh phản ứng quay cùng hướng với cánh bơm do vậy cho phép dầu trở về cánh bơm

Bánh phản ứng bắt đầu quay cùng hướng với cánh bơm khi tốc độ quay của rôto tuabin đạt đến một tỷ lệ nhất định so với tốc độ quay của cánh bơm Hiện tượng đó gọi là điểm ly hợp hay diểm nối sau khi đạt được điểm ly hợp mômen không khuyếch đại chức năng của biến mô như một khớp nối thuỷ lực thông thường

Hình 2.11 Khi khớp 1 chiều quay tự do

2.2.3 Bộ bánh răng hành tinh

a) Giới thiệu về hộp số hành tinh:

Hộp số cơ khí trong hộp số thủy cơ thường sử dụng các cơ cấu hành tinh, cơ cấu hành tinh là cơ cấu bao gồm các bánh răng ăn khớp tạo ra 3 bậc

tự do Hộp số cơ khí có tác dụng:

- Thay đổi tỷ số truyền giữa trục vào và trục ra khi cần ( thực hiện chuyển số)

- Đảo chiều quay của trục ra khi cần

- Ngắt đường truyền công suất trong thời gian dài

Bộ bánh răng hành tinh được đặt trong vỏ hộp số chế tạo bằng hợp kim nhôm Nó có thể thay đổi tốc độ đầu ra hoặc chiều quay của hộp số, sau đó truyền chuyển động này đến bộ truyền động cuối cùng Bộ bánh răng hành tinh bao gồm: các bánh răng hành tinh, các li hợp và phanh Bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyền bánh răng hành tinh sau được nối với các li hợp và phanh, là các bộ phận nối và ngắt công suất Những cụm bánh răng này chuyển đổi vị trí của phần sơ cấp và các phần tử cố định để tạo ra các tỷ

số truyền bánh răng khác nhau và vị trí số trung gian

b) Cơ cấu hành tinh của hộp số U340E:

Cấu tạo của hộp số hành tinh trên ôtô và các phương tiện giao thông khá phức tạp hộp số hành tinh được tổ hợp từ các cơ cấu hành tinh cơ bản hoặc các cơ cấu hành tinh tổng hợp Cần dẫn của bộ truyền thứ nhất nối với bánh răng bao của bộ truyền thứ hai, cần dẫn của bộ truyền thứ hai lại nối với bánh răng bao của bộ truyền thứ nhất Cơ cấu hành tinh cơ bản là cơ cấu 3 bậc tự

do, trong đó có bánh răng hành tinh ăn khớp với bánh răng mặt trời và bánh răng bao, trục của bánh răng hành tinh có thể quay Do đó cơ cấu một trục công suất vào ta có hai trục công suất ra và có thể đảo chiều quay của trục ra

Hình 2.12 Cơ cấu hành tinh cơ bản 1-bánh răng bao; 2-bánh răng hành tinh; 3-trục bánh răng hành tinh;

4: bánh răng mặt trời

Trong hộp số tự động, nhờ việc đóng mở các phanh, ly hợp và các khớp một chiều tạo ra các tổ hợp điều khiển hoạt động của hộp số Việc đóng, mở các cơ cấu điều khiển làm thay đổi đường truyền công suất, thay đổi các khâu chủ động, bị động nhờ đó thay đổi được tỷ số truyền qua hộp số và chiều quay của trục ra hộp số

c) Nguyên lý hoạt động

*Dòng truyền công suất:

- Số 1 (Dãy D, 3 hoặc 2):

Hình 2.13 Dãy D - Số 1

Ly hợp C1 hoạt động, đồng thời khớp một chiều F2 cũng tham gia hoạt động Dòng truyền công suất như sau: Trục sơ cấp (+) bánh bơm (+)bánh tuabin (+) ly hợp C1 S1 (+) Bánh răng hành tinh H1(-) (Vì F2 hoạt động nên không cho R1 và Cd2 quay ngược chiều kim đồng hồ)Cd1(+)bánh răng bị động của truyền lực cuối cùng

- Số 2 (Dãy D hoặc 3):

Hình 2.14 Dãy D - Số 2

C1, F1, B2 hoạt động, dòng truyền công suất như sau: Trục sơ cấp bộ truyền HT(+)ly hợp C1S2(+)bánh răng hành tinh H1(-) Đến đây dòng công suất chia làm 2 nhánh:

Nhánh 1: giống như khi đi số 1;

- Số 4 - Số truyền tăng OD (Dãy D):

Hình 2.16 Dãy D - Số 4

C2, B1, B2 hoạt động, dòng truyền công suất như sau: Trục sơ cấp bộ truyền HT(+)ly hợp C2 đóng làm bá nh răng hành tinh H2 và Cd2 đều quay chiều (+); đồng thời B1, B2 đóng nên bộ truyền bánh răng hành tinh thứ hai tạo thành một khối quay theo chiều (+) với tốc độ nhanh hơn Cd1(+)bánh răng bị động của truyền lực cuối và quay theo chiều dương

- Số lùi (Vị trí R):

Hình 2.17 Số lùi

C3, B3 hoạt động, dòng truyền công suất như sau: Trục sơ cấp bộ truyền HT(+)ly hợp C3 đóng S2(+); đồng thời B3 đóng nên bánh răng hành tinh

H2(-) quanh Cd2R2(-) Cd1(-)bánh răng bị động của truyền lực cuối và quay theo chiều ngược chiều trục sơ cấp của hộp số

- Số 2 (Dãy 2):

Hình 2.18 Dãy 2 -Số 2

C1, B1, B2, F1 đóng, dòng truyền công suất như sau: Dòng công suất đang được dẫn động bởi các bánh xe chủ động với cần chọn ở vị trí dãy 2 như ở vị trí dãy D Tuy nhiên khi hộp số được dẫn động bởi các bánh xe chủ động thì xảy ra hiện tượng phanh bằng động cơ: Công suất từ trục thứ cấp hộp số truyền tới cần Cd1 nên các bánh răng hành tinh C1 và R2 quay xung quanh S1,

C2 theo chiều (+) Các bánh C1, R2 quay theo chiều (+) trong khi S1 và C2 có thể quay theo 2 chiều Nhưng do B1, B2 và F1 đóng nên S1 và C2 bị khóa, khi

đó C1 và R2 (+) Lực quay đó được truyền đến trục sơ cấp của hộp số tạo nên

sự phanh bằng động cơ

- Số 1 (Dãy L):

c) Các phần tử điều khiển trong hộp số hành tinh:

Hình 2.20 Cấu tạo phanh

Phanh B1 được sử dụng để khóa bánh răng mặt trời phía sau

Phanh B2 hoạt động thông qua khớp một chiều số 1 để ngăn không cho các bánh răng mặt trời sau quay ngược chiều kim đồng hồ Các đĩa ma sát được gài bằng then hoa vào vòng lăn ngoài của khớp một chiều số 1 và các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số Vòng lăn trong của khớp một chiều số 1 (Bánh răng mặt trời sau) được thiết kế sao cho khi quay ngược chiều kim đồng hồ thì nó sẽ bị khoá , nhưng khi quay theo chiều kim đồng hồ thì nó có thể xoay tự do

Mục đích của phanh B3 là ngăn không cho bánh răng bao trước và cần dẫn sau quay Các đĩa ma sát ăn khớp với moay ơ B3 của cần dẫn sau Moay ơ B3

và cần dẫn sau được bố trí liền một cụm và quay cùng nhau Các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số

Hình 2.21 Cấu tạo phanh đĩa kiểu ướt

- Nguyên lý hoạt động của các phanh: Khi áp suất thuỷ lực tác động lên xi lanh píttông sẽ dịch chuyển và ép các đĩa thép và đĩa ma sát tiếp xúc với nhau

Do đó tạo nên một lực ma sát lớn giữa mỗi đĩa thép và đĩa ma sát Kết quả là cần dẫn hoặc bánh răng mặt trời bị khoá vào vỏ hộp số Khi dầu có áp suất được xả ra khỏi xi lanh th píttông bị lò xo phản hồi đẩy về vị trí ban đầu của