›

Đề tài Phân tích động lực học và quá trình chuyển đổi cấp tốc độ trong các loại hộp số tự động

docx 78 trang yendo 8120
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đề tài Phân tích động lực học và quá trình chuyển đổi cấp tốc độ trong các loại hộp số tự động", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docxde_tai_phan_tich_dong_luc_hoc_va_qua_trinh_chuyen_doi_cap_to.docx

Nội dung text: Đề tài Phân tích động lực học và quá trình chuyển đổi cấp tốc độ trong các loại hộp số tự động

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI – CƠ SỞ II KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Thiết Kế Môn Học TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT ĐỀ TÀI: Phân tích động lực học và quá trình chuyển đổi cấp tốc độ trong các loại hộp số tự động Giáo viên hướng dẫn: TS. NGUYỄN HỮU CHÍ Sinh viên thực hiện: 1. Trịnh Thị Minh Ngọc 2. Nguyễn Văn Lâm 3. Trần Xuân Lợi 4. Trần Trà Quang Phước LỚP : CƠ ĐIỆN TỬ - K53 NHÓM : 04 TP. Hồ Chí Minh-2015
  2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Nhận xét của GVHD: 1
  3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Thiết Kế Môn Học TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 2
  4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT LỜI NÓI ĐẦU Ngành công nghiệp sản xuất ôtô bắt đầu xuất hiện từ những năm 80 của thế kỉ 19. Trải qua hơn 100 năm phát triển, cho đến nay ôtô đã trở thành phương tiện chính tham gia giao thông đường bộ và vẫn đang liên tục được nâng cấp về cả hình thức lẫn tính năng để trở nên ngày càng hoàn thiện hơn. Cùng với sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật, đặc biệt là những thành tựu điện-điện tử và các phần mềm mô phỏng - lập trình tự động hóa đã giúp mở ra nhiều hướng thiết kế chế tạo ôtô. Với những tính năng vượt trội của mình, hệ thống ô tô hộp số tự động đang ngày càng đang thể hiện vị thế của mình trong ngành phát triển công nghệ ô tô và thực tế đã chứng minh được những ưu điểm mang tính cách mạng cho xe. Do kiến thức còn hạn chế kinh nghiệm cũng chưa có nên bài làm này của nhóm em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy cô tận tình chỉ bảo them để bài làm của chúng em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin chân thành cám ơn thầy cô và các bạn đã tận tình giúp đỡ chúng em làm hoàn thành môn học này. 3
  5. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐIỂU KHIỂN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 1.1 Sơ lược về hộp số tự động Trong xe hơi, bên cạnh hộp số thường khá phổ biến, các nhà sản xuất còn chế tạo hộp số tự động với những tính năng và ưu điểm vượt trội so với loại hộp số thường như chuyển số êm ái nhẹ nhàng hơn, tiết kiệm nhiên liệu, cải thiện khả năng tăng tốc Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi nào cần lên số hoặc xuống số. Các bánh răng tự động chuyển số tuỳ thuộc vào tốc độ xe và mức đạp bàn đạp ga. 4
  6. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Khi sử dụng hộp số tự động, những sự nhận biết như vậy của lái xe là không cần thiết. Việc chuyển đến vị trí số thích hợp nhất được thực hiện một cách tự động theo tải động cơ và theo tốc độ xe. Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi nào cần lên số hoặc xuống số. Các bánh răng tự động chuyển số tùy thuộc vào tốc độ xe và mức bàn đạp ga. Một hộp số mà trong đó việc chuyển số bánh răng được điều khiển bằng một ECU (bộ điều khiển điện tử) được gọi là ECT- hộp số điều khiển điện tử. Hiện nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT. Đối với một số kiểu xe thì phương thức chuyển số có thể được chọn thùy theo ý muốn của lái xe và điều kiện đường xá. Cách này giúp cho việc tiết kiệm nhiên liệu, tính năng và vận hành xe được tốt hơn. 5
  7. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 6
  8. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 1.2 Lịch sử phát triển Ngay từ những năm 1900 ,ý tưởng về một hộp số tự động chuyển số đã được các kỹ sư hàng hải Đức nghiên cứu chế tạo. Đến năm 1938 ,hộp số tự động đầu tiên ra đời khi hãng GM giới thiệu chiếc Oldsmobile được trang bị hộp số tự động .Việc điều khiển oto được đơn giản hóa bởi không còn bàn đạp ly hợp .Tuy nhiên do chế tạo phức tạp và khó bảo dưỡng nên nó ít được sử dụng. Đến những năm 70 hộp số tự động được hồi sinh khi hàng loạt các hãng ô tô cho ra các loại xe mới với hộp số tự động đi kèm. Từ đó đến nay hộp số tự động đã phát triển không ngừng và dần thay thế hộp số thường .Khi mới ra đời , hộp số tự động là loại có cấp và được điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực.Để chính xác hóa thời điểm chuyển số và tăng tính an toàn khi sử dụng ,hộp số tự động có cấp điều khiển bằng điện tử (ECT) ra đời. Vẫn chưa hài lòng với các cấp tỉ số truyền của ECT ,các nhà sản xuất ô tô đã nghiên cứu ,chế tạo thành công một hộp số tự động với vô cấp tỉ số truyền (hộp số tự động vô cấp) vào những năm cuối của thế kỳ XX. * Hộp số tự động (HSTD), theo công bố của các tài liệu công nghiệp ô tô CHLB Đức, ra đời vào 1934 tại hãng Chysler. Ban đầu HSTD sử dụng ly hợp thủy lực và hộp số hành tinh , điều khiển hoàn toàn bằng phanh con trượt thủy lực, sau đó chuyển sang dùng Biến momen thủy lực đến ngày nay, tên gọi ngày nay dùng là AT. * Tiếp sau đó hãng ZIL và các hãng Tây âu khác phần lớn các HSTD trong thời kỳ này dùng hộp số hành tinh 3,4 cấp trên cơ sở của bộ truyền hành tinh 2 bậc tự do kiểu Willson, kết cấu AT. * Sau những năm 1960 HSTD sùng trên ô tô tải và ô tô buýt với biến momen thủy lực và hộp số cơ khí có các cặp bánh răng ăn khớp ngoài, kết cấu AT. * Sau năm 1978 chuyển sang hộp số tự động kiểu EAT, loại này ngày nay đang sử dụng. * Một loại HSTD khác là hộp số vô cấp sử dụng bộ truyền đai kim loại (CVT) với các hệ thống điều khiển chuyển số bằng thủy lực điện tử (cũng là một dạng hộp số tự động). 7
  9. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT * Ngày nay đã bắt đầu chế tạo các loại truyền động thông minh, cho phép chuyển số theo thói quen lái xe ( thay đổi tốc độ động cơ bằng chân ga) và tình huống mặt đường, hộp số tự động có 8 số truyền Hệ thống truyền lực sử dụng hộp số tự động được gọi là hệ thống truyền lực cơ khí thủy lực điện từ, là khu vực có nhiều ứng dụng của kỹ thuật cao, sự phát triển rất nhanh chóng, chẳng hạng gần đây xuất hiện hộp số có khả năng làm việc theo hai phương pháp chuyển số: bằng tay hay tự động tùy thuộc vào ý thích của người sử dụng. 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 hộp số điều khiển bằng điện từ có thêm chức năng sang số bằng cần như hộp số thường. Ngày nay hộp số thường được sử dụng khá rộng rãi trên các xe du lịch thậm chí trên các 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 khả năng công nghệ còn hạn chế , việc bảo dưỡng sửa chữa rất khó khăn nên vẫn còn ít dử dụng. Hiện nay, cùng với những tiến bộ của khoa hoc kỹ thuật, công nghệ chế tạo hộp số tự động cũng được hoàn chỉnh, hộp số tự động đã khẳng định được tính ưu việt của nó và dần thay thế cho hộp số thường. 8
  10. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 1.3 Phân loại Có nhiều cách phân loại hộp số tự động. 1.3.1 Phân loại theo tỉ số truyền: * Hộp số tự động vô cấp: là loại hộp số có khả năng thay đổi tự động, liên tục tỉ số truyền nhờ sự thay đổi bán kính quay của các puly. 9
  11. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT * Hộp số tự động có cấp: khác với hộp số vô cấp , hộp số tự động có cấp cho phép thay đổi tỉ số truyền theo các cấp nhờ bộ truyền bánh răng. 10
  12. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 1.3.2 Phân loại theo cách điều khiển Theo cách điều khiển có thể chia hộp số tự động thành hai loại, chúng khác nhau về hệ thống sử dụng để điều khiển chuyển số và thời điểm khóa biến mô. Một loại là điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực , loại kia là điều khiển điện tử (ECT), nó sử dụng ECU để điều khiển và có thêm chức năng chẩn đoán và dự phòng. Hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực hoạt động bởi sự biến đổi một cách cơ khí tốc độ 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 động của 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 từ ECT, các cảm biến phát hiện tốc độ xe và độ mở bướm ga chúng thành tín hiệu điện và gởi chúng về bộ điều khiển ECU. Dựa trên tín hiệu này ECU điều khiển hoạt động của các ly hợp, phanh thông qua các van và hệ thống thủy lực. * Hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực: điều khiển chuyển số cơ học bằng cách phát hiện tốc độ xe bằng thủy lực thông qua van điều tốc và phát hiện độ mở bàn đạp từ bướm ga thông qua độ dịch chuyển của cáp bướm ga. Loại này sử dụng cáp bướm ga và các tín hiệu điện từ để điều khiển hộ số tự động Bàn đạp ga -> cáp dây ga -> cáp bướm ga -> van bướm ga, van ly tâm -> van sang số -> bộ truyền bánh răng hành tinh và bộ biến mô. 11
  13. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT * Hộp số điều khiển bằng điện từ: hộp số này sử dụng áp suất thủy lực để tự động chuyển số theo tín hiệu điều khiển của ECU , ECU điểu khiển các van điện từ theo tình trạng của động cơ và của xe do các bộ cảm biến xác định , từ đó điều khiển áp suất dầu thủy lực. Sơ đồ tín hiệu điều khiển: Tín hiệu từ các cảm biến ( cảm biến chân ga, cảm biến dầu hộp số, cảm biến tốc độ động cơ, cảm biến tốc độ xe , cảm biến đếm vòng quay, cảm biến tốc độ tuabin ) và tín hiệu điện từ từ bộ điều khiển thủy lực -> ECT động cơ và ECT -> tín hiệu đến các van điện từ -> bộ biến mô và bánh răng hành tinh. 12
  14. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 3. Phân loại theo cấp số truyền: có nhiều loại hộp số tự động, hiện nay thông dụng nhất là loại 4,5,6 cấp số , có một số loại xe được trang bị hộp số tự động 8 cấp. 13
  15. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 1.3.4 Phân loại theo cách bố trí trên xe - Loại FF: Hộp số tự động sử dụng cho động cơ đặt trước , cầu trước chủ động. Loại này được thiết kế gọn do chúng được bố trí ở khoang động cơ. - Loại FR: Hộp số tự động sử dụng cho xe có động cơ đặt trước, cầu sau chủ động. Loại này có bộ truyền bánh răng cuối cùng(vi sai) lắp ở bên ngoài nên nó dài hơn. 14
  16. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG A.CẤU TẠO Hộp số điều khiển điện tử (ECT) - Bộ biến mô: Để truyền và khuyếch đại mômen do động cơ sinh ra - Bộ truyền bánh răng hành tinh: Để chuyển số khi giảm tốc, đảo chiều, tăng tốc, và vị trí số trung gian. - Bộ điều khiển thuỷ lực: Để điều khiển áp suất thuỷ lực sao cho bộ biến mô và bộ truyền bánh răng hành tinh hoạt động êm. - ECU động cơ và ECT: Để điều khiển các van điện từ và bộ điều khiển thuỷ lực nhằm tạo ra điều kiện chạy xe tối ưu. - Hộp số này sử dụng áp suất thuỷ lực để tự động chuyển số theo các tín hiệu điều khiển của ECU. - ECU điều khiển các van điện từ theo tình trạng của động cơ và của xe do các bộ cảm biến xác định, do đó điều khiển áp suất thuỷ lực. Hộp số tự động thuần thuỷ lực: Kết cấu của một hộp số tự động thuần thuỷ lực về cơ bản cũng tương tự như của ECT. Tuy nhiên, hộp số này điều khiển chuyển số bằng cơ học bằng cách phát hiện tốc độ xe bằng thuỷ lực thông qua van điều tốc và phát hiện độ mở bàn đạp ga từ bướm ga thông qua độ dịch chuyển của cáp bướm ga. 1.1 Các cụm chi tiết chính 1.1.1 Cấu tạo của biến mô thủy lực Bộ biến mô vừa truyền vừa khuyếch đại mô men từ động cơ vào hộp số (Bộ truyền bánh răng hành tinh) bằng việc sử dụng dầu hộp số tự động (ATF) như một môi chất Cấu tạo bộ biến mô gồm: bánh bơm. bánh tuabin. khớp một chiều. stato . vỏ biến mô chứa tất cả các bộ phận đó. Bộ biến mô được điền đầy ATF do bơm dầu cung cấp. Động cơ quay và bánh bơm quay, và dầu bị đẩy ra từ bánh bơm thành một dòng mạnh làm quay bánh tua bin. 15
  17. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 1. Bánh bơm Bánh bơm được bố trí nằm trong vỏ bộ biến mô và nối với trục khuỷu qua đĩa dẫn động.Nhiều cánh hình cong được lắp bên trong bánh bơm.Một vòng dẫn hướng được lắp trên mép trong của các cánh để đường dẫn dòng dầu được êm. 2. Bánh tuabin Rất nhiều cánh được lắp lên bánh tuabin giống như trường hợp bánh bơm.Hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của cánh của bánh bơm.Bánh tua bin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong nó nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa. 16
  18. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 3. Satto Stato nằm giữa bánh bơm và bánh tua bin.Qua khớp một chiều nó được lắp trên trục stato và trục này được cố định trên vỏ hộp số. Hoạt động của stato Dòng dầu trở về từ bánh tua bin vào bánh bơm theo hướng cản sự quay của bánh bơm. Do đó, stato đổi chiều của dòng dầu sao cho nó tác động lên phía sau của các cánh trên bánh bơm và bổ sung thêm lực đẩy cho bánh bơm do đó làm tăng mômen. Hoạt động của khớp một chiều Khớp một chiều cho phép Stato quay theo chiều quay của trục khuỷu động cơ. Tuy nhiên nếu Stato định bắt đầu quay theo chiều ngược lại thì khớp một chiều sẽ khóa stato để ngăn không cho nó quay. 1.1.2 Nguyên lý hoạt động của bộ biến mô: Khi tốc độ của bánh bơm tăng thì lực li tâm làm cho dầu bắt đầu chảy từ tâm bánh bơm ra phía ngoài. Khi tốc độ bánh bơm tăng lên nữa thì dầu sẽ bị ép văng ra khỏi bánh bơm. Dầu va vào cánh của bánh tua bin làm cho bánh tua bin bắt đầu quay cùng chiều với bánh bơm. Dầu chảy vào trong dọc theo các cánh của bánh tua bin. Khi nó chui được vào bên trong bánh tua bin thì mặt cong trong của cánh sẽ đổi hướng dầu ngược lại về phía bánh bơm, và chu kỳ lại bắt đầu từ đầu. Việc truyền mô men được thực hiện nhờ sự tuần hoàn dầu qua bánh bơm và bánh tua bin. 17
  19. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Việc khuyếch đại mômen do bộ biến mô thực hiện bằng cách dẫn dầu khi nó vẫn còn năng lượng sau khi đã đi qua bánh tua bin trở về bánh bơm qua cánh của Stato. Nói cách khác, bánh bơm được quay do mô men từ động cơ mà mô men này lại được bổ sung dầu quay về từ bánh tua bin. Có thể nói rằng bánh bơm khuyếch đại mô men ban đầu để dẫn động bánh tua bin. Tính năng của biểu mô: Tỉ số truyền và hiệu suất truyền. 18
  20. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Hiệu Suất Truyền: Độ khuyếch đại mômen do bộ biến mô sẽ tăng theo tỉ lệ với dòng xoáy. Có nghĩa là mômen sẽ trở thành cực đại khi bánh tua bin dừng. Hoạt động của bộ biến mô được chia thành hai dải hoạt động: Dải biến mô, trong đó có sự khuyếch đại mômen. Dải khớp nối, trong đó chỉ thuần tuý diễn ra việc truyền mômen và sự khuyếch đại mômen không xảy ra. 19
  21. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Điểm li hợp là đường phân chia giữa hai phạm vi đó. Hiệu suất truyền động của bộ biến mô cho thấy năng lượng truyền cho bánh bơm được truyền tới bánh tua bin với hiệu quả ra sao. Năng lượng ở đây là công suất của bản thân động cơ, tỉ lệ với tốc độ động cơ (vòng/phút) và mômen động cơ. Do mômen được truyền với tỉ số gần 1:1 trong khớp thuỷ lực nên hiệu suất truyền động trong dải khớp nối sẽ tăng tuyến tính và tỉ lệ với tỉ số tốc độ. Tuy nhiên, hiệu suất truyền động của bộ biến mô không đạt được 100% và thường đạt khoảng 95%. Sự tổn hao năng lượng là do nhiệt sinh ra trong dầu và do ma sát. Khi dầu tuần hoàn nó được bộ làm mát dầu làm mát.  Điểm Dừng Và Điểm Li Hợp 1.Điểm dừng: Điểm dừng chỉ tình trạng mà ở đó bánh tua bin không chuyển động. Sự chênh lệch về tốc độ quay giữa bánh bơm và bánh tua bin là lớn nhất. Tỉ số truyền mô men của bộ biến mô là lớn nhất tại điểm dừng (thường trong phạm vi từ 1,7 đến 2,5). Hiệu suất truyền động bằng 0. 20
  22. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 2.Điểm li hợp Khi bánh tua bin bắt đầu quay và tỉ số truyền tốc độ tăng lên, sự chệnh lệch tốc độ quay giữa bánh tua bin và bánh bơm bắt đầu giảm xuống. Tuy nhiên, ở thời điểm này hiệu suất truyền động tăng. Hiệu suất truyền động đạt lớn nhất ngay trước điểm li hợp. Khi tỷ số tốc độ đạt tới một trị số nào đó thì tỉ số truyền mômen trở nên gần bằng 1:1. Nói cách khác, Stato bắt đầu quay ở điểm li hợp và bộ biến mô sẽ hoạt động như một khớp nối thuỷ lực để ngăn không cho tỉ số truyền mômen tụt xuống dưới 1. 1.Động cơ chạy không tải, xe dừng: Khi động cơ chạy không tải thì mômen do động cơ sinh ra là nhỏ nhất. Nếu gài phanh (phanh tay và/hoặc phanh chân) thì tải trên bánh tuabin rất lớn vì nó không 21
  23. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT thể quay được. Tuy nhiên, do xe bị dừng nên tỷ số truyền tốc độ của bánh tuabin so với cánh bơm bằng không trong khi tỷ số truyền mô men ở trị số lớn nhất. Do đó, bánh tua bin luôn sẵn sàng để quay với một mômen lớn hơn mô men do động cơ sinh ra. 2.Xe bắt đầu khởi hành: Khi nhả các phanh thì bánh tuabin có thể quay cùng với trục sơ cấp của hộp số.Do đó, bánh tuabin quay với một mômen lớn hơn mô men do động cơ sinh ra khi đạp bàn đạp ga. Như vậy xe bắt đầu chuyển động. 3.Xe chạy với tốc độ thấp: Khi tốc độ xe tăng lên, thì tốc độ quay của bánh tua bin sẽ nhanh chóng tiến gần tới tốc độ quay của bánh bơm. Vì vậy, tỷ số truyền mômen nhanh chóng tiến gần tới 1.0.Khi tỷ số truyền tốc độ giữa bánh tua-bin và bánh bơm đạt tới điểm li hợp thì stato bắt đầu quay.và sự khuyếch đại mô men giảm xuống. Nói cách khác, bộ biến mô bắt đầu hoạt động như một khớp nối thủy lực. Do đó, tốc độ xe tăng gần như theo tỷ lệ thuận với tốc độ động cơ. 4.Xe chạy ổn định ở tốc độ trung bình hoặc tốc độ cao: Bộ biến mô chỉ hoạt động như một khớp nối thủy lực. Bánh tua bin quay ở tốc độ gần đúng tốc độ của bánh bơm.  Cơ Cấu Li Hợp Khoá Biến Mô  Mô tả 22
  24. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Cơ cấu li hợp khóa biến mô truyền công suất động cơ tới hộp số tự động 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, li hợp được lắp trong bộ biến mô để nối trực tiếp động cơ với hộp số để giảm tổn thất công suất. Khi xe đạt được một tốc độ nhất định, thì cơ cấu li hợp khóa biến mô được sử dụng để nâng cao hiệu quả sử dụng công suất và nhiên liệu. Li hợp khóa biến mô được lắp trong moayơ của bánh tuabin, phía trước bánh tuabin. Lò xo giảm chấn sẽ hấp thụ lực xoắn khi ăn khớp li hợp để ngăn không cho sinh ra va đập. Một vật liệu ma sát (cùng dạng vật liệu sử dụng trong các phanh và đĩa li hợp) được gắn lên vỏ biến mô hoặc píttông khóa của bộ biến mô để ngăn sự trượt ở thời điểm ăn khớp li hợp.  Hoạt động: Khi li hợp khóa biến mô được kích hoạt thì nó sẽ quay cùng với bánh bơm và bánh tua-bin. Việc ăn khớp và nhả li hợp khóa biến mô được xác định từ những thay đổi về hướng của dòng thủy lực trong bộ biến mô khi xe đạt được một tốc độ nhất định. 1.Nhả khớp Khi xe chạy ở tốc độ thấp thì dầu bị nén sẽ chảy vào phía trước của li hợp khóa biến mô. Do đó, áp suất trên mặt trước và mặt sau của li hợp khóa biến mô trở nên cân bằng và do đó li hợp khóa biến mô được được nhả khớp. 2.Ăn khớp: Khi xe chạy ổn định ở tốc độ trung bình hoặc cao (thường trên 60 km/h) thì dầu bị nén sẽ chảy vào phía sau của li hợp khóa biến mô. Do đó, vỏ bộ biến mô và li hợp khóa biến mô sẽ trực tiếp nối với nhau. Do đó, li hợp khóa biến và vỏ bộ biến mô sẽ quay cùng nhau.  Nguyên lý cơ bản Cũng giống như những chiếc xe dùng hộp số cơ, những chiếc sử dụng hộp số tự động cần phải có cách để cho động cơ vẫn quay trong khi những chiếc bánh xe và bánh răng trong hộp số chuyển động tới vị trí dừng. Những chiếc xe có hộp số cơ dùng một khớp ly hợp để tách hoàn toàn động cơ ra khỏi hộp số. Những chiếc xe có hộp số tự động dùng bộ chuyển đổi momen. Bộ chuyển đổi momen là một loại khớp nối dầu, cho phép động cơ quay có phần độc lập với hộp số. Nếu động cơ đang ở vòng tua thấp, như khi xe đang ở chế độ không 23
  25. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT tải hoặc chuẩn bị dừng xe, lượng momen xoắn đi qua bộ chuyển đổi momen rất nhỏ, do đó, giữ cho xe đứng yên chỉ cần một áp lực nhẹ trên pê đan phanh. Khi chiếc xe bắt đầu chuyển động, sẽ xảy ra một số vấn đề nhỏ. Tại một thời điểm, khoảng 40 dặm/h (64 km/h), lúc này, cả bơm và tuabin đều quay với một vận tốc gần bằng nhau (bơm luôn quay nhanh hơn một chút). Và cũng tại thời điểm này, dầu quay trở lại từ tuabin, đi vào bơm, chuyển động cùng chiều với bơm, do đó, không cần đến stato. Mặc dù tuabin làm thay đổi hướng chuyển động của dầu và làm cho nó văng ra phía sau, dầu vẫn dừng chuyển động theo hướng tuabin đang quay vì tuabin đang quay theo một hướng nhanh hơn dầu được bơm theo một hướng khác. Nếu bạn đang đứng sau một chiếc Pickup chuyển động với tốc độ 60 dặm/h, và bạn ném một quả bóng về đằng sau của chiếc Pickup đó với tốc độ 40 dặm/h, quả bóng vẫn sẽ chuyển động về phía trước với tốc độ 20 dặm/h. Điều này tương tự những gì diễn ra trong tuabin: Dầu bị văng ra phía sau theo một hướng, nhưng không nhanh bằng khi nó bắt đầu chuyển động theo chiều ngược lại. Với các mức tốc độ như vậy, dầu sẽ đập vào các phần sau của các lá stato, làm cho stato quay tự do trên khớp ly hợp một chiều của nó, do đó, nó không gây cản trở cho dầu khi đi qua nó.  Ưu điểm và nhược điểm: 24
  26. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Bên cạnh nhiệm vụ quan trọng là làm cho chiếc xe của bạn dừng hẳn lại mà không chết máy, bộ chuyển đổi momen tạo ra nhiều momen xoắn hơn cho chiếc xe trong những trường hợp cần dừng xe đột ngột (có tác dụng như phanh hãm). Các bộ chuyển đổi momen hiện đại có khả năng tăng momen xoắn cho động cơ gấp 2 hoặc 3 lần. Hiệu ứng này chỉ xảy ra khi động cơ quay nhanh hơn rất nhiều so với hộp số. Ở tốc độ cao, lúc này hộp số và động cơ chuyển động với một vận tốc gần bằng nhau.Tuy nhiên, về mặt lý tưởng, hộp số cần chuyển động với tốc độ chính xác bằng tốc độ của động cơ vì vận tốc khác nhau sẽ gây hao phí công. Đây là một phần nguyên nhân vì sao những chiếc ô tô dùng hộp số tự động tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn những chiếc xe sử dụng hộp số cơ. 25
  27. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 1.2BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG HÀNH TINH Trong các xe lắp hộp số tự động, bộ truyền bánh răng hành tinh điều khiển việc giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc. Bộ truyền bánh răng hành tinh gồm các bánh răng hành tinh, các li hợp và phanh. Bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyền bánh răng hành tinh sau được nối với các li hợp và phanh, là các bộ phận nối và ngắt công suất. Những cụm bánh răng này chuyển đổi vị trí của phần sơ cấp và các phần tử cố định để tạo ra các tỷ số truyền bánh răng khác nhau và vị trí số trung gian. 1.2.1 Cấu tạo: Các bánh răng trong bộ truyền bánh răng hành tinh có 3 loại: bánh răng bao, bánh răng hành tinh và bánh răng mặt trời và cần dẫn. Cần dẫn nối với trục trung tâm của mỗi bánh răng hành tinh và làm cho các bánh răng hành tinh quay xung quanh. Với bộ các bánh răng nối với nhau kiều này thì các bánh răng hành tinh giống như các hành tinh quay xung quanh mặt trời,và do đó chúng được gọi là các bánh răng hành tinh . 26
  28. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Thông thường nhìu bánh răng hành tinh được phối hợp với nhau trong bộ truyền bánh răng hành tinh. 1.2.2 Nguyên lý vận hành: Bằng cách thay đổivị trí đầu vào,đầu ra,phần và các phần tử cố định có thể giảm tốc,đảo chìu nối trực tiếp và tăng tốc. Các nét chính của các hoạt động đó được diễn giải dưới đây: 1. Giảm tốc Đầu vào: Bánh răng bao Đầu ra: Cần dẫn Cố định: Bánh răng mặt trời Khi bánh răng mặt trời bị cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh quay và vận động chung quanh. Do đó trục đầu ra chỉ giảm tốc độ so với trục đầu vào bằng chuyển động quay của bánh răng hành tinh. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn. 3. Đảo chiều: Đầu vào: Bánh răng mặt trời Đầu ra: Bánh răng bao Cố định: Cần dẫn 27
  29. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Khi cần dẫn được cố định ở vị trí và bánh răng mặt trời quay thì bánh răng bao quay trên trục và hướng quay được đảo chiều. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mômen càng lớn. 4. Nối trực tiếp Đầu vào: Bánh răng mặt trời, bánh răng bao Đầu ra: Cần dẫn Do bánh răng bao và bánh răng mặt trời quay cùng nhau với cùng một tốc độ nên cần dẫn cũng quay với cùng tốc độ đó. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mômen càng lớn. 28
  30. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 5. Tăng tốc Đầu vào: Cần dẫn Đầu ra: Bánh răng bao Cố định: Bánh răng mặt trời Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ thì bánh răng hành tinh chuyển động xung quanh bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ. Do đó bánh răng bao tăng tốc trên cơ sở số răng trên bánh răng bao và trên bánh răng mặt trời. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn. 29
  31. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 1.3 PHANH (B1,B2 VÀ B3) 1.3.1.Mô tả Có hai kiểu phần tử cố định phanh: kiểu dải và kiểu nhiều đĩa ướt. Kiểu dải được sử dụng cho phanh B1 và kiểu nhiều đĩa ướt cho phanh B2 và B3. Trong một số hộp số tự động, hệ thống nhiều đĩa ướt còn được sử dụng cho phanh B1. Phanh kiểu dải (B1). Dải phanh được quấn vòng lên đường kính ngoài của trống phanh. Một đầu của dải phanh được hãm chặt vào vỏ hộp số bằng một chốt, còn đầu kia tiếp xúc với píttông phanh qua cần đẩy píttông chuyển động bằng áp suất thuỷ lực. Pít tông phanh có thể chuyển động trên cần đẩy píttông nhờ việc nén các lò xo. Người ta bố trí các cần đẩy pít tông có hai chiều dài khác nhau để có thể điều chỉnh khe hở giữa dải phanh và trống phanh. 30
  32. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 1.3.2 Hoạt động của phanh dải (B1): Khi áp suất thuỷ lực tác động lên pít tông thì pít tông di chuyển sang phía trái trong xi lanh và nén các lò xo. Cần đẩy pít tông chuyển sang bên trái cùng với pít tông và đẩy một đầu của dải phanh. Do đầu kia của dải phanh bị cố định vào vỏ hộp số nên đường kính của dải phanh giảm xuống và dải phanh xiết vào trống làm cho nó không chuyển động được. Tại thời điểm này, sinh ra một lực ma sát lớn giữa dải phanh và trống phanh làm cho trống phanh hoặc một phần tử của bộ truyền bánh răng hành tinh không thể chuyển động được. Khi dầu có áp suất được dẫn ra khỏi xi lanh thì pít tông và cần đẩy pít tông bị đẩy ngược lại do lực của lò xo ngoài và trống được dải phanh nhả ra. Ngoài ra, lò xo trong có hai chức năng: để hấp thu phản lực từ trống phanh và để giảm va đập sinh ra khi dải phanh xiết trống phanh. 1.3.2 .Phanh kiểu nhiều đĩa ướt (B2 và B3): Phanh B2 hoạt động thông qua khớp một chiều số 1 để ngăn không cho các bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. Các đĩa ma sát được gài bằng then hoa vào vòng lăn ngoài của khớp một chiều số 1 và các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số. Vòng lăn trong của khớp một chiều số 1 (các bánh răng mặt trời trước và sau) 31
  33. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT được thiết kế sao cho khi quay ngược chiều kim đồng hồ thì nó sẽ bị khoá, nhưng khi quay theo chiều kim đồng hồ thì nó có thể xoay tự do. Mục đích của phanh B3 là ngăn không cho cần dẫn sau quay. Các đĩa ma sát ăn khớp với moay ơ B3 của cần dẫn sau. Moay ơ B3 và cần dẫn sau được bố trí liền một cụm và quay cùng nhau. Các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số. 1.3.3 Hoạt động của phanh kiểu nhiều đĩa ướt (B2 và B3): Khi áp suất thuỷ lực tác động lên xi lanh pít tông sẽ dịch chuyển và ép các đĩa thép và đĩa ma sát tiếp xúc với nhau. Do đó tạo nên một lực ma sát lớn giữa mỗi đĩa thép và đĩa ma sát. Kết quả là cần dẫn hoặc bánh răng mặt trời bị khoá vào vỏ hộp số. Khi dầu có áp suất được xả ra khỏi xi lanh thì pít tông bị lò xo phản hồi đẩy về vị trí ban đầu của nó và làm nhả phanh. 32
  34. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 1.4 LI HỢP: (C1 VÀ C2) 1.4.1 Cấu Tạo: C1 và C2 là các li hợp nối và ngắt công suất. Ly hợp C1 hoạt động để truyền công suất từ bộ biến mô tới bánh răng bao trước qua trục sơ cấp. Các đĩa ma sát và đĩa thép được bố trí xen kẽ với nhau. Các đĩa ma sát được nối bằng then với bánh răng bao trước và các đĩa thép được khớp nối bằng then với tang trống của li hợp số tiến. Bánh răng bao trước được lắp bằng then với bích bánh răng bao, còn tang trống của li hợp số tiến được lắp bằng then với moay ơ của li hợp số truyền thẳng. Ly hợp C2 truyền công suất từ trục sơ cấp tới tang của li hợp truyển thẳng (bánh răng mặt trời). Các đĩa ma sát được lắp bằng then với moay ơ của li hợp truyền thẳng còn các đĩa thép được lắp bằng then với tang trống li hợp truyền thẳng. Tang trống li hợp truyền thẳng ăn khớp với tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời và tang trống này lại được 33
  35. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT ăn khớp với các bánh răng mặt trời trước và sau. Kết cấu được thiết kế sao cho ba cụm đĩa ma sát, đĩa thép và các tang trống quay cùng với nhau 1.4.2 Hoạt động: 1. Ăn khớp (C1) Khi dầu có áp suất chảy vào trong xi lanh pít tông, nó sẽ đẩy viên bi van của pít tông đóng kín van một chiều và làm pít tông di động trong xi lanh và ép các đĩa thép tiếp xúc với các đĩa ma sát. Do lực ma sát lớn giữa các đĩa thép và đĩa ma sát nên các đĩa thép dẫn và đĩa ma sát bị dẫn quay cùng một tốc độ. Có nghĩa là li hợp được ăn khớp, trục sơ cấp được nối với bánh răng bao,và công suất từ trục sơ cấp được truyền tới bánh răng bao. 34
  36. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 2.Nhả khớp (C1): Khi dầu có áp suất được xả thì áp suất dầu trong xi lanh giảm xuống. Điều này cho phép viên bi rời khỏi van một chiều nhờ lực li tâm tác động lên nó,và dầu trong xi lanh được xả ra ngoài qua van một chiều. 35
  37. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 1.5 Li hợp triệt tiêu áp suất dầu thuỷ lực li tâm Trong cơ cấu của một li hợp thông thường để ngăn cản sự sinh ra áp suất do lực li tâm tác động lên dầu trong buồng áp suất dầu của pít tông khi nhả li hợp, người ta bố trí một viên bi một chiều để xả dầu. Do đó, trước khi có thể tác động tiếp vào li hợp cần có thời gian để dầu điền đầy buồng áp suất dầu của pít tông. Trong khi chuyển số, ngoài áp suất do thân van kiểm soát, thì áp suất tác động lên dầu trong buồng áp suất dầu của pít tông cũng có ảnh hưởng, mà áp suất này lại phụ thuộc vào sự dao động tốc độ của động cơ. Để triệt tiêu ảnh hưởng này người ta bố trí đối diện với buồng áp suất thuỷ lực của pít tông một khoang triệt tiêu áp suất dầu thuỷ lực. Bằng việc sử dụng dầu bôi trơn như dầu dùng cho trục thì một lực li tâm tương đương sẽ tác động, làm triệt tiêu lực li tâm tác động lên bản thân pít tông. Vì vậy, không cần phải xả chất lỏng bằng cách dùng viên bi mà vẫn đạt được một đặc tuyến thay đổi tốc độ êm và rất nhạy. 36
  38. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 2.1 MẠCH ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC: Mô tả: Các ly hợp và phanh vận hành bộ truyền bánh răng hành tinh làm việc nhờ áp suất thủy lực,bộ điều khiển thủy lực sinh ra và điều chỉnh áp suất thủy lực này và thay đổi các đường dẫn nó hình vẽ bên trái thể hiện mạch thủy lực của hộp số kiểu A140E. Áp suất thủy lực vận hành qua nhiều đường dẫn áp suất thủy lực khác nhau. Gợi ý: Nếu ắc quy chết vẫn có thể khởi động động cơ của các xe có hộp số thường bằng cách đẩy,khởi động cho xe nổ máy.nhưng với các xe có hộp số tự động thì điều này là không thể thực hiện được. Trong khi đẩy khởi động do bơm dầu không hoạt động nên không có áp suất thủy lực để vận hành bộ truyền bánh răng hành tinh nói cách khác công suất của bánh răng không được truyền tới động cơ. 37
  39. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Sơ đồ triển khai mạch thủy lực: 38
  40. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Bộ điều khiển thủy lực có chức năng sau: - Tạo ra áp suất thuỷ lực Bơm dầu có chức năng tạo ra áp suất thuỷ lực. Bơm dầu tạo ra áp suất thuỷ lực cần thiết cho hoạt động của hộp số tự động bằng việc dẫn động vỏ bộ biến mô (động cơ). - Điều chỉnh áp suất thuỷ lực Áp suất thuỷ lực tạo ra từ bơm dầu được điều chỉnh bằng van điều áp sơ cấp.Ngoài ra, van bướm ga cũng tạo ra áp suất thuỷ lực thích hợp với công suất phát ra của động cơ. - Chuyển số: Khi ly hợp và phanh của bộ truyền bánh răng hành tinh được đưa vào vận hành thì việc chuyển các số được thực hiện. Đường dẫn dầu được tạo ra tuỳ thuộc vào vị trí chuyển số do van điều khiển thực hiện. Khi tốc độ xe tăng thì các tín hiệu được chuyển tới các van điện từ từ ECU động cơ & ECT. Các van điện từ sẽ vận hành các van chuyển số để chuyển các số tốc độ. Các ly hợp và phanh vận hành bộ truyền bánh răng hành tinh làm việc nhờ áp suất thuỷ lực. Bộ điều khiển thuỷ lực sinh ra và điều chỉnh áp suất thuỷ lực này và thay đổi các đường dẫn nó. Cấu tạo chung: Các bộ phận chính của bộ điều khiển thuỷ lực gồm: Bơm dầu, Thân van, Van điều áp sơ cấp, Van điều khiển, Van chuyển số, Van điện từ, Van bướm ga. 39
  41. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT a) Bơm dầu: Bơm dầu được dẫn động từ bộ biến mô để cung cấp áp suất thuỷ lực cần thiết cho sự vận hành của hộp số tự động. Trong hộp số tự động thường dùng bơm dầu bánh răng ăn khớp trong đặt sau bộ biến mô. b) Thân van: Thân van bao gồm: thân van trên và thân van dưới. Thân van giống như một mê cung gồm rất nhiều đường dẫn để dầu hộp số chảy qua. Rất nhiều van được lắp vào các đường dẫn đó, trong các van có áp suất thuỷ lực điều khiển và chuyển mạch chất lỏng từ đường dẫn này sang đường dẫn khác. Thông thường, thân van có chứa các van: 40
  42. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT - Van điều áp sơ cấp - Van điều khiển - Van chuyển số (1-2, 2-3, 3-4) - Van điện từ (số 1, số 2) - Van bướm ga, Số lượng van phụ thuộc vào kiểu xe. Một số kiểu xe có các loại van khác vớicác van nêu trên. c) Van điều áp sơ cấp: Chức năng: Van điều áp sơ cấp điều chỉnh áp suất thuỷ lực (áp suất cơ bản) tới từng bộ phận phù hợp với công suất động cơ để tránh tổn thất công suất bơm. Hoạt động Khi áp suất thuỷ lực từ bơm dầu tăng thì lò xo van bị nén, và đường dẫn dầu ra cửa xả được mở, và áp suất dầu cơ bản được giữ không đổi. Ngoài ra, một áp suất bướm ga cũng được điều chỉnh bằng van, và khi góc mở của bướm ga tăng lên thì áp suất cơ bản tăng để ngăn không cho ly hợp và phanh bị trượt. 41
  43. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT d) Van điều khiển: Van điều khiển được nối với cần chuyển số bằng thanh nối hoặc cáp. Khi thay đổi vị trí của cần chuyển số sẽ chuyển mạch đường dẫn dầu của van điều khiển và cho dầu hoạt động trong từng vị trí chuyển số e) Van chuyển số: Chức năng: Ta chuyển số bằng cách thay đổi sự vận hành của các ly hợp và phanh. Các van chuyển số chuyển mạch đường dẫn dầu làm cho áp suất thuỷ lực tác động lên các phanh và ly hợp. Hoạt động: Van chuyển số thực hiện việc đóng (hoặc cắt) các đường dầu tới các ly hợp và phanh dưới sự điều khiển của các van điện từ. Nhờ đó mà làm thay đổi tỷ số truyền của hộp số. 42
  44. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT g) Van điện từ: Van điện từ hoạt động nhờ các tín hiệu từ ECU động cơ & ECT để vận hành các van chuyển số và điều khiển áp suất thuỷ lực. Có hai loại van điện từ. Một van điện từ chuyển số mở và đóng các đường dẫn dầu theo các tín hiệu từ ECU. Một van điện từ tuyến tính điều khiển áp suất thuỷ lực tuyến tính theo dòng điện phát đi từ ECU. Các van điện từ chuyển số được sử dụng để chuyển số và các van điện từ tuyến tính được sử dụng cho chức năng điều khiển áp suất thuỷ lực. h) Van bướm ga: Van bướm ga tạo ra áp suất bướm ga tuỳ theo góc độ của bàn đạp ga thông qua cáp bướm ga và cam bướm ga. Áp suất bướm ga tác động lên van điều áp sơ cấp, và như vậy sẽ điều chỉnh áp suất cơ bản theo độ mở của van bướm ga. Một số kiểu xe điều khiển áp suất bướm ga bằng một van điện từ tuyến tính (SLT) thay cho van bướm ga. Các kiểu xe như vậy điều khiển áp suất bướm ga bằng ECU động cơ & ECT chuyển các tín hiệu tới van điện từ tuyến tính theo các tín hiệu từ cảm biến vị trí van bướm ga. i) Các van khác: 43
  45. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Van rơle khoá biến mô và van tín hiệu khoá biến mô Các van này đóng-mở khoá biến mô. Van rơ-le khoá biến mô đảo chiều dòng dầu thông qua bộ biến mô theo một áp suất tín hiệu từ van tín hiệu khoá biến mô. Khi áp suất tín hiệu tác động lên phía dưới của van rơle khoá biến mô thì van rơle khoá biến mô được đẩy lên. Điều này làm mở đường dẫn dầu sang phía sau của li hợp khoá biến mô và làm cho nó hoạt động. Nếu áp suất tín hiệu bị cắt thì van rơle khoá biến mô bị đẩy xuống phía dưới do áp suất cơ bản và lực lò xo tác động lên đỉnh van rơle, và sẽ mở đường dẫn dầu vào phía trước của li hợp khoá biến mô làm cho nó được nhả ra. Van điều áp thứ cấp: Van này điều chỉnh áp suất bộ biến mô và áp suất bôi trơn. Sự cân bằng của hai lực này điều chỉnh áp suất dầu của bộ biến mô và áp suất bôi trơn. Áp suất bộ biến mô được cung cấp từ van điều áp sơ cấp và được truyền tới van rơle khoá biến mô. 44
  46. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Van ngắt giảm áp: Van này điều chỉnh áp suất ngắt giảm áp tác động lên van bướm ga, và được kích hoạt do áp suất cơ bản và áp suất bướm ga. Tác động áp suất ngắt giảm áp lên van bướm ga bằng cách này sẽ làm giảm áp suất bướm ga để ngăn ngừa tổn thất công suất không cần thiết từ bơm dầu. Van điều biến bướm ga: Van này tạo ra áp suất điều biến bướm ga. Áp suất điều biến bướm ga hơi thấp hơn so với áp suất bướm ga khi van bướm ga mở to. Việc này làm cho áp suất điều biến bướm ga tác động lên van điều áp sơ cấp để cho các thay đổi của áp suất cơ bản phù hợp hơn với công suất phát ra của động cơ. 45
  47. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Bộ tích năng: Bộ tích năng hoạt động để giảm chấn động khi chuyển số.Có sự khác biệt về diện tích bề mặt của phía hoạt động và phía sau của piston bộ tích năng. Khi áp suất cơ bản từ van điều khiển tác động lên phía hoạt động thì píttông từ từ đi lên và áp suất cơ bản truyền tới các ly hợp và phanh sẽ tăng dần. Một vài kiểu điều khiển áp suất thuỷ lực tác động lên bộ tích năng bằng một van điện từ tuyến tính để quá trình chuyển số được êm dịu hơn. Van điều tốc: Trong các hộp số tự động điều khiển thuỷ lực hoàn toàn, một van điều tốc được sử dụng để phát hiện tốc độ xe. Van điều tốc tạo ra áp suất điều tốc phù hợp với tốc độ quay của trục thứ cấp. Tốc độ xe cần có cho việc chuyển số được xác định thông qua mức áp suất điều tốc. 46
  48. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT B. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỘP SỐ: Khi xe chạy với tốc độ nào đó thì người lái đạp bàn đạp chân ga áp suất chuẩn p0 được tạo ra đi vào van ga và van ly tâm, van số của hộp số khi đó ở van ga người điều khiển đạp bàn đạp ga làm cho van ga mở ra tạo áp suất p1 đi vào van của hộp số ở van ly tâm tốc độ xe sẽ làm cho van mở cho ta áp suất p2 đi vào van lúc này có sự so sánh p1 và p2 tùy thuộc vào áp suất lớn hơn lúc đó piston sẽ mở cửa cho áp suất chuẩn đi vào côn và thực hiện đi số. Trường hợp p1 > p2: lúc piston sẽ di chuyển sang trái và áp suất chuẩn p0 sẽ vào côn thứ 2 thực hiện đi số. Trường hợp p1 < p2 lúc piston sẽ di chuyển sang phải và áp suất chuẩn p0 sẽ vào côn thứ 3 thực hiện đi số. Trạng thái cụ thể: 47
  49. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT  Số 1 Momen được truyền theo chiều: Trục chính → bánh răng quay không → trục trung gian→ côn thứ 1 → bánh răng thứ 2 → trục chính truyền lực cuối cùng. Momen được truyền qua bộ biến mô đến trục chính sau đó đến bánh rang quay long không đến trục trung gian qua côn thứ nhất và côn giữ thứ nhất đến trục trung gian qua bộ truyền lực cuối cùng đến bộ vi sai bánh xe.  Số R 48
  50. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Momen được truyền từ động cơ thông qua côn thứ 4 qua cặp bánh rang nghịch đảo làm quay ngược chiều quay qua trục trung gian đến bộ truyền lực cuối cùng và ra vi sai. Momen được truyền: Trục chính→ côn thứ 4→ bánh răng ngịch đảo→ trục trung gian→ truyền lực cuối cùng.  Số 2 Momen từ động cơ truyền qua trục chính đến cặp bánh răng quay không sau đó truyền đến bánh rang thứ 2 của trục trung gian thông qua côn thứ 2 sau đó truyền đến bánh răng truyền lực cuối cùng rồi momen truyền ra bánh xe thong qua bộ vi sai. Momen truyền lực: Trục chính→ bánh răng lồng không→ bánh răng quay không → côn thứ 2→ bánh răng thứ 2 → trục trung gian truyền lực cuối cùng.  Số D Momen được truyền từ bộ biến mô đến cặp bánh răng quay không sau đó truyền đến bánh răng thứ nhất của trục trung gian thông qua côn thứ nhất sau đó lực được truyền đến bộ truyền lực cuối cùng và ra bánh xe thông qua bộ vi sai. 49
  51. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT  Số N Áp suất thủy lực không tác dụng đến các bộ côn momen của động cơ không được truyền đến các trục.  Số P Áp suất thủy lực không tác dụng đến các bộ côn vì thế momen không được truyền đến các trục. Các trục bị khó bởi chốt phanh các bánh răng quay không không được ăn khớp với nhau. HỘP SỐ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐIỆN TỬ (ECU, ECT) ECU động cơ & ECT điều khiển thời điểm chuyển số và khóa biến mô bằng cách điều khiển các van điều khiển thủy lực để duy trì điều kiện lái tối ưu với việc dung các tín hiệu từ các cảm biến và các công tác lắp trên động cơ và hộp số tự động. Ngoài ra ECU còn có chức năng chuẩn đoán và an toàn khi một cảm biến bị hỏng. 50
  52. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Sơ đồ khái quát chung của hộp số tự động điều khiển bằng điện tử 51
  53. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT ECU động cơ & ECT thực hiện các điều khiển sau đây:  Điều khiển thời điểm chuyển số  Điều khiển khoá biến mô linh hoạt Các điều khiển khác xe dùng ECT có thể lái một cách êm dịu và thuận tiện nhờ các điều khiển trên. 1. Điều khiển thời điểm chuyển số ECU động cơ & ECT đã lập trình vào trong bộ nhớ của nó về phương thức chuyển số tối ưu cho một vị trí cần số và mỗi chế độ lái.Trên cơ sở phương thức chuyển số, ECU sẽ Bật hoặc Tắt các van điện từ theo tín hiệu tốc độ xe từ cảm biến tốc độ xe, tín hiệu góc mở bướm ga từ cảm biến vị trí bướm ga và các tín hiệu khác của các cảm biến, công tắc.Với cách như vậy, ECU vận hành từng van điện từ, mở hoặc đóng các đường dẫn dầu vào các li hợp và phanh, cho phép hộp số chuyển số lên hoặc xuống. Sơ đồ điều khiển số Khi xe đang chạy, có thể đánh giá được là hộp số tự động có hỏng hóc hay không bằng việc theo dõi sự phù hợp của các điểm chuyển số với sơ đồ chuyển số tự động. Quan hệ giữa tốc độ xe và số của hộp số thay đổi theo góc mở của bμn đạp ga thậm chí trong cùng một số tốc độ của xe. Khi lái, trong khi vẫn giữ độ mở của bàn đạp ga 52
  54. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT không đổi, tốc độ xe tăng lên và hộp số được huyển lên số trên. Khi bàn đạp ga được nhả ra ở điểm A trong hình bên trái và độ mở của bàn đạp ga đạt điểm B, thì hộp số sẽ chuyển từ số 3 lên số O/D. Ngược lại, nếu 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. Đồ thị khi xe chuyển số Khi nhiệt độ nước làm mát thấp thì hộp số không chuyển lên số O/D. 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 kể ở số nào. Khoảng này được gọi là độ trễ. Độ trễ là một đặc tính được thiết kế cho mọi hộp số tự động để ngăn không cho hộp số chuyển số lên và xuống quá thường xuyên. Sự điều khiển thời điểm chuyển số khác nhau 53
  55. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT tuỳ theo chế độ của công tắc chọn phuơng thức lái. ECU xác định phương thúc áp dụng và điều khiển thời điểm chuyển số. Đồ thị khi chuyển số Đối với chế độ tăng tốc, điểm chuyển số và điểm khoá biến mô được đặt ở một tốc độ động cơ cao hơn so với chế độ bình thừờng, nó cho phép lái xe thể thao với tốc độ động cơ cao hơn. 2. Điều khiển khoá biến mô 54
  56. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Sơ đồ khối điều khiển Khóa Biểu Mô ECU động cơ & ECT đã lặp trình trong bộ nhớ của nó một phương thức vận hành li hợp khoá biến mô cho từng chế độ lái. Trên cơ sở phương thức khoá biến mô này ECU sẽ Bật hoặc Tắt van điện từ tuỳ thuộc vào các tín hiệu tốc độ xe và các tín hiệu mở bướm ga. ECU sẽ bật van điện từ để vận hành hệ thống khoá biến mô nếu 3 điều kiện sau đây đồng thời tồn tại:  Xe đang chạy ở số 2 hoặc số 3 hoặc ở số O/D (dãy ”D”).  Tốc độ xe bằng hoặc cao hơn tốc độ quy định và góc mở bớm ga bằng hoặc lớn hơn trị số quy định.  ECU không nhận được tín hiệu huỷ hệ thống khoá biến mô. ECU điều khiển thời điểm khoá biến mô nhằm giảm chấn trong khi chuyển số. Nếu hộp số chuyển số lên hoặc xuống trong khi hệ thống khoá biến mô đang hoạt động thì ECU sẽ huỷ tác động của hệ thống khoá biến mô. Điều này giúp cho việc giảm chấn khi chuyển số. Sau khi việc chuyển số lên hoặc xuống được hoàn tất thì ECU sẽ tái kích hoạt 55
  57. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT hệ thống khoá. Tuy nhiên, ECU sẽ buộc phải huỷ sự khoá biến mô trong các điều kiện sau:  Công tắc đèn phanh chuyển sang “ON”.  Các tiếp điểm IDL của cảm biến vị trí bướm ga đóng.  Nhiệt độ nước lám mát thấp hơn một nhiệt độ nhất định.  Tốc độ xe tụt xuống khoảng 10 km/giờ hoặc thấp hơn so với tốc độ đã định trong khi hệ thống điều khiển chạy xe tự động vẫn đang hoạt động. 3. Điều khiển khoá biến mô linh hoạt Hệ thống li hợp khoá biến mô linh hoạt mở rộng phạm vi hoạt động của khoá biến mô bằng cách ổn định và giữ một độ trượt nhẹ của li hợp khoá biến mô để nâng cao mức tiết kiệm nhiên liệu. Sơ đồ điều khiển khóa biểu mô linh hoạt ECU động cơ & ECT quyết định phạm vi hoạt động của khoá biến mô linh hoạt từ góc mở bướm ga và tốc độ xe, sau đó ECU phát một tín hiệu tới van điện từ tuyến tính (SLU). Ngoài ra, ECU còn sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ động cơ vμ tốc độ đầu vào hộp số để phát hiện sự chênh lệch giữa tốc độ bánh bơm bộ biến mô và tốc độ bánh tua-bin. Điều này tạo ra sự điều khiển phản hồi để tối ưu hoá việc phân bổ truyền công suất của bộ biến mô (truyền công suất qua dầu) và li hợp khoá biến mô. 56
  58. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 4. Các điều khiển khác Sơ đồ khối điều khiển áp suất cơ bản 4.1 Điều khiển tối ưu áp suất cơ bản ECT dùng cảm biến vị trí bướm ga để phát hiện góc mở bàn đạp ga (tải) và điều khiển áp suất cơ bản. Áp suất cơ bản được điều khiển nhờ một van điện từ tuyến tính (SLT). Thông qua việc sử dụng van điện từ tuyến tính (SLT), áp suất cơ bản được điều khiển một cách tối ưu phù hợp với thông tin về mômen của động cơ, cũng như với các điều kiện vận hành bên trong của bộ biến mô và hộp số. Theo đó, áp suất cơ bản có thể được điều khiển chính xác theo công suất của động cơ, điều kiện di chuyển và nhiệt độ của ATF, do đó thực hiện các đặc tính chuyển số êm và tối ưu hoá tải trọng làm việc của bơm dầu. Để điều khiển áp suất cơ bản một số kiểu xe sử dụng cáp bướm ga theo cách giống như hộp số tự động điều khiển thuỷ lực hoàn toàn. 4.2. Điều khiển tối ưu áp suất li hợp Van điện từ tuyết tính (SLT) được sử dụng để điều khiển tối ưu áp suất li hợp. ECU giám sát các tín hiệu từ các loại cảm biến khác nhau như cảm biến tốc độ đầu vào tua-bin, 57
  59. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT cho phép van điện từ tuyến tính (SLT) điều khiển một cách sát sao áp suất li hợp theo công suất động cơ và các điều kiện lái. Kết quả là các đặc tính chuyển số êm được thực hiện. S Khối tối ưu áp suất ly hợp 4.3. Điều khiển áp suất từ li hợp tới ECU Khi hộp số tự động chuyển số thì áp suất thuỷ lực được xả ra từ một phần tử và được sử dụng cho phần tử khác. Sự điều khiển áp suất từ li hợp tới li hợp được thiết kế để làm cho quá trình này diễn ra được êm. Việc điều khiển này là: ECU phát một tín hiệu tới van điện từ tuyến tính (SLT) và áp suất thuỷ lực tác động lên phía đối áp của bộ tích năng được tối ưu hoá. 4.4. Điều khiển mômen động cơ Việc ăn khớp của các li hợp và phanh của bộ truyền bánh răng hành tinh trong hộp số được điều khiển một cách trơn chu bằng cách làm chậm thời điểm đánh lửa của động cơ khi hộp số đang được lên số hoặc xuống số. 58
  60. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Khi ECU quyết định thời điểm chuyển số theo các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, nó sẽ kích hoạt các van điện từ điều khiển chuyển số để thực hiện chuyển số. Khi việc chuyển số bắt đầu thì ECU làm muộn thời điểm đánh lửa động cơ để giảm mômen động cơ. Kết quả là lực lμm ăn khớp các li hợp và phanh của bộ truyền bánh rang hành tinh bị yếu đi, việc chuyển số sẽ được êm. 4.5. Chống chúi xe khi chuyển từ "N" sang"D" Khi hộp số được chuyển từ vị trí “N” sang vị trí “D” thì hệ thống chống chúi xe ngăn không cho nó chuyển trực tiếp chuyển về số 1 bằng cách chuyển sang số 2 hoặc 3, sau đó mới lùi số về số 1. Việc này nhằm giảm chấn động chuyển số và hiện tượng chúi xe. 59
  61. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Chức năng điều khiển chống chúi xe chỉ hoạt động khi tất cả các điều kiện sau đây đồng thời tồn tại.  Xe được dừng lại.  Công tắc đèn phanh ở “ON”.  Hộp số được chuyển từ vị trí “N” sang “D”.  Nước làm mát được làm ấm lên. 4.6. Điều khiển chuyển số khi lên dốc/xuống dốc Trong một hộp số tự động thông thường khi tăng tốc/ giảm tốc trên dốc thì việc chuyển số diễn ra thường xuyên tuỳ thuộc vào các điều kiện ảnh hưởng tới sự lái xe êm dịu. Để thực hiện điều khiển chuyển số khi lái lên dốc/ xuống dốc, thì ECU động cơ & ECT sử dụng cảm biến vị trí bớm ga và các tín hiệu cảm biến tốc độ để chọn vị trí số tối ưu. 60
  62. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Khi ECU xác định leo dốc thì việc chuyển lên số O/D bị hạn chế để việc lái được êm. Ngoài ra, khi ECU xác định xuống dốc có hoạt động của phanh, hộp số được chuyển xuống số 3 và phanh bằng động cơ hoạt động. Việc leo dốc và xuống dốc được quyết định bằng việc so sánh gia tốc thực tế được Tính toán từ tín hiệu cảm biến tốc độ với gia tốc tiêu chuẩn được lưu trong bộ nhớ của ECU, ABS. 61
  63. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 5. Hoạt Động Khi Chuyển Số Của Bánh Răng Hành Tinh 1.Số 1 (1)Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước theo chiều kim đồng hồ nhờ C1. 62
  64. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT (2)Bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh trước quay và chuyển động xung quanh làm cho bánh răng mặt trời quay ngược chiều kim đồng hồ. (3)Trong bánh răng hành tinh sau, cần dẫn sau được F2 cố định, nên bánh răng mặt trời làm cho bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau quay theo chiều kim đồng hồ thông qua bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh sau. (4)Cần dẫn trước và bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau làm cho trục thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ. Bằng cách này tạo ra được tỷ số giảm tốc lớn. Ngoài ra, ở dãy "L", B3 hoạt động và phanh bằng động cơ sẽ hoạt động. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn. 2.Số 2 (1)Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao cảu bộ truyền hành tinh trước theo chiều kim đồng hồ nhờ C1. 63
  65. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT (2)Do bánh răng mặt trời bị B2 và F1 cố định nên công suất không được truyền tới bộ truyền bánh răng hành tinh sau. (3)Cần dẫn trước làm cho trục thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ. Tỷ số giảm tốc thấp hơn so với số 1. Ngoài ra, ở dãy "2", B1 hoạt động và phanh bằng động cơ hoạt động. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn. 3.Số 3 (1)Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ hành tinh trước theo chiều kim đồng hồ nhờ C1, và đồng thời làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ nhờ C2. (2)Do bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước và bánh răng mặt trời quay với nhau cùng một tốc độ nên toàn bộ truyền bánh răng hành tinh cũng quay với cùng tốc độ và công suất được dẫn từ cần dẫn phía trước tới trục thứ cấp. Khi gài số ba, tỉ số giảm tốc là 1. Tuy ở số 3 tại dãy "D" phanh động cơ có hoạt động, nhưng do tỉ số giảm tốc là 1 lực phanh động cơ tương đối nhỏ. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn. 4.Số lùi (1)Trục sơ cấp làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ nhờ C2 (2) Ở bộ truyền bánh răng hành tinh sau do cần dẫn sau bị B3 cố định nên bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau quay ngược chiều kim đồng hồ thông qua bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh sau, và trục thứ cấp được quay ngược chiều kim đồng hồ. Bằng cách này, trục thứ cấp được quay ngược lại, và xe lùi với một tỉ số giảm tốc lớn. 64
  66. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Việc phanh bằng động cơ xảy ra khi hộp số tự động được chuyển sang số lùi, vì số lùi không sử dụng khớp một chiều để truyền lực dẫn động. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn. Dãy "P" hoặc "N"  Khi cần số ở "N" hoặc "P" thì li hợp số tiến (C1) và li hợp truyền thẳng (C2) không hoạt động, vì vậy công suất từ trục thứ cấp không được truyền tới trục dẫn động bộ vi sai. 65
  67. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT  Ngoài ra, khi cần số ở "P" vấu hãm của khoá phanh đỗ sẽ ăn khớp với bánh răng đỗ xe mà bánh răng này được nối với trục dẫn động bộ vi sai bằng then nên ngăn không cho xe chuyển động. 66
  68. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT CHƯƠNG 3 : ĐÁNH GIÁ VÀ SO SÁNH VỀ MẶT ĐỘNG HỌC 2 LOẠI HỘP SỐ THƯỜNG GẶP Ô tô cần phải có hộp số là vì đặc tính vật lý của động cơ đốt trong. Thứ nhất, bất kỳ động cơ nào cũng có giới hạn “kịch kim” – đó là giới hạn của tua máy mà động cơ không thể vượt qua nếu không muốn nổ tung. Hộp số cho phép sự thay đổi tỷ số truyền giữa động cơ và bánh dẫn động khi xe tăng giảm tốc. Bạn thay đổi số để cho động cơ luôn ở dưới mức giới hạn và dao động trong giải tua máy tối ưu Hộp số tự động Hộp số sàn 67
  69. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 1. Hộp Số Tự Động Hộp số tự động ra đời năm 1940 tại Mỹ. Ban đầu các kỹ sư sử dụng khớp nối thủy lực đơn thuần. Đến năm 1948, biến tốc thủy lực được đưa vào sử dụng cho hộ số tự động. Đến nay hầu hết các loại xe hiện đại đều được sử dụng hộp số tự động, mặc dù vẫn còn nhiều tranh cãi về mức tiêu hao nhiên liệu so với số sàn. So sánh với số sàn thì thấy số tự động có những ưu điểm như tự động đổi số, mô- men được truyền liên tục, động lực không bị ngắt quãng. Thích nghi với mọi loại đường, điều khiển dễ dàng, an toàn thoải mái cho người sử dụng; tải trọng động nhỏ, tuổi thọ chi tiết cao. Nhược điểm là kết cấu phức tạp, giá thành cao, và khó sửa chữa. 68
  70. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Nguyên lý truyền động giống như ta để hai quạt điện đối đầu (hình 3), cái này quay thì cái kia sẽ quay. Trục động cơ truyền chuyển động đến bánh bơm quay với vận tốc nB và mô-men MB. Thông qua vỏ biến tốc, bánh bơm quay dẫn động cánh tua-bin quay với vận tốc nT với mô men MT, truyền chuyển động đến trục thứ cấp. Hộp số tự động có khá nhiều ký hiệu như P - Số dừng xe (khóa cầu). Khi để số này động cơ vận hoạt động nhưng xe không chạy (chú ý khi dừng hẳn xe mới vào số P); R- Số lùi; N - Số không, khi để số này có thể kéo đẩy xe, nên khi để số N dừng xe trên đường chú ý kéo phanh tay; D- số tự động để xe chạy về phí trước tùy theo điều kiện tốc độ nó sẽ là 1, 2, 3, 4, 5 69
  71. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT 2. Hộp Số Sàn 70
  72. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Trong hệ thống truyền lực của ô tô, hộp số có tác dụng tăng mô men quay khi khởi hành và leo dốc, truyền lực đến các bánh xe ở tốc độ cao khi đang chạy với tốc độ lớn và đặc biệt giúp chiếc xe của bạn có thể lùi được. Vai trò của hộp số trong hệ thống truyền lực Theo lý thuyết động cơ đốt trong thì động cơ chỉ sinh công và mô men xoắn tối đa ở dải tua máy hẹp. Ví dụ, công suất động cơ cực đại ở vòng tua 5.500 vòng/phút. Hộp số cho phép tỉ số truyền của động cơ và cầu dẫn động thay đổi khi xe tăng và giảm tốc độ. Bạn thay đổi số để động cơ luôn làm việc ở dưới điểm tới hạn và hoạt động gần với vòng tua lý tưởng nhất. Điều đó lý giải sự cần thiết khi chuyển số. 71
  73. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Tỷ số truyền Tỷ số giữa số răng bánh răng bị động với số răng bánh răng chủ động, hay số vòng quay trục chủ động với số vòng quay trục bị động gọi là tỷ số truyền. 72
  74. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Tỷ số truyền = số răng của bánh răng bị động (nằm trên trục thứ cấp)/số răng của bánh răng chủ động (nằm trên trục trung gian). Nếu bánh răng bị động có 38 răng và bánh răng chủ động có 12 răng, thì tỷ số truyền giảm tốc của số 1 là 38/12 = 3,166. Ở vị trí tay số số 1 còn gọi là số số thấp, đó là một tỷ số truyền lớn. Điều này làm giảm vận tốc ở trục ra nhưng lại làm gia tăng lực vòng và xe có thể tăng tốc một cách dễ dàng ngay cả khi tốc độ động cơ chậm và trong tình trạng công suất thấp. Khi trục sơ cấp truyền chuyển động quay và mômen quay cho trục thứ cấp, tốc độ quay sẽ giảm xuống và mômen quay sẽ tăng lên theo tỷ số truyền giảm tốc của các bánh răng này. Khi đó Mômen đầu thứ cấp = Mômen đầu sơ cấp x Tỷ số truyền và Số vòng quay đầu sơ cấp = Số vòng quay đầu thứ cấp x Tỷ số truyền. Điều này cho thấy rằng tỷ số truyền càng lớn thì mômen quay càng tăng, còn số vòng quay càng giảm. Nghĩa là xe có thể chạy ở tốc độ càng cao khi tỷ số truyền càng nhỏ, mặc dù lực truyền động giảm xuống. Ở số cao tỷ số truyền thường là 1:1, trục ra hộp số quay cùng một vận tốc với trục khuỷu động cơ, không có sự gia tăng lực vòng nên xe chạy nhanh hơn. 3. Đánh giá và so sánh về mặt động học 2 loại hộp số 73
  75. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Hộp số sàn Hộp số dùng để thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi moment xoắn ở các bánh xe chủ động của ô tô, đồng thời thay đổi tốc độ chạy xe phù hợp với sức cản bên ngoài. Để cho xe có thể chuyển động, nó phải thắng được các sức cản trong khi chuyển động. Hộp số tự động Có 3 sức cản chính sau đây: Sức cản lăn: Sức cản lăn thấp trên đường được trải nhựa và cao trên đường xấu. Sức cản gió: Thấp khi tốc độ thấp và cao khi tốc độ cao, tuy nhiên, sự biến thiên này là không tuyến tính, khi tốc độ tăng gấp 2 thì sức cản có thể tăng gấp 4. Sức cản gió còn phụ thuộc vào hình dáng của xe. Sức cản gradient trên đường dốc: Đường càng dốc thì sức cản càng lớn. Khả năng leo dốc lớn nhất còn thay đổi trong trường hợp xe kéo móoc. 74
  76. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Các bánh răng của hộp số sàn Sự khác biệt chủ yếu giữa hộp số tự động và hộp số sàn là hộp số sàn thay đổi việc gài các bánh răng ăn khớp với nhau để tạo nên giá trị tỷ số truyền khác nhau giữa trục sơ cấp (nối liền với động cơ) và trục thứ cấp (nối liền với trục truyền ra các cầu chủ động). Trong khi ở hộp số tự động thì khác hẳn, bộ bánh răng hành tinh sẽ thực hiện tất cả những nhiệm vụ phức tạp đó. Ưu, nhược điểm của từng loại hộp số Một trong những nguyên nhân chính giúp xe số sàn trở thành lựa chọn của nhiều người là cảm giác lái thú vị mà chiếc xe mang lại, người điều khiển có thể trải nghiệm chân thực sức mạnh của động cơ và chứng tỏ được “độ cứng” tay lái của mình. Đối với những ai có kỹ năng lái xe tốt, khả năng kiểm soát xe sẽ tốt hơn so với xe số tự động. Ngoài ra, người sử dụng xe số sàn có thể tiết kiệm được một khoảng chi phí không nhỏ khi mua xe bởi giá thành thường rẻ hơn xe số tự động, hộp số tay hiếm khi cần sửa chữa, và chi phí chi phí bảo trì cũng ít tốn kém hơn vì hộp số tay hiếm khi cần sửa chữa, bảo trì và chi phí cũng không quá tốn kém. 75
  77. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Hộp số tự động càng nhiều cấp càng tiết kiệm nhiên liệu. Tuy nhiên, tương lai của công nghiệp ôtô có thể phụ thuộc vào kiểu số tay nhưng điều khiển bằng máy tính mang tên DSG. Khi muốn nâng cao khả năng tiết kiệm nhiên liệu, hầu hết mọi người đều quan tâm tới cải tiến động cơ, sử dụng công nghệ lai hybrid hay nhiên liệu hỗn hợp, mà không nghĩ tới những điều khác. Trên thực tế có một bộ phận đóng vai trò quan trọng đối với khả năng tiêu thụ nhiên liệu. Đó là hộp số tự động, vốn thường bị coi là tốn xăng và giảm tính năng của xe. 76
  78. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THIẾT KẾ MÔN HỌC THÔNG VẬN TẢI CS II TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT KẾT LUẬN Kết luận Đã tìm hiểu về nguyên lý cấu tạo chức năng của hộp số tự động. So với hộp số sàn thì hộp số tự động có những ưu điểm như tự động đổi số momen được chuyền lien tục, động lực không bị ngắt quãng. Thích nghi với mọi loại đường, điều khiển dễ dàng, an toàn thoải mái cho người sử dụng, tải trọng nhỏ, tuổi thọ chi tiết cao. Nhược điểm là kết cấu khá phức tạp, giá thành cao và khó sửa chữa. Hộp số tự động trở nên phổ biến bổi những tiện ích mà nó mang lại. 77