Nghiên cứu hộp số tự động U340E trên xe TOYOTA Camry

Hiện nay các phương tiện giao thông vận tải là một phần không thể thiếu trong cuộc sống con người. Cũng như các sản phẩm của nền công nghiệp hiện nay, ô tô được tích hợp các hệ thống tự động (HSTĐ) lên các dòng xe đã và đang sản xuất với chiều hướng ngày càng tăng. HSTĐ sử dụng trong hệ thống truyền lực của xe là một trong số những hệ thống được khách hàng quan tâm hiện nay khi mua xe ô tô, đặc biệt là ở thị trường MỸ và CHÂU ÂU vì những tiện ích mà nó mang lại khi sử dụng. Việc nghiên cứu hộp số tự động sẽ giúp chúng ta nắm bắt những kiến thức cơ bản để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sữa chữa và cải tiến chúng. Ngoài ra nó còn góp phần xây dựng các nguồn tài liệu tham khảo vụ nghiên cứu trong quá trình học tập và công tác.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài

Hiện nay các phương tiện giao thông vận tải là một phần không thể thiếu trongcuộc sống con người Cũng như các sản phẩm của nền công nghiệp hiện nay, ô tô đượctích hợp các hệ thống tự động (HSTĐ) lên các dòng xe đã và đang sản xuất với chiềuhướng ngày càng tăng HSTĐ sử dụng trong hệ thống truyền lực của xe là một trong

số những hệ thống được khách hàng quan tâm hiện nay khi mua xe ô tô, đặc biệt là ởthị trường MỸ và CHÂU ÂU vì những tiện ích mà nó mang lại khi sử dụng Việcnghiên cứu hộp số tự động sẽ giúp chúng ta nắm bắt những kiến thức cơ bản để nângcao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sữa chữa và cải tiến chúng Ngoài ra nó còn gópphần xây dựng các nguồn tài liệu tham khảo vụ nghiên cứu trong quá trình học tập vàcông tác

Các dòng xe ra đời với các bước đột phá về nhiên liệu mới và tiêu chuẩn khíthải được chấp nhận trong nghành sản xuất ô tô nhằm bảo vệ môi trường thì bên cạnh

đó công nghệ sản xuất không ngừng ngày càng nâng cao, công nghệ điều khiển và viđiều khiển ngày càng được ứng dụng rộng rãi thì việc đòi hỏi phải có kiến thức vữngvàng về tự động hóa của cán bộ kỹ thuật trong nghành cũng phải nâng lên tương ứngmới mong có thể nắm bắt các sản phẩm được sản xuất cũng như dây chuyền đi kèm,

có như vậy mới có thể có được công việc vững vàng sau khi ra trường Khi xem nhữngchiếc xe ô tô của những nước khác sản xuất em thật sự ngỡ ngàng và khâm phục nềncông nghiệp sản xuất của thế giới Chính vì vậy nên chúng em không ngừng tìm tòihọc hỏi từ kinh nghiệm của các thầy các bậc đàn anh đi trước

Vì những lí do trên nên chúng em chọn Đề tài: “Nghiên cứu HSTĐ U340E trên

xe TOYOTA Camry Thiết kế mô hình cấp khí nén để mô phỏng quá trình chuyển sốcủa HSTĐ U340E”

1.2 Phương pháp nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là “Nghiên cứu HSTĐ U340E trên xe TOYOTA Camry Thiết kế mô hình cấp khí nén để mô phỏng quá trình chuyển số của HSTĐ U340E” Trong đó chú trọng vào 2 nội dung chính:

 Nghiên cứu HSTĐ U340E.

 Cấp khí nén để mô phỏng quá trình chuyển số của HSTĐ U340E.

CHƯƠNG 2GIỚI THIỆU VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG2.1 Lịch sử phát triển của hộp số tự động

Hộp số tự động (HSTĐ), theo công bố của tài liệu công nghiệp ô tô CHLB Đức,

ra đời vào 1934 tại hãng Chysler Ban đầu HSTĐ sử dụng ly hợp thủy lực và hộp sốhành tinh, điều khiển hoàn toàn bằng van con trượt thủy lực, sau đóa chuyển sangdùng biến mômen thủy lực ngày nay tên gọi ngày nay dùng là Automatic Tranmission(AT).Tiếp sau đó là hãng ZIL (Liên Xô cũ 1949) và các hãng Tây Âu khác (Đức,Pháp, Thụy Sĩ) Phần lớn các HSTĐ trong thời kỳ này dùng hộp số hành tinh 3, 4 cấptrên cơ sở của bộ truyền hành tinh 2 bậc tự do kiểu Willson Sau những năm 1960HSTĐ dùng trên ô tô tải và ô tô xe buýt với biến mômen thủy lực và hộp số cơ khí cócác cặp bánh răng ăn khớp ngoài Sau 1978 chuyển sang loại HSTĐ kiểu EAT (điềukhiển chuyển số bằng thủy lực điện tử), loại này ngày nay đang sử dụng Một loạiHSTĐ khác là loại hộp số vô cấp sử dụng bộ truyền đai kim loại (CVT) với các hệthống điều khiển chuyển số bằng thủy lực điện tử

Ngày nay đã bắt đầu chế tạo các loại truyền động thông minh, cho phép chuyển

số theo thói quen lái xe (thay đổi của tốc độ động cơ bằng chân ga) và tình huống mặtđường Hộp số có khả năng làm việc theo hai phương pháp chuyển số: Bằng tay hay tựđộng tùy thuộc vào ý thích của người sử dụng HSTĐ đã khẳng định được khả năng ưuviệt của nó so với hộp số thường và ngày càng được người lái xe ưa chuộng

2.2 Khái niệm hộp số tự động

Hộp số tự động cho phép đơn giản hóa việc điều khiển hộp số Quá trình chuyển

số êm dịu, không cần cắt công suất truyền từ động cơ xuống hệ thống truyền lực mỗikhi sang số Hộp số tự động tự chọn tỷ số truyền phù hợp với điều kiện chuyển động

Do đó tạo điều kiện sử dụng gần như tối ưu công suất của động cơ

Hộp số tự động là tự động điều khiển chuyển số dựa chủ yếu vào 2 tín hiệu chính( góc mở bướm ga và tốc độ xe )

Phương thức điều khiển chuyển số của hộp số tự động:

-Góc mở bướm ga tăng + tốc độ xe giảm=>Tải nặng=>Chạy số thấp.

- Góc mở bướm ga giảm + tốc độ xe tăng=>Tải nhẹ=>Chạy số cao.

2.3 Phân loại và yêu cầu hộp số tự động

Hộp số vô cấpđiều khiển bằngdây đai

Hộp số vô cấpđiều khiển bằngcon lăn

bằng lyhợp vàphanh

Điều khiển

thủy lực

Số tựđộngchuyển sốbằng lyhợp điềukhiển thủylực vàđiện tử(ECT,ECU)

Số tự độngchuyển sốbằng lyhợp vàphanh điềukhiển thủylực và điện

tử (ECT,ECU)

ly hợp,phanh đểchuyển số

và ly hợp

để vào số

tự động

Chuyển sốbằng cônđiều khiểnthủy lực

và điện tử(ECT)

Sử dụngbiến mô và

ly hợp,phanh đểchuyển số

tự động

Điều khiểnchuyển sốbằng thủylực và điện

tử (ECT)

Vận hành trênmột hệ thống pu– li, dây đaithông minh, hệthống này chophép một khảnăng biến thiên

vô hạn giữa sốthấp nhất và sốcao nhất không

có sự ngắt quãng

Vận hành trênmột hệ thống đĩacon lăn thôngminh, , hệ thốngnày cho phépmột khả năngbiến thiên vôhạn giữa số thấpnhất và số caonhất không có sựngắt quãng giữa

giữa các số các số

2.3.1.1 Theo phương pháp thay đổi tỉ số truyền

 Hộp số tự động có cấp AT (Automatic Transmission)

 Hộp số tự động vô cấp CVT (Continuously Variable Transmission)

Hộp số tự động vô cấp ít được sử dụng hơn do công nghệ chế tạo phức tạp, giáthành cao Do đó trong chương này chủ yếu giới thiệu hộp số tự động có cấp, còn hộp

số tự động vô cấp, chúng ta tham khảo thêm ở các chuyên đề

2.3.1.2 Theo phương pháp điều khiển

 Hộp số tự động được điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực

 Hộp số tự động được điều khiển bằng điện.

Hình 2.1 - Hộp số điều khiển thủy lực Hình 2.2 - Hộp số điều khiển bằng điện

2.3.1.3 Theo phương pháp bố trí hệ thống truyền lực trên xe

 Hộp số sử dụng trong các xe FF (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh trước)

 Hộp số sử dụng trong các xe FR (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh sau)

2.3.2 Yêu cầu hộp số tự động

Hộp số tự động đảm bảo các yêu cầu sau:

 Thao tác điều khiển hộp số đơn

giản nhẹ nhàng

 Đảm bảo chất lượng động lực học

 Hiệu suất truyền động phải

tương đối lớn

 Làm việc có độ tin cậy cao

 Ít hư hỏng, tuổi thọ cao

 Kết cấu phải gọn, trọng lượng nhỏ

 Ưu điểm của hộp số tự động: 

So với hộp số cơ khí, hộp số tự động có những ưu điểm sau:

 Thời điểm chuyển số chính xác hơn, êm dịu

 Giảm bớt thao tác của người lái “không cần bàn đạp ly hợp”

 Truyền động êm dịu,tránh hiện tượng quá tải trên động cơ, hệ thống truyềnlực

 Tăng tốc nhanh hơn hộp số cơ khí nhờ bộ biến mô có chức năng khuếch đại

mô men khi đề ba

 Thời gian sang số và hành trình tăng tốc nhanh

 Không bị va đập khi sang số, không cần bộ đồng tốc

 Nhiều chế độ thông minh

 Nhược điểm của hộp số tự động: 

 Hao xăng “do sự trượt của bộ biến mô, do hộp số tự động có tốc độ cầm chừngcao hơn hộp số cơ khí”

 Hộp số tự động cần có dầu bôi trơn đặc biệt

 Hệ thống điều khiển (có 2 loại):

 Hệ thống điều khiển bằng thủy lực (sử dụng dầu để điều khiển chuyển số)

 Hệ thống điều khiển bằng điện tử (sử dụng điện để điều khiển dầu, nhằm điềukhiển chuyển số)

Hình 2.3: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển điện tử của hộp số tự động

2.5 Cần chuyển số và các công tắc trong hộp số tự động

+ Xe chỉ cho phép khởi động động

cơ ở 2 dãy số này “nguyên tắc an toàn”

* Khác nhau: Ở số P có cơ cấu khóa trục

thứ cấp “bánh xe cố định”_chống trôi xe,

không đẩy xe được

Hình 2.6: Cần chuyển số ở dãy số P

2.5.2 Công tắc đèn phanh

- Công tắc này dùng để điều khiển

nhã khóa hãm cần số để di chuyển cần số

ra khỏi vị trí P

* Chú ý: Khi vào số (chuyển từ số P) Thì

phải đạp phanh “để mở cái lẫy bằng điện”

nếu không có điện thì người ta có bố trí

một nút nhấn ở phía trên hộp cần số để điều

khiển, để di chuyển cần số ra khỏi vị trí P

=> Để đẩy xe đi Hình 2.7: Công tắc đèn phanh

- Số 1 ở dãy D, 2, L:

* Giống nhau: Có tỉ số truyền giống nhau

* Khác nhau: Phanh bằng động cơ (số 1 ở dãy L có phanh bằng động cơ, số 1 ở dãy

D, 2 không có)

- Muốn phanh bằng động cơ thì đường truyền phải xuyên suốt

- Muốn tăng hiệu quả thì phải sử dụng số thấp (Vì ở dãy số thấp áp suất dầu tácdụng lên ly hợp, phanh… cao hơn ở dãy số cao)

2.5.3 Công tắc O/D

- Đèn báo O/D OFF không sáng, là khi

xe có thể chạy được Vmax trên đường trường

(chạy đủ số)

- Nếu công tắc O/D->OFF “nhấn vào”

thì đèn báo O/D OFF sáng=> xe chạy ở chế độ

mất 1 số “số O/D mất”

* Chú ý:

- Khi chạy số tự động nên để đèn O/D

OFF tắt

- Dùng công tắc OD để xuống số cưỡng bức,

dùng để vượt xe hoặc đi trên đường xấu

Hình 2.8: Công tắc O/D

CHƯƠNG 3

KHAI THÁC HỘP SỐ TỰ ĐỘNG U340E3.1 Giới thiệu về xe TOYOTA Camry

Bảng 3.1: Thông số kỹ thu t xe TOYOTA Camry ậ

hàng,VVT-i kép

Công suất tối đa vòng/phút 178 / 6000

Mô men xoắn tối đa vòng/phút 231 / 4100

3.2 Khái quát hộp số tự động U340E

Bảng 3.2: Bảng thông số kỹ thu t của h p số U340E ậ ộ

Các tỷ số truyền tay số lùi ( R ) 2,343

Hình 3.1: Mặt cắt ngang hộp số U340

3.3 Các thành phần chính của hộp số tự động U340E

3.3.1 Bộ biến mô

Bộ biến mô thủy lực được gắn ở trục vào hộp số được lắp bằng bulông vào trụckhuỷu thông qua tấm truyền động Biến mô có tác dụng như bánh đà động cơ Động cơquay và bánh bơm quay, và dầu bị đẩy ra từ bánh bơm thành một dòng mạnh làm quaybánh tua bin

3.3.1.1 Cấu tạo bộ biến mô

Hình 3.2: Cấu tạo bộ biến mô

Hình 3.3: Cấu tạo bộ biến mô

3.3.1.2 Chức năng của bộ biến mô

 Là một ly hợp thủy lực Làm tăng mô men xoắn do động cơ tạo ra.

 Đóng vai trò là một bánh đà

 Dẫn động bơm dầu

 Hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực

Bộ biến mô có chức năng như một ly hợp tự động Bộ biến mô vừa truyền vừa khuếchđại mômen từ động cơ bằng cách sử dụng dầu hộp số làm môi trường làm việc Bộbiến mô bao gồm:

 Vỏ: Gắn với bánh đà, dùng để dẫn động bơm dầu và dùng để chứa dầu.

 Cánh bơm (cánh chủ động): Gắn liền với vỏ bơm.

Hình 3.4: Bánh bơm

 Cánh tuabin (cánh bị động): Ăn khớp với trục sơ cấp của hộp số, lắp đối xứng

với cánh bơm

Hình 3.5: Bánh tua bin

 Stator: Được gắn với ống lót ở đầu hộp số, gắn thông qua một khớp một chiều,

dùng để chuyển hướng dòng dầu từ cánh tuabin về cánh bơm (cánh stator địnhhướng dòng dầu đập vào mặt sau của cánh bơm làm tăng mô men, nếu đập vàomặt trước sẽ là mô men cản)

Hình 3.6: Stato

+ Khớp một chiều không cần cấp dầu nên kết cấu đơn giản hơn.

Hình 3.7: Cấu tạo khớp một chiều

3.3.1.3 Nguyên lý truyền công suất của biến mô

Hình 3.8: Nguyên lý truyền công suất của biến mô

Khi cánh bơm được dẫn động bởi trục khuỷ, dầu trong cánh bơm sẽ quay vớicánh bơm theo cùng một hướng Khi tốc độ của cánh bơm tăng lên, lực ly tâm làm chodầu bắt đầu chảy ra phía ngoài tâm của cánh bơm Khi tốc độ của cánh bơm tăng lênnữa, dầu sẽ bị đẩy ra khỏi cánh bơm và đập vào các cánh của tuabin làm cho tuabin bắtđầu quay cùng một hướng với cánh bơm Dầu chảy vào trong dọc theo các cánh củacánh tuabin, khi nó chạm vào phần trong của cánh tuabin, bề mặt cong bên trong này

sẽ hướng dòng dầu chảy ngược trở lại cánh bơm và chu kì lại bắt đầu

3.3.1.4 Đặc tính của bộ biến mô

Hình 3.9: Sơ đồ đặc tính của biến mô

Độ khuyếch đại mômen do bộ biến mô sẽ tăng theo tỷ lệ với dòng xoáy Có

nghĩa là mô men sẽ trở thành cực đại khi bánh tuabin dừng Bộ biến mô được chia

thành 3 chế độ hoạt động như sau:

 Chế độ khuyếch đại mô men “Dải biến mô”: Xe bắt đầu chạy đến khi tốc độ

bánh bơm=80% tốc độ của bánh tua bin

 Ly hợp thủy lực “Dải khớp nối”:

 Chế độ khóa biến mô “Ly hợp ma sát”: (dùng nhiều nhất)

 Chú ý: Đối với ECT để xác định được thời điểm khóa biến mô thì ECU-ECT lấy

tín hiệu tốc độ từ cảm biến khuỷu của động cơ (nB) và tín hiệu từ cảm biến tốc độtrên trục sơ cấp của hộp số (nT) để so sánh và thực hiện khóa biến mô.

 Chế độ khuếch đại mômen

Việc khuếch đại mômen do bộ biến mô thực hiện bằng cách dầu vẫn còn năng lượngsau khi nó đã đi qua cánh tuabin trở về cánh bơm qua cánh stato Nói cách khác, cánhbơm được quay bởi mômen từ động cơ và nó được thêm vào một mômen của dòngdầu thủy lực chảy hồi về từ cánh tuabin Điều đó có nghĩa là: cánh bơm sẽ khuếch đạimômen ban đầu để dẫn động cánh tuabin

 Bộ biến mô chỉ khuếch đại mô men tại thời điểm ban đầu “mới khởi động” Khi

xe chạy rồi thì mômen giảm dần

+ Khi xe mới khởi động: Dòng dầu đi ngang từ cánh tuabin=> stator=>cánhbơm

+ Khi tốc độ xe tăng lên: Dòng dầu đi nghiên lên tác dụng vào mặt dưới củastator làm cho stator quay cùng chiều “không làm việc” lúc này dầu chuyển động yếu.

Hình 3.10: Chế độ khuyếch đại mômen

 Chế độ khóa biến mô

Hình 3.11: Cơ cấu khóa biến mô

 Cấu tạo:

Cơ cấu khóa biến mô truyền công suất từ động cơ tới hộp số một cách trực tiếp

và cơ học Do bộ biến mô sử dụng dòng thủy lực để gián tiếp truyền công suất nên có

sự tổn hao công suất Vì vậy khóa biến mô được lắp trong bộ biến mô để nối trực tiếpđộng cơ với hộp số để giảm tổn hao công suất

Khi xe đạt một tốc độ nhất định, thì cơ cấu khóa biến mô được sử dụng để nângcao hiệu quả sử dụng công suất và nhiên liệu Khóa biến mô được lắp trong moayơ củacánh tuabin, phía trước cánh tuabin

Lò xo giảm chấn sẽ hấp thụ lực xoắn khi ăn khớp khóa biến mô để ngăn khôngcho sinh ra va đập Bề mặt má ma sát (cùng dạng vật liệu sử dụng trong các phanh vàđĩa ly hợp) thường được gắn trên piston khóa của bộ biến mô để ngăn sự trượt ở thờiđiểm ăn khớp khóa biến mô

 Nguyên lý làm việc:

Khi khóa biến mô được kích hoạt thì nó sẽ quay cùng với cánh bơm và cánhtuabin Việc ăn khớp và nhả khóa biến mô được xác định từ những thay đổi về hướngcủa dòng thủy lực trong bộ biến mô khi xe đạt được một tốc độ nhấn định

 Nhả khớp:

Khi xe chạy ở tốc độ thấp thì dầu bị nén (do áp suất của bộ biến mô) sẽ chảy vào phíatrước của khoá biến mô Do đó, áp suất trên mặt trước và mặt sau của khoá biến môtrở nên cân bằng, nên khoá biến mô được nhả khớp

Hình 3.12: Khớp khóa biến mô nhả

Hình 3.13: Khớp khóa biến mô đóng

 Ăn khớp:

Khi xe chạy ổn định ở tốc độ trung bình hoặc cao (thường ở dãy số D của số 3, 4 vàtốc độ ) thì dầu bị nén sẽ chảy vào phía sau của khoá biến mô Do đó, vỏ bộbiến mô và khóa biến mô sẽ trực tiếp nối với nhau Do đó, khoá biến mô và vỏ bộ biến

mô sẽ quay cùng nhau

3.3.2 Bộ truyền động bánh răng hành tinh

3.3.2.1 Chức năng của bộ truyền động bánh răng hành tinh

 Cung cấp các cấp số có tốc độ và mômen phù hợp với điều kiện và chế độchuyển động của ô tô

 Cung cấp bánh răng đảo chiều để chạy lùi

 Cung cấp vị trí số trung gian để cho phép động cơ chạy không tải khi xe đỗ

3.3.2.2 Cấu tạo bộ truyền động bánh răng hành tinh

 Bộ truyền động bánh răng hành tinh gồm 4 thành phần chính:

- Bộ bánh răng hành tinh.

- Bộ ly hợp.

- Bộ phanh.

- Khớp một chiều.

a Bộ bánh răng hành tinh.

Hình 3.14: Cấu tạo bộ bánh răng hành tinh

- Bộ bánh răng hành tinh gồm có 3 phần tử:

+ Bánh răng bao

+ Bánh răng mặt trời

+ Cần dẫn (xem cần dẫn như là một bánh răng)

+ Bánh răng hành tinh (chỉ là phần tử trung gian nên không tính đến)

Tăng tỉ số truyền để tăng lực kéo cho phù hợp với hoạt động của xe, đồng thời đểthay đổi vận tốc của xe sao cho phù hợp với mô men cản mặt đường Để làm đượcđiều này thì phải có hệ thống các bánh răng Để đạt được tỉ số truyền cao nhưng hộp sốphải nhỏ gọn thì trên hộp số tự động cần sử dụng bộ bánh răng hành tinh

Một bộ bánh răng hành tinh có thể sử dụng để giảm tốc, tăng tốc, truyền độngtrực tiếp và đảo chiều quay

 Hoạt động của bộ truyền động bánh răng hành tinh 3 tốc độ

Để truyền động thì trong bộ bánh răng hành tinh cần phải có:

 1 phần tử chủ động  1 phần tử cố định.

 1 phần tử bị động.

 Giảm tốc:

Nếu giữ bánh răng mặt trời và dẫn động

bánh răng bao, các bánh răng hành tinh sẽ di

chuyển xung quanh bánh răng mặt trời Đây

là nguyên nhân làm cần dẫn dịch chuyển

chậm hơn bánh răng bao Mômen sẽ tăng lên

đáng kể nhưng tốc độ giảm không đáng kể

Hình 3.15: Hoạt động bánh răng hành tinh

 Dẫn động trực tiếp:

Công suất đưa vào cả hai bánh răng mặt

trời và bánh răng bao, công suất được đưa ra

ở cần dẫn Bánh răng bao, bánh răng mặt trời

quay cùng với nhau với cùng một tốc độ nên

cần dẫn cũng quay cùng tốc độ đó nh 3.16: Hoạt động bánh răng hành tinh Hì

 Tăng tốc:

Khi cần dẫn quay theo chiều kim

đồng hồ các bánh răng hành tinh quay

xung quanh bánh răng mặt trời trong

khi chúng quay quanh trục của nó

theo chiều kim đồng hồ Làm cho

bánh răng bao tăng tốc tùy thuộc vào

số răng của bánh răng bao và mặt trời Hình 3.17: - Hoạt động bánh răng hành tinh

 Đảo chiều:

Giữ cố định cần dẫn và dẫn

động bánh răng mặt trời, các bánh

răng hành tinh bị kéo quay quanh trục

của nó Điều này làm cho bánh răng

bao quay theo chiều ngược lại ở một

Hình 3.19: Ly hợp nhiều đĩa ướt (C 1 , C 2 , C 3 )

Ly hợp nhiều đĩa ướt (C 1 , C 2 , C 3) hoạt động để truyền công suất từ bộ biến mô =>

trục sơ cấp tới bánh răng bao (phần tử chủ động) Các đĩa ma sát và đĩa ép được bố trí

xen kẽ với nhau Các đĩa ma sát được nối bằng then với bánh răng bao và các đĩa épđược khớp nối bằng then với tang trống của ly hợp

 Chức năng của ly hợp

 Nối và ngắt trục sơ cấp với phần tử chủ động (truyền mô men xoắn từ trục sơ

cấp sang bộ bánh răng chủ động).

 Nối và ngắt 2 bánh răng nào đó trong bộ bánh răng hành tinh

Hình 3.21: Hoạt động của ly hợp C

 Nhả khớp C

Khi dầu có áp suất được xả thì áp suất dầu trong xylanh giảm xuống Điều nàycho phép viên bi rời khỏi van một chiều nhờ lực ly tâm tác động lên nó, và dầu trongxylanh được xả ra ngoài qua van một chiều Kết quả là piston trở về vị trí ban đầu của

nó nhờ lò xo hồi và ly hợp được nhả khớp

* Chú ý: Khi thay các đĩa ma sát ly hợp bằng các đĩa ma sát mới phải ngâm các đĩa ma

sát mới vào dầu ATF khoảng 15 phút hoặc lâu hơn trước khi lắp chúng

c Bộ phanh

 Cấu tạo phanh nhiều đĩa ướt (B 1 , B 2 , B 3 ):

Phanh (B 1 , B 2 , B 3) hoạt động nhằm khóa cứng cần dẫn với vỏ hộp số, không chocần dẫn quay Các đĩa ma sát ăn khớp với moayơ của cần dẫn Các đĩa thép được cốđịnh vào vỏ hộp số

a) Phanh B1 b) Phanh B2 c) Phanh B3

Hình 3.22: Phanh nhiều đĩa ướt B1, B2, B3

 Chức năng

Dùng để cố định một bánh răng nào đó trong bộ bánh răng hành tinh với vỏ hộp

số hoặc khớp 1 chiều

 Hoạt động của phanh nhiều đĩa ướt (B 1 , B 2 , B 3 ):

Khi áp suất thuỷ lực tác động lên xylanh thì piston sẽ dịch chuyển và ép các đĩaép và đĩa ma sát tiếp xúc với nhau Do đó tạo nên một lực ma sát lớn giữa mỗi đĩa ép

và đĩa ma sát Kết quả là cần dẫn hoặc bánh răng mặt trời bị khoá vào vỏ hộp số Khidầu có áp suất được xả ra khỏi xylanh thì piston bị lò xo phản hồi đẩy về vị trí ban đầucủa nó và làm nhả phanh

Hình 3.23: Hoạt động của phanh ướt nhiều đĩa B 1 , B 2 , B 3

* Lưu ý: Khi thay mới đĩa ma sát của ly hợp, ngâm đĩa mới trong dầu hộp số tự động

(ATF) trong 15phút hay lâu hơn trước khi lắp đặt

d Khớp một chiều

- Công dụng của khớp một chiều cũng

giống như phanh nhưng khác ở chỗ:

+ Khớp một chiều chỉ cho quay theo một

chiều và khóa một chiều (chiều khóa là

chiều làm việc) Cho chi tiết nào gắn

trên nó quay theo chiều quay của động

cơ, không cho quay ở chiều ngược lại

+ Khớp một chiều không cần cấp dầu

nên kết cấu đơn giản hơn

Hình 3.24: Cấu tạo của khớp một chiều

thực tế

3.3.3 Hệ thống điều khiển hộp số

3.3.3.1 Hệ thống điều khiển thủy lực

a Bơm dầu

Có 3 loại bơm thường được sử dụng để cung cấp dòng dầu và tạo ra áp suấttrong hộp số tự động Đó là bơm bánh răng, bơm roto và bơm cánh gạt Hoạt độngcủa mỗi loại bơm về c/ơ bản là giống nhau, trong đó bánh răng chủ động được dẫnđộng bởi cánh bơm của bộ biến mô, còn bánh răng bị động được đặt có khoảng trống

và đặt lệch tâm với bánh răng chủ động

Hình 3.24: Cấu tạo bơm dầu

 Chức năng bơm dầu

Bơm dầu cung cấp dầu có áp suất cho hệ thống Bơm được dẫn động bởi động cơthông qua vỏ biến mô

b Bộ tích năng

Bộ tích năng hoạt động để giảm chấn động khi chuyển số Có sự khác biệt vềdiện tích bề mặt của phía hoạt động và phía sau của piston bộ tích năng Khi áp suất cơbản từ van điều khiển tác động lên phía hoạt động thì piston từ từ đi lên và áp suất cơbản truyền tới các ly hợp và phanh sẽ tăng dần Một vài kiểu điều khiển áp suất thuỷlực tác động lên bộ tích năng bằng một van điện từ tuyến tính để quá trình chuyển sốđược êm dịu hơn

Hình 3.25: Bộ tích năng

c Van điều khiển

- Van điều khiển đang ở vị trí P

- Van điều khiển được nối với cần chuyển số của

lái xe thông qua cáp hoặc thanh nối để chuyển

hộp số đến dãy “P”, “R”, “N”, “D”, “2” và “L”

tương ứng với dịch chuyển của cần sang số Van

điều khiển chuyển dầu từ một khoang này sang

một khoang khác

- Gặt cần số từ N->D thì lập tức dầu cấp cho C1

thực hiện số 1 dãy “D”, dầu cấptrực tiếp không

cần phải qua tín hiệu tốc độ xe và bướm ga Hình 3.26: Van điều khiển

3.3.3.2 Hệ thống điều khiển điện tử

Hình 3.27: Sơ đồ khối hộp số tự động điều khiển bằng điện tử

b Chức năng của hệ thống điều khiển điện tử

Dãy Tới cụm bánh răng hành tinh

Hình 3.28: Sơ đồ hộp số tự động điều khiển bằng điện tử

Nhận biết các tín hiệu chính: Góc mở bướm ga, tốc độ xe, một số tín hiệu khác.Phối hợp với hệ thống điều khiển thủy lực để điều khiển:

+ Điều khiển áp suất mạch dầu chính

+ Điều khiển chuyển số

+ Điều khiển bộ biến mô (khóa biến mô)

+ Tự kiểm tra chẩn đoán và báo lỗi

+ Chế độ dự phòng (Chức năng an toàn)

Hộp số không sử dụng ECU (bộ điều khiển điện tử) được gọi là hộp số tự độngthuỷ lực mà đã được trình bày ở phần trên Một hộp số mà trong đó việc chuyển số

được điều khiển bằng ECU được gọi là ECT – Electronic Control Transmission “hộp

số điều khiển điện tử” Hiện nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT.

Hộp số tự động điều khiển bằng điện tử thực tế giống như hộp thủy lực hoàn toàn(trừ thân van), nhưng nó còn bao gồm các chi tiết điện tử, các cảm biến, một ECU vàvài cơ cấu chấp hành Hộp số tự động điều khiển bằng điện tử gồm các bộ phận sau:

 Bộ biến mô: Để truyền và khuyếch đại mô men do động cơ sinh ra

 Cụm bánh răng hành tinh: Để chuyển số nhằm giảm tốc, đảo chiều, tăng tốc vàvào số trung gian

 Bộ điều khiển thủy lực: Để điều khiển áp suất thủy lực, sao cho bộ biến mô và

bộ truyền bánh răng hành tinh hoạt động êm

 Hệ thống điều khiển điện tử gồm 3 thành phần chính:

+ Tín hiệu đầu vào (các cảm biến và công tắc).

+ Bộ xử lý trung tâm (ECU động cơ và ECT).

+ Bộ phận chấp hành (Các van điện từ…)

c Sơ đồ mạch điện điều khiển hộp số tự động U340E

Hình 2.29: Sơ đồ khối mạch điện điều khiển hộp số tự động U340E.

d Tín hiệu đầu vào

 Có 2 tín hiệu chính bắt buộc hộp số nào cũng phải có:

+ Cảm biến vị trí bướm ga (TPS) Không có không chuyển số được

+ Cảm biến tốc độ (VSS, OSS)

 Các tín hiệu phụ khác:

+ Công tắc vị trí cần số (TR)_công

tắc trung gian

+ Công tắc báo phanh

+ Cảm biến nhiệt độ nước

+ Công tắc OD

+ Cảm biến tốc độ động cơ.+ Cảm biến nhiệt độ dầu hộp số.+ Công tắc POW-NOR

+ Công tắc S-W

 Cảm biến vị trí bướm ga (TPS):

Hình 3.30: Cảm biến bướm ga

Cảm biến dùng để xác định góc mở của bướm ga, Cảm biến có một đầu đượcnối với ECU động cơ bằng giắc nối, một đầu được nối với họng khuếch tán Khi độ

mở bướm ga lớn hay nhỏ cảm biến sẽ gửi tín hiệu qua ECU

Cảm biến vị trí bướm ga, nó được đặt tại họng khuyếch tán và là loại sử dụng

một biến trở

 Chức năng:

+ Áp suất mạch dầu chính

+ Thời điểm chuyển số

+ Thời điểm đóng ly hợp khóa biến mô.+ Xuống số cưỡng bức

=> Mất tín hiệu này vào số sẽ bị giật

Có 3 cách lấy tín hiệu góc mở bướm ga: Dây cáp, chân không (đối với hệ thốngđiều khiển hoàn toàn bằng thủy lực), Cảm biến vị trí bướm ga

+ Cảm biến này được lắp trong hộp số hoặc hộp số phụ và được dẫn động bằngbánh răng chủ động của trục thứ cấp

+ Cảm biến này gồm có 4 loại: Công tắc điện từ, cảm biến từ, cảm biến HALL, cảmbiến quang

 Công tắc vị trí cần số (TR):

Dùng để xác định vị trí cần số đang ở vị trí nào, dùng để nối mạch đề (N, P),

báo đèn trên táp l

 Chức năng:

+ Áp suất mạch dầu chính

+ Thời điểm chuyển số

+ Thời điểm đóng ly hợp khóa biến mô

Hình 3.31: Công tắc trung gian

 Công tắc báo phanh:

Hình 3.32: Công tắc báo phanh

 Chức năng:

Điều khiển nhả ly hợp khóa biến mô (Khi có tín hiệu đạp phanh => ECT điềukhiển nhả khóa biến mô => Nên xe có trang bị hộp số tự động không chết máy khiphanh đột ngột)

Dùng để điều khiển nhả cái lẩy ra để di chuyển cần số ra khỏi vị trí (P)

 Chú ý: Đạp phanh mà chết máy thì kiểm tra tín hiệu của công tắc này Hộp số

hoạt động hay không, không có ảnh hưởng đến công tắc này

 Cảm biến nhệt độ dầu (ATF):

Hình 3.33: Đồ thị Cảm biến nhiệt độ dầu hộp số

Hình 3.34: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ dầu ATF Bảng 3.3: Bảng giá trị điện trở chuẩn của cảm biến nhiệt độ dầu ATF

+ Nhiệt độ dầu tăng thì điện trở cảm biến giảm (NTC)

+ Nhiệt độ làm việc bình thường của dầu hộp số 60÷800C

+ Dầu được làm mát ở két nước

+ Nhiệt độ dầu > 1200C => Khóa biến mô sẽ làm việc => nhằm mục đích hạnhiệt độ dầu

 Nhiệt độ ATF rất có thể sẽ tăng lên dưới các điều kiện như kéo xe, leo dốc vàtải nặng

 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước đo nhiệt độ của nước làm mát động cơ Khi nhiệt độ củanước làm mát động cơ thấp, phải tăng tốc độ chạy không tải, tăng thời gian phun, gócđánh lửa sớm, v.v nhằm cải thiện khả năng làm việc và để hâm nóng Vì vậy, cảmbiến nhiệt độ nước không thể thiếu được đối với hệ thống điều khiển động cơ

Hình 3.35: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

 Công tắc chọn phương thức truyền lực

Công tắc chọn phương thức tuyền lực cho phép người lái xe chọn chế độ côngsuất của hệ thông truyền lực Các công tắc chế độ được lắp đặt tuỳ thuộc vào kiểu xe

và thị trường

- Chế độ tải nặng: Chế độ đặt thời điểm chuyển số vào dãy tốc độ cao của độngcơ

- Chế độ tuyết : Chế độ này đặt tốc độ số 2 là tốc độ chuyển bánh

- Chế độ tiết kiệm: Chế độ làm sớm thời điểm chuyển số để giảm tiêu hao nhiênliệu khi lái xe

- Chế độ điều khiển tay: Chế độ tạo khả năng giữ tốc độ bằng việc sử dụng vị trícần chuyển số

Hình 3.36 : Công tắc chọn phương thức lái

 Nguyên lý: ECU động cơ và ECT thực hiện các điều khiển sau đây:

- Điều khiển thời điểm chuyển số

- Điều khiển khoá biến mô

- Điều khiển khoá biến mô linh hoạt

- Các điều khiển khác xe dùng ECT có thể lái một cách êm dịu và thuận tiệnnhờ các điều khiển trên

Hình 3.37: Sơ đồ khối điều khiển bằng ECU, ECT

Hình 3.38: Công tắc O/D

e Cơ cấu chấp hành

Hình 3.39: Sơ đồ bố trí van điện từ trong hộp số U340E

 Van điện từ chuyển số S1

Hình 3.40: van điện từ chuyển số S1

Hình 3.41: Sơ đồ mạch điện van chuyển số S1

Điều khiển van chuyển số 2 – 3: chuyển số bằng cách mở van chuyển số 2 – 3 vàđóng ly hợp C2

Bảng 3.4: Bảng giá trị điện trở chuẩn của van chuyển số S1

Nối Dụng Cụ Đo Điều kiện Điều Kiện Tiêu Chuẩn

Giắc van điện từ (S1)

Thân van điện từ (S1) 20°C (68°F) 11 đến 15 Ω

 Nối cực dương (+) vào cực của giắc nối van điện từ, và cực âm (-) vào thân vanđiện từ và kiểm tra hoạt động của van

 Van điện từ phát ra âm thanh hoạt động

 Van điện từ chuyển số S2

Hình 3.42: Van điện từ chuyển số S2

Hình 3.43: Sơ đồ mạch điện van chuyển số S2

Điều khiển van chuyển số 1 – 2 và 3 – 4: chuyển số bằng cách mở van chuyển số1-2 và 3-4 đồng thời điều khiển 2 ly hợp C1 và C2, phanh B1 và B2

Hình 3.44: Đo giắc chân van chuyển số S2

Bảng 3.5: Bảng giá trị điện trở của thân và giắc van chuyển số S2

Nối Dụng Cụ Đo Điều kiện Điều Kiện Tiêu ChuẩnGiắc van điện từ (S2)

Thân van điện từ (S2) 20°C (68°F) 11 đến 15 Ω

 Nối cực dương (+) vào cực của giắc nối van điện từ, và cực âm (-) vào thân vanđiện từ và kiểm tra hoạt động của van

 Van điện từ phát ra âm thanh hoạt động

 Nếu điện trở không như tiêu chuẩn, hãy thay thế van điện từ chuyển số

 Van điện từ chuyển số ST

Hình 3.45 : Van chuyển số ST

Van điện từ chuyển số ST bật và tắt theo trình tự TẮT-BẬT-TẮT bằng tín hiệu

từ ECM khi lên số và xuống số giữa số 3 và số 4 Điều này làm giảm chấn động củaviệc chuyển giữa các số

Hình 3.46: Sơ đồ mạch điện van chuyển số ST

- Quy trình kiểm tra:

+ Kiểm tra dây điện hộp số (van điện từ chuyển số ST)

 Tháo giắc nối dây điện hộp số ra khỏi hộp số

 Đo điện trở theo các giá trị trong bảng dưới đây

- Điện trở tiêu chuẩn van chuyển số ST:

Bảng 3.6: Bảng giá trị điện trở chuẩn của van chuyển số ST

Nối Dụng Cụ Đo Điều kiện Điều Kiện Tiêu ChuẩnGiắc van điện từ (ST) -

+ Kiểm tra cụm van điện từ ST:

 Tháo van điện từ chuyển số ST

 Đo điện trở theo các giá trị trong bảng dưới đây

 Nối cực dương (+) vào cực của giắc nối van điện từ, và cực âm (-) vào thân vanđiện từ và kiểm tra hoạt động của van

 Van điện từ phát ra âm thanh hoạt động

 Nếu điện trở không như tiêu chuẩn, hãy thay thế van điện từ chuyển số

 Điều khiển áp suất : mở van chuyển số 3-4 và 4-3

 Van điện từ tuyến tính SL

Điều khiển áp suất ly hợp tối ưu, điều khiển ly hợp khóa biến mô

Hình 3.47: Van điện từ tuyến tính SL

Hình 3.48: Sơ đồ mạch điện van SL

- Điện trở của van chuyển số SL:

Bảng 3.7: Bảng giá trị điện trở của van chuyển số SL

Giắc van điện từ (SL)

-Thân van điện từ (SL) 20°C (68°F) 11 đến 15 Ω