HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

cấu tạo, hoạt động hộp số tự động

Ở hộp số tự động, lái xe không cần phải chuyển số mà việc chuyển lên hay xuống đến sốthích hợp nhất được thực hiện một cách tự động tại thời điểm thích hợp nhất theo tải động cơ vàtốc độ xe Việc điều khiển xe đối với xe có hộp số tự động đã được đơn giản hóa, người lái xekhông còn phải thường xuyên đạp ly hợp và chuyển cần sang số như ở hộp số thường vì xe sửdụng hộp số tự động không có bàn đạp ly hợp nhờ việc dùng biến mô thủy lực.

Theo cách điều khiển có thể chia hộp số tự động thành hai loại, chúng khác nhau về hệthống sử dụng để điều khiển chuyển số và thời điểm khóa biến mô Một loại là điều khiển hoàntoàn bằng thủy lực, loại kia là loại điều khiển điện tử (ECT), nó cũng sử dụng số liệu trong ECU

để điều khiển nhưng có thêm chức năng chẩn đoán và dự phòng Hộp số điều khiển hoàn toànbằng thủy lực hoạt động bởi sự biến đổi một cách cơ khí tốc độ của xe thành áp suất ly tâm và độ

mở bướm ga thành áp suất bướm ga rồi dùng các áp suất thủy lực này để điều khiển hoạt độngcủa các ly hợp và phanh trong cụm bánh răng hành tinh, do đó điều khiển thời điểm lên xuống

số Nó được gọi là phương pháp điều khiển thủy lực Mặt khác, đối với hộp số điều khiển điện tửECT, các cảm biến phát hiện tốc độ xe và độ mở bướm ga biến chúng thành tín hiệu điện và gửi

về bộ điều khiển điện tử (ECU) ECU sau đó điều khiển hoạt động các ly hợp, phanh trên cơ sởnhững tín hiệu này Vì vậy điều khiển thời điểm chuyển số

2 Chức năng của hộp số tự động:

Về cơ bản, hộp số tự động có chức năng như một hộp số thường Tuy nhiên, hộp số tự độngcho phép đơn giản hóa việc điều khiển hộp số, quá trình chuyển số êm dịu, không cần ngắtđường truyền công suất từ động cơ xuống khi sang số Hộp số tự động tự chọn tỉ số truyền phùhợp với điều kiện hoạt động của ôtô, do đó tạo điều kiện sử dụng gần như tối ưu công suất động

cơ Hộp số tự động có những chức năng cơ bản sau:

- Tạo ra các cấp tỉ số truyền phù hợp nhằm thay đổi mômen xoắn từ động cơ đến cácbánh xe chủ động phù hợp với mômen cản luôn thay đổi và nhằm tận dụng tối đa công suất củađộng cơ

- Giúp cho xe thay đổi chiều chuyển động

- Đảm bảo cho xe dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc tách ly hợp

Ngoài ra, ở hộp số tự động điều khiển điện tử (ECT) còn có các chức năng an toàn Nếu có

hư hỏng xảy ra trong hệ thống khi đang lái xe ECT sẽ hoạt động ở chế độ dự phòng, cho phép xetiếp tục hoạt động ở chế độ đã được định trước

3 Lịch sử phát triển của hộp số tự động:

Ngay từ những năm 1900, ý tưởng về một loại hộp số tự động chuyển số đã được các kĩ sưhàng hải của Đức nghiên cứu chế tạo Sau mấy thập kỉ nghiên cứu và thử nghiệm, đến năm 1938,hộp số tự động đầu tiên ra đời khi hãng GM giới thiệu chiếc Oldsmobile được trang bị hộp số tựđộng Việc điều khiển ôtô được đơn giản hóa bởi vì không còn bàn đạp ly hợp Tuy nhiên, hộp

số thường vẫn được sử dụng phổ biến nhờ kết cấu đơn giản, dễ sửa chữa và giá thành thấp

Đến những năm 70, hộp số tự động đã thực sự hồi sinh khi hàng loạt các hãng ôtô cho racác loại xe mới với hộp số tự động đi kèm Từ đó đến nay hộp số tự động đã phát triển khôngngừng và dần thay thế cho hộp số thường Khi mới ra đời, hộp số tự động là loại có cấp đượcđiều khiển hoàn toàn bằng thủy lực Để chính xác hóa thời điểm chuyển số và để tăng cường tính

an toàn trong sử dụng các nhà sản xuất ôtô đã cho ra đời hộp số tự động có cấp điều khiển bằngđiện tử (ECT) Vẫn chưa hài lòng với các cấp tỉ số truyền của ECT, các nhà sản xuất ôtô đãnghiên cứu – chế tạo thành công một loại hộp số tự động có vô số cấp tỉ số truyền (hộp số vôcấp) vào những năm cuối của thế kỉ XX Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu sử dụng của khách hàng

và để tăng tính an toàn trong quá trình sử dụng, các nhà chế tạo đã cho ra đời loại hộp số điềukhiển điện tử có thêm chức năng sang số bằng cần sang số như là ở hộp số thường

Ngày nay, hộp số tự động đã được sử dụng khá phổ biến trên các loại xe du lịch, thậm chítrên xe 4WD và xe tải nhỏ Ở nước ta, hộp số tự động đã xuất hiện từ những năm 1990 trên các

xe nhập về từ Mỹ và Châu Âu Tuy nhiên, do khả năng công nghệ của nước ta lúc đó còn hạnchế, việc sửa chữa – bảo dưỡng rất khó khăn cùng với việc người lái xe chưa thấy được ưu điểmcủa hộp số tự động nên ít trang bị hộp số tự động trên xe Hiện nay, cùng với những tiến bộ củakhoa học kĩ thuật, công nghệ chế tạo hộp số cũng được hoàn chỉnh Hộp số tự động đã khẳngđịnh được khả năng ưu việt của nó so với hộp số thường và ngày càng được người lái xe ưachuộng

HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 4 TỐC ĐỘ VỚI LY HỢP KHÓA

II. Ưu điểm của hộp số tự động:

So với hộp số thường, hộp số tự động có các ưu điểm sau:

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

- Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái xe do vậygiảm bớt cho lái xe sự cần thiết phải thành thạo các kỹ thuật lái xe khó khăn và phức tạp như vậnhành ly hợp

- Nó tránh cho động cơ và dòng dẫn động khỏi bị quá tải, do nó nối chúng bằng thủy lực(qua biến mô) tốt hơn so với bằng cơ khí

- Hấp thu va đập trên hệ thống truyền lực nhờ chứa dầu bên trong

Tuy nhiên, hộp số tự động có giá thành cao, khó bảo dưỡng - sửa chữa hơn hộp sốthường

III. Phân loại hộp số tự động:

Hiện nay, sử dụng trên xe có hai loại hộp số tự động:

- Hộp số tự động có cấp

- Hộp số tự động vô cấp

Hộp số tự động vô cấp ít được sử dụng hơn do công nghệ chế tạo phức tạp, giá thành cao Theo cách bố trí trên xe hộp số tự động được chia làm loại:

- Hộp số sử dụng trên xe FF ( động cơ đặt trước – cầu trước chủ động): loại này bao gồm

cả bộ truyền lực cuối cùng (vi sai) ở trong hộp số

Hình 1.2: Hộp số trên xe FF

- Hộp số sử dụng trên xe FR ( động cơ đặt trước – cầu sau chủ động) : loại này có bộtruyền lực cuối cùng ở ngoài hộp số

Hình 1.3: Hộp số trên xe FR

Theo cách điều khiển, hộp số tự động chia thành 2 loại:

- Loại điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực

- Loại điều khiển điện tử

IV Các chế độ lái xe với hộp số tự động và phạm vi sử dụng:

Hiện nay có nhiều loại hộp số tự động khác nhau, chúng được cấu tạo theo một vài cáchkhác nhau Do đó, mỗi loại có các vị trí chuyển số không hoàn toàn giống nhau, phổ biến nhất làloại có 6 vị trí chuyển số: P-R-N-D-2-L sử dụng 2 bộ truyền bánh răng hành tinh để tạo ra 4 cấp

số tiến ( bao gồm 1 số O/D) và 1 cấp số lùi

FORD MITSUBISHI

Hình1.5: Cần chọn số

Kí hiệu:

* MITSUBISHI:

: Phải nhấn vào nút trên cần chuyển số khi chuyển sang số khác

: Không cần nhấn vào nút trên cần chuyển số khi chuyển sang số khác

* FORD:

: Cần chuyển số có thể dịch chuyển trực tiếp theo hướng mũi tên

: Kéo cần chuyển số trước khi chuyển sang vị trí khác

: Đạp phanh và kéo cần chuyển số trước khi chuyển sang vị trí khác

Khi điều khiển xe trên các loại đường khác nhau cần phải chọn dãy hoạt động của hộp sốmột cách hợp lý nhằm tận dụng tối đa công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giúp xe vượtqua các loại địa hình khác nhau Dưới đây là bảng giới thiệu chức năng và hướng dẫn sử dụng các

vị trí của cần chọn chế độ lái xe:

- Chức năng các vị trí trên cần số:

Vị trí

Tay số

Khởi độngđộng cơ Cơ cấu khóatrục thứ cấp Chức năng

Không Không Tự động chuyển số giữa dãy số 1 và 2

Xuống số khi tốc độ của xe thấp hơn tốc độ địnhsẵn

Không có tác dụng phanh động cơ ở dãy số 1

L Không Không Chỉ chạy ở số 1Xuống số khi tốc độ của xe thấp hơn tốc độ định

sẵn

Có tác dụng phanh bằng động cơ

- Hướng dẫn cách sử dụng các vị trí của cần chọn số:

V. Cấu tạo chung của hộp số tự động:

Hiện nay, hộp sô tự động trên xe có 3 cụm bộ phận chính:

- Bộ biến mô

- Bộ truyền động bánh răng hành tinh

- Bộ điều khiển thủy lực (đối với hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực) hoặc bộđiều khiển điện tử kết hợp thủy lực (đối với hộp số điều khiển bằng điện tử) Ngoài ra, trên hộp

số tự động còn có các cơ cấu và các hệ thống điều khiển khác như: cơ cấu chuyển số cơ khí, hệthống làm mát dầu hộp số, hệ thống khóa cần số (shift-lock system), hệ thống khóa công tắc máy(key interlock system)…

Loại điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực

Loại điều khiển điện tử kết hợp thủy lực

Hình1.6: Cấu tạo chung hộp số tự độngCHƯƠNG II: BỘ BIẾN MÔ

Hình 2.1 : Biến mô thủy lực

Biến mô thủy lực được lắp ở đầu vào của trục sơ cấp của hộp số và được bắt bằng bulôngvào trục sau của trục khuỷu thông qua tấm dẫn động

Biến mô được cấp đầy bằng dầu hộp số tự động, nó làm tăng mômen do động cơ tạo ra vàtruyền mômen này đến hộp số hoặc là đóng vai trò như một khớp nối thủy lực truyền mômenđến hộp số

Trên xe có lắp hộp số tự động, bộ biến mô cũng có tác dụng như bánh đà của động cơ Dokhông cần có một bánh đà nặng như vậy trên xe có hộp số thường nên xe có hộp số tự động sửdụng tấm dẫn động có vành bên ngoài dạng vành răng dùng cho việc khởi động động cơ bằngmôtơ khởi động Khi tấm dẫn động quay với tốc độ cao cùng với biến mô thủy lực, trọng lượngcủa nó sẽ tạo nên sự cân bằng tốt nhằm ngăn chặn rung động khi quay với tốc độ cao

Chức năng của biến mô thủy lực:

- Làm tăng mômen xoắn do động cơ tạo ra

- Đóng vai trò như một ly hợp thủy lực truyền (hay không truyền) mômen xoắn của động

cơ đến hộp số

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

- Có tác dụng như một bánh đà để làm cân bằng chuyển động quay của động cơ

- Dẫn động bơm dầu của hệ thống điều khiển thủy lực

II. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động:

trục khuỷu động cơ thơng qua tấm

dẫn động, vì vậy cánh bơm luơn

quay cùng với trục khuỷu Cánh

bơm được cấu tạo bởi nhiều cánh

cĩ dạng cong và được lắp theo

hướng kính ở bên trong vỏ biến

mơ Cĩ một vịng dẫn hướng

được lắp trên cạnh trong của cánh

bơm để dẫn hướng cho dịng dầu

chảy trong đĩ được êm Trục của

cánh bơm dẫn động bơm dầu

Hình 2.3:Cấu tạo cánh bơm

b. Rôto tuabin (cánh tuabin):

Cũng giống như cánh bơm,cánh tuabin cũng có rất nhiều

cánh có dạng cong Hướng cong

của các cánh này ngược chiều

với các cánh trên cánh bơm để

hướng dòng dầu quay trở lại

cánh bơm Chính giữa tuabin có

lỗ then hoa để gắn vào trục sơ

cấp hộp số Cánh tuabin lắp đối

diện với cánh bơm, không ghép

chặt vào cánh bơm, cánh tuabin

nhận được dòng dầu khi dầu

đi ra khỏi cánh tuabin Khi

tốc độ quay giữa cánh bơm

và cánh tuabin chênh lệch

lớn: stator có tác dụng

khuếch đại mômen Khi tốc

độ quay giữa cánh bơm và

d. Khớp một chiều:

* Cấu tạo: Khớp một chiều gồm: vòng ngoài, vòng trong và các con lăn được lắp ở giữa

* Hoạt động của khớp một chiều:

Hình 2.6:Khớp một chiều quay hướng A

Khi vòng ngoài quay theo hướng A nó ấn vào đầu con lăn vì L1 < L nên con lăn nghiêng đilàm cho vòng ngoài quay

Hình 2.7: Khớp một chiều không cho quay theo hướng B

Khi vòng ngoài cố gắng quay ngược lại theo chiều B thì con lăn không thể nghiêng đi doL2 > L làm cho con lăn có tác dụng như một miếng chêm khóa vành ngoài và giữ cho nó khôngchuyển động

* Chức năng của khớp một chiều Stator:

- Khi dòng chảy xoáy lớn:

+ Dòng chảy xoáy là dòng chảy của dầu được bơm bằng cánh bơm khi nó đi qua rôto tuabinvào stator sau đó lại trở về cánh bơm Dòng chảy này càng lớn khi chênh lệch về tốc độ giữacánh bơm và rôto tuabin càng lớn, như khi xe bắt đầu chạy

+ Hướng của dòng dầu đi từ rôto tuabin vào stator phụ thuộc vào sự chênh lệch về tốc độquay của cánh bơm và rôto tuabin Khi sự chênh lệch này lớn, tốc độ của dầu (dòng chảyxoáy) tuần hoàn qua cánh bơm và rôto tuabin lớn, do vậy dầu chảy từ rôto tuabin đến stator theohướng sao cho nó ngăn cản chuyển động quay của cánh bơm, như hình vẽ dưới đây (điểm A).Tại đây dầu sẽ đập vào mặt trước của cánh stator làm cho nó quay theo hướng ngược lại vớichiều quay của cánh bơm Nhờ có khớp một chiều khóa cứng stator nên nó không quay, nhưngcác cánh của nó làm cho hướng của dòng dầu thay đổi sao cho chúng sẽ trợ giúp cho chuyểnđộng quay của cánh bơm

Hình 2.8: Hoạt động của khớp một chiều khi dòng chảy xoáy lớn

- Khi dòng chảy xoáy nhỏ:

+ Dòng quay: là dòng chảy của dầu bên trong biến mô có cùng một hướng với hướng quaycủa biến mô Dòng này càng lớn khi chênh lệch về tốc độ giữa cánh bơm và rôto tuabin càngnhỏ, như khi xe đang chạy tại một tốc độ không đổi

Hình 2.9: Hoạt động của khớp một chiều khi dòng chảy xoáy nhỏ

+ Khi tốc độ quay của rôto tuabin bằng tốc độ quay của cánh bơm, tốc độ của dầu (dòngquay) quay cùng hướng với rôto tuabin tăng lên Nói cách khác, tốc độ của dầu tuần hoàn quacánh bơm và rôto tuabin giảm xuống Do vậy, hướng của dòng chảy dầu đi từ rôto tuabin đếnstator cùng hướng với hướng quay của cánh bơm Lúc này, dầu đập vào mặt sau của cánh bơmtrên stator nên stator ngăn dòng chảy của dầu lại Khi đó, khớp một chiều cho phép Stator quaycùng chiều với cánh bơm, như vậy cho phép dầu trở về cánh bơm

Như vậy, stator sẽ quay cùng hướng với cánh bơm khi tốc độ quay của rôto tuabin đạt đếnmột tỷ lệ nhất định so với tốc độ quay của cánh bơm Hiện tượng đó được gọi là điểm ly hợp hayđiểm nối Sau khi đạt được điểm ly hợp, mômen không khuếch đại và chức năng của biến môtương tự như khớp thủy lực thông thường.

2. Nguyên lí hoạt động:

- Nguyên lí truyền công suất của biến mô:

Để thấy được nguyên lí truyền công suất của biến mô, ta xét ví dụ sau: Đặt hai quạt điện A

và B đối diện với nhau ở khoảng cách vài cm, quạt A cắm điện còn quạt B không cắm, sau đó bậtquạt điện A Quạt A quay làm cho quạt B quay cùng hướng với quạt A, đó là vì chuyển độngquay của quạt A tạo nên một dòng không khí lưu thông giữa hai quạt, dòng không khí này sẽ đậpvào cánh quạt B làm cho nó quay Nói cách khác, việc truyền công suất giữa hai quạt được thựchiện trong môi trường không khí Bộ biến mô cũng làm việc tương tự, nhưng không khí đượcthay bằng dầu, cánh bơm đóng vai trò của quạt A, cánh tuabin đóng vai trò của quạt B

Hình 2.10: Nguyên lí truyền công suất của biến mô

- Nguyên lí khuếch đại mômen: Như ví dụ trên, việc truyền mômen được thực hiện giữa haiquạt nhưng không có khuếch đại mômen Tuy nhiên, nếu như nối thêm một ống ở giữa, không khí sẽ đi qua quạt B và quay lại quạt A từ phía bên kia của ống Điều đó sẽ tăng cường dòng không khí do cánh quạt A thổi ra do năng lượng được giữ lại trong không khí sau khi nó đi qua quạt B sẽ trợ giúp cho chuyển động quay của cánh quạt trên quạt A Trong bộ biến mô, stator đóng vai trò ống nối này

- Khuếch đại mômen trong biến mô: Được thực hiện bằng cách hồi dòng dầu đến cánh bơm, sau khi nó đi qua cánh tuabin nhờ sử dụng cánh quạt của một stator Nói cách khác, cánh bơm được quay bởi mômen từ động cơ và nó được thêm vào một mômen của dòng dầu thủy lực chảy hồi về từ cánh tuabin Điều đó có nghĩa là, cánh bơm khuếch đại mômen đầu vào ban đầu

để truyền đến cánh tuabin

Hình 2.11: Nguyên lí khuếch đại mômen trong bộ biến mô

- Hoạt động của biến mô:

• Khi trục khuỷu động cơ quay làm cho cánh bơm quay theo Khi tốc độ quay của cánhbơm tăng lên, lực ly tâm làm cho dầu bắt đầu chảy ra phía ngoài của cánh bơm dọc theo bề mặtbên trong của cánh bơm Khi cánh bơm quay nhanh hơn nữa lực ly tâm càng lớn làm cho dầu bịđẩy ra khỏi cánh bơm Sau khi dầu ra khỏi cánh bơm sẽ đập vào cánh tuabin, làm cho các cánhtuabin bắt đầu quay cùng một hướng với cánh bơm Sau khi va đập vào cánh tuabin dòng dầu sẽ

bị mất năng lượng, làm cho nó chảy vào trong dọc theo các cánh tuabin, bề mặt cong bên trongcánh tuabin sẽ hướng dòng dầu chảy ngược lại cánh bơm, và quá trình cứ vậy diễn ra

• Khi xe đang đỗ, động cơ làm việc không tải: Cánh bơm quay chậm nên chỉ có mộtlượng nhỏ dầu đưa vào cánh tuabin, không đủ làm quay cánh tuabin làm cho ôtô vẫn đứng yênmặc dù đang gài số Mặc dù vậy, rôto tuabin luôn sẵn sàng quay với mômen cao hơn mômen dođộng cơ tạo ra

• Khi xe khởi hành: Phanh được nhả ra, cánh tuabin có thể quay cùng trục sơ cấp hộp số

Do vậy, khi đạp chân ga sẽ làm cho cánh tuabin quay với mômen lớn hơn mômen do động cơ tạo

ra, làm cho xe bắt đầu chuyển động

• Khi tốc độ động cơ tăng lên: Trục khuỷu động cơ quay nhanh làm cho cánh bơm quaynhanh có nhiều dầu văng ra do lực ly tâm tăng làm cho cánh tuabin quay Khi sự chênh lệch tốc

độ quay giữa cánh bơm và cánh tuabin là lớn thì dòng dầu từ cánh tuabin đến stator theo hướnglàm ngăn cản chuyển động quay của cánh bơm Dầu sẽ đập vào mặt trước trên cánh stator làmcho nó quay theo hướng ngược lại với hướng quay của cánh bơm Nhưng do stator bị khóa cứngbởi khớp một chiều nên nó không quay, các cánh của stator sẽ hướng dòng dầu thay đổi sau chochúng sẽ trợ giúp chuyển động quay của cánh bơm, làm cho cánh bơm quay nhanh thêm Điều

đó có nghĩa là cánh bơm được quay bởi mômen từ động cơ và được thêm vào một mômen củadòng dầu thủy lực chảy hồi về cánh tuabin qua stator, và cũng có nghĩa là cánh bơm khuếch đạimômen đầu vào để truyền đến cánh tuabin

• Khi tốc độ động cơ nhanh, đều: Cánh bơm và cánh tuabin có cùng một tốc độ quay.Lúc này thì stator quay cùng một hướng với cánh bơm, làm cho bộ biến mô không khuếch đạimômen mà trở thành một ly hợp thủy lực

3. Đặc tính của biến mô:

• Tỉ số truyền mômen:

* Hoạt động của bộ biến mô được chia thành hai giai đoạn:

+ Giai đoạn biến đổi mômen:Trong giai đoạn này mômen được khuếch đại

+ Giai đoạn khớp nối: Giai đoạn này biến mô chỉ làm nhiệm vụ truyền mômen mà khôngkhuếch đại Điểm ly hợp phân cách giữa hai giai đoạn này

Tỷ số truyền môment ( t) = Môment đầu ra cánh tuabin

Môment đầu vào cánh bơm

Tỷ số truyền tốc độ (e) = Tốc độ của cánh tuabin

Tốc độ của cánh bơm

* Điểm xe đỗ:

+ Khi tỉ số truyền tốc độ (e) bằng không, có nghĩa là khi cánh tuabin không quay (động cơđang chạy và cần số đặt ở vị trí “D” nhưng xe bị ngăn không chạy được), sự chênh lệch giữa tốc

độ quay của cánh bơm và cánh tuabin là lớn nhất

+ Tiû số truyền mômen của biến mô là lớn nhất, thường ở khoảng 1,7 – 2,5

* Hiệu suất truyền động:

• Hiệu suất truyền động của bộ biến mô cho biết bao nhiêu năng lượng được truyền mộtcách có hiệu quả từ cánh bơm đến cánh tuabin Năng lượng ở đây là công suất đầu ra của động

cơ và mômen

• Công suất = K x T x R

• K: hệ số - T: Mômen - R: Tốc độ động cơ ( vg/phút)

Hiệu suất truyền động (n)= Công suất đầu ra của cánh tuabin x 100%

Công suất đầu vào của cánh bơm

= Mômen đầu ra của cánh tuabin x e x 100%

Mômen đầu vào của cánh bơm

• Điểm xe đỗ:

Tại điểm xe đỗ cánh bơm đang quay nhưng cánh tuabin đứng yên Mômen lớn nhất đượctruyền đến tuabin nhưng hiệu suất truyền động bằng 0 do cánh tuabin không quay.

Khi cánh tuabin bắt đầu quay, công suất đầu ra của cánh tuabin tỉ lệ với số vòng quay vàmômen của cánh bơm, nó gây nên sự gia tăng đột ngột hiệu suất truyền động, hiệu suất này đạtgiá trị lớn nhất tại tỉ số truyền tốc độ trước điểm ly hợp một chút Sau điểm lớn nhất, hiệu suấttruyền động bắt đầu giảm do một phần dầu từ cánh tuabin bắt đầu chảy đến mặt phía sau củacánh stator

4. Cơ cấu khóa biến mô:

Cơ cấu khóa bộ biến mô có tác dụng để khóa cánh bơm và cánh tuabin khi xe chạy ở tốc độcao, giúp cho bộ biến mô không bị trượt, đồng thời tăng hiệu suất truyền động của bộ biến mô vàgiảm tiêu hao nhiên liệu của động cơ

• Hoạt động:

Khi khớp khóa biến mô hoạt động nó sẽ quay cùng với cánh bơm và cánh tuabin Việc ănkhớp hay nhả khớp của khớp khóa biến mô được quyết định bởi sự thay đổi của hướng chảydòng dầu thủy lực trong bộ biến mô

+ Hoạt động ăn khớp:

Khi xe chạy tại tốc độ trung bình và cao, dầu có áp suất chảy đến phần sau của khớp khóa.Nên piston khóa bị ép vào vỏ biến mô Kết quả là khớp khóa biến mô và vỏ trước bộ biến môquay cùng với nhau nghĩa là khớp khóa biến mô được ăn khớp

Hình 10: Hoạt động ăn khớp của khớp khóa biến mô (loại điều khiển hoàn toàn bằng thủy

lực)

CHƯƠNG III: BỘ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG HÀNH TINH

Bộ truyền động bánh răng hành tinh trong hộp số tự động có chức năng truyền mômen củađộng cơ từ trục sơ cấp đến trục thứ cấp của hộp số Đồng thời cung cấp những tỉ số truyền khácnhau để cho xe vận hành trong những điều kiện khác nhau

Bộ truyền động bánh răng hành tinh có thể cho 3 tỉ số truyền cơ bản:

- Giảm tốc

- Truyền lực trực tiếp

- Truyền lực ngược chiều

Hình 3.1: Cấu tạo bộ truyền bánh răng hành tinh.

Bộ truyền động bánh răng hành tinh bao gồm các bộ phận sau:

 Bộ truyền bánh răng hành tinh

 Bộ ly hợp

 Các phanh

 Các khớp một chiều

I. BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG HÀNH TINH

Có 2 loại bộ truyền bánh răng hành tinh được áp dụng cho hầu hết đối với những xe trang bịhộp số tự động:

- Loại bộ truyền bánh răng hành tinh kiểu Simpson

- Loại bộ truyền bánh răng hành tinh kiểu Ravigneau

1. BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG HÀNH TINH KIỂU SIMPSON:

Cấu tạo, chức năng và nguyên lý hoạt động:

a. Cấu tạo:

Hình 3.2: Cấu tạo bộ bánh răng hành tinh kiểu Simpson.

Một bộ bánh răng hành tinh bao gồm ba loại bánh răng :

• Cung cấp nhiều tỉ số truyền

• Hiệu quả làm việc cao

c. Hoạt động:

 GIẢM TỐC:

Hoạt động của các bánh răng :

• Bánh răng bao : - Phần tử chủ động

• Bánh răng mặt trời : - Cố định

• Cần dẫn : - Phần tử bị động

Khi bánh răng bao quay theo chiều

kim đồng hồ, các bánh răng hành tinh sẽ

quay xung quanh bánh răng mặt trời trong

khi cũng quay quanh trục của nó theo chiều

kim đồng hồ Điều đó làm cho tốc độ

quay của cần dẫn giảm xuống tuỳ theo

số răng của bánh răng bao và mặt trời

hồ, các bánh răng hành tinh quay xung

quanh bánh răng mặt trời trong khi cũng

quay quanh trục của nó theo chiều kim

đồng hồ Điều đó làm cho bánh răng bao

tăng tốc tuỳ thuộc vào số răng của bánh

răng bao và mặt trời, điều này làm cho

Khi bánh răng mặt trời quay theo chiều

kim đồng hồ, các bánh răng hành tinh, lúc này

bị cố định bằng cần dẫn quay quanh trục của

nó theo chiều ngược kim đồng hồ, kết quả

là bánh răng bao cũng quay ngược kim

đồng hồ Lúc này, bánh răng bao giảm tốc

tuỳ thuộc vào số răng của bánh răng bao

và mặt trời

d. Tốc độ và chiều quay.

Tốc độ và chiều quay của bộ truyền hành tinh có thể được tóm tắt như sau:

CỐ ĐỊNH PHẦN TỬ DẪNĐỘNG PHẦN TỬ BỊĐỘNG TỐC ĐỘ QUAY CHIỀU QUAY

Bánh răng bao

Bánh răng mặt

bánh răng chủđộng

Cần dẫn

Bánh răng mặt

bánh răng chủđộngBánh răng bao Bánh răng mặttrời Tăng tốc

Số răng của cần dẫn (Zc) có thể được tính toán theo công thức sau:

Zc = Zr + Zs

Trong đó: Zc : Số răng cần dẫn

Zr : Số răng của bánh răng bao

Zs : Số răng của bánh răng mặt trời.

2. BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG HÀNH TINH KIỂU RAVIGNEAUX:

Hình 3.3: Cấu tạo bộ bánh răng hành tinh kiểu Ravigneaux.

Cấu tạo bộ bánh răng hành tinh kiểu Ravigneaux bao gồm:

• Một vòng răng

• Hai loại bánh răng hành tinh: ngắn và dài

• Hai loại bánh răng mặt trời: tiến và lùi.

• Cấn dẫn bộ truyền hành tinh

b. Hoạt động của các thành phần:

- Bánh răng mặt trời tiến: Được dẫn động bởi ly hợp tiến và kết nối với bánh răng hành

tinh ngắn

- Bánh răng mặt trời lùi: Được dẫn động bởi ly hợp lùi và truyền động đến bánh răng hành

tinh dài Bánh răng mặt trời này cũng có thể được kết nối bởi phanh

- Bánh răng hành tinh và cần dẫn bánh răng hành tinh: Bởi vì bánh răng hành tinh là bộ

phận chung và ăn khớp trong vòng răng đơn và cần dẫn Bộ bánh răng hành tinh sẽ được xem là

bộ phận đơn Các bánh răng đứng yên sẽ quay tự do Cần dẫn bộ hành tinh có thể được dẫn độngbởi ly hợp thẳng hoặc nối cứng với phanh lùi số thấp

H: bị giữ I: Trục vào O : Trục ra R: Lùi

d. Sự thay đổi tốc độ theo từng vị trí số

a) Các bộ phận của bộ ly hợp nhiều đĩa:

- Số lượng đĩa ma sát và đĩa ép của ly hợp khác nhau tuỳ theo từng kiểu hộp số tự động

- Thậm chí trong các hộp số tự động của cùng một model nhưng số lượng đĩa ma sát và đĩa

ép cũng khác nhau tuỳ theo động cơ được lắp trên cùng hộp số đó

b) Chức năng của các bộ phận:

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

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

- Pittông: Dịch chuyển bên trong xilanh ấn các đĩa ép tiếp xúc với các đĩa ma sát

- Van một chiều: Chỉ cho dầu hồi về trong quá trình ly hợp nhả khớp.

- Bi van một chiều: Đóng van một chiều để các đĩa ép tiếp xúc với các đĩa ma sát tạo hoạt động

ăn khớp của ly hợp, đồng thời để xả nêm dầu giúp cắt ly hợp dễ dàng

- Lò xo hồi: Trạng thái ban đầu luôn đẩy pittông về một phía để cho các đĩa ma sát và đĩa ép không tiếp xúc với nhau

4. Hoạt động:

Hình 3.10: Sơ đồ hoạt động ly hợp nhiều đĩa.

a) Ăn khớp: Khi dầu có áp suất chảy vào trong xilanh, nó ấn vào bi van một chiều của pittông

làm cho nó đóng van một chiều lại Điều đó làm cho pittông dịch chuyển bên trong xilanh 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, công suất được truyền từ trục sơ cấp đến bánh răng bao

b) Nhả khớp: Khi dầu thủy lực có áp suất được xả ra, áp suất dầu trong xilanh 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 nóvà dầu trong xilanh được xả ra qua van một chiều này Kết quả là pittông trở về vị trí

 Khi C 0 hoạt động:

Khi C 0 hoạt động, cần dẫn bộ truyền OD nối với bánh răng mặt trời Công suất được đưa

vào cần dẫn số truyền tăng và đi ra từ bánh răng bao số truyền tăng OD

Hình 3.14: Sơ đồ khi C 0 hoạt động

5. Ứng dụng của bộ ly hợp nhiều đĩa C 1 , C 2 ,:

 Khi xe hoạt động ở số lùi hay số 1: Vì lúc này mômen truyền trong hộp sốvà công suấttruyền phải lớn, bởi vậy:

- Số lượng đĩa ma sát nhiều

Hình 3.15: Cấu tạo phanh dải.

b) Hoạt động:

Khi áp suất thuỷ lực tác dụng lên pittông, pittông chuyển động về bên trái trong xi lanh nén lò

xo bên ngoài lại Cần đẩy pittông dịch chuyển sang trái cùng pittông và ấn vào một đầu của dảiphanh Do đầu kia được bắt chặt vào vỏ của hộp số nên đường kính của dải phanh sẽ giảm xuống,

vì vậy phanh sẽ kẹp lấy trống phanh và giữ cho nó đứng yên Khi dầu có áp suất xả ra khỏi xi lanh,pittông và cần đẩy bị ấnngược trở lại bằng lực lò xo bên ngoài, do vậy trống phanh được nhả rakhỏi bởi phanh dải

 Tác dụng của lò xo trong:

- Hấp thụ phản lực từ trống phanh

- Làm giảm va đập tạo ra khi dải phanh kẹp vào trống phanh

2. Phanh nhiều đĩa

Không có bi van một chiều trong pittông của phanh nhiều đĩa như trong ly hợp nhiều đĩa, bởi

vì khi áp suất thủy lực được xả ra không có dầu còn lại trong xylanh do lực ly tâm (như trongtrường hợp ly hợp nhiều đĩa) Vì vậy, thậm chí không có bi van một chiều dầu vẫn được xả ranhanh chóng

b) Hoạt động:

Khi áp suất thuỷ lực tác dụng lên xi lanh, pittông dịch chuyển bên trong xi lanh đẩy các đĩa ép

và đĩa ma sát tiếp xúc với nhau Như vậy tạo ra một lực ma sát cao giữa từng đĩa ép và đĩa ma sát.Kết quả là cần dẫn bị khoá cứng vào vỏ hộp số Khi dầu có áp suất được xả ra khỏi xilanh, pittôngtrở về vị trí ban đầu bằng lò xo hồi làm cho phanh nhả ra