Đề tài Nguyên lý hoạt động của hệ thống bánh răng hành tinh trong các loại hộp số tự động

ép thay đổi tỷ số truyền theo các cấp số nhờ các bộ truyền bánh răng. Hình 1.4: Hộp số tự động có cấp 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 bỡi 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 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 tử ECT, các cảm biến phát hiện tốc độ xe và độ mở bướm ga biến chúng thành tín hiệu điện và gởi chúng về bộ điều khiển ECU. Dựa trên tín hiệu này ECU điều khiển hoạt động các ly hợp, phanh thông qua các van và hệ thống thủy lực. - Hộp số tự động điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực : điều khiển chuyển số 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. Loại điều khiển điện tử kết hợp thủy lực Loại này sử dụng ECU- ECT để điều khiển hộp số thông qua các tín hiệu điều khiển điện tử. Sơ đồ tín hiệu điều khiển : Tín hiệu điện của các cảm biến ( cảm biến tốc độ , cảm biến vị trí chân ga.) và tín hiệu thủy lực từ bàn đạp ga ( qua cáp chân ga →bướm ga→cảm biến vị trí bướm ga)→ ECU động cơ → ECT- ECU → Van điện từ → các can sang số → bộ bánh răng hành tinh và bộ biến mô Hộp số tự động toytota Loại điều khiển điện tử hoàn toàn thủy lực: Loại này sử dụng cáp bướm ga và các tín hiệu điện tử điều khiển để điều khiển hộp số tự động. Sơ đồ tín hiệu điều khiển : 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. Hộp số tự động điều khiển hoàn toàn thủy lực - Hộp số tự động điều khiển bằng điện tử: 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, từ đó điều khiển áp suất dầu thuỷ lực. Sơ đồ tín hiệu điều khiển : Tín hiệu điện 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 .. vv )và tín hiệu điện từ bộ điều khiển thủy lực → ECT độngcơ và ECT → tín hiệu điện đến các van điện từ → bộ biến mô và bánh răng hành tinh. Phân loại theo cách bố trí trên xe. - Loại FF: Hộp số tự động sử dụng cho xe có động cơ đặt trước, cầu trước chủ động. Loại này được thiết kế gọn do chúng được bố trí ở khoang động cơ. Hộp số loại FF - 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. Hộp số tự động loại FR Nguyên lí làm việc chung của hộp số tự động. Dòng công suất truyền động từ động cơ qua biến mô đến hộp số và di chuyển đến hệ thống truyền động sau đó, nhờ cấu tạo đặc biệt của mình biến mô vừa là một khớp nối thủy lực vừa là một cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực cũng vừa là một bộ phận khuếch đại mô men từ động cơ đến hệ thống truyền lực phía sau tùy vào điều kiện sử dụng. Hộp số không thực hiện truyền công suất đơn thuần bằng sự ăn khớp giữa các bánh răng mà còn thực hiện truyền công suất qua các ly hợp ma sát, để thay đổi tỷ số truyền và đảo chiều quay thì trong hộp số sử dụng các phanh và cơ cấu hành tinh đặc biệt với sự điều khiển đặc biệt bằng thủy lực hay điện tử. Trục khuỷu động cơ Tấm dẫn động Trục thứ cấp của hộp số Bộ truyền hành tinh, các ly hợp Trục sơ cấp của hộp số Biến mô thủy lực Chức năng của hộp số tự động. Về cơ bản hộp số tự động có chức năng như hộp số thường, tuy nhiên hộp số tự động cho phép đơn giản hóa việc điều khiến hộp số, quá trình chuyển số êm dịu, không cần ngắt đường truyền công suất từ động cơ xuống khi sang số. Hộp số tự động tự chọn tỉ số truyền phù hợp với điều kiện chuyển động của ô tô, do đó tạo điều kiện sử dụng gần như tối ưu công suất động cơ. Vì vậy, hộp số tự động có những chức năng cơ bản sau: - Tạo ra các cấp tỉ số truyền phù hợp nhằm thay đổi moment xoắn từ động cơ đến các bánh xe chủ động phù hợp với moment cản luôn thay đổi và nhằm tận dụng tối đa công suất động 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 ECT còn có khả năng tự chẩn đoán. Điều kiện làm việc của hộp số tự động Hộp số tự động làm việc trong điều kiện tỷ số truyền luôn thay đổi vì vậy trong quá trình làm việc các chi tiết nhanh bị mài mòn. Hộp số tự động nằm dưới gầm xe nên dễ bị bụi bẩn và có khả năng bị va đập gây hỏng hóc. 6. Ưu , nhược điểm của hộp số tự động a) Ưu điểm : - Nó giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thường xuyên phải chuyển số. - Nó chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái xe do vậy giảm bớt cho lái xe sự cần thiết phải thành thạo các kĩ thuật lái xe khó khăn và phức tạp như vận hành ly hợp. - Nó tránh cho động cơ và dòng dẫn động được tình trạng quá tải do nó nối chung bằng thủy lực qua biến mô tốt hơn so với nối bằng cơ khí . - Hộp số tự động dùng ly hợp thủy lực hoặc biến mô thủy lực việc tách nối công suất từ động cơ đến hộp số nhờ sự chuyển động của dòng thủy lực từ cánh bơm sang tua bin mà không qua một cơ cấu cơ khí nào nên không có sự ngắt quãng dòng công suất vì vậy đạt hiệu suất cao ( 98 % ). - Thời gian sang số và hành trình tăng tốc nhanh. - Không bị va đập khi sang số, không cần bộ đồng tốc . b) Nhược điểm - Kết cấu phức tạp hơn hộp số cơ khí . - Tốn nhiều nhiên liệu hơn hộp số cơ khí . - Biến mô nối động cơ với hệ thống truyền động bằng cách tác động dòng chất lỏng từ mặt này sang mặt khác trong hộp biến mô, khi vận hành có thể gây ra hiện tượng “ Trượt” hiệu suất sử dụng năng lượng bị giảm,đặc biệt là ở tốc độ thấp. Tóm lại ta có thể tóm tắt một cách đầy đủ về các loại hộp số như sau: Hộp số tự động Hộp số vô cấp Hộp số tự động có cấp Hộp Số Vô cấp điều khiển bằng dây đai Hộp Số Vô cấp điều khiển bằng con lăn Hộp Số Có Cấp loại thường Hộp Số Có Cấp loại điện tử Số tự động loại chuyển số bằng Côn điều khiển Thủy lực Số tự động loại thường chuyển số bằng Côn và Phanh. Điều khiển thủy lực Số tự động chuyển số bằng côn điều khiển Thủy lực và Điện Tử(ECT,ECU) Số tự động chuyển số bằng điều Côn và Phanh khiển Thủy lực và Điện Tử(ECT,ECU). Đặc Điểm: Loại hộp số CVT vận hành trên một hệ thống pu-li, dây đai thông minh, hệ thống này cho phép một khả năng biến thiên vô hạn giữa số thấp nhất và số cao nhất mà không không có sự ngắt quãng giữa các số. Đặc Điểm: Loại hộp số CVT vận hành trên một hệ thống đĩa con lăn thông minh, hệ thống này cho phép một khả năng biến thiên vô hạn giữa số thấp nhất và số cao nhất mà không không có sự ngắt quãng giữa các số. Đặc Điểm: Sử dụng biến mô và côn để vào số một cách tự động.Điều khiển chuyển số bằng thuần thủy lực túy Đặc Điểm: Sử dụng biến mô và côn, phanh để chuyển số một cách tự động.Điều khiển chuyển số bằng Thủy lực thuần túy Đặc Điểm: Sử dụng biến mô và côn để vào số một cách tự động. Chuyển số bằng côn điều khiển Thủy lực và Điện Tử(ECT,ECU). Đặc Điểm: Sử dụng biến mô và côn, phanh để chuyển số một cách tự động.Điều khiển chuyển số bằng Thủy lực và Điện Tử(ECT,ECU). Chương 2: Cấu Tạo Và Các Cụm Chi Tiết Chính I. Phân loại hộp số tự động Các hộp số tự động có thể được chia thành 2 loại chính, đó là các hộp số được sử dụng trong các xe FF (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh trước) và các xe FR (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh sau). Các hộp số của xe FF có một bộ dẫn động cuối cùng được lắp bên trong, còn các hộp số của xe FR thì có bộ dẫn động cuối cùng (vi sai) lắp bên ngoài. Loại hộp số tự động dùng trong xe FR được gọi là hộp truyền động. Trong hộp số tự động đặt ngang, hộp truyền động và bộ dẫn động cuối cùng được bố trí trong cùng một vỏ hộp. Bộ dẫn động cuối cùng gồm một cặp bánh răng giảm tốc (bánh răng dẫn và bánh răng bị dẫn), và các bánh răng vi sai. II. Bộ biến mô Bộ biến mô gồm bánh bơm, bánh tuabin, khớp một chiều, stato và vỏ biến mô chứa tất cả các bộ phận đó. Bộ biến mô được điền đầy ATF do bơm dầu cung cấp. 1. Cấu tạo ê 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. ê Bánh tua bin 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 bánh bơm. ê Stato 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 ê 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 khoá stato để ngăn không cho nó quay. III. Bộ truyền bánh răng hành tinh (Bộ truyền hành tinh) 1. Khái quát chung 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 ly hợp và phanh. Bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyền bánh răng hành tinh sau được nối với các ly hợp và phanh, là các bộ phận nối và ngắt công suất. Hình vẽ dưới đây là bộ truyền bánh răng hành tinh 3 tốc độ (loại hộp số A130). Hình 1.4.2.1b:Cấu tạo của bộ truyền bánh răng hành tinh 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 xoay chung quanh. Thông thường nhiều bánh răng hành tinh được phối hợp với nhau trong bộ truyền bánh răng hành tinh. Hình 1.4.2.2d:bộ truyền bánh răng hành tinh 2. Phanh (B1, B2 và B3) 4.4.1 Phanh 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. 3. 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) 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. Sơ đồ: IV. Ly hợp 1. Cấu tạo C1 và C2 là các ly 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 ly hợp số tiến. Sơ đồ: 2. Khớp một chiều Khớp một chiều số 1 (F1) tác động qua phanh B2 để ngăn không cho bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. Khớp một chiều số 2 (F2) ngăn không cho cần dẫn sau quay ngược kim đồng hồ. Vòng lăn ngoài của khớp một chiều sô 2 được cố định vào vỏ hộp số. Nó được lắp ráp sao cho nó sẽ khoá khi vòng lăn trong (cần dẫn sau) xoay ngược chiều kim đồng hồ và quay tự do khi vòng lăn trong xoay theo chiều kim đồng hồ. Sơ đồ: V. Bộ truyền hành tinh số truyền tăng 1. Khái quát Bộ truyền hành tinh số truyền tăng là một bộ truyền hành tinh độc lập với tỷ số truyền tốc độ nhỏ hơn 1.0 (khoảng 0,7 - 0,8). Nó được phối hợp với một bộ truyền bánh răng hành tinh bình thường 3 tốc độ và tương đương với tốc độ số 4. Bộ truyền hành tinh số truyền tăng bao gồm một bộ bánh răng hành tinh, phanh (B0), li hợp (C0), và khớp một chiều (F0). Công suất được dẫn vào cần dẫn bộ truyền tăng dẫn ra bánh răng bao bộ truyền tăng. Bình thường, khi tốc độ xe lớn hơn 40km/giờ ở dãy "D" thì việc chuyển sang số truyền tăng có thể thực hiện được. Cũng có thể không cần chuyển sang số truyền tăng mà vẫn lái được xe nếu điều đó phù hợp với lái xe * Chú ý: Hình vẽ dưới đây là một bộ truyền bánh răng hành tinh 3 tốc độ kèm một bộ truyền hành tinh số truyền tăng (seri A140). VI. Hệ thống điều khiển thuỷ lực 1. Chức năng: Bộ điều khiển thuỷ lực có ba chức năng sau. ö Tạo ra áp suất thuỷ lực ö Điều chỉnh áp suất thuỷ lực ö Chuyển số (làm cho các ly hợp và phanh hoạt động) Hình vẽ dưới đây thể hiện mạch thuỷ lực của hộp số kiểu A140E. Áp suất thuỷ lực vận hành qua nhiều đường dẫn áp suất thuỷ lực khác nhau. 2. 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. a. Bơm dầu: Bơm dầu được dẫn động từ bộ biến mô (động cơ) 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 như hình vẽ dưới đây: 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: - 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 với các van nêu trên. Sơ đồ cấu tạo hộp số tự động A45DE trên xe Inova Chương 3: Nguyên lý làm việc của hộp số tự động Nguyên lý làm việc chung của hộp số tự động Dòng công suất truyền từ động cơ qua biến mô đến hộp số và đi đến hệ thống truyền động sau đó nhờ cấu tạo đặc biệt của mình biến mô vừa đóng vai trò là một khớp nối thủy lực vừa là một cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực, cũng vừa là một bộ phận khuyếch đại mô men từ động cơ đến hệ thống truyền lực phía sau tùy vào điều kiện sử dụng. Hộp số không thực hiện truyền công suất đơn thuần bằng sự ăn khớp giữa các bánh răng mà còn thực hiện truyền công suất qua các ly hợp ma sát, để thay đổi tỷ số truyền và đảo chiều quay thì trong hộp số sử dụng các phanh và cơ cấu hành tinh đặc biệt với sự điều khiển tự động bằng thủy lực hay điện tử.. Dòng truyền công suất trên xe có sử dụng hộp số tự động. Trên thị trường hiện nay có nhiều loại hộp số tự động, phát triển theo xu hướng nâng cao sự chính xác và hợp lý hơn trong quá trình chuyển số, kèm theo là giá thành và công nghệ sản xuất, tuy nhiên chức năng cơ bản và nguyên lý hoạt động là giống nhau. Trong hộp số tự động sự vận hành tất cả các bộ phận và kết hợp vận hành với nhau ảnh hưởng đến toàn bộ hiệu suất làm việc của cả hộp số tự động nên yêu cầu về tất cả các cụm chi tiết hay bộ phận cấu thành nên hộp số điều có yêu cầu rất khắt khe về thiết kế cũng như chế tạo. 2.Hộp số vô cấp ( CVT ) Không giống như các hộp số tự động truyền thống, hộp số tự động vô cấp không có các bánh răng ăn khớp vào nhau. Loại hộp số CVT có điểm chung nhất là vận hành trên một hệ thống pu-li thông minh, hệ thống này cho phép một khả năng biến thiên vô hạn giữa số thấp nhất và số cao nhất mà không không có sự ngắt quãng giữa các bước số. Hộp Số Vô Cấp Mặt cắt hộp số CVT Không giống như những hộp số tự động truyền thống, hộp số vô cấp CTV không có các cặp bánh răng để tạo tỷ số truyền. Điều này có nghĩa là nó không có sự ăn khớp giữa các bánh răng. Loại CVT thông thường nhất hoạt động trên một hệ thống puli (ròng rọc) và dây đai truyền cho phép một sự thay đổi vô cấp và liên tục giữa giới hạn thấp nhất và cao nhất mà không có sự tách biệt riêng rẽ các vị trí số. hộp số vô cấp CTV không có các cặp bánh răng để tạo tỷ số truyền Hiện nay có 2 loại hộp số vô cấp là : Hộp số vô cấp dùng con lăn và hộp số vô cấp trên cơ sở pu-li. Hai loại hộp số này có cấu tạo khác nhau nhưng các chức năng cơ bản và nguyên lý hoạt động của chúng là giống nhau. Hệ puli với đường kính thay đổi là đặc trưng của CVT. Mỗi puli được tạo thành từ hai khối hình nón có góc nghiêng 20 độ và đặt đối diện với nhau. Một dây đai chạy trong rãnh giữa hai khối hình nón này. Dây đai hình chữ V có ưu điểm hơn nếu chúng được làm từ cao su vì có ma sát cao, hạn chế trượt. Hai khối hình nón này có thể thay đổi khoảng cách giữa chúng. Khi hai khối hình nón tách ra xa nhau, dây đai ngập sâu vào trong rãnh và bán kính của dây đai quấn quanh puli sẽ giảm đi. Khi hai khối hình nón này ở gần nhau thì bán kính của dây đai tăng lên. CVT có thể sử dụng áp suất thủy lực hoặc lò xo để tạo ra lực cần thiết thay đổi khoảng cách giữa hai khối hình nón. Hệ puli và dây đai có đường kính thay đổi này thường đi với nhau thành một cặp. Một trong số đó là puli chủ động được nối với trục quay của động cơ. Puli chủ động cũng được gọi là puli đầu vào bởi vì nó nhận năng lượng trực tiếp từ động cơ đưa vào hộp số. Puli thứ hai gọi là puli bị động nối với puli chủ động hay còn gọi là puli đầu ra và nó truyền momen đến trục truyền động dẫn đến bánh xe. Khoảng cách giữa trục của puli tới điểm quấn của dây đai được gọi là bán kính quay (picth radius). Tỷ số của bán kính quay trên puli chủ động và bán kính quay của puli bị động xác lập nên “số” của hộp số. Khi một puli tăng bán kính của nó và cái khác giảm bán kính để giữ cho dây đai luôn bám chặt vào giữa hai khối hình nón, chúng sẽ tạo ra vô số các tỷ số truyền từ mức thấp nhất cho đến cao nhất. Ví dụ khi bán kính quay nhỏ trên puli chủ động và lớn trên puli bị động thì tốc độ quay của puli bị động sẽ giảm kết quả là có được “số thấp”. Khi bán kính quay của puli chủ động lớn và của puli bị động nhỏ thì tốc độ của puli bị động tăng lên và kết quả là được “số cao”. Về mặt nguyên lý, hộp số CVT hoạt động với vô số cấp độ có thể chạy ở bất cứ thời điểm nào, đối với bất cứ loại động cơ và tốc độ xe nào của xe. Hộp số vô cấp sử dụng pully-dây đai: Hộp số vô cấp (CVT) có các bộ phận cơ bản: Dây đai bằng thép chịu lực cao hoặc bằng cao su . Một pu-li 1 sơ cấp chủ động có thể thay đổi cấp độ . Một pu-li 2 bị động thứ cấp . Một cặp bánh răng hành tinh Một bơm dầu Các cặp ly hợp và phanh Hoạt động của hộp số: Cấu Tạo Của PuLy – Dây Đai Các pu-li có thể thay đổi đường kính làm việc được . Mỗi pu-li được chế tạo bởi hai bề mặt côn quay vào nhau. Một dây đai chạy trong rãnh của hai mặt côn này. Dây đai chữ "V" thường được làm bằng cao su. Dây đai được gọi là chữ "V" do mặt cắt của nó có hình chữ V. Khi hai mặt côn của pu-li cách xa nhau (khi đường kính làm việc giảm xuống), dây đai sẽ chạy ở vị trí thấp (đáy) của rãnh, và bán kính của vòng đai xung quanh pu-li trở nên nhỏ hơn. Khi hai mặt côn sát lại gần nhau (khi đường kính làm việc tăng lên), dây đai chạy ở vị trí cao của rãnh, bán kính của vòng đai quanh pu-li trở nên lớn hơn. CVT có thể dùng áp suất thủy lực, lực ly tâm hoặc lực của lò xo để tạo một lực cần thiết để điều chỉnh hai nửa của pu-li. *Tạo ra các "Số" : Khoảng cách từ tâm của puli đến điểm tiếp xúc của dây đai trong rãnh được gọi là bán kính dốc (pitch radius). Khi hai mặt puli cách xa nhau, dây đai chạy xuống thấp và bán kính dốc giảm. Khi hai nửa puli lại gần nhau, dây đai chạy lên cao hơn và bán kính dốc tăng. Tỷ số giữa bán kính dốc của puli chủ động và bán kính dốc của puli bị động tạo nên số. Khi một puly tăng bán kính của nó, thì puli còn lại sẽ giảm bán kính để giữ cho đai bám chặt. Khi hai puli thay đổi bán kính tương xứng với nhau, nó tạo ra vô số tỷ số truyền - tất cả các mức giữa hai điểm thấp và cao. Ví dụ, khi bán kính dốc ở puli chủ động nhỏ và bán kính dốc ở puli bị động lớn, khi đó tốc độ quay của puli bị động giảm, tạo ra "số mạnh". Khi bán kính dốc ở puli chủ động lớn và bán kính dốc ở puli bị động nhỏ, lúc này tốc độ quay của puli bị động tăng lên tạo ra "số nhanh". Như vậy, về mặt lý thuyết, một CVT có vô số "số" mà nó có thể tạo ra bất cứ khi nào, ở bất cứ tốc độ nào của động cơ. * Các số cụ thể: - Số P: mômen từ bộ biến mô truyền đến trục sơ cấp hộp số rồi đến bánh răng mặt trời đến bánh răng hành tinh cùng chuyển động với nhau. - Số R: Mômen từ bộ biến mô truyền đến trục đến bánh răng mặt trời đến bánh răng hành tinh rồi đến bánh răng ăn khớp bánh răng bao rồi đến puly 1 rồi đến dây đai rồi tuyền đến pully 2 rồi đến bộ bánh răng cuối cùng rồi đến vi sai ra bánh xe. - Số N: Mô men được truyền đến bộ biến mô đến trục rồi đến bánh răng mặt trời đến bánh răng hành tinh . - Số D: Mô men được truyền đến bộ biến mô đến trục rồi đến bánh răng mặt trời rồi đến bánh răng hành tinh đến ly hợp rồi đến pully 1 rồi đến dây đai đến pully 2 đến ly hợp đến bộ truyền động cuối cùng rồi ra bộ vi sai đến bánh xe. - Khi 2 pully mở rộng ra hay co lại đều được điều khiển bởi các pítông điều khiển áp suất dầu làm 2 nửa puly mở ra hoặc co lại làm căng dây đai hoặc trùng dây đai lại. 2.2 Hộp số vô cấp kiểu con lăn(Torodial CVT): Hộp số CVT dạng con lăn bao gồm các đĩa và con lăn truyền lực (power roller). Hộp số dạng con lăn của chiếc Nissan Extroid Các đĩa và con lăn có vai trò như dây đai và puli trong hộp số vô cấp kiểu puli dây đai.vì thế mà hoạt động của nó cũng tưong tự như loại puli. Cấu tạo của hộp số gồm 3 phần cơ bản: Một đĩa chủ động sơ cấp có thể thay đổi được cấp độ. Một đĩa bị động thứ cấp. Các con lăn. Nguyên lý hoạt động : - Một cái đĩa nối với động cơ. Chi tiết này tương đương với bánh đai chủ động. - Một cái đĩa khác nối với trục dẫn động. Chi tiết này tương đương với bánh đai bị động. - Các con lăn, hoặc các bánh xe, nằm giữa các đĩa họat động như dây đai, truyền lực từ đĩa này sang đĩa kia. - Các bánh xe có thể xoay theo hai trục. Chúng quay quanh trục ngang và lên hoặc xuống quanh trục dọc, cho phép các bánh xe tiếp xúc vào các chỗ khác nhau trên đĩa. Khi các bánh xe này tiếp xúc gần tâm của đĩa chủ động, thì chúng sẽ phải tiếp xúc tại gần mép của đĩa bị động, kết quả là tốc độ giảm nhưng momen xoắn tăng (số thấp). Khi các bánh xe tiếp xúc với đĩa chủ động gần mép đĩa, chúng sẽ tiếp xúc với đĩa bị động tại tâm, kết quả là tốc độ tăng nhưng momen xoắn giảm (số cao). Góc nghiêng thay đổi đơn giản của các bánh xe tạo nên những thay đổi lớn đến tỷ số truyền, mang lại sự êm ái, tỷ số truyền gần như được thay đổi tức thời. 2.3.Hydrostatic CVT: Cả hai loại CVT puli-dây đai và Toroidal là những ví dụ về hộp số vô cấp dựa trên cơ sở ma sát trượt làm việc bằng thay đổi bán kính của điểm liên kết giữa hai vật quay. Có một loại nữa được gọi là hộp số vô cấp thủy tĩnh (hydrostatic CVT). Chúng sử dụng bơm để thay đổi lưu lượng chất lỏng chảy qua motor thủy tĩnh. Loại hộp số này, động cơ làm quay trục máy bơm để bơm chất lỏng ở bên nhánh chủ động. Ở bên nhánh bị động, dòng chất lỏng chuyển động qua mô tơ thủy tĩnh biến thành chuyển động quay của trục động cơ. Thông thường, hộp số thủy tĩnh kết hợp cùng với bộ bánh răng hành tinh và ly hợp để tạo thành hệ thống hybrid được gọi là hộp số cơ khí thủy lực. Hộp số cơ khí thủy lực chuyển công suất từ động cơ đến các bánh xe thông qua ba chế độ khác nhau. Tại tốc độ thấp, công suất được truyền bằng thủy lực, ở tốc độ cao nó được truyền bằng cơ khí. Ở khoảng giá trị trung bình sử dụng cả hai cơ cấu thủy lực và cơ khí để truyền công suất. 3.Hộp số tự động thường điều khiển chuyển số bằng côn: Nguyên lý hoạt động của hộp số: Nguyên lý hoạt động cơ bản của hộp số Khi xe đang chạy với tốc độ nào đó thì người lái đạp bàn đạp chân ga áp suất chuẩn p 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 tạo ra áp suất p đi vào van số của hộp số,ở van ly tâm tốc độ xe sẽ làm cho van mở cho ta áp suất pđi vào van số.ở tại van số lúc này có sự so sánh p v à p( lúc này tuỳ người lái chọn số P,N,R,D,2,1) .tuỳ thuộc áp suất nào lớn hơn lúc đó piston sẽ mở cửa cho áp suất chuẩn đi vào côn nào đó thực hiện đi số. ví dụ: Các Van Số Trường hợp 1: (p p):lúc đó piston sẽ di chuyển sang trái và áp suất chuẩn p sẽ vào côn thứ 2 thực hiện đi số. Trường hợp 1: (p p):lúc đó piston sẽ di chuyển sang phải và áp suất chuẩn p sẽ vào côn thứ 3 thực hiện đi số. Các trạng thái đi số cụ thể: + Số 1: Sơ Đồ Đi Số 1 Momen được truyền theo chiều mũi tên trên hình vẽ: Trục chính → bánh răng quay không →bánh răng quay không → trục trung gian →côn thứ 1→ bánh răng thứ 1→ trục chính → truyền lực cuối cùng. Mô men được truyền qua bộ biến mô đến trục chính sau đó đến bánh răng 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 ra bánh xe. + Số R: Mô men được truyền từ động cơ thông qua côn thứ 4 qua cặp bánh răng nghịch đảo làm quay ngược chiều quay.truyền qua trục trung gian đến bộ truyền lực cuối cùng và ra vi sai. Momen được truyền theo chiều mũi tên trên hình vẽ: Trục chính → côn thứ 4 → bánh răng nghịch đảo → trục trung gian → truyền lực cuối cùng. Sơ Đồ Đi Số R + Số 2: Mômen từ động cơ truyền qua trục chính đến cặp bánh răng quay không sau đó truyền đến bánh răng thứ 2 của trục trung gian thông qua côn thứ 2 sau đó truyền đến bánh răng truyền lực cuối cùng rồi mô men truyền ra bánh xe thông qua bộ vi sai Momen được truyền theo chiều mũi tên trên hình vẽ: Trục chính → bánh răng lồng không → bánh răng quay không →côn thứ 2→ bánh răng thứ2 trục trung gian → truyền lực cuối cùng. Sơ Đồ Xe Đi Số 2 + Số D: Mô men được truyền tứ bộ biến mô đến cặp bánh răng quay không sau đó truyền đến bánh răng thứ nhất của trủctung 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. Sơ Đồ Xe Đi Số D +, Số N: Áp suất thuỷ lực không tác dụng đến các bộ côn mô men của động cơ không được truyền đến các trục. +, Số P: Áp suất thuỷ lực không tác dụng đến các bộ côn vì thế mô men không được truyền đến các trục . Các trục bị khoá bởi các chốt phanh các bánh răng quay không không được ăn khớp với nhau. 4. Hộp Số Tự Động Điều Khiển Bằng Điện Tử(ECU,ECT) ECU động cơ & ECT điều khiển thời điểm chuyển số và khoá biến mô bằng cách điều khiển các van điện từ của bộ điều khiển thuỷ lực để duy trì điếu kiện lái tối ưu với việc dùng các tín hiệu từ các cảm biến và các các công tắc lắp trên động cơ và hộp số tự động. Ngoài ra ECU còn có các chức năng chẩn đoán và an toàn khi một cảm biến bị hỏng vv... Sơ đồ khái quát chungcủa hộp số tự động điều khiển bằng điện tử (ECU-ECT) 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. Sơ đồ tín hiệu điều khiển : Tín hiệu điện 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 .. vv )và tín hiệu điện từ bộ điều khiển thủy lực → ECT độngcơ và ECT → tín hiệu điện đến các van điện từ → bộ biến mô và bánh răng hành tinh. Mặt khác, đối với hộp số điều khiển điện tử ECT, các cảm biến phát hiện tốc độ xe và độ mở bướm ga biến chúng thành tín hiệu điện và gởi chúng về bộ điều khiển ECU. Dựa trên tín hiệu này ECU điều khiển hoạt động các ly hợp, phanh thông qua các van và hệ thống thủy lực. 5. Hộp số tự động điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực : 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 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. Điều khiển chuyển số 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. Loại điều khiển điện tử kết hợp thủy lực: Loại này sử dụng ECU- ECT để điều khiển hộp số thông qua các tín hiệu điều khiển điện tử. Sơ đồ tín hiệu điều khiển : Tín hiệu điện của các cảm biến ( cảm biến tốc độ , cảm biến vị trí chân ga.) và tín hiệu thủy lực từ bàn đạp ga ( qua cáp chân ga →bướm ga→cảm biến vị trí bướm ga)→ ECU động cơ → ECT- ECU → Van điện từ → các can sang số → bộ bánh răng hành tinh và bộ biến mô Hộp số tự động toytota Loại điều khiển điện tử hoàn toàn thủy lực: Loại này sử dụng cáp bướm ga và các tín hiệu điện tử điều khiển để điều khiển hộp số tự động. Sơ đồ tín hiệu điều khiển : 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. Hộp số tự động điều khiển hoàn toàn thủy lực Tóm lại ta có thể tóm tắt một cách đầy đủ về các loại hộp số như sau: Hộp số tự động Hộp số vô cấp Hộp số tự động có cấp Hộp Số Vô cấp điều khiển bằng dây đai Hộp Số Vô cấp điều khiển bằng con lăn Hộp Số Có Cấp loại thường Hộp Số Có Cấp loại điện tử Hộp số tự động loại chuyển số bằng Côn điều khiển Thủy lực Hộp số tự động loại thường chuyển số bằng Côn và Phanh. Điều khiển thủy lực Hộp số tự động chuyển số bằng côn điều khiển Thủy lực và Điện Tử(ECT,ECU) Hộp số tự động chuyển số bằng Côn và Phanh điều khiển Thủy lực và Điện Tử(ECT,ECU). Đặc Điểm: Loại hộp số CVT vận hành trên một hệ thống pu-li, dây đai thông minh, hệ thống này cho phép một khả năng biến thiên vô hạn giữa số thấp nhất và số cao nhất mà không có sự ngắt quãng giữa các số. Đặc Điểm: Loại hộp số CVT vận hành trên một hệ thống đĩa con lăn thông minh, hệ thống này cho phép một khả năng biến thiên vô hạn giữa số thấp nhất và số cao nhất mà không có sự ngắt quãng giữa các số. Đặc Điểm: Sử dụng biến mô và côn để vào số một cách tự động. Điều khiển chuyển số bằng thủy lực thuần túy Đặc Điểm: Sử dụng biến mô và côn, phanh để chuyển số một cách tự động.Điều khiển chuyển số bằng Thủy lực thuần túy Đặc Điểm: Sử dụng biến mô và côn để vào số một cách tự động. Chuyển số bằng côn điều khiển Thủy lực và Điện Tử(ECT,ECU). Đặc Điểm: Sử dụng biến mô và côn, phanh để chuyển số một cách tự động.Điều khiển chuyển số bằng Thủy lực và Điện Tử(ECT,ECU). CHƯƠNG 4: Nguyên lý làm việc của hệ bánh răng hành tinh. 1. Khái quát chung. Trong các xe lắp hộp số tự động, bộ truyền bánh răng hành tinh điều khiển việc giảm tốc độ, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc cho động cơ. Bộ truyền bánh răng hành tinh gồm các bánh răng hành tinh, các li hợp, các phanh và các khớp 1 chiều. Bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyền bánh răng hành tinh sau được nối các ly 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 trung gian. Hình vẽ bên dưới là bộ bánh răng hành tinh 3 tốc độ thuộc loại hộp số A130. Về cơ bản đây là bộ bánh răng được áp dụng để giải thích các hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh. 2. CẤU TẠO BÁNH RĂNG HÀNH TINH. - Các bánh răng trong bộ truyền bánh răng hành tinh có 3 loại: + Bánh răng bao. + Bánh răng hành tinh. + Bánh răng mặt trời và cần. - Cần dẫn được nối với trục trung tâm của bánh răng hành tinh làm cho các bánh răng hành tinh quay xung quanh bánh răng mặt trời như các hành tinh nên gọi là bánh răng hành tinh. - Thông thường nhiều bánh răng hành tinh được phối hợp với nhau trong bộ truyền bánh răng hành tinh. 3. Nguyên lý làm việc. - Bằng cách thay đổi đầu vào, đầu ra, phần và các phần tử cố định có thể giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc. - Các cách hoạt động làm việc của hệ bánh răng hành tinh được diễn giải theo các bước dưới đây. 3.1. Giảm tốc. Sơ đồ: - 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 xung quanh bánh răng mặt trời. 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 mũi tên chỉ momen, mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, mũi tên càng rộng thì momen càng lớn và ngược lại. (theo hình vẽ ở trên). 3.2. Đảo Chiều. - Đầu vào: Bánh răng mặt trời. - Đầu ra: Bánh răng bao. - Cố định: Cần dẫn. - 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 mũi tên chỉ momen, mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, mũi tên càng rộng thì momen càng lớn và ngược lại. (theo hình vẽ ở trên). 3.3. Nối Trực Tiếp ( Nối Thẳng). - Đầu vào: Bánh răng mặt trời, bánh răng bao. - Đầu ra: Cần dẫn. - Do bánh bao răng và bánh bao 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 mũi tên chỉ momen, mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, mũi tên càng rộng thì momen càng lớn và ngược lại. (theo hình vẽ ở trên). 3.4. Tăng Tốc. Sơ đồ: - 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 mũi tên chỉ momen, mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, mũi tên càng rộng thì momen càng lớn và ngược lại. (theo hình vẽ ở trên). CÁC PHANH (B1, B2 VÀ B3). 1. Mô Tả. - Có 2 kiểu phần tử cố định phanh: kiểu dải và kiểu nhiều đĩa ướt. - Kiểu dải được sử dụng cho phanh B1, kiểu nhiều đĩa ướt được sử dụng cho phanh B2 và B3. - Trong một số hộp số tự động, hệ thống nhiều đĩa ướt còn được sử dụng cho phanh B1. 2. 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 pít tông phanh qua cần đẩy pít tông chuyển động bằng áp suất thủy lực. - Pít tông phanh có thể chuyển động trên cần đẩy pít tông 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. Sơ đồ: Chú ý: Khi thay một dải phanh bằng một dải phanh mới trong khi đại tu một hộp số tự động thì phải ngâm dải phanh mới khoảng 15 phút trở lên vào trong dầu hợp số tự động trước khi lắp vào. 3. Hoạt động của dải phanh (B1). Sơ đồ: - Khi áp suất thủy lực tác động lên pít tông thì pít tông di chuyển sang phía bên trái trong xi lanh và nén các lò xo lại. 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 hộp số nên đường kính của dải phanh giảm xuống và dải phanh xiết vào trống và làm cho nó không chuyển động đươc. - 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 còn có hai chức năng đó là: hấp thụ phản lực từ trống phanh và để giảm va đập sinh ra khi dải phanh xiết trống phanh. 4. Phanh kiểu nhiều đĩa ướt ( B2 và B3). - Phanh B2 hoạt động qua khớp một chiều số 1 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 của khớp một chiều số 1 ( các bánh răng mặt trời trước và sau) được thiết kế sao cho khi quay ngược chiều kim đồng hồ thì nó sẽ bị khóa, 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 ố trí liền một cụm và quay cùng nhau. Các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số. 5. Hoạt động của phanh kiểu nhiều đĩa ướt ( B2 và B3). - Khi áp suất thủy 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 môi đĩa thép và đĩa ma sát. Kết quả là cần dẫn hoặc bánh răng mặt trời bị khóa 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. - Số lượng các đĩa ma sát và đĩa thép khác nhau tùy theo kiểu hộp số tự động. Thậm chí trong các hộp số tự động cùng kiểu số lượng đĩa ma sát cũng có thể khác nhau tùy thuộc vào động cơ được lắm với hộp số. - Khi thay các đĩa phanh bằng các đĩa ma sát mới hãy ngâm các đĩa ma sát mới vào dầu hợp số tự động khoảng 15 phút hoặc lâu hơn trước khi lắm chúng. Ly hợp ( C1 và C2). 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 truyền 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 ăn khớp với tang trống đầu vào của bánh răng 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. Hoạt Động. 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 ly 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. Sơ đồ: Nhả Khớp (C1). Khi dầu có áp suất được xả thì áp suất dầu trong xi lanh giảm xuống làm cho 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. Pít tông sẽ trở về vị trí ban đầu của nó nhờ lò xo phản hồi và nhả li hợp. Chú ý: Số lượng các đĩa ma sát và đĩa thép thay đổi tùy theo từng loại hộp số tự động. Trong các hộp số tự động cùng kiểu thì số lượng đĩa ma sát có thể khác nhau tùy thuộc vào động cơ lắp vào hộp số. Khi các đĩa ma sát li hợp bằng các đĩa ma sát mới phải ngâm các đĩa ma sát mới vào dầu hộp số tự động khoảng 15 phút trước khi lắp vào. Sơ đồ: Ly hợp triệt tiêu áp suất dầu thủy lực ly tâm. Trong cơ cấu của một ly hợp thông thường để ngăn cản sự sinh ra áp suất do lực ly tâm tác động lên dầu trong buồng áp suất dầu của pít tông khi nhả ly hợp, người ta bố trí một viên bi một chiều để xả dầu. Do đó, trước khi có thể tác động trực tiếp vào ly tâm cần phải 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 động cơ. Để triệt tiêu ảnh hưởng này người ta bố trí đối diện với buồng áp suất thủy lực của pít tông một khoang triệt tiêu áp suất dầu thủy lực. Băng 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. Khớp Một Chiều. Khi bộ truyền bánh răng hành tinh được thiết kế mà không tính đến va đập khi chuyển số thì B2, F1, F2 là không cần thiết, chỉ cần C1, C2, B1 và B3. Ngoài ra rất khó thực hiện việc áp suất thủy lực tác động lên phanh đúng vào thời điểm áp suất thủy lực vận hành li hợp được xả. Do đó, khớp một chiều số 1(F1) tác động qua phanh B2 để ngăn không cho bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. Sơ đồ: Khớp một chiều số 2 (F2) ngăn không cho cần dẫn sau quay ngược kim đồng hồ. Vòng lăn ngoài của khớp một chiều số 2 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 và quay tự do khi vòng lăn trong xoay theo chiều kim đồng hồ. Có thể sử dụng các khớp một chiều để chuyển các số bằng cách luôn ấn hoặc nhả áp suất thủy lực lên một phần tử tức là chức năng của khớp một chiều đảm bảo chuyển số được êm. Hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh khi chuyển số. SỐ 1. Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước theo chiều kim đồng hồ nhờ C1. 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. 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. Cần dẫn trước và bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau làm cho trục thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ sẽ tạo được tỉ số giảm tốc lớn. Sơ đồ: Số 2. Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước theo chiều kim đồng hồ chờ C1. 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. Cần dẫn trước làm cho trục thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ. Tỷ số giảm tốc thấp hơn so với số 1, ở dãy “2”, B1 hoạt động và phanh bằng động cơ hoạt động. Sơ đồ: Số 3. 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. 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 3, tỉ số giảm tốc là 1, tại dãy “D” phanh động cơ có hoạt động nhưng tương đối nhỏ. Sơ đồ: Số đảo chiều. Trục sơ cấp làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ chờ C2. 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 sau và trục thứ cấp được quay ngược chiều kim đồng hồ. Trục thứ cấp được quay ngược lại và xe lùi với một tỉ số giảm tốc lớn, 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. Số Đảo Chiều 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 dẫn động bộ vi sai. Khi cần số ở “P” vấu hãm của khóa 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. Sơ đồ: Chú ý: Cơ cấu khoa đỗ xe cho xe FR: khi cần số của một hộp số tự động của 1 xe FR ở dãy “P” thì vấu hãm của khóa phanh đỗ được ăn khớp với bánh răng bao bộ truyền hành tinh trước hoặc sau mà bánh răng bao này được nói bằng then với trục thứ cấp nên ngăn cản sự chuyển động của xe Tuy nhiên trên các xe 4WD của loại FR thì không thể ngăn chuyển động của xe nếu cơ cấu hộp số phụ ở vị trí số trung gian dù hộp số tự động được đặt ở vị trí “P” cho nên nhớ gài phanh đỗ xe khi đỗ xe. BỘ TRUYỀN HÀNH TINH SỐ TRUYỀN TĂNG Khái quát chung. Bộ truyền hành tinh số truyền tăng là một bộ truyền hành tinh độc lập với tỷ số truyền tốc độ nhỏ hơn 1.0 ( khoảng 0.7-0.8 ). Nó được phối hợp với một bộ truyền bánh răng hành tinh bình thường 3 tốc độ và tương đươc với tốc độ số 4. Bộ truyền hành tinh số truyền tăng bao gồm một bộ bánh răng hành tinh, phanh ( B0), li hợp (C0), và khớp một chiều (F0). Công suất được dẫn vào cần dẫn bộ truyền tăng dẫn ra bánh răng bao bộ truyền tăng dẫn ra bánh răng bao bộ truyền tăng. Bình thường, khi tốc độ xe lớn hơn 40km/giờ ở dáy “D” thì việc chuyển sang số truywwnf tăn có thể thực hiện được. cũng có thể không cần chuyển sang số truyền tăng mà vẫn lái được xe nếu điều đó phù hợp với lái xe. Sơ đồ: Hoạt động. Ở chế độ số truyền tăng ( O/D). Ở chế độ số truyền tăng thì phanh O/D (B0) khóa bánh răng mặt trời O/D, do đó các bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh của bộ truyền hành tinh O/D vừa chuyển độngt heo chiều kim đồng hồ xung quanh bánh răng mặt trời O/D, vừa quay xung quyanh trục của chúng. Vì vậy bánh răng bao của bộ truyền hành tinh O/D quay theo chiều kim đồng hồ nhanh hơn cần dẫn của bộ truyền bánh răng hành tinh O/D. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộc của mũi tên chỉ mô men. Mũi tên càng dài thì độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộc thì mô men càng lớn. Sơ đồ: Không ở chế độ số truyền tăng. Bộ truyền bánh răng hành tinh O/D hoạt động như một cơ cấu dẫn trực tiếp và quay như một cụm đơn nhất để dẫn công suất ra đầu vào ( tốc độc quay và mômen). Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lơn và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn. Sơ đồ: PHÂN LOẠI BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG HÀNH TINH. Có rất nhiều loại bộ truyền bánh răng hành tinh . Ở đây, chúng tôi giải thích các bộ truyền bánh răng hành tinh tiêu biểu bằng cách sử dụng sơ đồ nguyên lí. Loại 3 tốc độ + bộ truyền số truyền tăng ( Các xe FF) Bằng việc phối hợp bộ truyền bánh răng hanhft inh 3 tốc độ với bộ truyền bánh răng số truyền tăng có thể tạo ra bốn tỉ số truyền tiến và một tỉ số lùi. Loại 3 tốc độ + bộ truyền số truyền tăng ( Các xe FR). - Bộ truyền bánh răng O/D cho các xe FR được đặt giữa bộ biến mô và bộ truyền bánh răng hành tinh 3 tốc đọ mà vị trí của bộ truyền 3 tốc độ này khác với vị trí của nó ở các xe FF. - Tuy nhiên, hình dạng cúng giống như đối với các xe FF. Vì vậy, có thể tạo ra bốn tỉ số truyền số tiến và một tỉ số lùi. Ngoài ra, trong A350 thì số 1 và số O/D được phối với với nhau để tạo ra số 2. Bằng cách này có thể tạo được năm tỉ số truyền tiến và một tỉ số truyền lùi. Loại 4 tốc độ + O/D( các xe FR). Một bộ truyền hành tinh trung tâm được đặt giữa bộ truyền hành tinh trước và bộ truyền hành tinh sau. Bằng việc phối hợi các bộ truyền đó với một bộ truyền hành tinh O/D ta có thể lập được năm tỉ số truyền tiến và một tỉ số truyền lùi. Sơ đồ: Loại 5 tốc độ ( các xe FR). - Một bộ truyền hành tinh trung tâm được đặt giữa bộ truyền hành tinh trước và bộ truyền hành tinh sau. Bọ truyền hành tinh trước có 2 bánh răng hành tinh được bố trí giữa bánh răng bao và bánh răng mặt trời. - Bằng việc phối hợp các bộ truyền hành tinh này, có thể lập được năm tỉ số truyền tiến và một tỉ số truyền lùi. Loại 4 tốc độ CR-CR ( các xe FF). - Có thể lập được bốn tỉ số truyền tiến và một tỉ số truyền lùi bằng hai bộ bánh răng hành tinh. - Một bộ truyền bánh răng hanhft inh CR- CR là một bộ bánh răng hành tinh nối cần dẫn trước và sau với bánh răng bao. 6. Loại 4 tốc độ ravigneaux ( các xe FF). - Một bánh răng hành tinh dài và một bánh răng hành tinh ngắn được lắp đặt giữa bánh răng bao và bánh răng mặt trời trước. - Bánh răng hành tinh dài còn ăn khớp với bánh răng mặt trời sau. Có thể lập được bốn tỉ số truyền tiến và một tỉ số truyền lùi. Sơ đồ: 7. Loại 3 tốc độ + U/D các xe FF. - Một bộ truyền bánh răng hành tinh được đặt trên trục trung gian, hệ thống vận hành này như một bộ giảm tốc “thấp tốc”. - Giống như loại 3 tốc độ + O/D, hệ thống này cho phép lập được bốn tỉ số truyền tiến và một tỉ số truyền lùi. - Tỉ số truyền của hộp số đối với số cao nhất cũng bằng tỉ số truyền của số O/D đối với tỉ số giảm tốc tổng bao gồm cả tỉ số truyền bánh răng vi sai. 8. Loại 4 tốc độ + U/D các xe FF. - Một bộ truyền bánh răng hành tinh 4 tốc độ kiểu CR-CR được đặt trên trục sơ cấp và một bộ giảm tốc “thấp tốc” được đặt lên trục trung gian, với các cụm đó có thể lập được tỉ số truyền tiến và một tỉ số truyền lùi. Sơ đồ: CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT LUẬN Sau thời gian thực hiện thiết kế môn học truyền động công suất, chúng em nhận thấy mình phải nắm vững vốn kiến thức được trang bị trong nhà trường và cần phải trang bị cho mình những hành trang tri thức bằng việc bằng việc đọc báo, các tài liệu kỹ thuật có liên quan đến chuyên ngành. Đồng thời phải học hỏi thêm từ thầy cô, cũng như các thế hệ đi trước thuộc lĩnh vực chuyên môn để hiểu biết hơn và tích lũy được nhiều kinh nghiệm quý báu cho bản thân mình, để bắt kịp với tôc độ phát triển của khoa học không ngừng hiện nay. Chúng em xin chân cảm ơn thầy NGUYỄN HỮU CHÍ – người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho nhóm em hoàn thành tốt môn thiết kế môn học truyền động công suất này.