Khai thác kỹ thuật hộp số tự động trên xe Toyota Corolla Altis 2016 (kèm bản vẽ autocad)

MỤC LỤCCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ11.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại hộp số:11.1.1. Công dụng:11.1.2. Yêu cầu11.1.3. Phân loại hộp số11.2. So sánh ưu điểm, nhược điểm và ứng dụng của hộp số tự động với hộp số cơ khí51.2.1. Hộp số cơ khí51.2.2. Hộp số tự động61.3. Lý do chọn đề tài71.3.1. Tính cấp thiết của đề tài71.3.2. Ý nghĩa đề tài.81.3.3. Mục tiêu của đề tài.81.3.4. Nhiệm vụ nghiên cứu.81.4. Các phương pháp nghiên cứu.91.4.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn91.4.2. Phương pháp nghiên cứu tài liệu91.4.3. Phương pháp phân tích thống kê và mô tả91.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu9CHƯƠNG 2: KẾT CẤU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN XE COROLLA ALTIS 2016102.1. Giới thiệu về xe Toyota Corolla Altis 2016102.1.1. Giới thiệu chung về xe102.1.2. Các thông số kĩ thuật của xe Corolla Altis 2016172.2. Đặc điểm kết cấu hộp số tự động vô cấp trên xe Corolla Altis 2016 1.8L182.2.1 Cấu tạo hộp số vô cấp182.2.2. Nguyên lý làm việc của hộp số CVT192.3. Kết cấu các cụm chi tiết chính.202.3.1. Puly truyền động.202.3.2. Dây đai truyền động212.3.3. Bộ biến mô222.3.4. Bộ truyền bánh răng hành tinh262.3.5. Ly hợp262.3.6. Phanh282.3.7. Cụm thân van282.3.8. Hệ thống điều khiển điện tử312.3.9. Các cảm biến sử dụng trong điều khiển hộp số CVT.322.3.10 Các chế độ điều khiển của hệ thống điều khiển điện từ trong hộp số CVT342.3.11. Cơ cấu khóa đỗ xe372.3.12. Bộ làm mát dầu372.3.13. Bơm dầu382.3.14. Bộ vi sai392.4. Tính kiểm nghiệm bền chi tiết – Trục412.4.1. Đường kính trục đai412.4.2. Kiểm nghiệm bền trục422.4.3. Tính trục theo độ bền uốn422.4.4. Tính trục theo bền xoắn43CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN XECOROLLA ALTIS 2016453.1. Những hư hỏng thường gặp453.2. Quy trình chẩn đoán phát hiện hư hỏng hộp số CVT463.2.1. Phương pháp chẩn đoán bằng kinh nghiệm463.2.2. Chẩn đoán bằng thiết bị463.3. Quy trình tháo lắp hộp số513.4. Quy trình kiểm tra hộp số563.4.1. Kiểm tra các cụm chi tiết563.4.2. Quy trình kiểm tra thay dầu của hộp số CVT603.4.3. Kiểm tra bộ truyền vô cấp623.4.4. Kiểm tra áp suất dầu62KẾT LUẬN64TÀI LIỆU THAM KHẢO66

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ 1

1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại hộp số: 1

1.1.1 Công dụng: 1

1.1.2 Yêu cầu 1

1.1.3 Phân loại hộp số 1

1.2 So sánh ưu điểm, nhược điểm và ứng dụng của hộp số tự động với hộp số cơ khí 5

1.2.1 Hộp số cơ khí 5

1.2.2 Hộp số tự động 6

1.3 Lý do chọn đề tài 7

1.3.1 Tính cấp thiết của đề tài 7

1.3.2 Ý nghĩa đề tài 8

1.3.3 Mục tiêu của đề tài 8

1.3.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 8

1.4 Các phương pháp nghiên cứu 9

1.4.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 9

1.4.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 9

1.4.3 Phương pháp phân tích thống kê và mô tả 9

1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 9

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN XE COROLLA ALTIS 2016 10

2.1 Giới thiệu về xe Toyota Corolla Altis 2016 10

2.1.1 Giới thiệu chung về xe 10

2.1.2 Các thông số kĩ thuật của xe Corolla Altis 2016 17

2.2 Đặc điểm kết cấu hộp số tự động vô cấp trên xe Corolla Altis 2016 1.8L 18

2.2.1 Cấu tạo hộp số vô cấp 18

2.2.2 Nguyên lý làm việc của hộp số CVT 19

2.3 Kết cấu các cụm chi tiết chính 20

2.3.1 Puly truyền động 20

2.3.2 Dây đai truyền động 21

2.3.3 Bộ biến mô 22

2.3.5 Ly hợp 26

2.3.6 Phanh 28

2.3.7 Cụm thân van 28

2.3.8 Hệ thống điều khiển điện tử 31

2.3.9 Các cảm biến sử dụng trong điều khiển hộp số CVT 32

2.3.10 Các chế độ điều khiển của hệ thống điều khiển điện từ trong hộp số CVT.34 2.3.11 Cơ cấu khóa đỗ xe 37

2.3.12 Bộ làm mát dầu 37

2.3.13 Bơm dầu 38

2.3.14 Bộ vi sai 39

2.4 Tính kiểm nghiệm bền chi tiết – Trục 41

2.4.1 Đường kính trục đai 41

2.4.2 Kiểm nghiệm bền trục 42

2.4.3 Tính trục theo độ bền uốn 42

2.4.4 Tính trục theo bền xoắn 43

CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN XECOROLLA ALTIS 2016 45

3.1 Những hư hỏng thường gặp 45

3.2 Quy trình chẩn đoán phát hiện hư hỏng hộp số CVT 46

3.2.1 Phương pháp chẩn đoán bằng kinh nghiệm 46

3.2.2 Chẩn đoán bằng thiết bị 46

3.3 Quy trình tháo lắp hộp số 51

3.4 Quy trình kiểm tra hộp số 56

3.4.1 Kiểm tra các cụm chi tiết 56

3.4.2 Quy trình kiểm tra thay dầu của hộp số CVT 60

3.4.3 Kiểm tra bộ truyền vô cấp 62

3.4.4 Kiểm tra áp suất dầu 62

KẾT LUẬN 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay ở Việt Nam có rất nhiều loại ôtô đang được sử dụng rộng rãi và có xuhướng ngày càng tăng nhằm đáp ứng được yêu cầu phát triển của nền kinh tế quốc dân.Đây là nguồn lực quan trọng góp phần vào công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đấtnước Vì vậy ngành công nghiệp ôtô đang được Đảng và Nhà nước ta hết sức quan tâm.Trong những năm gần đây ngành công nghiệp ôtô nước ta đã và đang dần nội địa hóa,khẳng định sự nỗ lực trong ngành công nghiệp ôtô Xây dựng và phát triển ngành côngnghiệp ôtô Việt Nam để đến năm 2020 trở thành một ngành công nghiệp quan trọng củađất nước

Để tăng hiệu quả sản xuất và làm cho người sử dụng thoải mái thì chất lượng ôtôkhông ngừng tăng cao, bằng cách nghiên cứu, cải tiến các cụm, các hệ thống nhằm đápứng được khả năng khai thác tối đa nhất của ôtô

Chính vì vậy, em đã nhận đồ án tốt nghiệp với đề tài “Khai thác kỹ thuật hộp số tựđộng trên xe Toyota Corolla Altis 2016”

Nội dung đồ án gồm 3 phần chính:

Chương 1: Tổng quan về hộp số trên ô tô

Chương 2: Kết cấu hộp số tự động trên xe Toyota Corolla Altis 2016

Chương 3: Khai thác kĩ thuật hộp số tự động trên xe Toyota Corolla Altis 2016

Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo GVHD, cùng với sự giúp đỡ của các thầy

trong bộ môn Ô Tô, cùng các bạn và sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành đồ ánđúng thời gian quy định Tuy nhiên do trình độ còn thấp, kinh nghiệm chưa có và đâycũng là một đề tài mới và khó cho nên đồ án của em không tránh khỏi chỗ thiếu sót, chưahợp lý Vì vậy em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy, các bạn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2020

Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ

Các hộp số trên ôtô dùng để thay đổi tỷ số giữa động cơ và cầu chủ động Nói mộtcách khác khi không có hộp số, chiếc xe chỉ chạy được ở một tốc độ duy nhất với một tốcđộ cực đại nhất định Ngoài ra khả năng tăng tốc từ khi xuất phát cùng với khả năng leodốc của xe cũng bị hạn chế nếu như nó không sử dụng hộp số Vì vậy hộp số sử dụng một

hệ thống bánh răng khác nhau từ thấp đến cao để biến mô men xoắn của động cơ phùhợp với điều kiện vận hành( khởi hành, tăng tốc, leo dốc…) Các số có thể cài theo cáchthông thường bằng tay hoặc tự động

1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại hộp số:

1.1.1 Công dụng

+ Truyền công suất từ động cơ tới bánh xe chủ động

+ Thay đổi tỉ số truyền và mô men

+ Cho phép ô tô chuyển động lùi, ô tô dừng mà không cần tắt máy hoặc cắt ly hợp.+ Trích công suất cho các bộ phận công tác khác

1.1.2 Yêu cầu

+ Có dãy tỷ số truyền phù hợp để nâng cao tính năng động lực học và tính kinh tế.+ Có hiệu suất truyền lực cao, khi làm việc không gây tiếng ồn, sang số nhẹ nhàng,không sinh ra lực va đập ở các bánh răng khi gài số

+ Kết cấu gọn nhẹ, chắc chắn, dễ điều khiển, dễ bảo dưỡng, dễ kiểm tra

+ Không có hiện tượng tự nhảy số, hóc số, gài 2 số 1 lúc

+ Chế tạo đơn giản, lắp ráp thuận tiện, giá thành hạ

1.1.3 Phân loại hộp số

1.1.3.1 Theo cách điều khiển

a Hộp số cơ khí

Hình 1.1: Hộp số cơ khí

Hộp số cơ khí: Có cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ… Kết cấu như hình 1.1

b Hộp số tự động (hộp số hành tinh)

Hình 1.2: Hộp số tự động

Hộp số tự động: Hộp số tự động cho phép chuyển số tự động, liên tục mà khôngcần phải ngắt dòng truyền lực từ động cơ Tuổi thọ kéo dài do tải trọng truyền đồng thờiqua nhiều cặp bánh răng ăn khớp Giảm độ ồn khi làm việc , cho tỷ số truyền cao, kíchthước bộ truyền nhỏ gọn Nhưng công nghệ chế tạo đòi hỏi chính xác cao Kết cấu phứctạp do nhiều bánh răng , trục lồng với nhau , ly hợp khóa nên giá thành cao Việc dùng lyhợp khóa hoặc phanh khi chuyển số có thể làm tổn hao công suất, hiệu suất giảm Kết cấuthể hiện trên hình 1.2

● Hộp số hành tinh trên ô tô thường dụng 3 loại :

+ Cơ cấu hành tinh kiểu Wilson độc lập

Hình 1.3:Cơ cấu hành tinh kiểu Wilson độc lập N: Khâu bánh răng ngoại luân; H: Khâu bánh răng hành tinh;

G: Giá hành tinh; M: Khâu bánh răng mặt trời.

Kiểu Wilson là bộ truyền bánh răng ăn khớp trong và ngoài, ba trục Bao gồm: mộtbánh răng mặt trời (răng ngoài), một bánh răng ngoại luân (răng trong) đặt trên một trụcquay khác cùng tâm với trục của bánh răng mặt trời, các bánh răng hành tinh nằm giữa và

ăn khớp với bánh răng mặt trời và bánh răng ngoại luân Trục của các bánh răng hànhtinh được cố định trên "giá hành tinh" và cùng chuyển động quay xung quanh đường tâmtrục của bánh răng mặt trời và ngoại luân Như vậy có ba trục có cùng một tâm quay và ởdạng trục lồng, gọi là đường tâm của cơ cấu hành tinh Số lượng bánh răng hành tinh tùy

thuộc vào ý đồ thiết kế của nhà chế tạo, các bánh răng hành tinh có khả năng tự quayquanh trục của nó và quay quanh trục của cơ cấu hành tinh

+ Cơ cấu hành tinh kiểu Simpson

Hình 1.4: Cơ cấu hành tinh kiểu Simpson

N12: Bánh răng ngoại luân; H12: Bánh răng hành tinh; G12: Giá hành tinh;

M12: Bánh răng mặt trời.

Cơ cấu hành tinh kiểu Simpson gồm hai cơ cấu hành tinh kiểu Wilson Các phần tử

M1, N1, H1, G1 thuộc dãy hành tinh thứ nhất, M2, N2, H2, G2 thuộc dãy hành tinh thứ 2.Chúng đã được ghép nối như sau:

+ Hai bánh răng mặt trời M1, M2 đặt trên cùng một trục quay (liên kết cứng)

+ Giá hành tinh G2 liên kết cứng với bánh răng ngoại luân N1

+ Cơ cấu hành tinh kiểu Ravigneaux

Hình 1.5: Cơ cấu hành tinh kiểu Ravigneaux

Trục chủ động có thể liên kêt với M1, M2, trục bị động liên kết với N do vậy kết cấu

bố trí trên hộp số ô tô đảm bảo tính hợp lý cao Khi M1, M2 khóa cứng với nhau tạo nên

số truyền thẳng (D)

1.1.3.2 Theo cách thay đổi tỷ số truyền

a Hộp số có cấp

Hình 1.6: Hộp số có cấp

Hộp số có cấp dùng cho các ô tô có công suất lớn

b Hộp số vô cấp

+ Hộp số phân phối

1.2 So sánh ưu điểm, nhược điểm và ứng dụng của hộp số tự động với hộp số cơ khí

1.2.1 Hộp số cơ khí

* Ưu điểm:

+ Tiết kiệm nhiện liệu khi xe lưu thông qua mọi địa hình.

+ Có giá thành rẻ hơn so với loại hộp số tự động.

+ Việc bảo trì thường ít tốn kém hơn.

+ Giúp bạn kiểm soát xe dễ dàng hơn.

+ Việc sử dụng 2 chân khi lái xe giúp bạn tập trung hơn khi lái xe.

+ Giúp bạn chứng tỏ được độ cứng của tay lái và cho cảm giác lái thú vị hơn.

* Nhược điểm:

+Việc sử lý tình huống hộp số sàn là khó hơn so với hộp số tự động.Bên cạnh đó

bạn sẽ cảm thấy cẳng thẳng khi vừa phải tập trung quan sát đường đi, vừa phải thao táckhá nhiều trên hộp số cơ khí.Vì bạn phải liên tục chuyển số

+ Gây khó chịu trong trường hợp tặc đường, kẹt xe.

+ Việc phải làm việc liên tục với bộ ly hợp khiên chân bạn đau nhức, nhất là phải

trải qua 1 chặng đường dài Với những người lớn tuổi hay có các bệnh về chân thì thật sựkhó khăn cho việc điều khiển xe với hộp số sàn

+ Do đó việc có hay không sử dụng xe hộp số sàn còn phụ thuộc vào vấn đề sức

khỏe, và sở thích của bạn

* Ứng dụng:

Hộp số sàn thường được sử dụng cho các xe cần có công suất,mômen kéo lớn nhưcác loại xe tải,xe đầu kéo… có tải trọng lớn Dùng trên nhưng xe đua, xe hoạt động trênnhững địa hình phức tạp, điều kiện khắc nghiệt

1.2.2 Hộp số tự động

* Ưu điểm:

+ Giúp cho người lái dễ dàng điều khiển

+ Chế độ điều khiển điện tử nên xe cũng tiết kiệm nhiên liệu

+ Không có bàn đạp ly hợp nên giúp cho người lái dễ dàng thao tác

+ Chế độ chuyển số tự động nên giúp cho xe vận hành êm dịu

+ Điều khiển bằng các tín hiệu điện từ do đó dễ dàng nhận biết các thông số

+ Hộp số tự động có thêm bộ chuyển đổi mômen một loại ‘khớp nối’ dầu giữa động

cơ và hộp số đóng vai trò thay cho ly hợp ở hợp số sàn để cho động cơ quay độc lập vớihộp số mà không cần ngắt dòng truyền công suất

* Nhược điểm:

+ Hộp số tự động có giá thành cao hơn nhiều với hộp số cơ khí.

+ Kết cấu khá phức tạp nên tốn chi phí bảo dưỡng, sửa chữa.

+ Các bộ phận của hộp số tự động cũng nhanh hỏng và chóng mòn hơn.

+ Công suất chịu tải của hộp số tự động thường không cao bằng hộp số sàn.

+ Mất an toàn khi xe điều khiển ở những đoạn đường xấu, đường dốc những đoạn

đường cần đi ở 1 tay số nhất định

+ Tự động chuyển số nhờ các tín hiệu từ bàn đạp chân ga nên khi người lái mất tập

trung, hoặc đạp nhầm bàn đạp chân ga.sẽ khiến cho xe tăng tốc đột ngột làm người láikhó kiểm soát có thể dẫn đến tai nạn

+ Trải nghiệm lái không thú vị vì ít thao tác, đơn điệu.

1.3 Lý do chọn đề tài

1.3.1 Tính cấp thiết của đề tài

Bước sang thế kỷ 21, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước sangmột tầm cao mới Rất nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật, các phát minh sáng chế xuấthiện có tính ứng dụng cao

Là một quốc gia có nền kinh tế đang phát triển, nước ta đã và đang có những cảicách mở cửa mới để thúc đẩy nền kinh tế phát triển.Việc tiếp nhận và áp dụng nhữngthành tựu khoa học nhằm cải tạo và thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệpmới, với mục đích đưa nước ta từ một nước nông nghiệp có nền kinh tế kém phát triểnthành một nước công nghiệp hiện đại

Trải qua rất nhiều năm phấn đấu và phát triển, hiện nay nước ta đã là một thànhviên của khối kinh tế quốc tế WTO Với việc tiếp cận với các quốc gia có nền kinh tếphát triển chúng ta có thể giao lưu học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu và ứng dụng các thànhtựu khoa học tiên tiến để phát triển hơn nữa nền kinh tế trong nước, bước những bước đivững chắc trên con đường xây dựng chủ nghĩa xã hội

Trong các ngành công nghiệp mới đang được nhà nước chú trọng phát triển thìngành công nghiệp ô tô là một trong những ngành có tiềm năng và được đầu tư phát triểnmạnh mẽ Do sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóaphát triển mạnh mẽ, nhu cầu của con người ngày càng được nâng cao Để đảm bảo độ antoàn, độ tin cậy cho con người vận hành và chuyển động của xe, rất nhiều hãng sản xuấtnhư : FORD, TOYOTA, MESCEDES, KIA MOTORS, … đã có nhiều cải tiến về mẫu

mã, kiểu dáng công nghệ cũng như chất lượng phục vụ của xe nhằm đảm bảo an toàn chongười sử dụng

Để đáp ứng được những yêu cầu đó thì các hệ thống, cơ cấu điều khiển ô tô nóichung và về “Hộp số vô cấp ” nói riêng phải có sự hoạt động mạnh mẽ trong cải tiến vàviệc nghiên cứu và nắm vững “hộp số vô cấp” là cần thiết Ngoài ra với việc tiến bộ vàphát triển của các hệ thống, cơ cấu khác, nó sẽ đòi hỏi sự kéo theo về các chi tiết khác, hệthống khác.Do vậy, đòi hỏi người kỹ thuật viên phải có trình độ hiểu biết học hỏi, sángtạo để bắt nhịp với khoa học kỹ thuật tiên tiến để có thể chẩn đoán hư hỏng và đề raphương pháp sửa chữa tối ưu

Trên thực tế, trong các trường kỹ thuật của nước ta hiện nay thì trang thiết bị chohọc sinh, sinh viên còn thiếu thốn rất nhiều, chưa đáp ứng được nhu cầu dạy và học, đặcbiệt là trang thiết bị, mô hình thực tập tiên tiến hiện đại

Các tài liệu, sách tham khảo về các hệ thống cơ cấu dẫn động điều khiển còn thiếu,chưa đưa hệ thống hóa một cách khoa học Các bài tập hướng dẫn thực hành còn thiếu

Vì vậy người kỹ thuật viên khi ra trường gặp nhiều khó khăn và bỡ ngỡ với những kiếnthức, trang bị tiên tiến trong thực tế.

Những kết quả thu thập được trong quá trình hoàn thành đề tài này trước tiên làgiúp em, một sinh viên của lớp 67DCOT11 có thể hiểu rõ hơn, sâu hơn về hệ thống nàyNắm được kết cấu, điều kiện làm việc, hư hỏng và phương pháp kiểm tra, sửa chữa

1.3.3 Mục tiêu của đề tài

Tìm hiểu tổng quan về “hộp số vô cấp” trên ô tô ( cụ thể là Corolla Altis 2016 )Tìm hiểu về đặc điểm kết cấu, nguyên lý hoạt động của “hộp số vô cấp”

Xây dựng quy trình tháo lắp.kiểm tra, chẩn đoán “hộp số vô cấp trên xe CorollaAltis 2016”

1.3.4 Nhiệm vụ nghiên cứu

Phân tích đặc điểm, kết cấu, nguyên lý làm việc của “Hộp số vô cấp”

Tổng hợp các phương án kết nối, kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa của “Hộp số vôcấp”

Nghiên cứu và khảo sát các thông số ảnh hưởng tới “Hộp số vô cấp”Các bước thực

hiện : Từ thực tiễn thực hành trên xưởng ô tô và từ các nguồn tài liệu lý thuyết đưa ra hệthống bài tập thực hành bảo dưỡng sửa chữa khắc phục hư hỏng của “ Hộp số vô cấp”

1.4 Các phương pháp nghiên cứu.

1.4.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Nghiên cứu lý thuyết

+ Đọc tài liệu, tìm hiểu, quan sát hệ thống trên xe

+ Phân tích cấu tạo và nguyên lý làm việc để hiểu sâu hơn về hệ thống

Nghiên cứu thực nghiệm

+Xây dựng bài kiểm tra chẩn đoán

1.4.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các vănbản, tài liệu đã có sẵn và bằng các thao tác tư duy lôgic để rút ra kết luận khoa học cần thiết

Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hoá lại những kiến thức (liên

kết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã phân tích) tạo ra một hệ thống lý thuyết đầy đủ

và sâu sắc

1.4.3 Phương pháp phân tích thống kê và mô tả

Là phương pháp tổng hợp kết quả nghiên cứu thực tiễn và nghiên cứu tài liệu đểđưa ra kết luận chính xác, khoa học

1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: “Khai thác kĩ thuật hộp số tự động xe Corolla Altis 2016”.

Phạm vi nghiên cứu: Hộp số xe Toyota Corolla Altis 2016 – CVT.

CHƯƠNG 2 KẾT CẤU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN XE COROLLA ALTIS 2016

2.1 Giới thiệu về xe Toyota Corolla Altis 2016

2.1.1 Giới thiệu chung về xe

Hình 2.1: Thiết kế bên ngoài xe Corolla Altis 2016

Rất đỗi quen thuộc với thị trường Việt Nam, Corolla Altis vốn là mẫu xe sedanhạng C chiến lược của Toyota nhưng thế hệ hiện tại đã ra mắt từ năm 2014

2.1.1.1 Ngoại thất

a Đuôi xe

Hình 2.2: Đuôi xe Corolla Altis 2016

Phần đuôi xe hài hòa tinh tế với trang bị LED cho cụm đèn sau thiết kế liền mạch quakhối nẹp trang trí biển số mạ Crom sáng bóng sang trọng

b Đầu xe

Hình 2.3: Đầu xe Corolla Altis 2016

Đầu xe thiết kế mới với bộ lưới tản nhiệt kéo dài ôm trọn đèn sương mù thu hút ánh nhìn

từ ngay phút đầu tiên

c Cụm đèn trước

Hình 2.4: Cụm đèn trước xe Corolla Altis 2016

Cụm đèn trước phiên bản 1.8 hiện đại với thiết kế đèn hoàn toàn mới cùng 4 bóng đènBi-Led

d Đèn sương mù

Hình 2.5: Đèn sương mù xe Corolla Altis 2016

Thiết kế đèn sương mù liền mạch với lưới tản nhiệt cho dáng vẻ trẻ trung cũng phongthái mạnh mẽ

e Gương chiếu hậu ngoài

Hình 2.6: Gương chiếu hậu ngoài xe Corolla Altis 2016

Gương chiếu hậu ngoài cùng màu với thân xe, tích hợp đèn bào rẽ và điều chỉnh bằngđiện mang đến tiện ích tối đa cho người lái

f Mâm xe

Hình 2.7: Mâm xe Corolla Altis 2016

Mâm xe 16 inch với thiết kế góc cạnh thu hút mọi ánh nhìn

g Cụm đèn sau

Hình 2.8: Cụm đèn sau xe Corolla Altis 2016

Cụm đèn sau sử dụng đèn LED dài mạnh mẽ cùng thiết kế sắc nét

2.1.1.2 Nội thất và tiện nghi

a Tổng quan

Hình2.9: Nội thất tổng quan xe Corolla Altis 2016

Nội thất rộng rãi, tiện nghi với những công nghệ hiện đại

b Tay lái ( vô lăng )

Hình 2.10: Tay lái xe Corolla Altis 2016

Thiết kế 3 chấu bọc da, mạ bạc tích hợp các nút điều khiện đa thông tin

c Bảng đồng hồ và hiện thị (bảng taplo)

Hình 2.11: Bảng hiển thị xe Corolla Altis 2016

Bảng hiện thị chia thành 3 khu vực riêng hiển thị các thông số quan trọng Viền mạ Cromkết hợp ánh sáng phản quang xanh dương

d Hệ thống âm thanh

Hình 10.12: Hệ thống ấm thanh xe Corolla Altis 2016

Hệ thống âm thanh với màn hình hiển thị 7inch với các tính năng hiện đại đi kèmnhư kết nối AUX/USB/Bluetooth/AM/FM và đàm thoại rảnh tay

e Hệ thống điều hòa

Hình 11.13: Hệ thống điểu hòa xe Corolla Altis 2016

Điều hòa tự đông, sử dụng công tắc điều khiển dạng lẫy hiện đại và tiện dụng

f Ghế ngồi

Hình 2.14: Ghế ngồi xe Corolla Altis 2016

Toàn bộ ghế ngồi được bọc da sang trọng, ghế lái tích hợp chỉnh điện hướng

2.1.1.3 Các tính năng nổi bật

a Chế độ lái Sport

Hình 12.15: Chế độ lái Sport xe Corolla Altis 2016

Chế độ lái Sport chỉ bằng 1 nút bấm tăng khả năng tăng tốc cho bạn cảm giác phấn khíchchưa từng có

b Cấu trúc giảm tiếng ồn

Hình 2.16: Cấu trúc giảm tiếng ồn xe Corolla Altis 2016

Sử dụng vật liệu cách âm mới tại nhiều vị trí trên khung sườn xe

c Hệ thống treo

Hình 13.17: Hệ thống treo xe Corolla Altis 2016

Hệ thống treo trước với thiết kế McPherson và hệ thống tro sau dạng dầm xoắn kết hợpthanh cân bằng hấp thu xung lực tốt

d Hộp số tự động vô cấp

Hình 2.18: Bố trí hộp số xe Corolla Altis 2016

Hộp số tự động vô cấp CVT vận hành trên 1 hệ thống bánh đai – dây thép cho khả năngbiến thiên vô hạn mà không có sự ngắt quãng giữa các cấp số

e Tay lái trợ lực điện

Hình 14.19: Tay lái trợ lực điện trên xe Corolla Altis 2016

Tay lái trợ lực điện với khả năng điều chỉnh 4 hướng cho phép chủ sở hữu phản ứngnhanh, linh hoạt và chính xác

f Động cơ 1.8L

Hình 2.20: Động cơ xe Corolla Altis 2016

Động cơ 2ZR-FE với hệ thống điều phối van biến thiên thông minh kép Dual VVT-I và

hệ thống điều khiển biến thiên đường ống nạp ACIS giúp xe vận hành mạnh mẽ, tăng tốc

êm ái

2.1.2 Các thông số kĩ thuật của xe Corolla Altis 2016

Hình 2.21: Kích thước bao của xe Altis 2016 Bảng 2.1: Các thông số kỹ thuật của xe

Kích thước D x R x C (mm x mm x mm) 4620 x 1775 x 1460

Chiều rộng cơ sở (Trước/ sau) (mm) 1520/1520

Bán kính vòng quay tối thiểu (m) 5.4

Trọng lượng không tải (kg) 1250

Trọng lượng toàn tải (kg) 1655

Dung tích bình nhiên liệu (L) 55

Động cơ Loại động cơ "2ZR-FE, 16 van DOHC, VVT-i kép,

ACIS"

Công suất tối đa (kW) (Mã lực)

Mô men xoắn tối đa (Nm) (vòng/phút) 173/4000

Hệ thống truyền

Hệ thống tay lái tỉ số truyền biến

Phanh Trước Đĩa tản nhiệt

2.2 Đặc điểm kết cấu hộp số tự động vô cấp trên xe Corolla Altis 2016 1.8L

2.2.1 Cấu tạo hộp số vô cấp

Hình2.22: Mô hình hộp số CVT

Hộp số CVT gồm các cụm bộ phận chính sau:

Bộ truyền vô cấp gồm có puly chủ động và puly bị động được nối với nhay bằng 1dây đai Việc ra vào của puly và truyền công suất của dây đai tạo ra các dải tỉ số truyềntốc độ khác nhau

Cụm ly hợp: Bộ ly hợp có chức năng kết nối hoặc ngắt kết nối giữa các bộ phậntrong bộ truyền bánh răng hành tinh

Phanh được sử dụng trong hộp số vô cấp có tác dụng giữ 1 phần tử của bộ truyềnhành tinh với mục đích tạo số đảo chiều (số lùi trong hộp số)

Bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm: Bánh răng mặt trời, bánh răng hành tinh,cần dẫn, bánh răng bao

Bộ truyền lực cuối: Giảm tốc độ trên trục đầu ra và khuếch đại tỉ số truyền một lầnnữa

Vi sai: Truyền momen quay đến các bán trục bên trái và bên phải,là cơ cấu giảm tốccuối cùng trước khi truyền tới bánh xe,tạo ra sự chênh lệch tốc độ quay giữa các bánh xedẫn động bên trái và bên phải giúp cho xe chuyển động êm ái khi vào đường vòng.

2.2.2 Nguyên lý làm việc của hộp số CVT

Hình 2.23: Puly và dây đai hộp số CVT

Có 2 puly chủ động và bị động.các puly có thể thay đổi khoảng cách làm cho pulytha

y đổi đường kính làm việc Mỗi puly có 2 mặt côn chế tạo quay vào nhau Một sợidây đai có thể chậy trong rãnh của hai mặt côn này Khi hai mặt côn cách xa nhau đườngkính làm việc giảm xuống dây đai sẽ chạy ở vị trí thấp của rãnh và bán kính cong củavòng đai xung quanh puly nhỏ lại Khi hai mặt côn sát vào nhau đường kính làm việctăng lên dai đai tiếp xúc ở vị trí cao của rãnh bán kính vòng đai trở lên lớn hơn CVT cóthể dùng áp suất thủy lực, lực ly tâm hoạc lực của lò xo tạo ra lực cần thiết để điều chỉnhhai nửa của puly

Cách tạo ra số:

Khoảng cách từ tâm puly tới điểm tiếp xúc của dây đai gọi là bán kính dốc Khi haimặt puly cách xa nhau dây đai truyền xuống thấp bán kính dốc giảm Hai nửa puly lạigần nhau dây đai chậy lên cao hơn và bán kính dốc tăng, tỷ số truyền giữa bán kính dốccủa puly chủ động và puly bị động tạo nên các tốc độ khác nhau cho xe

Một khi puly chủ động tăng hoặc giảm thi bán kính dốc puly bị động cũng tănggiảm tỉ lệ nghịch với nhau để cho dây đai bám chặt Hai puly thay đổi bán kính dốc khácnhau tạo ra vô số tỷ số truyền.Ví dụ khi puly chủ động ở vị trí nhỏ,bán kính dốc puly chủđộng lớn khi đó tốc độ quay của puly bị động giảm tạo ra số “chậm” Khi bán kính dốc ởpuly chủ động lớn bán kính dốc puly bị động nhỏ.lúc này tốc độ quay của puly bị độngtăng lên tạo nên số “nhanh” Như vậy về mặt lý thuyết hộp số CVT có vô số “số” có thểtạo ra ở bất kì tốc độ nào của động cơ

2.3 Kết cấu các cụm chi tiết chính

2.3.1 Puly truyền động

Cấu tao puly chủ động và bị động

Hình 2.24:Cấu tạo của puly

Cấu tạo puly gồm 2 khoang dầu và piston Việc cấp thêm dầu vào một khoang làmđẩy piston ép áp suất dầu sang khoang bên làm thay đổi khoảng cách khe hở khoảng cáchpuly

Nguyên lý hoạt động

Trạng thái tăng tốc: Bộ ECU-CVT sẽ nhận tín hiệu từ các cảm biến áp suất và tốc

độ của puly sơ cấp và thứ cấp cảm biến bàn đạp ga cho biêt ô tô cần tăng tốc điều khiểncho puly chủ động tăng đường kính puly sơ cấp giảm đường kính puly bị động thực hiện

Trạng thái giảm tốc:Ngược lại với trạng thái tăng tốc ECU điều khiển van SL DS1,

DS2 làm việc giảm áp suất đường kính puly chủ động đồng thời puly bị động tăng đườngkính lên

Hình 2.25: Điều khiển sự ra vào của Puly

2.3.2 Dây đai truyền động

Dây đai trên Altis 2016 là loại dây đai kim loại

`

Hình 2.26: Dây đai kim loại

Hình 2.27:Cấu tạo dây đai kim loại

Gồm nhiều phần tử đai bằng thép được liên kết với nhau bởi 2 dây đai tạothành.Loại dây đai bằng kim loại này có ưu điểm lớn là độ truyền động ma sát lớn.thờigian làm việc lâu dài và ít bị co dãn thay đổi chiều dài đai Nhược điểm khó chế tạo và cógiá thành cao

2.3.3 Bộ biến mô

Hình 2.28:Sơ đồ kết cấu bộ biến mô

Nhiệm vụ:Khuếch đại mô men từ động cơ vào hộp số (bộ truyền bánh răng hành tinh)

bằng việc sử dụng dầu như một môi chất thông qua bộ biến mô làm thay đổi momentruyền momen sẽ được biến đổi và truyền tới trục sơ cấp của động cơ

Hình 2.30: Nguyên lý hoạt động của bánh bơm

b Bánh tua bin

Có nhiều cánh được lắp trên bánh tua bin giống trường hợp của bánh bơm hướng congcủa cấc cánh thì ngược chiều với bánh bơm

Hình 2.31: Nguyên lý hoạt động của bánh tuabin

c Stato

Nằm giữa bánh bơm và bánh tua bin qua khớp 1 chiều được lắp trên trục stato vàtrục này được cố định trên vỏ hộp số

Hoạt động của stato: Dòng dầu trở về từ bánh của tuabin và bánh bơm theo hướng

sự cản quay của bánh bơm Do đó stato đổi chiều của dòng dầu sao cho nó tác động lênphía sau của các cánh trên bánh bơm do đó làm tăng mô men

Hoạt động của khớp 1 chiều: Cho phép stato quay theo chiều hoạt động của động cơtuy nhiên nếu stato định bắt đầu quay theo chiều ngược lại thì khớp 1 chiều sẽ khóa stato

để không cho nó quay

Hình 2.32:Nguyên lý hoạt động stato

 Nguyên lý hoạt động của bộ biến mô

Sự truyền mô men: Khi tốc độ bánh bơm tăng thì lực ly tâm bắt đầu lằm cho dầuchảy từ tâm bánh bơm ra phía ngoài khi tốc độ bánh bơm tăng lên nữa thì dầu sẽ ép văng

ra khỏi bánh bơm Dầu vào cánh của tua bin làm cho tuabin bắt đầu quay cùng chiều vớibánh bơm Dầu chảy vào trong dọc theo các bánh của tua bin khi nó chui được vào tua

bin thì mặt cong của bánh sẽ đổi hướng dầu ngược lại về phía bánh bơm và chu kì lại bắtđầu lại từ đầu.

Hình 2.33:Sơ đồ nguyên lý hoạt động của biến mô

 Khuếch đại momen: Việc khuếch đại momen do bộ biến mô thực hiện bằng cách dẫn

dầu khi nó vẫn còn năng lượng sau khi qua bánh tua bin trở về bánh bơm qua cánhstato Nói cách khác, bánh bơm được quay do momen này lại được bổ xung dầu quay

về từ bánh tua bin

Hình 2.34:Nguyên lý khuếch đại momen của biến mô

2.3.4 Bộ truyền bánh răng hành tinh

Hình 2.35: Bộ truyền bánh răng hành tinh

Bộ truyền bánh răng hành tinhtrên các xe lắp hộp số vô cấp có nhiệm vụ khếch đại

mô men và thay đổi chiều chuyền động của xe

Bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm: Bánh răng mặt trời, bánh răng hành tinh,cần dẫn, bánh răng bao

2.3.5 Ly hợp

Ly hợp trong hộp số vô cấp có chức năng giống như ly hợp cơ khí ở chỗ nó đóng vàcắt lực truyền từ động cơ đến hộp số Nếu quay trục sơ cấp của hộp số trong khi những láđĩa ly hợp chuyển số bị cắt thì trục thứ cấp của hộp số sẽ không quay Nhưng nếu quaytrục sơ cấp khi những đĩa ly hợp đóng thì trục thứ cấp sẽ quay theo

2.3.5.1 Cấu tạo

Hình 2.36: Các bộ phận của ly hợp nhiều đĩa 1.Trục ly hợp; 2 Vòng đệm; 3 Bạc lót; 4 Vòng chặn; 5.Vòng phản ứng 6.Đĩa phanh;

7.Tấm phanh

+ Các đĩa ma sát:Ăn khớp bằng then hoa với bánh răng bao.

Các đĩa có chiều dày khoảng 1.6 ÷ 2.18mm Lớp ma sát dày khoảng 0.38 ÷0.76mm Bề mặt ma sát này có thể xẻ rãnh theo nhiều dạng khác nhau Các dạng rãnhnày giúp dòng dầu vào giữa đĩa ma sát và đĩa ép nhanh hơn và làm mát tốt hơn

Nguyên liệu chung để chế tạo đĩa ma sát là giấy đặc biệt, đó là hỗn hợp của: cotton,than chì, và các chất vô cơ khác

Hình 2.37:Một số dạng rãnh của đĩa ma sát

+ Các đĩa ép: Ăn khớp bằng then hoa với trống của ly hợp.

Các đĩa ép có bề dày khoảng 1.78 ÷ 2.54mm, phía ngoài đĩa ép có nấc để ăn khớpvới trống của ly hợp

Các đĩa ép được chế tạo với bề mặt nhẵn hơn 25 micro inch Độ nhám bề mặt tốtnhất khoảng 12 ÷ 15 micro inch

Đĩa ép còn có chức năng tản nhiệt từ các đĩa ma sát

Hình 2.38:Dạng rãnh của đĩa ép

Để bộ ly hợp làm việc đúng chức năng, những đĩa ma sát phải lắp xen kẽ với các đĩa

ép và ghép phía sau bộ lò xo hồi vị

+ Piston: Khi bộ ly hợp chịu tác dụng của áp suất thủy lực, pit tông có thể chuyển

động vào hoặc ra trong xylanh tùy thuộc vào chiều tác động Pit tông và xylanh được làmkín bởi những phớt chịu lực hay còn gọi là xéc măng Hành trình của pit tông được giớihạn bởi vòng hãm

+ Lò xo hồi: Để pít tông trở lại vị trí ban đầu khi không chịu áp suất thủy lực trên

mộ ly hợp phải có lò xo hồi vị Trạng thái ban đầu luôn đẩy piston về một phía để cho cácđĩa ma sát và đĩa ép không tiếp xúc với nhau

2.3.5.2 Hoạt động

+ Ăn khớp: Khi dầu có áp suất chảy vào trong xylanh, nó ấn vào bi van một chiều

của piston làm cho nó đóng van một chiều lại Điều đó làm cho piston dịch chuyển bêntrong xylanh ấn các đĩa ép tiếp xúc với các đĩa ma sát Do lực ma sát cao giữa đĩa ép vàđĩa ma sát, các đĩa ép chủ động và các đĩa ma sát bị động quay với tốc độ như nhau, điều

đó có nghĩa ly hợp ăn khớp và trục sơ cấp được nối với bánh răng bao

+ Nhả khớp: Khi dầu thủy lực có áp suất được xả ra, áp suất dầu trong xylanh giảm

xuống Cho phép viên bi van một chiều tách ra khỏi đế van, điều này được thực hiệnbằng lực ly tâm tác dụng lên nó và dầu trong xylanh được xả ra qua van một chiều này.Kết quả là piston trở về vị trí cũ bằng lò xo hồi làm ly hợp nhả ra

2.3.7 Cụm thân van

Với mục đích dẫn dòng thủy lực tới các cơ cấu chấp hành để thực hiện việc điềukhiển sự làm việc của hộp số vô cấp Cụm thân van bao gồm 2 nửa, thân van trên và thânvan dưới với 5 van điện từ và 1 cảm biến nhiệt độ dầu Hình vẽ 2.30 thể hiện đặc điểmkết cấu cụm thân van của hộp số CVT trang bị trên xe Toyota Corolla 2016

Hình 2.40: Cụm thân van Bảng 1.2: Chức năng của các van chính

DS1 Điều khiển dòng thủy lực đi vào puly sơ cấp

(điều khiển lên số)

DS2 Điều khiển dòng thủy lực đi ra khỏi puly sơ cấp (điểu

khiển xuống số

SL Chuyển chức năng của van điều khiển áp suất thủy lực tác

động nên puly thứ cấpDSU

Điều khiển áp suất thủy lực của ly hợp khóa biến mô

SLS Điều khiển áp suất thủy lực tác động lên puly thứ cấp



Sơ đồ hoạt động của bơm dầu tới các puly

Hình 2.41: Sơ đồ hoạt của bơm dầu tới puly

Hoạt động điều khiển tỉ số truyền tốc độ

ECU nhận các tín hiệu từ các cảm biến và vị trí van chuyển số tay để xuất ra tínhiệu cho các van điện từ DS1, DS2, SLS, SL, DSU nhằm điều khiển cùng lúc sự đóng

mở các mạch dầu điều khiển tỉ số truyền tốc độ, hay áp suất đai nén, điều khiển khóa biến

mô để hộp số hoạt động êm ái nhất

Hình 2.42:Hoạt động điều khiển tỉ số truyền tốc độ

Dầu được bơm từ bơm dầu tới van điều khiển tỉ số truyền tốc độ số 1 và số 2 đợisẵn Khi có tín hiệu từ van điện từ DS1 van điều khiển tỉ số truyền tốc đố số 1 mở ra dầuđược bơm vào puly sơ cấp.khi muốn giảm tốc van 1 chiều mở Van điện từ DS2 mở đưadầu tới van điều khiển tỉ số truyền tốc độ số 2 để thay đổi áp suất dầu trong puly thứ cấp

Sự điều khiển nhịp nhàng của 2 van này làm cho xe puly ra vào làm tăng giảm tỉ sốtruyền tốc độ xe phù hợp

Hình 2.43:Sơ đồ điều khiển áp lực nén đai puly

Dầu được cấp từ bơm dầu tới van điều áp sơ cấp và van điều áp suất chuẩn số 1, khicấn tăng hay giảm bề rộng của puly thứ cấp Dầu sẽ được bơm dầu bơm tới van điều biến

áp suất chuẩn số 2 tới van điện từ tuyến tính tới van điều áp suất chuẩn số 1 mở bơm dầuvào làm tăng áp suất làm tăng áp lực đai puly

2.3.8 Hệ thống điều khiển điện tử

Hệ thống điều khiển điện tử sử dụng trong hộp số CVT với các mục đích:

• Điều khiển phối hợp động cơ – CVT

• Điều khiển tăng khả năng tăng tốc (Nâng cao cảm giác tăng tốc)

• Điều khiển khi giảm tốc

• Điều khiển khi lên/xuống dốc

• Điều khiển tỉ số truyền tốc độ

• Điều khiển thời điểm khóa biến mô

• Chức năng an toàn

• Chức năng chẩn đoán.