Khảo sát hệ thống truyền lực thủy cơ trên xe Toyota - Camry 2007

uyền thẳng 4 G N M2 -- i < 1 Số truyền tăng R M2 N G M1, H1 -¥ < i < -1 Số lùi Từ nguyên lý làm việc của cơ cấu (bảng 2-5) nhận thấy trục chủ động có thể liên kết với M1, M2, trục bị động liên kết với N do vậy kết cấu bố trí trên hộp số ô tô đảm bảo tính hợp lý cao. Khi M1 và M2 khóa cứng với nhau tạo nên số truyền thẳng .So với cơ cấu hành tinh kiểu Simpson và kiểu Ravigneaux cho khoảng tỷ số truyền rộng hơn, ít gặp khó khăn trong chế tạo, vì thế nhiều hãng đã áp dụng cơ cấu hành tinh kiểu này trên ô tô con từ nhiều năm trước đây. Hình 2-19 Các trạng thái làm việc ở các số 1, 2, 4 và số lùi (R) của cơ cấu hành tinh kiểu Ravigneaux (số 3 là số truyền thẳng không mô tả ). 3. Khảo sát hệ thống truyền lực thủy cơ trên xe TOYOTA - CAMRY 2007. 3.1. Giới thiệu chung về xe TOYOTA – CAMRY 2007. Không thật đẹp và cá tính nhưng CAMRY vẫn nhận được sự quan tâm của khách hàng tham quan triển lãm Dtroit 2006. Tính năng, chất lượng và độ an toàn cao có thể sẽ là bí quyết giúp nó thành công. Hình 3-1 Xe CAMRY 2007 Vốn không thể là thế mạnh về thiết kế nên CAMRY 2007 xuất hiện với phong thái cục mịch và khá giản dị, có vóc dáng " nặn " theo cùng phong cách với Avalon pha thêm chút triết lý L-finess của Luxes trên cụm đèn pha và lưới tản nhiệt. Ngược với sự hài hòa phía ngoại thất, nội thất CAMRY 2007 được chăm chút kỹ lưỡng và có bản sắc riêng. Hộp chứa đồ rộng và hạ thấp so với thường lệ nên tiện dụng hơn. Các chi tiết như hốc gió, sàn cần số, bảng thiết bị vuông vức nhưng khá tinh tế khiến không gian bên trong ca bin hiện đại và thân thiện. Bảng trung tâm rộng và trang bị màn hình LCD độc lập. Hình 3-2 Thiết bị bên trong xe. Phiên bản CAMRY 2.4L XLT (4x2) là sự lựa chọn lý tưởng cho khách hàng yêu thích dòng xe thể thao có thể sở hữu một chiếc với mức giá hợp lý, khả năng tiết kiệm nhiên liệu cao phù hợp với việc đi lại trong thành phố. Xe được trang bị động cơ Duratec 2.4L tích hợp hệ thống điều khiển van biến thiên VCT (Variable Cam Timming) cho phép tối ưu hóa thời gian, tăng công suất động cơ, tránh lãng phí nhiên liệu. Điểm đặc biệt là cần số được thay đổi từ vị trí tay lái xuống sàn xe đem lại cảm giác thuận tiện hơn cho người lái. Hệ thống treo trước độc lập, lò xo trụ và giảm chấn lắp độc lập với thanh giằng và hệ thống treo sau đã liên kết giúp xe vận hành êm ái và ổn định trên các địa hình phức tạp. Tính năng an toàn ưu việt với phanh đĩa bốn bánh kết hợp với hệ thống chống bó cứng phanh ABS cùng với hệ thống phân phối lực phanh điện tử và trợ lực phanh khẩn cấp EBA đảm bảo bánh xe không hãm cứng khi phanh gấp hay phanh trên các bề mặt trơn trượt. Túi khí hai giai đoạn là thiết bị tiêu chuẩn trên các đời CAMRY, túi khí cạnh trên phía trước và phía sau, túi khí bảo vệ đầu và túi khí bảo vệ ống chân tài xế. Dây đai an toàn đảm bảo an toàn tối đa cho người lái và hành khách khi xảy ra va chạm. Hình 3-3 Trang thiết bị an toàn Hộp số tự động với 5 số giúp người lái xe không có trình độ cao có thể thuận tiện điều khiển. Mang lại cảm giác thoải mái khi lái xe trên các đoạn đường dài. Bảng 3-1 Thông số kỹ thuật của xe TOYOTA-CAMRY 2007. Loại xe Du lịch. Động cơ. Loại động cơ. 2,4 lít, 2AZ-FE. Kiểu động cơ. 16 xu páp, trục cam kép DOHC, hệ thống VVT-i, dẫn động xích. Số xi lanh và cách bố trí. 4 xi lanh thẳng hàng. Dung tích xi lanh. 2362cc Đường kính x Hành trình piston [mm] 88,5 x 96,0 Tỷ số nén. 9,8. Công suất phát cực đại. 123 KW ở số vòng quay 6000 vg/phút. Mô men xoắn tối đa. 224 Nm ở số vòng quay 4000 vg/phút. Thời điểm xu páp Nạp mở Nạp đóng Xả mở Xả đóng 30 ~ 430 BTDC. 600 ~ 200 ABDC. 370 BBDC. 30 ATDC. Loại nhiên liệu. Xăng. Dầu động cơ. API SL/SM Tiêu chuẩn khí xả. EURO II Hộp số. 5 số tự động. Kích thước. Dài (mm). 4825 mm. Rộng (mm). 1820 mm. Cao (mm). 1480 mm. Chiều dài cơ sở (mm). 2775 mm. Khoảng sáng gầm xe (mm). 160 mm. Trọng lượng không tải (kg). 1470 kg – 1530 kg. Phanh, giảm xóc, lốp xe. Phanh trước Đĩa thông gió 16 inch. Phanh sau Đĩa 15 inch. Giảm xóc trước Macpherson với thanh xoắn. Giảm xóc sau Đòn kép với thanh xoắn. Lốp xe 215/60R16 Vành mâm xe Mâm đúc. Thiết bị an toàn Hệ thống chông bó cứng phanh (ABS) Hỗ trợ lực phanh khẩn cấp (EBA) Hệ thống điều khiển ổn định xe (VSC) Cảm biến lùi và 4 cảm biến góc Túi khí ghế người lái Túi khí ghế hành khách phía trước Vị trí của cần điều khiển số: - P: Vị trí đỗ xe, lúc này trục ra sẽ bị khóa bằng cơ cấu cơ khí. - R: Số lùi. - N: Vị trí số 0, mômen quay sẽ không được truyền đến các bánh xe chủ động. - D: Vị trí số tiến. + Tự động chuyển số giữa các dải số 1, 2, 3 khi công tắc OD: OFF + Tự động chuyển số giữa các dải số 1, 2, 3, 4, 5 (OD ) khi công tắc OD: ON - 4, 3: Vị trí số tiến. Sữ dụng khi xe chạy ở đoạn đường bằng. - 2: Vị trí số 2 (số tay), khi xe chạy trên các đoạn đường dốc hay khởi động trên các đoạn đường băng, tuyết hoặc trơn trượt. - L: Vị trí số 1, khi xe chạy trên các loại đường dốc đứng, đường xấu mấp mô. Bảng 3-2 Hoạt động truyền công suất. 3.2. Khảo sát hộp số thủy cơ. 3.2.1. Biến mô thủy lực. Bộ biến mô được đặt nằm sát giữa động cơ và hộp số hành tinh. Hình 3-4 Bộ biến mô lắp trên U250E . 1- Bánh bơm; 2- Bánh phản ứng( stato); 3- Bơm dầu; 4- Trục sơ cấp hộp số; 5- Trục bánh phản ứng; 6- Vòng chặn dầu; 7 - Khớp khóa biến mô; 8- Khớp một chiều; 9- Đinh tán; 10- Vỏ biến mô; 11- Vật liệu ma sát; 12- Bánh tua bin. Công dụng: Biến mô vừa truyền vừa khuếch đại mô men từ động cơ bằng cách sữ dụng dầu hộp số làm môi trường làm việc, biến mô được đổ đầy dầu thủy lực được cung cấp bởi bơm dầu, dầu bị văng ra khỏi cánh bơm thành một dòng truyền công suất làm quay rô to tua bin. Cấu tạo bộ biến mô gồm các phần chính sau: Bánh bơm, bánh tua bin, khớp một chiều, bánh phản ứng và vỏ biến mô chứa tất cả các bộ phận đó. - Bánh bơm: Bánh bơm là cụm chi tiết đứng đầu trong vòng truyền tải năng lượng trong biến mô. Được bố trí trong vỏ biến mô và gắn liền với vỏ biến mô, bánh bơm được dẫn động từ trục khuỷu động cơ qua tấm dẫn động. Trên bánh bơm có nhiều cánh bơm được lắp bên trong bánh và vành dẫn hướng được lắp trên cạnh trong của cánh bơm để dòng dầu chuyển hướng dễ dàng hơn, bánh mang cánh lắp các cánh cùng với vỏ biến mô men tạo thành một bơm ly tâm. Hình 3-5 Kết cấu bánh bơm. 1- Bánh bơm, 2- Vành dẫn hướng. - Bánh tua bin: Có rất nhiều cánh lắp lên bánh tua bin giống như trường hợp bánh bơm, hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng của cánh của bánh bơm. Bánh tua bin được lắp trên trục sơ cấp hộp số bằng khớp then hoa và có các cánh bên trong nó nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa. Bánh tua bin quay cùng với trục sơ cấp hộp số khi xe chạy với vị trí của cần số ở dải D, 2, 3, 4, L và R. Quay tự do khi xe ở vị trí số P, N với bánh bơm quay. Tuy nhiên khi xe dừng thì bánh tua bin không quay. Hình 3-6 Kết cấu bánh tua bin. 1- Bánh mang cánh tua bin, 2- May ơ tua bin, 3- Vành dẫn hướng. - Bánh phản ứng: Được lắp 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. Nhiêm vụ của bánh phản ứng: Các cánh bánh phản ứng nhận dòng dầu khi nó đi ra khỏi rôto tua bin và hướng cho nó đập vào mặt sau của cánh quạt trên cánh bơm làm cho cánh bơm được "cường hóa". Bánh phản ứng chỉ quay được cùng chiều với trục khuỷu nhờ khớp một chiều. Hình 3-7 Kết cấu bánh phản ứng. 1- Bánh phản ứng, 2- Vành ngoài của khớp một chiều, 3- Vành trong của khớp một chiều. Nguyên lý làm việc của bộ biến mô:. Khi động cơ hoạt động bánh bơm quay theo nhờ cố định vỏ bộ biến mô với trục khuỷu động cơ. Dầu được chứa đầy trong biến mô. Chuyển động quay của bánh bơm sẽ sinh ra lực ly tâm làm cho dầu chuyển động xoáy lốc tuần hoàn trong biến mô. Khi tốc độ bánh bơm tăng lên, năng lượng của dòng dầu đạt tới mức làm cho dòng dầu chuyển rời ra khỏi phần phía trên của cánh bơm. Những cánh dẫn dầu của tua bin sẽ tiếp nhận dòng dầu đó. Vì dòng dầu ra khỏi tua bin duy trì một động năng nên nó chuyển động sang cách tua bin thì động năng biến thành lực đẩy làm cho tua bin quay đi. Dòng chảy xoáy lốc là dòng chảy của dầu được bơm bằng cánh bơm khi nó đi qua tua bin vào bánh phản ứng và trở về bánh bơm. Khi dòng xoáy lốc vượt quá giới hạn tạo nên giai đoạn tăng mômen ở mức độ lớn. Dòng xoáy lốc đi qua bộ đảo chiều làm cho bộ đảo chiều có xu hướng quay ngược chiều kim đồng hồ nhưng do kết cấu của khớp một chiều khi bộ đảo chiều có xu hướng quay ngược chiều kim đồng hồ sẽ tác động lên con lăn do chiều dài (l2 > l ) nên khóa bộ đảo chiều với thân của nó tức làm cho bánh phản ứng không quay, nhưng cánh của nó làm cho hướng của dòng dầu thay đổi sao cho chúng trợ giúp cho chuyển động quay của cánh bơm. Hình 3-8 Khớp một chiều (bị khóa). l- khoảng cách từ đường kính trong vành ngoài tới đường kính ngoài vành trong; l2 – Chiều dài của con lăn; Khi dòng xoáy lốc giảm thì sự biến đổi mômen cũng giảm theo. Đến khi tốc độ bánh tua bin đạt 90% tốc độ bánh bơm thì bộ biến mô làm việc như một biến mô thủy lực. Trong trường hợp này khớp một chiều cho phép bánh phản ứng quay cùng chiều với bánh bơm (l1 < l ). Hình 3-9 Khớp một chiều (quay tự do). 1- Vành trong; 2- Bi khóa ; 3- Vành ngoài; 4- Lò xo giữ. 3.2.2. Ly hợp khóa biến mô. Cơ cấu ly 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 sữ dụng dòng thủy lực để gián tiếp truyền công suất nên có sự tổn hao công suất. Vì vậy, ly 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 ly hợp khóa biến mô được sữ dụng để nâng cao hiệu quả sữ dụng công suất và nhiên liệu. Ly hợp khóa biến mô được lắp trong may ơ của bánh tua bin, phía trước bánh tua bin. Lò xo giảm chấn sẽ hấp thụ lực xoắn khi ăn khớp ly hợp để ngăn không cho sinh ra va đập. Một vật liệu ma sát (cùng dạng vật liệu sữ dụng trong phanh và đĩa ly hợp) được gắn lên vỏ biến mô hoặc piston khóa của bộ biến mô để ngăn sự trượt ở thời điểm ăn khớp ly hợp. Ly hợp khóa biến mô khi hoạt động sẽ quay cùng bánh bơm và bánh tua bin, việc ăn khớp của ly 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 tốc độ nhất định. Hình 3-10 Ly hợp khóa biến mô. 1- Giảm chấn; 2- Bề mặt ma sát; 3- Khung kim loại; 4- May ơ lắp ly hợp khóa biến mô. 3.2.3. Bộ truyền bánh răng hành tinh. Bộ truyền hành tinh đặt trong vỏ hộp số chế tạo bằng hợp kim nhôm. Nó thay đổi tốc độ đầu ra của hộp số hoặc chiều quay, sau đó truyền chuyển động này đến bộ truyền động cuối cùng. a. Cấu tạo : Bộ truyền bánh răng hành tinh trên hộp số U250E: loại bộ truyền hành tinh 4 tốc độ kiểu CR-CR được đặt trên trục trung gian và một bộ giảm tốc ''thấp tốc'' được đặt trên trục ra của hộp số. Với các cụm đó có thể lập được năm tỷ số truyền tiến và một tỷ số truyền lùi. Bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm: Bánh răng trung tâm lắp trên trục của nó ăn khớp với các bánh răng hành tinh, các bánh răng hành tinh được lắp trên trục bánh răng hành tinh và ăn khớp trong với vành răng bao, các trục này cố định trên cùng một cần dẫn, cả cần dẫn và bánh răng trung tâm được đặt trong vành răng bao. Bộ truyền bánh răng hành tinh có nhiệm vụ điều khiển các hoạt động giảm tốc, tăng tốc, nối trực tiếp và đảo chiều. Bộ truyền hành tinh nối với ly hợp, phanh và tỷ số truyền mà bộ hành tinh tạo ra bằng cách giữ một trong các bộ phận bởi ly hợp hay phanh hãm, hay nói cách khác thì các ly hợp và phanh đóng vai trò là các bộ phận nối và ngắt công suất. Các cụm bánh răng 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. Hình 3-11 Cấu tạo bộ hành tinh trước của hộp số U250E. 1- Vòng chặn, 2- Vành răng bao bộ hành tinh trước, 3-Tang trống đầu vào của vành răng bao, 4- Bánh răng hành tinh bộ hành tinh trước, 5- Bánh răng trung tâm bộ hành tinh trước. b. Nguyên lý hoạt động :  Bộ truyền bánh răng hành tinh thay đổi tốc độ truyền động và chiều quay bằng cách thay đổi vị trí đầu vào, đầu ra và các phần tử cố định để giảm tốc, tăng tốc, đảo chiều hoặc truyền trực tiếp đến bộ phận chấp hành. Sau đây ta có thể diễn giải lần lượt từng hoạt động đó như sau: b1. Hoạt động giảm tốc: Hình 3-12a Kết cấu và nguyên lý giảm tốc của cơ cấu hành tinh. Khi bánh răng trung tâm bị cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh quay và quay xung quanh bánh răng trung tâm trong khi cũng quay quanh trục của nó theo chiều kim đồng hồ. Do đó trục đầu ra giảm tốc độ quay so với trục đầu vào bằng chuyển động quay của bánh răng hành tinh. b2. Hoạt động tăng tốc Hình 3-12b Kết cấu và nguyên lý tăng tốc của cơ cấu hành tinh. Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ thì bánh răng hành tinh chuyển động xung quanh bánh răng trung tâm theo chiều kim đồng hồ. Do đó, vành răng bao tăng tốc trên cơ sở số răng trên vành răng bao và trên bánh răng trung tâm, đồng thời cũng quay quanh trục của nó theo ngược chiều kim đồng hồ.  b3. Dẫn động trực tiếp: Hình 3-12c Kết cấu và nguyên lý dẫn động trực tiếp của cơ cấu hành tinh.   Do Vành răng bao và bánh răng trung tâm quay cùng nhau với cùng một tốc độ nên cần dẫn (đầu ra) cũng quay với cùng tốc độ đó. Kết quả là động lực được truyền trực tiếp đến bộ phận chấp hành thông qua cần dẫn. b4. Hoạt động đảo chiều quay:  Hình 3-12d Kết cấu và nguyên lý đảo chiều quay của cơ cấu hành tinh. Khi cần dẫn được cố định ở vị trí và bánh răng trung tâm quay thì vành răng bao nhờ các bánh răng hành tinh quay trên trục của nó và hướng quay được đảo chiều. Đầu ra nối trực tiếp vào vành răng bao kết quả là bộ phận chấp hành quay ngược chiều so với trước. 3.2.4. Ly hợp số tiến (C1). Gồm có 5 đĩa ma sát. Công dụng: Ly hợp C1 có nhiệm vụ truyền công suất từ biến mô qua bánh răng trung tâm bộ truyền hành tinh trước. Hình 3-13 Kết cấu ly hợp C1 . 1- Đĩa ép; 2- Tang trống ly hợp; 3- Piston ly hợp; 4- Từ trục khuỷu; 5- Tới bánh răng trung tâm bộ hành tinh trước; 6- Lò xo hồi piston; 7- May ơ ly hợp; 8- Đĩa ma sát. Các đĩa ma sát và đĩa ép được bố trí xen kẽ sao cho các đĩa ma sát ăn khớp bằng then hoa với vành trong của ly hợp còn các đĩa ép ăn khớp với tang trống ly hợp. Áp suất thủy lực được bơm vào khu vực giữa piston và tang trống để di chuyển piston ấn lên các đĩa ly hợp. như vậy lực phát động được chuyển đến may ơ ly hợp và truyền ra bánh răng trung tâm bộ hành tinh trước. Ở tốc độ cao, lượng dầu dư có áp suất trong khoang piston đẩy piston bởi lực li tâm cưỡng bức. Tuy nhiên, vì lực ly tâm sinh ra đẩy piston và dưới tác dụng của lò xo hồi phục đẩy piston thì lực li tâm này được cân bằng. Bởi vậy, với hai lực cưỡng bức piston sẽ không vận hành. Hình 3-14 Hình vẽ lắp của ly hợp C1 . 3.2.5. Ly hợp số lùi.(C2 ) Gồm có 3 đĩa ma sát Công dụng: Bộ ly hợp số lùi dùng để truyền mômen quay từ trục sơ cấp của hộp số đến bánh răng trung tâm bộ truyền hành tinh sau khi tay số ở vị trí R. Hình 3-15 Kết cấu ly hợp C0 và ly hợp C2. Hoạt động. Ly hợp số lùi hoạt động khi xe di chuyển lùi, và truyền lực truyền động từ trục khuỷu tới bánh răng trung tâm số lùi (bánh răng trung tâm bộ hành tinh sau). Khớp ly hợp một chiều hoạt động ở các số 3rd, 4th hoặc 5th và truyền lực truyền động từ trục khuỷu tới cần dẫn bộ hành tinh OD và vành răng số lùi. Kết cấu các bộ phận của ly hợp lùi và ly hợp OD như hình dưới. Hình 3-16 Kết cấu ly hợp C2. Tang trống của của ly hợp OD cũng có tác dụng như piston ly hợp lùi C2 . khi có sự cung cấp áp suất thủy lực tới ly hợp lùi giữa bộ tang trống ly hợp lùi và tang trống ly hợp OD làm di chuyển bộ ly hợp OD. Như vậy truyền động cưỡng bức từ tang trống ly hợp lùi tới may ơ ly hợp lùi. Giống như vậy, khi có sự cung cấp áp suất thủy lực tới ly hợp OD, tới giữa tang trống ly hợp OD và piston ly hợp OD, bộ ly hợp hoạt động ép các đĩa ép ép vào đĩa ma sát thực hiện việc truyền động cưỡng bức từ tang trống ly hợp OD tới may ơ ly hợp OD. Cũng đối với hai bộ ly hợp ảnh hưởng của lực ly tâm là được triệt tiêu bởi cơ chế cân bằng áp suất thủy lực. 3.2.6. Ly hợp C0 . Gồm 3 đĩa ma sát. Công dụng: Ly hợp trực tiếp được dùng để truyền mômen quay từ trục sơ cấp hộp số đến cần dẫn của bộ truyền hành tinh sau khi xe chạy ở tốc độ số 3, 4 và 5. Hình 3-17 Kết cấu ly hợp trực tiếp (C0 ). Hình 3-18 Kết cấu ly hợp C0. 3.2.7. Ly hợp U/D (C3) . Ly hợp UD gồm có 3 đĩa ma sát và chỉ hoạt động ở số 5th. Công dụng: Nối bánh răng trung tâm bộ hành tinh U/D cần dẫn bộ hành tinh U/D. Khi có áp suất thủy lực đến khu vực giữa piston và tang trống ly hợp UD tác động làm di chuyển piston, vì thế piston ấn lên các đĩa của ly hợp. Như vậy, lực phát động được truyền từ tang trống đến may ơ ly hợp Hình 3-19 Ly hợp U/D (C3) . 1- Đĩa ép; 2- Trống ngoài ly hợp; 3- Piston ly hợp; 4- Vòng chặn; 5- Đĩa ma sát; 6- Trống trong ly hợp; 7- Lò xo hồi piston ly hợp. Hình 3-20 Hình vẽ lắp ly hợp C3. 1- Trống ngoài của ly hợp; 2- Bộ piston ly hợpC3; 3- Lò xo hồi piston ly hợp; 4,6- Vòng chặn; 5- Đĩa ép; 7- Đĩa ma sát; 8- Bánh răng trung tâm bộ hành tinh U/D. 3.2.8. Khớp một chiều F1, F2. Khớp một chiều F1, F2 có cùng dạng kết cấu với khớp một chiều lắp trong bộ biến mô. Khi bộ truyền bánh răng hành tinh được thiết kế mà không tính đến va đập khi chuyển số thì B2, F1 và F2 là không cần thiết. 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 ly hợp được xả. Do đó, khớp một chiều số 1(F1) tác động lên phanh B2 để ngăn không cho cần dẫn của bộ hành tinh sau và bánh răng bao của bộ hành tinh trước không quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Khớp một chiều số 2 (F2) ngăn không cho bánh răng trung tâm của bộ hành tinh U/D quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Vòng lăn ngoài của khớp một chiều F1 được cố định vào vỏ hộp số. Nó được lắp ráp sao cho nó sẽ khóa khi vòng lăn trong (cần dẫn bộ hành tinh sau) xoay ngược chiều kim đông hồ và quay tự do khi vòng lăn trong xoay theo chiều kim đồng hồ. Với cách này có thể sữ dụng các khớp một chiều để chuyển các số bằng cách luôn ấn hoặc nhả áp suất thủy lực lên một phần tử. Hình 3-21 Kết cấu khớp một chiều F1, F2 . 1- Vành ngoài; 2- Con lăn; 3- Vành trong. 3.2.9. Phanh hãm. Hộp số tự động U250E sử dụng loại phanh ma sát ướt nhiều đĩa B1, B2, B3 . Hình 3-22 Kết cấu phanh ma sát ướt B1, B2. - Cấu tạo của một phanh đĩa ma sát ướt gồm các chi tiết: vòng chặn, đĩa ma sát, đĩa ép, pitông ép, lò xo hồi vị piston ép. - Nhiệm vụ các phanh đĩa ma sát ướt. + Phanh B1 (phanh số 2, 4 và số OD) với 3 đĩa ma sát có nhiệm vụ ngăn bánh răng trung tâm của bộ truyền hành tinh sau không quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Hình 3-23 Hình vẽ lắp phanh B1. 1, 3- Vòng chặn; 2- Đĩa ép; 4- Lò xo hồi; 5- Piston; 6- Đĩa ma sát. + Phanh B2 (phanh số 1 và số lùi) hoạt động qua khớp một chiều thứ nhất F1 để ngăn cần dẫn của bộ truyền hành tinh sau và vành răng bao của bộ hành tinh trước không quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Các đĩa ma sát được ăn khớp bằng then hoa với vành ngoài của khớp một chiều F1 còn các đĩa ép được bắt cố định vào vỏ hộp số. Hình 3-24 Hình vẽ lắp phanh B2 . 1- Vòng su chặn dầu; 2- Piston; 3- Lò xo hồi piston; 4- Vòng chặn; 5- Đĩa ma sát; 6- Đĩa ép. + Phanh B3 được thiết kế để ngăn bánh răng trung tâm của bộ truyền hành tinh U/D không quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Phanh B3 hoạt động ở tất cả các tay số (Trừ số 5) Các đĩa ma sát ăn khớp với vành trong của khớp một chiều F2, vành trong khớp một chiều F2 nối với tang trống của ly hợp U/D. Các đĩa ép được gắn cố định vào hộp số. Hình 3-25 Phanh đĩa ma sát ướt B3. 1, 2- Vòng su chặn dầu; 3- Piston phanh; 4- Lò xo hồi piston; 5- Đĩa ép; 6, 8, 10- Vòng chặn; 7- Vòng lăn ngoài may ơ B3 ; 8- Khớp một chiều; 9- Đĩa ma sát. - Nguyên lý hoạt động của phanh ma sát ướt nhiều đĩa: Khi áp suất thủy lực tác dụng lên xi lanh piston sẽ dich chuyển và 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 khóa vào vỏ hộp số. Khi dầu có áp suất được xả ra khỏi xi lanh thì piston bị lò xo phản hồi đẩy về vị trí ban đầu của nó và làm nhả phanh. 3.2.10. Bơm dầu hộp số. Bơm dầu được đặt giữa vách bộ biến mô và hộp số hành tinh nó là loại bơm bánh răng lệch tâm, được dẫn động trực tiếp bởi cánh bơm của bộ biến mô. Bánh chủ động được dẫn động trực tiếp bằng cánh bơm của bộ biến mô quay cùng tốc độ với tốc độ động cơ. Cấu tạo: - Bơm dầu hộp số gồm vỏ bơm, bánh răng chủ động và bị động, tấm phân cách và một thân bơm. Công dụng: - Cung cấp dầu điều khiển đóng ly hợp. - Cung cấp dầu dưới áp suất mạch chính đến các hệ thống thủy lực. - Chứa các đường dẫn đến mạch dầu bộ ly hợp, ly hợp biến mô và mạch bôi trơn. Hoạt động: Bánh răng chủ động của bơm nối với vỏ bộ biến mô thông qua trục dẫn động .Khi trục chủ động quay do sự không đồng tâm của trục quay nên khi các bánh răng ăn khớp tạo nên các khoang dầu, khoang dầu tạo nên bởi giữa các bề mặt răng tăng dần thể tích ứng với quá trình hút, dầu hộp số được hút từ khoang chứa dầu bên dưới, đi qua lọc rồi tới bơm dầu. Khi khoang dầu bị thu hẹp thể tích tăng lên ép dầu cung cấp cho hệ thống thủy lực. Áp suất dầu với dung tích cố định được điều tiết bởi van điều áp chính được bố trí trong cụm van điều khiển số chính. Hình 3-26 Cấu tạo bơm dầu. 3.2.11. Cơ cấu khóa trục bị động: Cơ cấu khoá trục bị động của hộp số là cơ cấu an toàn khi ôtô đứng yên tại chỗ. Khoá trục bị động làm việc khi cần chọn số để ở vị trí “P” (Parking) và vị trí N. Khi đó ly hợp C1 và C0 không làm việc vì vậy công suất từ trục thứ cấp không được truyền tới dẫn động bộ vi sai. Ngoài ra khi cần số ở hai vị trí này thì 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. Do tác dụng đảm bảo an toàn của nó nên khoá trục bị động không tham gia vào việc thực hiện các số truyền của hộp số hành tinh. Hình 3-27 Cơ cấu khóa trục bị động. Cấu tạo của cơ cấu khoá trục bị động : Vấu hãm khóa phanh đỗ, bánh răng phanh đỗ lắp trên trục thứ cấp và cam khóa phanh đỗ. Vấu hãm luôn luôn ở trạng thái mở bằng lò xo, việc thực hiện đóng cơ cấu hãm trên trục được điều khiển bởi cần chọn số thông qua dây cáp, trục quay và đòn xoay. Cơ cấu này được điều chỉnh cùng với việc điều chỉnh cam quay định vị của cần số chọn. Cơ cấu khoá trục bị động hộp số hành tinh là cơ cấu an toàn của ô tô ở trạng thái đỗ, người lài có thể rời khỏi xe mà ôtô không xảy ra hiện tượng “tự bò”. Mặt khác, khi xe đang chuyển động không được phép chọn cần số vào vị trí “P” hay N". Tại vị trí này, khi xe còn lăn bánh, sẽ xảy ra hiện tượng khoá trục bị động đột ngột và có thể gây quá tải cho hệ thống truyền lực, hay xe bị quay ngoặt bất ngờ nguy hiểm. 3.3. Bộ điều khiển điện tử hệ thống truyền lực . Công dụng: ECU động cơ & ECT điều khiển các hoạt động của động cơ cũng như thực hiện các chức năng điều khiển hộp số. ECU động cơ & ECT điều khiển các van điện từ (solenoid valve) chuyển số để điều khiển áp suất dầu mạch chính, điều khiển thời điểm chuyển số, đóng ly hợp biến mô và phanh . ECU động cơ & ECT được lắp trên hộp số U250E đã lập trình vào bộ nhớ của nó về phương thức điều khiển các hoạt động động cơ, các phương thức chuyển số tối ưu cho một vị trí cần số và mỗi chế độ lái cũng như thực hiện các chức năng điều khiển khác. Bảng 3-3 Hạng mục điều khiển của ECU động cơ & ECT. Hộp số U250E Điều khiển trực tiếp áp suất li hợp Điều khiển tối ưu áp suất chuẩn Điều khiển mômen động cơ Điều khiển chuyển số khi lên/xuống dốc Điều khiển thời điểm chuyển số Điều khiển thời gian khóa biến mô “N” to “D” Điều khiển chống nhấc đầu Điều khiển hộp số tự động đa chế độ Chẩn đoán Chức năng an toàn Cấu trúc điều khiển. Hình 3-28 Sơ đồ cấu trúc điều khiển điện. Chức năng của một số cảm biến : - Cảm biến lưu lượng khí nạp: Đo khối lượng không khí nạp, hay nhận biết chế độ tải của động cơ. - Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: Nhận biết nhiệt độ của nước làm mát làm và dưa vào tín hiệu này, ECU sẽ điều chỉnh lượng phun vào làm cải thiện khả năng tải trong quá trình hoạt động của động cơ. - Cảm biến vị trí bướm ga: Xác định chế độ tải trọng động cơ (không tải hay toàn tải) - Cảm biến nhiệt độ dầu: Nhận biết nhiệt độ dầu hộp số. 3.4. Điều khiển thủy lực. 3.4.1. Khái quát. Hệ thống điều khiển bao gồm: Thân van (nữa thân van trên và nữa thân van dưới) và 7 van (4 van điện từ SLx , van DLS, van S4, van SR ). Thân van chứa rất nhiều khoang và lắp rất nhiều van mở hay đóng các khoang để gởi các tín hiệu điều khiển thủy lực đến các bộ phận khác nhau của bộ truyền bánh răng hành tinh. Hình 3-29a Kết cấu phần thân van trên. Hình 3-29b Kết cấu phần thân van dưới. 3.4.2. Chức năng nhiệm vụ của hệ thống thủy lực. - Cung cấp dầu có áp suất đến bộ biến mô và điều khiển sự hoạt động của cơ cấu khóa biến mô. - Điều khiển áp suất thủy lực do bơm tạo ra. - Chuyển hóa tín hiệu tải trọng động cơ và tốc độ xe thành tín hiệu thủy lực phục vụ cho việc điều khiển chuyển số. - Bôi trơn các chi tiết chuyển động và làm mát chúng. - Cung cấp áp suất thủy lực đến các phanh và ly hợp điều khiển hoạt động của cơ cấu hành tinh. 3.4.3. Các van cơ bản trong hộp số U250E. 3.4.3.1. Van điều khiển điện. Hộp số U250E sữ dụng bảy cuộn dây điện từ trong bảy van điều khiển điện để điều khiển dòng áp suất, khóa biến mô men và chuyển số. Trong đó bốn cuộn dây dùng để điều khiển dòng áp suất và ba cuộn dây ở trạng thái ON/OFF dùng để thực hiện việc nối và ngắt dòng áp suất. Van điều khiển điện là thiết bị điện – cơ khí điều khiển luân hoàn thủy lực bằng cách mở và đóng các đường dẫn dầu theo tín hiệu điện điều khiển (mở đường dẫn dầu theo tín hiệu mở và đóng lại theo tín hiệu đóng) từ ECU động cơ & ECT để điều khiển (vận hành) các van chuyển số và điều khiển áp suất thủy lực (điều khiển khóa biến mô men, điều khiển áp suất bướm ga, điều khiểm áp suất trở lại bình tích năng ). Bảng 3-4 Chức năng của các van. Van điện từ Chức năng SL1 (tuyến tính) Điều khiển áp suất của phanh B1 SL2 (tuyến tính) Điều khiển áp suất của ly hợp C0 Điều khiển áp suất của ly hợp khóa biến mô SL3 (tuyến tính) Điều khiển áp suất của ly hợp C1 SLT (tuyến tính) Điếu khiển áp suất chuẩn Điếu khiển áp suất thứ cấp DSL Chuyển mạch dầu cho van rơ le khóa biến mô Chuyển mạch dầu cho van điều khiển tác dụng lên B2 và van số lùi. - Van điều khiển điện SL1, SL2, SL3. Các cuộn dây van điều khiển điện SL1, SL2 và SL3 là những cuộn dây tuyến tính điều khiển trạng thái hoạt động của van khi có tín hiệu điện điều khiển từ ECU động cơ & ECT. Hình 3-30 Kết cấu van SL1, SL2, SL3 . 1- Cuộn dây từ tính; 2- Van ; 3- Vỏ; 4- Lò xo hồi; 5- Vòng đệm; 6- Giắc cắm. Các van điện từ tuyến tính SL1, SL2, SL3 có kết cấu gọn nhẹ, lưu lượng cao và điều khiển áp suất trực tiếp tới các phanh và ly hợp ở các số 23, 34. Bộ tích năng B1, C0, C1, gọn nhẹ hơn do không có buồng áp suất sau. Điều khiển tối ưu áp suất tới phanh và ly hợp, do vậy việc chuyển số trở nên êm dịu, giảm rung giật. Hình 3-31 Hệ thống van điện từ điều khiển áp suất tới phanh B1 và ly hợp C0, C1. - Van điện từ tuyến tính SLT: Có cùng kết cấu với van SL1, SL2, SL3 dùng để điều khiển áp suất đường ống chính (áp suất cơ bản) và áp suất thứ cấp. Khi cuộn dây của van nhận tín hiệu một chu trình làm việc từ ECU động cơ & ECT dựa trên tín hiệu đầu vào cảm biến vị trí bướm ga và cảm biến tốc độ đầu vào. Nó cung cấp áp suất tới van điều áp sơ cấp điều khiển chính xác áp suất đường ống chính, do đó thực hiện các đặc tính chuyển số êm dịu và tối ưu hóa tải trọng làm việc của bơm dầu. Hình 3-32 Van điện từ tuyến tính (SLT). - Van tỷ lệ điều khiển điện (SR, S4, DSL). Hình 3-33 Van tỷ lệ điều khiển điện (SR, S4, DSL). a) Trạng thái mở; b) Trạng thái đóng. 1- Bi, 2- Lõi từ tính, 3- Lò xo van; 4- Vỏ, 5- Cuộn dây từ tính, 6- Giắc cắm. 3.4.3.2. Van điều áp sơ cấp. Van điều áp sơ cấp điều chỉnh áp suất do bơm tạo ra thành áp suất chuẩn làm cơ sở cung cấp áp suất đến các bộ phận tương ứng với công suất của động cơ để tránh mất mát công suất của bơm. Hình 3-34 Van điều áp sơ cấp . a – Dòng dầu từ bơm, 4- Dòng dầu về đáy chứa dầu, c- Dòng dầu đến van rơ le khoa biến mô, d- dòng dầu từ van SLT. Ở vị trí bên dưới của van điều áp sơ cấp lực căng của lò xo và áp suất điều khiển từ van điều khiển SLT tác dụng lên van, có tác dụng làm van bị đẩy lên. Ở vị trí bên trên áp suất chuẩn có tác dụng ấn van xuống. Áp suất chuẩn được điều chỉnh bằng sự cân bằng của 2 lực trên 3.4.3.3. Van điều áp thứ cấp. Van điều áp thứ cấp nhận áp suất chuẩn từ van điều áp sơ cấp để tạo ra áp suất biến mô và bôi trơn. Lực căng của lò xo trong van tác dụng theo hướng lên trên, trong khi áp suất biến mô có tác dụng như một lực ấn xuống. Sự cân bằng của hai lực này sẽ điều chỉnh áp suất dầu của biến mô và áp suất bôi trơn. Hình 3-35 Van điều áp thứ cấp. 3.4.3.4. Van rơ le khóa biến mô. Van rơ le khóa biến mô được lắp lên trên thân van. van này nó quyết định hướng dòng chảy để khóa hay mở cơ cấu khóa biến mô. Van rơ le khóa biến mô đảo chiều dòng dầu thông qua bộ biến mô (ly hợp khóa biến mô) theo một áp suất từ van DSL qua van phân phối thủy lực. Khi áp suất tác động lên phía dưới của van rơ le khóa biên mô thì van rơ le khóa biến mô được đẩy lên và mở đường dầu sang phía sau của ly hợp khóa biến mô và làm cho nó hoạt động. Nếu áp suất qua van phân phối thủy lực bị cắt do van DSL đóng thì van rơ le khóa biến mô bị đẩy xuống phía dưới do áp suất cơ bản và lực lò xo tác động lên đỉnh van rơ le, và sẽ mở đường dẫn dầu vào phía trước của ly hợp khóa biến mô làm cho nó được nhả ra. Hình 3-36 Sơ đồ bộ van điều khiển van rơ le khóa biến mô. ON ( Trạng thái mở); OFF (Trạng thái đóng). 3.4.4. Điều khiển hoạt động các van thủy lực. - Van SR điều khiển van phân phối thủy lực dẫn đến dòng dầu chạy từ DSL và S4 thay đổi, khi đó tùy theo chế độ làm việc mà hệ thống điều khiển sẽ điều chỉnh áp suất đến các bộ phận cụ thể: Hình 3-37 Bộ van điện từ điều khiển van phân phối thủy lực. - Van S4 điều khiển van chuyển số 4-5.  Hình 3-38 Bộ van chuyển số 4-5. Van S4 điều khiển van chuyển số 4-5 bằng sự thay đổi áp suất dầu tác dụng lên B3 và C3. Van chuyển số 4-5 luôn ở trạng thái chịu tải từ lò xo để đảm bảo cho phép phanh B3 luôn ở trạng thái đóng (trạng thái hoạt động) hay còn gọi phanh B3 là phanh thường đóng và ly hợp C3 ở trạng thái mở không hoạt động. Ly hợp U/D (C3) và Phanh B3 cả hai điều khiển trực tiếp bánh răng trung tâm bộ hành tinh U/D. Khi phanh B3 nối bánh răng trung tâm thì với trường hợp này tỷ số truyền giảm thông qua tất cả các bánh răng bộ truyền hành tinh U/D trong tất cả các số trừ số 5. Ly hợp C3 nối bánh răng trung tâm với cần dẫn bộ hành tinh U/D thực hiện việc truyền công suất trực tiếp qua bộ hành tinh U/D này trong lúc chuyển từ số 4 lên số 5. Hoạt động: Khi chuyển số vào số 5 van S4 nhận được tín hiệu điều khiển ở trạng thái mở (ON) cho dòng dầu có áp từ đường ống chính đi qua và áp suất đường ống chính này buộc van chuyển số 4-5 nén lò xo lại nối đường áp tới ly hợp làm cho ly hợp C3 hoạt động và phanh B3 tách ra thực hiện việc chuyển số 4- 5. - Van điều khiển tiết lưu B3 sẽ điều khiển B3 khi chuyển từ số 5 về số 4. Hình 3-39 Van điều khiển tiết lưu B3. Hoạt động. Điều khiển này được hiệu ứng bởi van điều khiển tiết lưu B3. Van điều khiển tiết lưu B3 đã được cung cấp cho phanh B3, mà cung cấp này thực hiện khi chuyển từ số 5 về số 4. Van điều khiển tiết lưu B3 được điều khiển bởi giá trị của áp suất đường ống chính tương ứng với điều kiện sang số và thể tích dòng của dòng dầu mà được cung cấp tới điều khiển phanh B3 bởi việc thay đổi kích thước của van điều khiển thực hiện tiết lưu. - Van điều khiển điện DSL . Điều khiển phanh B2 thông qua van phân phối thủy lực để điều khiển hoạt động chuyển số khi cần số chuyển về vị trí L hay R. Ứng với vị trí L của cần số van phân phối thủy lực ở trang thái OFF, van DSL mở cho dòng dầu chạy qua đến van điều khiển phanh B2 ấn van đi xuống, dòng dầu theo nhánh L đưa đến phanh B2 điều khiển phanh B2 hoạt động ngăn cần dẫn của bộ hành tinh sau và vành răng bao bộ hành tinh trước không quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Khi cần số ở vị trí R ứng với số lùi, van điều khiển điện DSL và van phân phối thủy lực đều ở trang thái đóng (OFF), van điều khiển phanh B2 dưới tác dụng của lực lò xo đẩy van đi lên mở ở nhánh R tạo ra đường nối áp suất từ đường ống chính đến phanh B2, điều khiển B2 hoạt động. Ở số lùi thì phanh B2 và ly hợp C2 hoạt động, Trong các số thấp, Phanh B2 hoạt động song song với F1 Hình 3-40 Sơ đồ điều khiển phanh B2 hoạt động ở số lùi (cần số ở vị trí R) và số 1 (cần số ở vị trí L). 3.5. Cầu chủ động. Xe TOYOTA- CAM RY 2007 là ô tô sữ dụng động cơ đặt nằm ngang, cầu trước chủ động. Cụm hộp số chính và cầu chủ động được chế tạo liền khối bằng hợp kim nhôm. Trục bị động của hộp số được đặt trên hai ổ bi đỡ chặn. Khoảng cách giữa đường tâm trục bị động với đường tâm trục cầu xe lớn, trên kết cấu dùng một bánh răng trụ trung gian để truyền lực cho bánh răng bị động truyền lực chính. Bánh răng trung gian này đóng vai trò như bánh răng chủ động truyền lực chính. Bánh răng bị động truyền lực chính chế tạo rời ghép với vỏ vi sai bằng bu lông. Nhằm tạo điều kiện cân đối chiều dài bán trục nối ra hai bánh xe, bánh răng bị động bố trí lệch, còn cụm vi sai đặt gần tâm trục dọc của xe. Cơ cấu vi sai bánh răng côn có tác dụng làm cho hai bánh xe chủ động quay cùng tốc độ khi chuyển động thẳng và quay khác tốc độ khi ô tô chuyển động quay vòng. Chức năng cụm vi sai. - Với cùng một độ bám mặt đường như nhau cả hai bán trục sẽ quay để truyền mô men với cùng tốc độ. - Nếu độ bám mặt đường khác nhau cả hai bán trục sẽ quay để truyền mô men với cùng tốc độ khác nhau. - Một bán trục có thể quay để truyền mômen trong khi bán trục còn lại quay chậm hoặc có thể đứng yên. Hình 3-41 Kết cấu cầu chủ động (bộ truyền động cuối cùng). 1- Trục bị động, 2- Bu lông khóa các chi tiết trên trục bị động, 3- Bánh răng trụ, 4, 11- Bánh răng vi sai (hay bánh răng hành tinh); 5- Vòng đệm bánh răng vi sai; 6- Vỏ vi sai; 7,15 - Bánh răng bán trục; 8, 14 - Bán trục; 9- Vòng đệm bánh răng bán trục; 10- Trục vi sai; 12- Bánh răng bị động truyền lực chính (vành răng); 13- ổ bi đỡ chặn; 16- Bánh răng bị động trung gian. Khi ô tô chuyển động trên đường cơ cấu vi sai làm việc như sau: Ô tô chuyển động thẳng trên đường bằng phẳng hai bánh xe chủ động chịu một lực cản bằng nhau. Trường hợp này vành răng (12), vỏ bộ vi sai (6) và trục bánh răng vi sai (10) cùng quay, các bánh răng vi sai (4, 11) ăn khớp với các bánh răng bán trục bên phải (7) và bên trái (16) và đẩy các bánh răng bán trục quay với tốc độ giống nhau. Ô tô chuyển động trên đường cong, bánh xe phía trong chịu lực cản lớn hơn nên quay chậm lại, lúc này các bánh răng vi sai bắt đầu quay trên trục của nó do chịu tác dụng của lực cản bánh xe phía trong truyền đến cho bánh răng bán trục, do đó làm tăng thêm tốc độ cho bánh xe phía ngoài. Như vậy là khi mà bộ vi sai hoạt động nó phân phối mô men khác nhau ra các bánh xe hai bên (trái và phải). Trong khi điều này là có ưu điểm là làm cho xe chạy được êm qua các đoạn đường vòng thì ngược lại nó lại có nhược điểm là làm giảm lực dẫn động đến cả hai bánh xe khi mà lực dẫn động lên một bánh xe bị giảm. 4. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống truyền lực thủy cơ. 4.1. Tính tỷ số truyền hộp số thủy cơ. Tỷ số truyền trong hộp số là tỷ số truyền của bộ bánh răng hành tinh và được tính bằng tỷ số giữa số răng của phần tử bị động và số răng của phần tử chủ động. Do bánh răng hành tinh chỉ đóng vai trò như là một liên kết với vành răng bao và bánh răng trung tâm nên số răng của chúng không liên quan tới tỷ số truyền của bộ truyền hành tinh. Do vậy tỷ số truyền của bộ bánh răng hành tinh được xác định thông qua số răng của cần dẫn, vành răng bao và bánh răng trung tâm. Cần dẫn không phải là bánh răng và không có răng nên ta sử dụng số răng tượng trưng như sau: số răng cần dẫn () bằng tổng số răng của vành răng bao () và số răng của bánh trung tâm (). Trong hộp số U250E số răng của các bánh răng như sau: + Số răng của bộ hành tinh trước: Bánh răng trung tâm: Z1T = 43 Bánh răng hành tinh: Z2T = 17 Vành răng bao: Z3T = 77 + Số răng của bộ hành tinh sau: Bánh răng trung tâm: Z1S = 31 Bánh răng hành tinh: Z 2S = 19 Vành răng bao : Z 3S = 69 + Số răng của bộ hành tinhOD: Bánh răng trung tâm: Z1OD = 32 Bánh răng hành tinh: Z2OD = 26 Vành răng bao : Z3OD = 84 + Số răng bánh răng trung gian chủ động: Z1 = 50 + Số răng bánh răng trung gian bị động: Z2 = 51 Tổng tỷ số truyền = tỷ số truyền hành tinh 3 cấp nhân tỷ số truyền hành tinh OD nhân tỉ số truyền trung gian. Tỷ số truyền trung gian bằng số răng bánh răng bị động trung gian chia cho số răng bánh răng chủ động trung gian: 1,02 *Tỷ số truyền ở tay số n là in . Tay số 1: Hình 4-1 Đường truyền công suất ở tay số 1. Ly hợp C1 , phanh B3 , khớp một chiều F1 , F2 hoạt động. (+) Cùng chiều với chiều kim đồng hồ, (-) Ngược chiều với chiều kim đồng hồ. Tỷ số truyền số 1 được tính theo công thức sau: == 3,93 Tay số 2: Hình 4-2 Đường truyền công suất ở tay số 2. (Vi trí D, 4, 3 và 2). Ly hợp C1 , phanh B1 , B3 , khớp một chiều F2 hoạt động. (+) Cùng chiều với chiều kim đồng hồ, (-) Ngược chiều với chiều kim đồng hồ. Qua sơ đồ ta thấy đường truyền công suất không chỉ qua bộ hành tinh trước mà qua cả bộ hành tinh sau, vì vậy việc tính tỷ số truyền có phức tạp hơn. Công thức tính tỷ số truyền cho tay số hai là : (4.1) Trong đó : ih2 – Tỷ số truyền ở tay số 2. i1,2 – Tỷ số truyền qua bộ hành tinh trước (1) và sau (2). itg – tỷ số truyền qua cặp bánh răng trung gian.(Z1, Z2 ) Với i3 – tỷ số truyền qua bộ hành tinh UD. Với Xét: mà : (4.2) Đối với bộ hành tinh trước: Xét chuyển động tương đối của hệ đối với cần C (cần dẫn) . (4.3) Với : ,- Tốc độ góc của bánh răng trung tâm và vành răng bao bộ hành tinh trước. - Tốc độ góc của cần dẫn bộ hành tinh trước. ,- Số răng của bánh răng trung tâm và vành răng bao bộ hành tinh trước. (-) Chỉ sự ăn khớp ngoài. Đối với bộ hành tinh sau: Xét chuyển động tưông đối của hệ đối với cần C (cần dẫn) (4.4) Do bánh răng trung tâm bộ hành tinh sau cố định (phanh B1) hoạt động, nên . (4.5) Với : ,- Tốc độ góc của bánh răng trung tâm và vành răng bao bộ hành tinh sau. - Tốc độ góc của cần dẫn bộ hành tinh sau. , - Số răng của bánh răng trung tâm và vành răng bao của bộ hành tinh sau. Mà ta có: Thay vào (4.5) ta có : Tiếp tục thay giá trị vào (4.3) tacó: Hay (4.6) Thay vào công thức (4.1) tính tỷ số truyền ở tay số 2 : = = 2,19 Tay số 3: Hình 4-3 Đường truyền công suất ở tay số 3.(Vị trí D, 4 và 3). Ly hợp C0 ,C1 , phanh B3 , khớp một chiều F2 hoạt động. (+) Cùng chiều với chiều kim đồng hồ, (-) Ngược chiều với chiều kim đồng hồ. Tỷ số truyền tay số 3 được tính theo công thức : = = 1,408 Tay số 4 : Hình 4-4 Đường truyền công suất ở tay số 4 (vị trí D, 4). Ly hợp C0 , phanh B1 , B3 , khớp một chiều F2 hoạt động. (+) Cùng chiều với chiều kim đồng hồ, (-) Ngược chiều với chiều kim đồng hồ. Tỷ số truyền thẳng được tính theo công thức sau. == 0,9719 Tay số 5 (số truyền tăng U/D): Hình 4-5 Đường truyền công suất ở tay số 5 (Vị rí D) (số truyền tăng U/D). Ly hợp C0 ,C3 phanh B1 hoạt động. (+) Cùng chiều với chiều kim đồng hồ, (-) Ngược chiều với chiều kim đồng hồ Tỷ số truyền tay số 5 tính theo công thức sau. = = 0,7038 Tay số lùi (R) : Hình 4-6 Đường truyền công suất ở tay số lùi (R). Ly hợp C2 , phanh B2 ,B3 hoạt động. (+) Cùng chiều với chiều kim đồng hồ, (-) Ngược chiều với chiều kim đồng hồ Tỷ số truyền tay số lùi (R) tính theo công thức sau: = = 3,135 Như vậy, qua tính toán tỷ số truyền hộp số thống kê như bảng dưới. Bảng 4-1 Tỷ số truyền của hộp số. Tay số Tỷ số truyền Số 1 3,93 Số 2 2,19 Số 3 1,4085 Số 4 0,9719 Số 5 0,7038 Số lùi 3,135 4.2. Tính toán thiết kế kiểm tra đường kính một bộ phận của ly hợp của hộp số thủy cơ . Tính toán đường kính cho đĩa ma sát bộ ly hợp C1 . - Mms : Mô men ma sát cần thiết của ly hợp. - Z : Số đĩa ma sát. Z = 5 - Điều kiện làm việc: Trong dầu. Thông số tính toán: + Đường kính trong (D1) của đĩa ma sát. + Đường kính ngoài (D2) của đĩa ma sát. Ly hợp phải có khả năng truyền hết mô men xoắn lớn nhất của động cơ Memax. Để đảm bảo yêu cầu truyền hết mô men xoắn lớn nhất của động cơ trong mọi điều kiện làm việc, thì ta phải có : (N.m) (4.7) Trong đó : Mms- Mô men ma sát cần thiết của ly hợp. Memax- Mô men xoắn lớn nhất của động cơ. kB – Hệ số biến mô men. Chọn : [9] Ta có : Memax = 224 [Nm]. [1] - Hệ số dự trữ của ly hợp. Hệ số dự trữ phải đủ lớn ()để đảm bảo cho ly hợp truyền hết mô men xoắn của động cơ trong mọi điều kiện làm việc của nó. Mặt khác hệ sốkhông được lớn quá, vì như thế ly hợp không làm tốt chức năng bảo vệ an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải. Chọn [2] Nếu gọi lực ép tổng cộng do cơ cấu ép tạo ra F [N], đặt tại bán kính trung bình Rtb [m] của đĩa ma sát, thì mô men ma sát của ly hợp Mms [N.m] do cơ cấu ép tạo ra là: (4.8) Trong đó: - Hệ số ma sát trượt giữa các đôi bề mặt ma sát . Đối với cặp ma sát thép- đồng thau làm việc trong dầu. [6] Chọn: Zms- Số đôi bề mặt ma sát. Ly hợp C3 có 5 đĩa ma sát vậy nên số đôi bề mặt ma sát sẽ là Zms = 10. Mặt khác, nếu gọi p [N/m2] là áp suất pháp tuyến sinh ra ở các đôi bề mặt ma sát dưới tác dụng của lực ép F, và với giả thiết áp suất p là phân bố đều trên toàn bộ bề mặt ma sát (p = const). Với R1, R2 là bán kính trong và ngoài của hình vành khăn thì mô men ma sát của ly hợp Mms do cơ cấu ép tạo ra được viết lại dưới dạng triển khai theo kích thước của đĩa ma sát : . (4.9) Từ (4.8), (4.9) suy ra bán kính trung bình Rtb là : (4.10) Hình 4-7 Sơ đồ tính toán ly hợp. Hình 4-8 Sơ đồ xác định quan hệ giữa mô men ma sát và các thông số khác của đĩa ma sát Hay : (4.11) KR- Hệ số tỷ lệ giữa bán kính trong (R1) và bán kính ngoài (R2) bề mặt ma sát. (4.12) Vì xe có tính chất động lực tốt nên có thể chọn: KR = 0,78 [3] Từ (4.11) suy ra : Bán kính ngoài R2 [m] của đĩa ma sát được xác định theo áp suất làm việc của bề mặt ma sát: (4.13) p- Áp suất pháp tuyến của đôi bề mặt ma sát [MN/mm2] làm bằng vật liệu đồng thau. Vì các đĩa của ly hợp làm việc trong môi trường dầu nên giá trị áp suất làm việc cho phép nằm trong khoảng [N/m2] . [3] Vậy chọn : pN = 1,3.106 [N/m2]. Mô men ma sát : [Nm]. Thay các giá trị vào (4.2.7) ta có: 0,0892 [m] Hay : [mm]. Suy ra: 69,576 [mm]. Vậy đường kính đĩa ma sát ly hợp C3 là : D1 = 139,15 (mm) Và D2 = 178,4 (mm) 5. Các hư hỏng, kiểm tra bảo dưỡng sữa chữa hệ thống truyền lực thủy cơ. 5.1. Kiểm tra sữa chữa hộp số hành tinh. A .Các nguyên nhân hư hỏng. 1). Khó vào số. Xe rùng khi vào số. Có thể do tốc độ ra – lăng ty quá cao, áp suất thủy lực quá cao, bộ trữ năng hỏng, van bị rò chảy. 2). Số kết chậm. Xe không tác động ngay khi cài số. Có thể do cần liên kết điều chỉnh không đúng, mức dầu hộp số thấp (thiếu dầu), áp suất thủy lực thấp, hỏng bơm dầu, hộp van bị rò, hở phớt piston ly hợp, bộ trữ năng hỏng. 3). Cài số khó. Xe rùng khi lên số. Có thể do áp suất thủy lực quá cao hoặc quá thấp, ly hợp mòn, cần liên kết điều chỉnh sai. 4). Bị trượt số khi tới hoặc lùi. Có thể do thiếu dầu hộp số, áp suất thủy lực thấp, bơm dầu mòn, đĩa ly hợp mòn, hở phớt piston ly hợp, khối van bị rò chảy. 5). Sai điểm cài hoặc không lên số được. Có thể do thiếu dầu hộp số, áp suất thủy lực thấp, hỏng mô đun chân không, hỏng bộ điều tốc, hỏng khối van. 6). Hộp số kêu. Hú – cọ mài. Có thể do sai mức dầu, bộ truyền động thủy động bị hỏng, bạc bị mòn lỏng, các bánh răng hành tinh mòn, bánh răng chủ lực mòn, các bánh răng bộ vi sai mòn, bơm thủy lực mòn. 7). Bộ truyền thủy động không khóa hãm được. Có thể do mức dầu sai, sủi bọt, cảm biến báo nhiệt bị hỏng, rò van, bộ điều khiển điện tử bị hỏng. B. Kiểm tra và điều chỉnh. B1. Đo mức dầu hộp số. Mức dầu và tình trạng dầu. Dầu hộp số ở nhiệt độ hoạt động bình thường là 850 C. Kéo hãm thắng tay. Cho động cơ hoạt động ở tốc độ chậm không tải (ra lăng ty), dịch chuyển cần số qua hết các vị trí số. Vẫn cho động cơ chạy ở vận tốc chậm và đặt cần số ở vị trí do nhà chế tạo quy định (đa số ở vị trí đậu xe (P) hoặc số O (N)). Rút que thăm ra và lau sạch. Ráp que thăm vào vị trí tựa. Rút que thăm ra và xem dấu mức dầu, tình trạng dầu (màu sắc, chất bẩn). Nếu mức dầu quá cao hoặc quá thấp thì không được chạy thử xe. Chỉnh đúng mức dầu là điều tiên quyết. B2. Kiểm tra rò dầu hộp số. Kiểm tra sự rò dầu cần phải phân biệt giữa dầu hộp số, dầu nhớt động cơ, dầu tay lái... Để xác định chỗ hộp số bị rò dầu, cần phải lau khô nơi khả nghi bị rò dầu, sau đó cho máy hoạt động để xác định cụ thể. Những nơi khả nghi bị rò dầu có thể là: Bộ truyền thủy động. Roăng bơm dầu trước. Roăng, phớt của hộp - máng chứa dầu . Chỗ gá dây cáp đồng hồ tốc độ. Vòng su đệm ống châm dầu. Nắp ống châm dầu hộp số bị hỏng. Mô đun chân không. ( lưu ý: Nếu màng chân không bị thủng sẽ có dầu hộp số hút vào trong động cơ. Tháo ống chân không để kiểm tra, nếu trong ống không ướt là tốt). B3. Kiểm tra các linh kiện điện và điện tử. Các rơ le điện từ và các cảm biến có thể kiểm tra bằng ôm kế. Kiểm tra rơ le: Tháo dây mạch rơ le, đấu các dây ôm kế tới rơ le. Nếu ôm kế báo điện trở lớn hơn hay nhỏ hơn tiêu chuẩn kỷ thuật phải thay mới. Kiểm tra cảm biến: Tháo ổ cắm dây cảm biến đấu các dây ôm kế tới các đầu dây của cảm biến. Quay trục phát động của hộp số và quan sát số đo trên ôm kế. Ôm kế sẽ báo số đo mỗi khi rô to quét qua cảm biến. Nếu ôm kế không báo, phải thay cảm biến mới. B4. Chạy thử xe. Mục đích chạy thử xe là cho xe hoạt động nhiều tốc độ khác nhau trong khi kiểm tra mỗi cấp số để phát hiện xảy ra sự cố như bị trượt hoặc số lên không đúng. Luôn luôn lưu ý tình hình hoạt động của động cơ. Máy bị bó khựng, bị bỏ lữa làm cho hộp số không hoạt động tốt được và gây máy nóng quá độ. Triệu chứng này sẽ làm cho tốc độ máy bị rùng giật hay tăng vọt đột ngột trước hoặc ngay khi cài số đó là nguyên nhân đai hãm hay bộ ly hợp bị trượt. Trong khi chạy thử xe, kiểm tra những điểm cài số và chất lượng sang số dưới các điều kiện hoạt động khác nhau: vào số khó hoặc dễ dàng êm ái. Để ý các tốc độ và vị trí cánh bướm ga ở các cấp số để so sánh với các tiêu chuẩn kỷ thuật. Lên số bị chậm khi gia tốc nhẹ có thể do bộ điều tốc hoạt động kém hoặc áp suất van ga quá cao. Nếu có cảm giác vào số bị trục trặc, phải điều chỉnh lại cần liên kết van ga, sau đó tiến hành kiểm tra khác như : kiểm tra áp suất thủy lực, kiểm tra tĩnh. B5. Kiểm tra tĩnh. Kiểm tra tĩnh để xác định rằng các bộ phận ma sát và ly hợp một chiều là hãm giữ lại, phương pháp này được xúc tiến bằng cách đạp hãm chặt thắng chân và kéo thắng tay, rồi đạp lút ga trong chốc lát và đọc số đo tốc độ động cơ trên tốc độ kế. Chú ý : nếu tốc độ kiểm tra vượt quá chuẩn định, phải giảm ga ngay vì có đai hãm hoặc ly hợp bị trượt. Nếu để máy chạy tiếp sẽ gây hư hỏng nặng. Kết quả kiểm tra sẽ là : Tốc độ cao, thấp hay OK. - Tốc độ kiểm tra tĩnh cao chứng tỏ đai hãm hoặc ly hợp bị trượt. - Tốc độ kểm tra tĩnh thấp chứng tỏ động cơ yếu hoặc ly hợp một chiều bị trượt 5.2. Kiểm tra sữa chữa bộ vi sai. Hỏng hóc của cầu chủ động và bộ vi sai. Hỏng hóc thông thường nhất của cầu chủ động là phát tiếng khua. Nguồn gốc khua có thể do nơi cầu chủ động hay bộ vi sai. Phải biết phân tích tiếng khua loại nào và khua theo chế độ làm việc nào. Có ba loại tiếng khua: Tiếng hú vo vo, tiếng gầm và tiếng gõ. phải phân biệt tiếng khua khi xe chạy trên đường thẳng, hay chỉ khua khi qua khúc quanh. Cũng cần phân biệt tiếng khua phát ra khi động cơ dẫn động xe hay lúc quán tính của xe kéo. 6. Kết luận. Qua một thời gian thực hiện liên tục nội dung đề tài, ban đầu có hơi bối rối vì nội dung của đề tài tìm hiểu là loại xe Cam Ry 2007 còn mới chưa được phổ biến nhiều trên thị trường (tuy có mặt trên thị trường Việt Nam cách đây hơn một năm) một phần do tài lệu còn hạn chế do đó cũng mất không ít thời gian cho việc tìm các tài liệu, đọc tìm hiểu nội dung của đồ án. Với sự cố gắng của bản thân và được sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn cùng sự chia sẽ thêm các tài liệu liên quan của các bạn trong lớp em đã hoàn thành được phần nào nội dung của đề tài được giao. Với thời gian 3 tháng để thực hiện đề tài khảo sát hệ thống nhưng do kiến thức thực tế về lĩnh vực này còn ít, tài liệu còn nhiều hạn chế do vậy đề tài này chắc hẳn còn nhiều thiếu sót. Rất mong thầy giáo và các bạn thông cảm, bổ sung các sai sót để đề tài này thêm hoàn thiện. Em xin chân thành cảm ơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Đinh Ngọc Ai- Đặng Huy Chi- Nguyễn Phước Hoàng- Phạm Đức Nhuận. “Thủy lực và máy thủy lực – Tập II”. Hà Nội: NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp; 1972. [2]. Nguyễn Hữu Cẩn - Dư Quốc Thịnh - Phạm Minh Thái Nguyễn Văn Tài - Lê Thị Vàng. “Lý thuyết ô tô, máy kéo”. Hà Nội: NXB khoa học và kỹ thuật; 1998. [3]. Ths Lê Văn Tụy ''Thiết kế ô tô'' . Đà Nẵng: Tài liệu lưu hành nội bộ của khoa cơ khí giao thông Đại Học Đà Nẵng; [4]. Nguyễn Hoàng Việt. “Kết cấu và tính toán ô tô” . Đà Nẵng: Tài liệu lưu hành nội bộ của khoa cơ khí Giao Thông. Đại Học Đà Nẵng; 1998. [5]. Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Đình Kiên. “Thiết kế và tính toán ô tô, máy kéo”. Hà Nội: NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp; 1985. [6]. Nguyễn Khắc Trai. “Hệ thống truyền lực ô tô con”. Hà Nội: NXB Khoa học và kỹ thuật; 1999. [7]. “Hộp số tự động U250E”. Công ty ô tô TOYOTA Việt Nam [8]. “Team- Hộp số tự động”. Công ty ô tô TOYOTA Việt Nam. [9]. Tháng 3-2008 [10]. =10&itemid. Tháng 3-2008.