CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI 1.1.1. Định nghĩa  Hộp số chuyển số bằng tay (hộp số thường) Khi ôtô di chuyển, cần sang số phối hợp với bàn đạp ga và bàn đạp điều khiển ly hợp để thay đổi số (tăng hay giảm số) mục đích thay đổi mômen hoặc tăng tốc độ cho ôtô nhằm tăng hiệu quả sử dụng và tiết kiệm nhiên liệu. Cho nên, điều cần thiết đối với người điều khiển là phải thường xuyên nhận biết tải và tốc độ ôtô để chuyển số cho phù hợp.  Hộp số tự động Những nhận biết của người điều khiển về tải và tốc độ của ôtô là không cần thiết đối với hộp số tự động, mà việc chuyển số lên hay xuống đến số thích hợp nhất được thực hiện một cách tự động tại thời điểm thích hợp nhất theo tải động cơ và vận tốc ôtô. 1.1.2. Phân loại, ưu điểm 1.1.2.1. Phân loại Phân loại theo cách điều khiển  Loại điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực, nó chỉ sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển.  Loại điều khiển điện, nó sử dụng bộ điều khiển điện tử (ECT) để điều khiển. Phân loại theo kết cấu của ôtô  Các hộp số sử dụng trên ôtô FF (động cơ đặt trước cầu – cầu trước chủ động).  Các hộp số sử dụng trên ôtô FR (động cơ đặt trước - cầu sau chủ động)  Các hộp số sử dụng trên ôtô FF được thiết kế gọn nhẹ hơn so với loại lắp trên ôtô FR do chúng được lắp trên khoang động cơ. Các hộp số sử dụng trên ôtô FR có bộ truyền động cuối cùng lắp ở ngoài, nhưng các hộp số sử dụng trên ôtô FF lại lắp ở bên trong. Loại hộp số sử dụng trên ôtô FF còn được gọi là “hộp số có vi sai”. 2 2 1.1.2.2. Ưu điểm của hộp số tự động So với hộp số thường, hộp số tự động có các ưu điểm.  Nó làm giảm mệt mỏi cho người điều khiển ôtô bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thường xuyên phải chuyển số.  Nó chuyển số một cách êm dịu tại các vận tốc thích hợp với chế độ vận hành ôtô, do vậy giảm bớt cho người điều khiển ôtô sự cần thiết phải thành thạo các kĩ thuật điều khiển ôtô khó khăn và phức tạp như vận hành ly hợp.  Nó tránh cho động cơ và dòng dẫn động khỏi bị quá tải, do nó nối nhau bằng thủy lực (qua biến mô) tốt hơn so với nối bằng cơ khí. 1.2. CẤU TẠO Các bộ phận chính của hộp số tự động - Bộ biến mô - Bộ bánh răng hành tinh - Bộ điều khiển thủy lực - Bộ truyền động bánh răng cuối cùng - Các thanh điều khiển - Dầu hộp số tự động Hình 1.1. Hộp số tự động có vi sai 1. Bộ truyền bánh răng hành tinh; 2. Bộ biến mô; 3. Bộ truyền động cuối cùng. 1.2.1. Bộ biến mô Chức năng của biến mô  Tăng mômen do động cơ tạo ra.  Đóng vai trò như một ly hợp thủy lực để truyền (hay không truyền) mômen 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 đều các chuyển động quay của động cơ.  Dẫn động bơm dầu của hệ thống điều khiển thủy lực. 3 3 Hình 1.2. Bộ biến mô a. Cấu tạo biến mô; b. Các bộ phận chính 1. Khớp một chiều; 2. Stator; 3. Cánh bơm; 4. Lò xo giảm chấn; 5. Cánh tuabin; 6. Tấm dẫn động; 7. Khóa biến mô; 8. Mayơ roto tuabin; 9. Khớp khóa. Bộ biến mô thủy lực được lắp ở đầu vào của chuỗi bánh răng truyền động hộp số và được bắt bằng bu lông vào trục sau của trục khuỷu thông qua tấm truyền động. Bộ biến mô được đổ đầy bằng dầu hộp số tự động, nó làm tăng mômen do động cơ tạo ra và truyền mômen này đến hộp số hoặc là đóng vai trò như một khớp thủy lực truyền mômen đến hộp số. Trên ôtô có lắp hộp số tự động, bộ biến mô cũng có tác dụng như bánh đà của động cơ. Do không cần có một bánh đà nặng như trên ôtô có hộp số thường, nên ôtô có hộp số tự động sử dụng tấm truyền động có vành bên ngoài dạng vành răng dùng cho việc khởi động động cơ bằng mô tơ khởi động. Khi tấm dẫn động quay với tốc độ cao cùng với biến mô thủy lực, trọng lượng của nó sẽ tạo nên sự cân bằng tốt nhằm ngăn chặn rung động khi quay với tốc độ cao. 4 4 1.2.2. Bộ truyền bánh răng hành tinh Bộ bánh răng hành tinh được đặt trong vỏ hốp số chế tạo bằng hợp kim nhôm. Nó thay đổi tốc độ đầu ra của hộp số và chiều quay, sau đó truyền chuyển động này đến bộ truyền động cuối cùng. Hình 1.3. Bộ truyền bánh răng hành tinh 1. Ly hợp số truyền tăng (C 0 ); 2. Phanh số truyền tăng (B 0 ); 3. Phanh số lùi và số 1 dãy L (B 3 ); 4. Khớp một chiều số 2 (F 2 ); 5. Phanh số 2 (B 2 ); 6. Ly hợp số tiến (C 1 ); 7. Phanh quán tính số 2 (B 1 ); 8. Ly hợp truyền thăng (C 2 ); 9. Trục sơ cấp; 10. Bộ bánh răng hành tinh trước; 11. Khớp một chiều số 1(F 1 ); 12. Bộ bánh răng hành tinh phía sau; 13. Trục trung gian; 14. Cần dẫn bộ hành tinh sau; 15. Bộ bánh răng hành tinh truyền tăng; 16. Khớp một chiều ly hợp số truyền tăng. Chức năng  Cung cấp một vài tỷ số truyền bánh răng để đạt được mômen và tốc độ quay phù hợp với các chế độ chạy ôtô và điều khiển của người điều khiển ôtô.  Cung cấp bánh đảo chiều quay để chạy lùi.  Cung cấp vị trí số trung gian để cho phép động cơ chạy không tải khi đỗ ôtô. Bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm:  Các bánh răng hành tinh để thay đổi tốc độ đầu ra.  Ly hợp và phanh hãm dẫn động bằng áp suất (dầu) thủy lực để điều khiển hoạt động của bộ bánh răng hành tinh.  Các trục để truyền công suất động cơ.  Và các vòng bi giúp cho chuyển động quay của trục được êm dịu. 5 5 1.2.2.1.Bộ các bánh răng hành tinh Hình 1.4. Bộ bánh răng hành tinh a. Thứ tự các chi tiết; b. Các chi tiết 1. Bộ bánh răng hành tinh; 2. Tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời; 3. Bánh răng mặt trời; 4. Cần dẫn; 5. Bánh răng hành tinh; 6. Bánh răng bao. Cấu tạo: một bộ các bánh răng hành tinh là một loạt các bánh răng ăn khớp trong bao gồm: bánh răng mặt trời, các bánh răng hành tinh, cần dãn nối các bánh răng hành tinh với bánh răng bao và một bánh răng bao. Các bánh răng này được gọi là bộ các bánh răng hành tinh do các bánh răng hành tinh quay tương tự như các hành tinh quay xung quanh mặt trời. 1.2.2.2. Phanh hãm Chức năng: phanh hãm giữ cố định một trong các bộ phận của bánh răng hành tinh (bánh răng mặt trời, bánh răng bao hay cần dẫn) để đạt được tỷ số truyền cần thiết nó được dẫn động bằng áp suất thủy lực. 6 6 Có hai loại phanh  Phanh hãm Hình 1.6. Phanh hãm a. Thứ tự các chi tiết; b. Các chi tiết 1. Mặt bích; 2. Đĩa ép; 3. Đĩa ma sát; 4. Lò xo hồi pittông; 5. Phanh hãm. Phanh nhiều đĩa loại ướt (hình 1.6). Ở loại này các đĩa ép được lắp cố định với vỏ hộp số, và đĩa ma sát quay liền một khối với từng bộ bánh răng hành tinh, chúng bị ép vào nhau để giữ cho một trong các bộ phận của bánh răng hành tinh bất động.  Phanh dải Hình 1.7. Phanh dải 1. Dải phanh; 2. Tang trống; 3. Lò xo ngoài; 4. Cần đẩy pittông; 5. Lò xo trong; 6. Pittông. 7 7 Phanh dải (hình 1.7). Ở loại phanh này, một dải phanh được quấn quanh trống phanh, trống này được gắn với một trong các bộ phận của bánh răng hành tinh. Khi áp suất thủy lực tác dụng lên pittông, pittông sẽ tiếp xúc với dải phanh, dải phanh sẽ xiết vào trống phanh để giữ bất động bộ phận đó của bộ truyền hành tinh. 1.2.2.3. Ly hợp và khớp một chiều Ly hợp (hình 1.8) Chức năng: các ly hợp sẽ nối bộ biến mô với các bánh răng bộ truyền hành tinh để truyền mômen động cơ đến trục trung gian cũng như ngắt bộ biến mô khỏi các bánh răng hành tinh để ngừng sự truyền mômen. Hình 1.8. Ly hợp a. Thứ tự các chi tiết; b. Các chi tiết 1. Đĩa ép; 2. Đĩa ma sát; 3. Mặt bích; 4. Phanh hãm. Cấu tạo: ly hợp nhiều đĩa loại ướt thường được sử dụng trong hộp số tự động ngày nay, nó bao gồm: một vài đĩa thép và đĩa ly hợp được bố trí xen kẽ, áp suất thủy lực được dùng để nối và ngắt ly hợp. Khớp một chiều (hình 1.9) Chức năng: khớp một chiều đảm bảo chuyển số được êm và chỉ cho truyền mômen theo một hướng. 8 8 Hình 1.9. Khớp một chiều a. Thứ tự các chi tiết; b. Khớp một chiều 1. Phanh hãm; 2. Đệm chặn; 3. Khớp một chiều; 5. Vòng lăn ngoài; 6. May ơ Khớp một chiều bao gồm vòng trong và vòng ngoài, các con lăn được đặt ở giữa. Vòng lăn ngoài của khớp một chiều được cố định vào vỏ hộp số. Nó được lắp ráp sao cho nó sẽ khóa khi vòng lăn trong (cần dẫn sau) xoay ngược chiều kim đồng hồ. Với cách này có thể sử dụng các khớp một chiều để chuyển các số bằng các luân ấn hoặc nhả áp suất thủy lực lên một phần tử. 1.2.2.4. Bộ điều khiển thủy lực Chức năng:  Cung cấp dầu thủy lực đến bộ biến mô  Điều chỉnh áp suất thủy lực do bơm dầu tạo ra  Chuyển hóa tải động cơ và tốc độ ôtô thành tín ‘’hiệu’’ thủy lực  Cung cấp áp suất thủy lực đến các ly hợp và phanh để điều khiển hoạt động của bánh răng hành tinh  Bôi trơn các chi tiết chuyển động quay bằng dầu  Làm mát biến mô và hộp số bằng dầu 9 9 Hình 1.9. Bộ điều khiển thủy lực 1. Van điều khiển; 2. Thân van trên; 3. Van điện từ; 4. Thân van dưới; 5. Các tấm đệm. Cấu tạo: hệ thống điều khiển thủy lực bao gồm các te dầu có tác dụng như một bình chứa dầu, bơm dầu để tạo ra áp suất thủy lực: các loại van với các chức năng khác nhau, các khoang và các ống dẫn dầu để đưa dầu đến các ly hợp, phanh và các bộ phận khác nhau của hệ thống điều khiển thủy lực. Phần lớn các van trong hệ thống điều khiển thủy lực được đặt vào bộ thân van nằm bên dưới các bánh răng hành tinh. 1.2.2.5. Bộ truyền động bánh răng cuối cùng Chức năng: bộ truyền động cuối cùng cũng giống như trên ôtô có cầu sau chủ động, nhưng nó dùng các bánh răng xoắn làm các bánh răng giảm tốc cuối cùng (bánh răng nhỏ và bánh răng lớn). Do vậy, trong bộ truyền động cuối cùng của hộp số tự động có vi sai, dầu hộp số tự động được sử dụng thay cho dầu bánh răng hypoxit. Hình 1.10. Bộ truyền động cuối cùng a. Thứ tự các chi tiết; b. Chi tiết bộ bánh răng truyền động cuối 1. Miếng chắn; 2. Bộ bánh răng truyền động cuối cùng; 3. Bạc côn ngoài; 4. Miếng chêm. 10 10 Trong hộp số tự động có vi sai được đặt nằm ngang, hộp số và bộ truyền động cuối cùng được đặt chung trong cùng một vỏ. Bộ truyền động cuối cùng bao gồm một cặp bánh răng giảm tốc cuối cùng (bánh răng chủ động và bánh răng bị động) và các bánh răng vi sai. 1.2.2.6. Các thanh điều khiển Hộp số tự động chuyển lên số cao và xuống số thấp một cách tự động. Tuy nhiên cũng có hai liên kêt để cho phép người điều khiển ôtô điều khiển hộp số tự động bằng tay. Các liên kết này bao gồm: cần và cáp chọn số, cáp chân ga và cáp bướm ga Hình 1.11. Các thanh điều khiển Cần chọn số tương ứng với cần sang số ở hộp số thường. Nó được nối với nhau thông qua cáp hay thanh nối. Người điều khiển ôtô có thể chọn chế độ vận hành ôtô tiến hay lùi, số trung gian hay đỗ ôtô bằng cách dùng cần chọn số này. Trên phần lớn hộp số tự động, chế độ tiến gồm có 3 dãy “D” (Drive – lái ôtô), “2” (Second – dải tốc độ thứ 2) và “L” (Low – tốc độ thấp). 1.2.2.7. Dầu hộp số tự động Dầu khoáng có gốc từ dầu mỏ cấp cao đặc biệt được hòa lẫn với một số phụ gia đặc biệt dùng để bôi trơn hộp số tự động . [...]... O/D On Off Số1 x On Số3 On x Sô 1 Số 3 (Off) (O/D) On Số 3 Off x Số3 Số 3 On On Số2 x (On) (số 1) 26 27 Off Số3 x On Số 3 Off x Số 3 Số 3 On Off Số1 x Off Số 1 On x Số 1 Số 1 On L On On Số2 x On Số 2 On x Số 1 Số 1 Ghi chú: x – là van điện từ bị trục trặc 2.2.3.5 Sự làm việc của các van điện từ ở các số - Số 1 Hình 2.14 Số 1 1 Van chuyển số 2-3 ; 2 Van chuyển số 1-2 ; 3 Van chuyển số 3-4 ; AC - Áp suất... truyền động khác  Làm mát các chi tiết truyền động 11 12 CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC TRÊN HỘP SỐ A540E 2.1 MỘT SỐ THÔNG SỐ VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÍNH 2.1.1 Tỷ số truyền Bảng 2.1 - Các thông số về tỷ số truyền của các số trong hộp số Tỷ số truyền Thông số Số 1 2,810 Số 2 1,549 Số 3 1,000 Số truyền tăng 0,734 Số lùi 2,296 Số Bánh răng bộ truyền lực chính 3,625 Hộp số. .. với 4 số là - Số 1 Khi hộp số hoạt động ở số 1 của dãy “D” thì các ly hợp (C0), (C1) và các khớp một chiều (F0) và (F2) hoạt động tác dụng đến các bộ bánh răng hành tinh phù hợp với tốc độ của số 1 - Số 2 Khi hộp số hoạt động ở số 2 của dãy “D” thì các ly hợp (C0), (C1), phanh (B2) và các khớp một chiều (F0) và (F1) hoạt động tác dụng lên các bộ bánh răng hành tinh phù hợp với tốc độ của số 2 - Số 3... chuyển số Hình 2.11 Sơ đồ chuyển số của hộp số 21 22 Quan hệ giữa tốc độ ôtô và số của hộp số thay đổi theo góc mở của bàn đạp ga thậm chí trong cùng một tốc độ của ôtô Khi điều khiển ôtô, trong khi vẫn giữa bàn đạp ga không đổi, tốc độ ôtô tăng lên và hộp số được chuyển lên số trên Khi bàn đạp ga được nhả ra ở điểm A trong hình bên trái (hình 2.11) và độ mở của bàn đạp ga đạt điểm B, thì hộp số sẽ... chuyển từ số 3 lên số O/D Ngược lại tiếp tục đạp ga ở điểm A và độ mở của bàn đạp ga đạt điểm C, thì hộp số sẽ chuyển từ số 3 về số 2 Độ trễ của hộp số tự động: tốc độ mà ở đó hộp số chuyển lên số cao và tốc độ mà ở đó hộp số chuyển xuống số thấp xảy ra trong một khoảng nhất định bất kỳ ở số một số nào đó Khoảng này được gọi là độ trễ Độ trễ là một đặc tính được thiết kế cho mọi hộp số tự động để ngăn... chuyển số Bảng 2.3 - Chức năng dự phòng của van điện từ Van điện từ số 1 trục Van điện từ số 2 trục Cả hai trặc Bình thường trặc van trục Dãy số trặc Van điện Số từ tốc Số Số 1 độ 2 Van điện từ Số tốc Van điện từ độ Số Số tốc Chuyển số độ khi cần số Số 1 1 Số được vận 2 Số 2 hành bằng tay On On On Số2 x x On Số3 (Off) D Off Số1 Số 3 x Số 1 O/D Off x O/D O/D (O/D) On On (số 1) (On) Off Số3 x On Số 3 Off... được gọi là dầu hộp số tự động (viết tắt là “ATF”) để phân biệt nó với các loại dầu khác Việc sử dụng đúng loại dầu và đúng lượng dầu hộp số tự động là rất quan trọng nó ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của hộp số tự động Chức năng của dầu hộp số tự động (AFT)  Truyền mômen trong bộ biến mô  Điều khiển hệ thống điều khiển thủy lực cũng như hoạt động của ly hợp và phanh trong hộp số  Bôi trơn các... lớn nhất nhỏ hơn giá trị vận tốc của dãy “D” và lớn hơn của dãy “L”, ở dãy “2” hộp số hoạt động với 3 cấp độ vận tốc tương ứng với 3 số là 13 14 - Số 1 Khi hộp số hoạt động ở số 1 của dãy “2” thì các ly hợp (C0), (C1) và các khớp một chiều (F0 ) và (F2 ) hoạt động tác dụng đến các bộ bánh răng hành tinh phù hợp với tốc độ của số 1 - Số 2 Khi hộp số hoạt động ở số 2 của dãy “2” thì các ly hợp (C0),... 2 số là - Số 1 Khi hộp số hoạt động ở số 1 của dãy “L” thì các ly hợp (C0), (C1), phanh (B3) và các khớp một chiều (F0), (F2) hoạt động tác dụng đến các bộ bánh răng hành tinh phù hợp với tốc độ của số 1 - Số 2 Khi hộp số hoạt động ở số 2 của dãy “L” thì các ly hợp (C0), (C1), phanh (B1), (B2) và các khớp một chiều (F0), (F1) hoạt động tác dụng lên các bộ bánh răng hành tinh phù hợp với tốc độ của số. .. Bảng 2. 1- Bảng tóm tắt sự làm việc của các ly hợp, phanh và các khớp một chiều tại các số ở các dãy số Dãy số Số C0 C1 C2 P Đỗ ôtô Lùi ôtô x N Trung gian x x x Số 3 x x x x x B3 x Số 2 B2 F0 F1 F2 x Số 1 B1 x R B0 D OD x Số 1 L Số 2 x x Số 1 x x x x x x x x x x x Số 2 x x x x x Số 3 2 x x x x x x x x x x x x x x x x x x Ghi chú: x - là hoạt động Tại những vị trí của những dãy số người điều khiển ôtô phải . dầu hộp số tự động, nó làm tăng mômen do động cơ tạo ra và truyền mômen này đến hộp số hoặc là đóng vai trò như một khớp thủy lực truyền mômen đến hộp số. Trên ôtô có lắp hộp số tự động, bộ. tinh - Bộ điều khiển thủy lực - Bộ truyền động bánh răng cuối cùng - Các thanh điều khiển - Dầu hộp số tự động Hình 1.1. Hộp số tự động có vi sai 1. Bộ truyền bánh răng hành tinh; 2. Bộ. động cơ và dòng dẫn động khỏi bị quá tải, do nó nối nhau bằng thủy lực (qua biến mô) tốt hơn so với nối bằng cơ khí. 1.2. CẤU TẠO Các bộ phận chính của hộp số tự động - Bộ biến mô - Bộ