khai thác kĩ thuật hộp số tự động xe corolla altis 2016

1.2 Công dụng, phân loại, yêu cầu của hộp số a, Công dụng: + Hộp số dùng để biến đổi mômen xoắn từ động cơ xuống bánh xe chủ động, bằng cách thay đổi tỷ số truyền nhằm cải thiện đường đ

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 4

1.1 Lý do chọn đề tài 4

1.1.1Tính cấp thiết của đề tài 4

1.1.2 Ý nghĩa đề tài 5

1.1.3 Các phương pháp nghiên cứu 5

1.1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 6

1.2 Công dụng, phân loại, yêu cầu của hộp số 6

1.3 Giới thiệu ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2016 9

1.3.1Thông số kỹ thuật 9

1.3.2 Tổng quan về hệ thống truyền lực 10

1.3.3 Trang thiết bị chính trên ô tôCorolla Altis 2016 14

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 18

2.1 Tổng quan về hộp số 18

2.2 Cấu tạo và hoạt động chung của hộp số tự động CVT 20

2.2.1 Cấu tạo chung hộp số vô cấp 20

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của CVT 21

2.3 Các bộ phận cơ bản của hộp số 22

2.3.1Biến mô thủy lực có li hợp khóa biến mô 22

2.3.2 Ly hợp 29

2.3.3 Phanh 31

2.3.4 Bộ truyền động 31

2.3.5 Bộ truyền vô cấp loại đai thép 32

2.3.6 Cấu trúc piston kép của puli sơ cấp giúp làm giảm đường kính của buồng thủy lực 33

2.3.7 Đai truyền động thép 33

2.3.8 Cụm thân van 34

2.3.9 Cảm biến tốc độ và cảm biến áp suất 39

2.3.10 Chức năng khóa dừng xe 39

2.3.11 Bơm dầu CVT 41

2.3.12 Hệ thống điều khiển điện tử 41

2.3.13 Bộ vi sai 46

2.4 Tính toán kiểm nghiệm bền 48

2.4.1 Tính bền trục 48

2.4.2 Tính bền bánh răng 52

Chương 3 : KHAI THÁC KỸ THUẬT HỘP SỐ TỰ ĐỘNG Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2016 56

3.1 Cơ sở lý thuyết chẩn đoán, bảo dưỡng kỹ thuật 56

3.1.1 Cơ sở lý thuyết chẩn đoán kỹ thuật 56

3.1.2 Cơ sở lý thuyết bảo dưỡng kỹ thuật 56

3.2 Những hư hỏng thường gặp 57

3.3 Quy trình chẩn đoán phát hiện hư hỏng hộp số CVT 58

3.3.1 Phương pháp chẩn đoán bằng kinh nghiệm 58

3.3.2 Chẩn đoán bằng thiết bị 58

3.4 Quy trình tháo lắp hộp số 63

3.5 Quy trình kiểm tra hộp số 68

3.5.1 Kiểm tra các cụm chi tiết 68

3.5.2 Quy trình kiểm tra thay dầu của hộp số CVT 72

3.5.3 Kiểm tra bộ truyền vô cấp 74

3.5.4 Kiểm tra áp suất dầu 74

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

LỜI NÓI ĐẦU

Việt Nam trở thành thành viên thứ 150 của tổ chức thương mại thế giới (WTO) vàongày 7/11/2006 là một sự kiện rất quan trọng Sự kiện nay đã mở đường cho Việt Namtham gia một cách bình đẳng vào thể chế tương mại toàn cầu Hơn nữa, đó cũng thể hiện

sự đánh giá về thành quả mà nhân dân ta đạt được trong công cuộc đổi mới toàn diện vềkinh tế xã hội và tiến hành hội nhập quốc tế Và đó cũng là lợi thế lớn cho khoa học kỹthuật phát triển ở nước ta, đặc biệt là nghành công nghiệpôtô

Nghành công nghiệp ôtô đã và đang phát triển rất mạnh ở Việt Nam Hiện nay ngày càngnhiều lại xe được trang bị hộp số tự động, đặc biệt trên các xe cao cấp, nó mang lại lợiích kinh tế, sự tiện nghi và độ an toàn cao khi sử dụng

Đề tài tốt nghiệp: “Khai thác kỹ thuật hộp số tự động ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2016” với các nhiệm vụ chính sau:

+ Tìm hiểu khái quát về đặc tính kỹ thuật ô tô COROLLA ALTIS 2016

+ Tìm hiểu kết cấu và nguyên lý hoạt động của hộp số tự động

+ Tìm hiểu các hư hỏng và bảo dưỡng kỹ thuật đối với hộp số tự động CVT.

Dưới sự hướng dẫn tận tâm của thầy NGUYỄN CÔNG TUẤN và các thầy trong bộ môn

đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Trong quá trình làm tuy đã cố gắng với

khả năng bản thân nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót Em xin chân thành cảm

ơn các thầy trong bộ môn đã nhiệt tình chỉ dạy trong thời gian học trên giảng đường vàtrong đồ án này

Vĩnh Phúc, ngày tháng năm 2018 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tất Đạt

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN1.1 Lý do chọn đề tài

1.1.1Tính 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 cải cách mởcửa mới để thúc đẩy nền kinh tế phát triển.Việc tiếp nhận và áp dụng những thành tựukhoa học nhằm cải tạo và thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp mới, với mụcđích đưa nước ta từ một nước nông nghiệp có nền kinh tế kém phát triển thành một nướccông nghiệp hiện đại

Trải qua rất nhiều năm phấn đấu và phát triển, hiện nay nước ta đã là một thành viên củakhối kinh tế quốc tế WTO Với việc tiếp cận với các quốc gia có nền kinh tế phát triểnchúng ta có thể giao lưu học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu và ứng dụng các thành tựu khoahọc tiên tiến để phát triển hơn nữa nền kinh tế trong nước, bước những bước đi vữngchắc trên con đường xây dựng chủ nghĩa xã hội

Trong các ngành công nghiệp mới đang được nhà nước chú trọng phát triển thì ngànhcông nghiệp ô tô là một trong những ngành có tiềm năng và được đầu tư phát triển mạnh

mẽ Do sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa pháttriển mạnh mẽ, nhu cầu của con người ngày càng được nâng cao Để đảm bảo độ an toàn,

độ tin cậy cho con người vận hành và chuyển động của xe, rất nhiều hãng sản xuất như :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 nói chung và

về “Hộp số vô cấp ” nói riêng phải có sự hoạt động mạnh mẽ trong cải tiến và việcnghiên cứu và nắm vững “hộp số vô cấp” là cần thiết Ngoài ra với việc tiến bộ và pháttriển 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 cho họcsinh, sinh viên còn thiếu thốn rất nhiều, chưa đáp ứng được nhu cầu dạy và học, đặc biệt

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, chưađưa hệ thống hóa một cách khoa học Các bài tập hướng dẫn thực hành còn thiếu Vì vậyngười kỹ thuật viên khi ra trường gặp nhiều khó khăn và bỡ ngỡ với những kiến thức,trang bị tiên tiến trong thực tế

Những kết quả thu thập được trong quá trình hoàn thành đề tài này trước tiên là giúp em, một sinh viên của lớp 64DCOT06 có thể hiểu rõ hơn, sâu hơn về hệ thống này Nắm đượckết cấu, điều kiện làm việc, hư hỏng và phương pháp kiểm tra, sửa chữa

a Mục tiêu của đề tài

Tìm hiểu tổng quan về “hộp số vô cấp” trên ô tô ( cụ thể là Cozolla 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 Cozolla Altis 2016”

b 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 vô cấp”

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 ”

1.1.3 Các phương pháp nghiên cứu.

a.Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Nghiên cứu lý thuyết

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

Nghiên cứu thực nghiệm.

+Xây dựng bài kiểm tra chẩn đoán

b Phương pháp nghiên cứu tài liệu

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

*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 để đưa ra kết luận chính xác, khoa học

1.1.4 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 Crolla Altis 2016 – CVT.

1.2 Công dụng, phân loại, yêu cầu của hộp số

a, Công dụng:

+ Hộp số dùng để biến đổi mômen xoắn từ động cơ xuống bánh xe chủ động, bằng cách thay đổi tỷ số truyền nhằm cải thiện đường đặc tính kéo của động cơ cho phù hợp với điều kiện làm việc của ôtô

+ Thay đổi chiều chuyển động của ôtô (tiến và lùi)

+ Ngắt dòng truyền lực trong thời gian dài mà không cần tắt máy hoặc cắt bộ ly hợp

+ Dẫn động lực ra ngoμi cho bộ phận công tác đối với các xe chuyên dụng (xe có tời i cho bộ phận công tác đối với các xe chuyên dụng (xe có tời kéo, xe có thùng tự đổ …).

+ Theo dãy tỷ số truyền gồm có

- Một dãy tỷ số truyền (ba số, bốn số, năm số…)

- Hai dãy tỷ số truyền

+ Theo phương pháp sang số:

- Điều khiển bằng tay hoặc tự động

Phương pháp sang số điều khiển tự động lại được chia thành:

* Hộp số tự động điều khiển hoàn toàn bằng thuỷ lực, nó chỉ sử dụng hệ thống thuỷ lực

d, Ưu nhược điểm của hộp số tự động CVT

Đối với hộp số cơ khí, khi cần chuyển số người lái cần phải kết hợp nhiều động tác: giảm

thành đông đúc, người lái phải thường xuyên chuyển về tay số thấp để đi Vì các lý dotrên nên điều cần thiết đối với lái xe là phải luôn tập trung và nhận biết tải và tốc độ động

cơ để chuyển số một cách phù hợp

Đối với HSTĐ, những nhận biết như vậy là không cần thiết, lái xe không cần phải chuyển

số mà việc chuyển lên hay xuống đến số thích hợp nhất được thực hiện một cách tự độngtại thời điểm thích hợp nhất theo tải động cơ và tốc độ xe

* Ưu điểm: So với hộp số thường, HSTĐ có các ưu điểm sau:

+ Làm giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thườngxuyên phải chuyển số

+ Do có thể thay đổi tỷ số truyền tối ưu ở mọi dải tốc độ, nên hộp số CVT thường giúp

xe tiết kiệm nhiên liệu hơn so với hộp số tự động dùng bánh răng với các cấp số thôngthường Dĩ nhiên, điều kiện đi kèm cũng dễ hiểu là người lái phải điều khiển chiếc xe êm

+ Công nghệ chế tạo đòi hỏi độ chính xác cao

+ Ngoài ưu điểm rõ rệt như trên, hộp số biến thiên vô cấp CVT cũng bộc lộc nhữngnhược điểm mà nguyên nhân chủ yếu là do sử dụng dây cua-roa để dẫn động Mặc dùcông nghệ sản xuất ngày nay đã rất tiến bộ, nhưng loại hộp số này vẫn không tránh hỏitình trạng trượt dây cua-roa khi người điều khiển xe nhấn ga mạnh Chính vì vậy, nếuthốc ga “hỗn”, người lái có thể cảm nhận động cơ thì rú ầm ầm mà tốc độ thì thay đổichậm chạp

+ Nếu dùng nhiều ly hợp và phanh có thể làm tổn hao công suất khi chuyển số, hiệusuất giảm

1.3 Giới thiệu ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2016

1.3.1Thông số kỹ thuật

Hình 1.3: Thiết kế bên ngoài xe Corolla Altis 2016

Thông số kỹ thuật chính của xeKích 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)

Hệ thống tay lái tỉ số truyền biến thiên

Một điểm đáng chú ý của Corolla Altis 2016 về hệ thống truyền lực đó là việc bố trí động

cơ và hộp số, cầu chủ động theo kiểu FF Theo kiểu này thì động cơ đặt nằm ngang ởđằng trước và với cầu trước chủ động

Hình 1.5 - Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực

Động cơ

Hình 1.6: Động cơ 2ZR-FE Hộp số:

Hộp số xe Corolla Altis 2016 là hộp số tự động vô cấp tự động điều chỉnh chế độlàm việc để đạt hiệu suất cao nhất và mang lại sự thoải mái tiện nghi cho người sử dụng

Hình 1.7- Hộp số tự động CVT

Hệ thống treo:

Hai cầu đều sử dụng hệ thống treo độc lập Hệ thống treo trước kiểu Mcpherson

dễ dàng và thoải mái hơn Hệ thống treo sau kiểu đòn treo kép độc lập với thanh cânbằng, tay đòn dưới được thiết kế dài hơn nhằm tăng độ chắc chắn và bám đường khi xe

rẽ, giảm thiểu tình trạng chúi đầu xe

Hình 1.8- Hệ thống treo Mcpherson với thanh cân bằng

Hệ thống phanh:

Xe được trang bị cơ cấu phanh đĩa cho bốn bánh làm cho cấu tạo hệ

thống đơn giản hơn và độ nhạy của phanh tốt Mặt khác nó còn được trang bị

hệ thống chống bó cứng phanh ABS , giúp bánh xe luôn quay và bám đường trong khiphanh tránh hiện tượng trượt và nâng cao tính ổn định và hiệu quả phanh

Hình1.9- Hệ thống phanh ABS

Hơn nữa xe có bộ phận phân bố lực phanh điện tử EBD, bộ phận này có vai tròkhông kém ABS trong việc hỗ trợ quá trình phanh Bộ phận này sẽ phân bố lực phanh tớicác bánh xe để xe dừng một cách cân bằng nhất Dưới đây là hệ thống BA là bộ trợ lựcphanh đi cùng EBD Nếu phát hiện tài xế phanh gấp thì BA sẽ tự động giúp quá trìnhphanh xảy ra nhanh hơn với lực phanh đủ mạnh

Có thể nói rằng sự kết hợp giữa 3 công nghệ ABS , AB và EBD sẽ làm cho

Đèn cảnh báo P/S

ECU trợ lục lái

Cụm trục lái Cảm biến mô men xoắn

Mô tơ điện 1 chiều (DC)

Cơ cấu giảm tốc

ECU trợ lực lái

Tín hiệu vận tốc xe

Cảm biến mô men xoắn

Động cơ điện 1 chiều(DC)

Cơ cấu giảm tốc

Đèn phanh và đèn hậu (LED)

Đèn chiếu xa (Halogen)

1.3.3 Trang thiết bị chính trên ô tôCorolla Altis 2016

Hình 1.12: Trang thiết bị bên ngoài

Hình 1.13: Hệ thống chiếu sáng +Đèn pha:Sử dụng đèn Halogen để tăng độ chiếu sáng khi xe đi vào ban đêm + Đèn sương mù:Đèn sương mù được bố trí ở đằng trước, phản xạ đa chiều Giúp

người lái có thể phát hiện được rất rõ vật cản ở phía trước và xử lý kịp thời

Chửụựng ngái vaọt

: Cảm biến siêu âm: Vùng phát hiện giữa cảm biến phía sau

Bảng đồng hồ táp lơ

Kiểu Optitron

Màn hình hiển thị đa thơng tin

Đèn cảnh báo

+ Đèn LED (Lighting Emitting Diode): Đèn LED được bố trí ở phía sau Đèn

này giúp cho đèn báo phanh cĩ thể sáng nhanh, chiếu sáng mạnh hơn đồng thời cĩ thể tiếtkiệm năng lượng và bền hơn

TRIP và điềukiện sáng tối

Cơng tắc

hiển thị

DISP

Cơng tắc trên vơ lăng

Cheỏ ủoọ

Aõm lửụùng

Doứ kẽnh

+/-Cõng taộc ủiều khieồn ãm

- Hệ thống thơng tin liên lạc đa chiều MPX

- Hộp rơle khoang động cơ

- Đồng hồ bảng táp lơ

- Cần gạt nươc mưa và rửa kính

- Hệ thống điều hòa không khí

- Hệ thống hỗ trợ đỗ xe của TOYOTA

- Hệ thống cửa điện

- Hệ thống khóa cửa điều khiển từ

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT2.1 Tổng quan về hộp số

Những năm 1490, ý tưởng về một loại hộp số vô cấp đã được LeonaDaVinci phắchọa Đến năm 1938, hộp số tự động đầu tiên ra đời khi hãng GM giới thiệu chiếc xe đượctrang bị hộp số vô cấp Việc điều khiển ô tô được đơn giản hóa bởi không còn bàn đạp lyhợp Tuy nhiên do chế tạo phức tạp và khó bảo dưỡng sửa chữa nên nó ít được sử dụng.Đến những năm 70 Hộp số vô cấp thực sự hồi sinh khi hàng loạt hãng ô tô cho ra các loại

xe mới với hộp số vô cấp đi kèm Từ đó đến nay hộp số vô cấp đã phát triển khôngngừng và dần thay thế cho các loại hộp số khác Để chính xác hóa thời điểm chuyển số và

để tăng tính an toàn khi sử dụng, hộp số vô cấp có cấp điều khiển bằng điện tử (ECT) rađời Hiện nay để đáp ứng nhu cầu của khách hàng và để tăng tính an toàn khi sử dụng,các nhà chế tạo đã cho ra đời loại hộp số điều khiển bằng điện tử có thêm chức năng sang

số bằng cần

Ngày nay hộp số vô cấp đã được sử dụng khá rộng rãi trên các xe du lịch Ở nước ta,hộp số vô cấp đã xuất hiện từ những năm 1990 trên các xe nhập về từ Mỹ và châu Âu.Tuy nhiên do khả năng công nghệ còn hạn chế, việc bảo dưỡng, sửa chữa rất khó khănnên vẫn còn ít sử dụng Hiện nay, cùng với những tiến bộ của khoa học kỹ thuật, côngnghệ chế tạo hộp số vô cấp cũng được hoàn chỉnh, hộp số vô cấp đã khẳng định đượctính ưu việt của nó

Hình 2.1 Mặt cắt hộp số CVT

1 Bánh đai chủ động, 2.đai truyền,3.bánh đai bị động,

4 Hệ bánh răng hành tinh, 5.bầu thủy lực điều khiển tỷ số truyền

Ở hộp số này năng lượng của trục chủ động được nhận từ biến mô, trục chủ động truyền năng lượng tới puli bị động thông qua đai truyền, puli bị động truyền năng lượng này tới

cơ cấu vi sai.Ở đây năng lượng được truyền tới cơ cấu vi sai và qua các bán trục tới bánh

xe chủ động Kết quả là làm cho xe chuyển động

2.2 Cấu tạo và hoạt động chung của hộp số tự động CVT

2.2.1 Cấu tạo chung hộp số vô cấp

3 4 5 6 7 8

Hình 2.2: Cấu tạo chung hộp số CVT

Hộp số vô cấp (CVT) có các bộ phận cơ bản:

- Bộ truyền động vô cấp: dây đai dẫn động có tác dụng truyền momen từ puli sơ cấpđến puli thứ cấp

Có 2 loại dây đai dẫn động: đai cao su và đai kim loại

a Đai cao su b Đai kim loại

Biến mô với ly hợp

khóa biến mô

Bộ truyền động vô cấp loại đai thép

Puli sơ cấpBơm dầu

Cơ cấu khóa

- Bơm dầu và biến mô: Bộ biến mô vừa truyền vừa khuyếch đại mômen từ động cơvào hộp số Bơm dầu cung cấp áp suất dầu trong suốt quá trình động cơ hoạt động

và cung cấp dầu bôi trơn đến các chi tiết cũng như cung cấp áp suất dầu làm việcđến puly sơ cấp và thứ cấp và bộ ly hợp

- Các cặp ly hợp và phanh: Tạo tỷ số truyền thay đổi và số lùi

- Cụm van điều khiển thủy lực: Điều khiển dòng thủy lực đến puli sơ cấp, puli thứcấp, phanh, ly hợp,…

- Bộ vi sai: Truyền momen quay tới các bán trục bên trái và bên phải

- Các cảm biến tốc độ và cảm biến áp suất dầu

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của CVT.

Hình 1.23: 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 puly thayđổi đường kính làm việc Mỗi puly có 2 mặt côn chế tạo quay vào nhau Một sợi dây đai

có thể chạy trong rãnh của hai mặt côn này Khi hai mặt côn cách xa nhau đường kính làm việc giảm xuống dây đai sẽ chạy ở vị trí thấp của rãnh và bán kính cong của vòng đai xung quanh puly nhỏ lại Khi hai mặt côn sát vào nhau đường kính làm việc tăng lên dai đai tiếp xúc ở vị trí cao của rãnh bán kính vòng đai trở lên lớn hơn CVT có thể dùng

áp suất thủy lực, lực ly tâm hoạc lực của lò xo tạo ra lực cần thiết để điều chỉnh hai 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 hai mặt puly cách xa nhau dây đai truyền xuống thấp bán kính dốc giảm Hai nửa puly lại gần nhau dây đai chậy lên cao hơn và bán kính dốc tăng, tỷ số truyền giữa bán kính dốc của 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 tăng giảm tỉ lệnghịch với nhau để cho dây đai bám chặt Hai puly thay đổi bán kính dốc khác nhau tạo

ra vô số tỷ số truyền.Ví dụ khi puly chủ động ở vị trí nhỏ, bán kính dốc puly chủ động lớn khi đó tốc độ quay của puly bị động giảm tạo ra số “chậm” Khi bán kính đốc ở puly chủ động lớn bán kính dốc puly bị động nhỏ.lúc này tốc độ quay của puly bị động tăng lên tạo nên số “nhanh” Như vậy về mặt lý thuyết hộp số CVT có vô số “số” có thể tạo ra

ở bất kì tốc độ nào của động cơ

2.3 Các bộ phận cơ bản của hộp số

Hộp số tự động CVT là một hộp số tự động sử dụng công nghệ điều khiển điện tử hiệnđại để điều khiển hộp số (ECT) Bản thân hộp số tự động (trừ thân van) thực tế giống nhưhộp số điều khiển thuỷ lực hoàn toàn Nó bao gồm: bộ biến mô, bộ truyền hành tinh,puli , các cơ cấu điều khiển hộp số hành tinh Tuy nhiên để điều khiển sự làm việc củacác cơ cấu điều khiển HSHT (phanh, ly hợp), nó dùng các chi tiết điện tử, các cảm biến,một ECU (bộ điều khiển điện tử) và vài cơ cấu chấp hành để điều khiển các van chuyển

số trong bộ điều khiển thuỷ lực, các van này có nhiệm vụ điều khiển áp suất thuỷ lực đếncác ly hợp và phanh trong cụm bánh răng hành tinh để điều khiển việc chuyển số

2.3.1Biến mô thủy lực có li hợp khóa biến mô

Hình 2.4: Kết cấu bộ biến mô hộp số vô cấp

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

tinh) bằng việc sử dụng dầunhư một môi chất thông qua bộ biến mô làm thay đổi momen truyền momen sẽ được biến đổi và truyền tới trục sơ cấp của động cơ.

Hình 2.6: 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 hướngcong của cấc cánh thì ngược chiều với bánh bơm

Hình 2.7: Nguyên lý hoạt động của bánh tuabin

- Hoạt động của khớp 1 chiều: Cho phép stato quay theo chiều hoạt động của động cơ tuynhiên nếu stato định bắt đầu quay theo chiều ngược lại thì khớp 1 chiều sẽ khóa stato đểkhông cho nó quay

Hình 2.8: Nguyên lý hoạt động stato

d Khớp một chiều

Khớp một chiều được lắp giữa hai vành trong và ngoài của bánh Stator, có nhiệm vụchỉ cho hai vành trong và ngoài của stato quay tự do với nhau theo chiều A còn theochiều B thì không được

Hình 2.9: Hoạt động chung của khớp một chiều Kết cấu của khớp bao gồm: Hai vành trong và ngoài của bánh Stator, các con lăn bằngthép và lò xo giữ cho các con lăn luôn có xu hướng tỳ vào hai vành và khóa vành ngoàivới vành trong Tuy chỉ với kết cấu rất đơn giản như vậy nhưng khớp một chiều này lạiđóng vai trò rất quan trọng trong việc giúp cho bánh Stator đạt được ý đồ thiết kế đưa ra Khớp một chiều hoạt động như một miếng chêm, khi vành ngoài quay theo chiều B vìkhoảng cách l nhỏ hơn l2 nên các con lăn dưới tác dụng trợ giúp của lò xo sẽ khóa cứngvành ngoài và vành trong với nhau, ngược lại khi vành ngoài có xu hướng quay theochiều A thì các con lăn luôn cho hai vành trong và ngoài quay tương đối với nhau

e Khớp khóa biến mô

- Chức năng

Cơ cấu ly hợp khoá biến mô truyền công suất từ động cơ một cách trực tiếp giốngnhư một khớp nối cơ khí Do biến mô sử dụng dòng thuỷ lực để gián tiếp truyến côngsuất nên gây ra sự tổn hao công suất Vì vậy ly hợp được lắp bên trong biến mô để nốitrực tiếp động cơ với hộp số nhằm giảm tổn thất công suất

- Kết cấu

Hình 2.10: Kết cấu khóa biến mô Kết cấu khóa biến mô bao gồm một khung thép, trên khung này có bố trí các lò xogiảm chấn và một vành khăn bằng vật liệu sợi atbet hay hợp kim gốm để tạo lực ma sátkhi cần thiết Ở mặt đối diện với vành khăn này về phía vỏ hộp số có một bề mặt kim loạiđược thiết kế để tỳ vành khăn ma sát này lên Lò xo giảm chấn sẽ hấp thụ mômen xoắnkhi ly hợp ăn khớp để tránh va đập

- Hoạt động

6

5 4

3 1

Hình 2.11: Điều khiển đóng khớp khóa biến mô

1 Bánh bơm; 2 Bánh tuabin; 3 Khớp khóa biến mô; 4 Van điện từ;

5 Van tín hiệu; 6 Đường dầu cao áp vào

Khi tốc độ bánh bơm và bánh tuabin chênh lệch nhau 5%, tín hiệu thủy lực sẽ đượcđưa đến hai van (van điện từ và van thủy lực) để điều khiển khóa biến mô Dầu áp suấtcao được cung cấp đến van điện từ và van tín hiệu để cung cấp vào mặt trước và sau củakhớp khóa biến mô để tạo chênh áp giữa hai bề mặt trước và sau của khớp khóa biến môlàm khớp khóa này đóng lại Giảm chấn có nhiệm vụ làm giảm tải trọng động khi khớpkhóa biến mô làm việc.

Hình 2.12: Điều khiển nhả khớp khóa biến mô

1 Bánh bơm; 2 Bánh tuabin; 3 Khớp khóa biến mô; 4 Van điện từ; 5 Van tín hiệu; 6

Đường dầu cao áp vào; 7 Đường dầu đến bộ làm mát Khi tốc độ động cơ và tốc độ đầu ra của hộp số (quy dẫn về cùng trục) sai khác nhaulớn hơn 5% khớp khóa biến mô sẽ được điều khiển nhả ra Để điều khiển nhả khớp khóabiến mô nguyên lý vẫn là tạo sự chênh áp giữa hai mặt trước và sau của khớp khóa cũngbằng van điện từ và van tín hiệu và dầu sau khi ra khỏi biến mô thì được đưa vào bộ làmmát để thải bớt một phần nhiệt lượng dầu đã hấp thụ trong quá trình làm việc và do masát sau đó sẽ quay về bơm dầu để tiếp tục tuần hoàn

- Sự truyền mô men: Khi tốc độ bánh bơm tăng thì lực ly tâm bắt đầu lằm cho dầu chẩy

từ tâm bánh bơm ra phía ngoài khi tốc độ bánh bơm tăng lên nữa thì dầu sẽ ép văng ra

bánh bơm.Dầu chẩy vào trong dọc theo các bánh của tua bin khi nó chui được vào tua binthì mặt cong của bánh sẽ đổi hướng dầu ngược lại về phía bánh bơm và chu kì lại bắt đầu lại từ đầu.

Hình 2.13: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của biến mô

- Khuếch đại momen: Việc khuếch đại mô men 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 mô men này lại được bổ xung dầu quay về

từ bánh tua bin

Hình 2.14: Nguyên lý khuếch đại momen của biến mô

2.3.2 Ly hợp

Ly hợp trong hộp số vô cấp có chức năng giống như ly hợp cơ khí ở chỗ nó đóng

và cắt lực truyền từ động cơ đến hộp số Nếu quay trục sơ cấp của hộp số trong khi những

lá đĩa 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

2.3.2.1 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 rãnh này 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

+ 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 khớp với trống của ly hợp

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

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

Hình 4.38: 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 làm kín bởi những phớt chịu lực hay còn gọi là xéc măng Hành trình của pit tông được giới hạn 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 các đĩa

ma sát và đĩa ép không tiếp xúc với nhau

2.3.2.2 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 bên trong xylanh ấn các đĩa ép tiếp xúc với các đĩa ma sát Do lực ma sát cao giữa đĩa ép và đĩa 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 hiện bằng 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

Hình 2.15 Cấu tạo bộ truyền.

Bao gồm các chi tiết: bộ truyền hành tinh (bánh răng mặt trời, bánh răng hành tinh và bánh răng bao), bộ truyền vô cấp (puli sơ cấp, thứ cấp, đai thép), cặp bánh răng giảm tốc

và cặp bánh răng truyền lực cuối (vi sai)

2.3.4.1 Chức năng của các chi tiết.

Li hợp số tiến Nối trục sơ cấp và bánh răng mặt trời khi chuyển động tiến,

đồng thời chuyển lực dẫn động từ động cơ đến bánh răng mặt trời

Phanh số lùi Giữ cần dẫn khi chuyển động lùi

Cụm bánh răng hành tinh Thay đổi chuyển động tiến và lùi theo sự hoạt động của li

hợp số tiến hay phanh số lùi

Cụm puli-đai thép Thay đổi tỉ số truyền puli liên tục và truyền công suất từ

động cơ đến cặp bánh răng giảm tốc

Cặp bánh răng giảm tốc Giảm tốc độ đầu ra từ bộ puli-đai thép và truyền nó sang cặp

bánh răng truyền lực cuối

Hình 2.16 Bảng chức năng các chi tiết chính.

2.3.5 Bộ truyền vô cấp loại đai thép.

Điều khiển tỉ số truyền tốc độ bằng việc biến đổi bề rộng của cặp puli

Hình 2.21 Cấu tạo bộ truyền vô cấp

Puli sơ cấp

Đai thép

Puli thứ cấp

2.3.6 Cấu trúc piston kép của puli sơ cấp giúp làm giảm đường kính của buồng

thủy lực.

- Khi bơm bơm dầu vào buồng thủy lực của puli sơ cấp, áp lực dầu sẽ tác dụng lên cơ cấupiston kép đẩy mặt côn bên trái ép sang phải làm giảm bề rộng rãnh lại, tức là tăng đườngkính của puli lên

- Khi bơm dầu vào buồng thủy lực của puli thứ cấp, áp lực dầu sẽ tác dụng lên cơ cấu piston đẩy mặt côn bên phải ép sang trái làm giảm bề rộng rãnh lại, tức là tăng đường kính của puli lên

 Puli sơ cấp cũng như thứ cấp có thể điều chỉnh tùy ý đường kính của nó nhờ vào sự thay đổi áp suất thủy lực tối ưu

Hình 2.22 Cấu tạo piston puli sơ cấp và thứ cấp.

2.3.7 Đai truyền động thép.

Đai thép cho phép truyền lực nhờ hiệu ứng nén của từng phần tử đai (lực đẩy)

Chú ý: Xích và đai cao su sử dụng lực kép để truyền lực.

Đây là loại dây phức hợp được làm từ một vài lá thép mỏng kết hợp cùng với những phiến thép có độ cứng cao, được tạo hình ôm chặt lấy các lá kim loại Dây đai bằng kim loại không bị trượt và có độ bền cao hơn, cho phép CVT có thể làm việc với moment động cơ cao hơn và êm hơn so với dây đai cao su

Hình 2.23 Cấu tạo đai thép.

2.3.8 Cụm thân van.

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

Hình2.24: Cụm thân van

Bảng 1.2: Chức năng của các van chính

DS1 Điều khiển dòng thủy lực đi vào puli sơ cấp

(điều khiển lên số)

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

khiển xuống số

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

động nên puy thư cấpDSU

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

SLS Điều khiển áp suất thủy lực tác động nên puy thư cấp

Sơ đồ hoạt động của bơm dầu tới các puly

Hình2.25: 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 tín hiệu 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

Hình2.26: Hoạt động điều khiển tỉ số truyền tốc độDầu được bơm từ bơm dầu tới van điều khiển tỉ số truyền tốc độ số 1 và số 2 đợi sẵn Khi

có tín hiệu từ van điện từ DS1 van điều khiển tỉ số truyền tốc đố số 1 mở ra dầu được bơm vào puly sơ cấp.khi muốn giảm tốc van 1 chiều mở Van điện từ DS2 mở đưa dầu 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 số truyền tốc độ xe phù hợp

Hình 2.27: Sơ đồ điều khiển áp lực nén đai pulyDầu được cấp từ bơm dầu tới van điều áp sơ cấp và van điều áp suất chuẩn số 1, khi cấn 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 dầu vào làm tăng áp suất làm tăng áp lực đai puly

2.3.8.1 Điều khiển thủy lực.

-Tương tự như điều khiển thủy lực của hộp số tự động thường, ở đây chỉ quan tâm đến việc điều khiển li hợp tiến, phanh số lùi và hai puli lắp đai thép

-Hệ thống thủy lực cơ sở gồm các cụm cơ bản: nguồn cung cấp năng lượng (bơm và các van điều tiết), bộ chuyển đổi và truyền tín hiệu chuyển số, bộ van thủy lực chuyển số, cácđường dầu

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

2.3.8.2 Áp lực nén đai.

Bằng việc thay đổi áp suất của puli thứ cấp, có thể điều khiển được áp lực nén đai

– Áp lực nén đai là cần thiết cho việc truyền moment Áp lực này được điều khiển bởi thay đổi áp suất puli thứ cấp

– Van điện từ tuyến tính được sử dụng để điều khiển áp lực nén đai bằng áp suất thủy lực tối ưu

Hình 2.29 Sơ đồ điều khiển áp lực nén đai.

2.3.8.3 Điều khiển tỉ số truyền tốc độ.

Hình 2.30 Sơ đồ điều khiển tỉ số truyền tốc độ.

- Điều khiển này được thực hiện bởi ECU, cho phép điều khiển tỉ số truyền tốc độ linh hoạt hơn

- Thực hiện điều khiển tỉ số truyền tốc độ bằng cách kiểm soát dòng thủy lực vào/ra puli

sơ cấp

2.3.9 Cảm biến tốc độ và cảm biến áp suất.

Sử dụng 3 cảm biến tốc độ và 1 cảm biến áp suất.

Cảm biến tốc độ NIN (Speed Sensor NIN): Đo tốc độ puli sơ cấp, loại cuộn dây

Cảm biến tốc độ NOUT (Speed Sensor NOUT): Đo tốc độ bánh răng chủ động giảm tốc (bằng tốc độ puli thức cấp, loại phần tử Hall)

Cảm biến tốc độ NT (Speed Sensor NT): Đo tốc độ trống li hợp tiến (bằng tốc độ trục sơ cấp), loại phần tử IC

Cảm biến áp suất dầu (Oil Pressure Sensor): Đo áp lực nén đai (bằng áp suất tác dụng lênpuli thứ cấp)

Hình 2.31 Vị trí các cảm biến trên hộp số.

2.3.10 Chức năng khóa dừng xe.

- Cơ cấu này có chức năng khóa puli thứ cấp lại

- Khi dừng xe, người lái kéo cần số đến vị trí “P” Lúc này, nhờ cơ cấu dẫn kéo cần khóa gài vào bánh răng khóa dừng xe (được lắp chặt vơi puli thứ cấp) làm ngăn không cho xe

bị trôi khi dừng