Khảo sát hộp số tự động AW55-51LE lắp trên ô tô Chevrolet Captiva

ng kính bên trong bánh bơm. Một vành dẫn hướng được lắp trên mép trong của các cánh để đường dẫn dòng dầu được êm. b. Bánh tuabin Rất nhiều cánh cong được lắp lên bánh tuabin giống như trường hợp bánh bơm. Hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của các cánh của bánh bơm. Bánh tuabin được lắp lên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong nó nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa. Hình 3-12:Kết cấu bánh tuabin c. Bánh phản ứng Bánh phản ứng nằm giữa bánh bơm và bánh tuabin. Qua khớp một chiều nó được lắp trên trục stato và trục này lồng vào trong thân cảu bơm dầu. Bánh phản ứng cũng gồm nhiều cánh đặt lệch đi so với đường tâm trục stato một góc α. Hình 3-13:Kết cấu bánh phản ứng 1. Bánh phản ứng; 2. Khớp một chiều; 3. Trục stator d. Khớp một chiều Loại khớp một chiều dược dùng ở biến mô thuỷ lực hộp số AW55-51LE là loại dùng con lăn. Được lắp giữa hai vành trong và ngoài của bánh phản ứng, có nhiệm vụ chỉ cho hai vành trong và ngoài của stato quay tự do với nhau theo chiều A còn theo chiều B thì không được. Hình 3-14: Hoạt động chung của khớp một chiều Kết cấu của khớp bao gồm: Hai vành trong và ngoài của bánh phản ứng, các con lăn bằng thép và lò xo giữ cho các con lăn luôn có xu hướng tỳ vào hai vành và khóa vành ngoài với vành trong (như hình 3-14 ). Tuy chỉ với kết cấu rất đơn giản như vậy nhưng khớp một chiều này lại đóng vai trò rất quan trọng trong việc giúp cho bánh phản ứng đạt được ý đồ thiết kế đưa ra. Khớp một chiều hoạt động như một miếng chêm, khi vành ngoài quay theo chiều B vì khoảng cách l nhỏ hơn nên các con lăn dưới tác dụng trợ giúp của lò xo sẽ khóa cứng vành ngoài và vành trong với nhau, ngược lại khi vành ngoài có xu hướng quay theo chiều A thì các con lăn luôn cho hai vành trong và ngoài quay tương đối với nhau. e. Khớp khóa biến mô e.1. Chức năng Cơ cấu ly hợp khoá biến mô truyền công suất từ động cơ một cách trực tiếp giống như một khớp nối cơ khí. Do biến mô sử dụng dòng thuỷ lực để gián tiếp truyến công suất nên gây ra sự tổn hao công suất. Vì vậy ly hợp được lắp bên trong biến mô để nối trực tiếp động cơ với hộp số nhằm giảm tổn thất công suất. e.2. Kết cấu Hình 3-15: kết cấu khóa biến mô trên hộp số AW55-51LE 1. Lò xo giảm chấn; 2. Bề mặt ma sát; 3. khung kim loại Kết cấu khóa biến mô bao gồm một khung thép được nối then hoa với trục sơ cấp của hộp số, trên khung này có bố trí các lò xo giảm chấn và một vành khăn bằng vật liệu sợi atbet hay hợp kim gốm để tạo lực ma sát khi cần thiết. Ở mặt đối diện với vành khăn này về phía vỏ hộp số có một bề mặt kim loại được thiết kế để tỳ vành khăn ma sát này lên như hình 3-15. Lò xo giảm chấn sẽ hấp thụ mômen xoắn khi ly hợp ăn khớp để tránh va đập. e.2. Hoạt động: Hình 3-16: Điều khiển đóng khớp khóa biến mô 1. Bánh bơm; 2. Bánh tuabin; khớp khóa biến mô; 4. Van điện từ; 5. Van tín hiệu; 6. Đường dầu cao áp vào Khi tốc độ bánh bơm và bánh tuabin chênh lệch nhau 5%, tín hiệu thủy lực sẽ được đưa đến hai van (van điện từ và van thủy lực) để điều khiển khóa biến mô. Dầu áp suất cao được cung cấp đến van điện từ và van tín hiệu để cung cấp vào mặt trước và sau của khớp khóa biến mô như hình 3-16 để tạo chênh áp giữa hai bề mặt trước và sau của khớp khóa biến mô làm khớp khóa này đóng lại, tạo liên kết cơ khí giữa trục khuỷu động cơ và trục sơ cấp của hộp số. Giảm chấn có nhiệm vụ làm giảm tải trọng động khi khớp khóa biến mô làm việc. Hình 3-17: Điều khiển nhả khớp khóa biến mô 1. Bánh bơm; 2. Bánh tuabin; 3. Khớp khóa biến mô; 4. Van điện từ; 5. Van tín hiệu; 6. Đường dầu cao áp vào; 7. Đường dầu đến bộ làm mát Khi tốc độ động cơ và tốc độ đầu ra của hộp số (quy dẫn về cùng trục) sai khác nhau lớn hơn 5% khớp khóa biến mô sẽ được điều khiển nhả ra. Để điều khiển nhả khớp khóa biến mô nguyên lý vẫn là tạo sự chênh áp giữa hai mặt trước và sau của khớp khóa cũng bằng van điện từ và van tín hiệu như hình 3-17 và dầu sau khi ra khỏi biến mô thì được đưa vào bộ làm mát để thải bớt một phần nhiệt lượng dầu đã hấp thụ trong quá trình làm việc và do ma sát sau đó sẽ quay về bơm dầu để tiếp tục tuần hoàn. f. Các cơ cấu làm kín Dùng để ngăn cản sự rò rỉ chất lỏng công tác từ khoang của biến mô men thủy lực ra ngoài. Để làm kín người ta sử dụng các phương pháp sau: giữa hai chi tiết đều cố định thì sử dụng đệm làm kín bằng cao su; còn giữa các chi tiết chuyển động thì sử dụng đệm làm kín tự ép và vòng găng kim loại, vòng phớt, ống nối ren. 3.3.1.2. Nguyên lý hoạt động của biến mô thuỷ lực hộp số AW55-51LE Bộ biến mô vừa truyền vừa khuyếch đại mômen từ động cơ bằng cách sử dụng dầu hộp số làm môi trường làm việc. Bộ biến mô bao gồm: cánh bơm được dẫn động bằng trục khuỷu, rôto tuabin được nối với trục sơ cấp, stator được bắt chặt vào vỏ hộp số qua khớp một chiều và trục stator. Biến mô được nén đầy dầu thủy lực cung cấp bởi bơm dầu. Dầu này được cánh bơm tích lũy năng lượng và khi ra va đập vào bánh tuabin tạo thành một dòng truyền công suất làm quay rôto tuabin (hình 3-18 ). Hình 3-18:Dòng xoáy trong bánh bơm và bánh tuabin. a. Truyền mô men Khi tốc độ quay của bánh bơm tăng thì lực ly tâm làm cho dầu bắt đầu chảy từ tâm bánh bơm ra phía ngoài. Khi tốc độ của bánh bơm tăn lên đến một mức nào đó thì dầu sẽ bị ép văng ra khỏi bánh bơm. Dầu va vào cánh của bánh tuabin truyền động cho bánh tuabin làm cho bánh tuabin bắt dầu quay cùng chiều với bánh bơm. Dầu chảy vào bên trong bánh tuabin dọc theo các cánh của nó. Mặt cong bên trong cánh tubin làm đổi hướng dầu ngược lại về phía bánh bơm. Dầu quay trở về bánh bơm và chu kỳ trở lại ban đầu. Việc truyền mômen được thực hiện nhờ sự tuần hoàn dầu qua bánh bơm và bánh tuabin. b. Khuếch đại mômen Việc khuếch đại mômen trong biến mô được thực hiện bằng cách dẫn dầu khi nó vẫn còn năng lượng sau khi đã qua bánh tuabin trở về bánh bơm qua cánh của bánh phản ứng. Nói cách khác, bánh bơm được quay do mômen từ động cơ mà mômen này lại được tăng thêm nhờ dầu còn mang động năng quay về từ bánh tuabin. Có thể nói rằng bánh bơm khuếch đại mômen ban đầu để dẫn động bánh tuabin. Bánh phản ứng đóng vai trò quan trọng trong việc khuếch đại mômen cho bánh bơm. Dòng dầu trở về từ bánh tuabin vào bánh bơm theo hướng cản sự quay của bánh bơm. Các cánh của bánh phản ứng làm đổi chiều dòng dầu sao cho nó tác động lên phía sau các cánh của bánh bơm và bổ sung thêm lực cho bánh bơm, do đó làm tăng mômen. 3.3.2. Cơ cấu bánh răng hành tinh sử dụng trong hộp số AW55-51LE 3.3.2.1. Cơ cấu hành tinh kiểu Wilson a. Sơ đồ cấu tạo CCHT kiểu wilson là bộ truyền hành tinh 1 dãy đơn giản, gồm các bánh răng ăn khớp hỗn hợp (trong và ngoài) và ba trục. Các chi tiết bao gồm: một bánh răng mặt trời có vành răng ngoài M đặt trên một trục quay, một bánh răng ngoại luân có vành răng trong N đặt trên một trục quay khác đồng tâm với trục quay của M, các bánh răng hành tinh nằm giữa M và N và ăn khớp đồng thời với M và N (với M ăn khớp ngoài, với N ăn khớp trong), trục của các bánh răng hành tinh nối cứng với nhau trên cần dẫn G và chuyển động quay xung quanh đường tâm của M, N, trục của cẫn dẫn G là trục thứ ba của CCHT. Cấu tạo và sơ đồ của CCHT kiểu wilson như trên. Như vậy ba trục của cơ cấu cơ cùng đường tâm quay và ở dạng trục lồng, được gọi là đường tâm trục của CCHT, các trục đều có thể quay tương đối đối với nhau. Các bánh răng hành tinh vừa có khả năng quay xung quanh trục của nó vừa có khả năng quay xung quanh trục của CCHT. CCHT wilson có ba phần tử: M, N, G. Bánh răng hành tinh H được coi là khâu liên kết giữa M và N. theo phân tích động học của hộp số, chúng cần có một phần tử chủ động và một bị động. Do vậy, để nhận được một tỷ số truyền xác định, cơ cấu có thể có hai khả năng sau: - Khoá một phần tử với vỏ hộp số - Khoá hai phần tử với nhau. Cả hai khả năng đều cho phép: nếu trục vào có tốc độ quay ổn định thì tốc độ góc của trục ra sẽ ổn định. Hình 3-19: Cấu tạo và sơ đồ CCHT kiểu Wilson. 1. Bánh răng hành tinh H ; 2. Bánh răng ngoại luân N; 3. Bánh răng mặt trời M; 4. Cần dẫn G b. Khả năng sử dụng Khả năng sử dụng của CCHT Wilson được trình bày dưới dạng sơ đồ trạng thái trong bảng 3-2. Trong đó tỷ số giữa số vòng quay trên trục chủ động chia cho số vòng quay trên trục bị động là tỷ số truyền của CCHT ở trạng thái đang xét. Trong bảng 3-2 cho ta thấy cơ cấu Wilson có thể có 7 trạng thái. Phần tử liên kết được hiểu là phần tử nối với vỏ hoặc liên kết giữa hai phần tử với nhau. Tỷ số truyền được tính theo công thức: . , : Mô men bánh bị động, chủ động. : Số vòng quay của bánh chủ động và bị động Bảng 3-2: Các khả năng làm việc và ứng dụng của CCHT kiểu Wilson Số Sơ đồ bố trí Trạng thái khâu Công thức tính tỷ số truyền Sử dụng Vào Ra Khoá Khoảng i cho phép 1 M G N 2,5<i<5 Số truyền chậm 2 G M N 0,5<i<0,4 Số truyền nhanh 3 M N G -4<i<1,5 Số lùi 4 N M G -0,7<i<-0,2 Số lùi nhanh 5 G N M 0,6¸0,8 Số truyền nhanh OD 6 N G M 1<i<2 Số truyền chậm 7 Khoá hai khâu với nhau 1 1 Số truyền thẳng 3.2.2.3. Bố trí các bộ truyền hành tinh trong hộp số AW55-51LE Trong hộp số tự động AW55-51LE sử dụng chủ yếu cơ cấu hành tinh kiểu Wilson, phối hợp theo nhiều kiểu khác nhau và được bố trí như sau: - Trên trục sơ cấp có bố trí một cơ cấu hành tinh Wilson (thứ 1) gần cụm ly hợp C1 có 4 bánh răng hành tinh, C2. Các bánh răng hành tinh của cơ cấu Wilson này cũng là các bánh răng hành tinh của cơ cấu hành tinh kề nó. Đó là một khối bánh răng đồng nhất nhưng trên đó gia công 2 phần bánh răng khác nhau (số răng khác nhau, bán kính vòng đỉnh khác nhau). Cơ cấu hành tinh thứ 2 trên trục sơ cấp là 1 loại cơ cấu hành tinh có 2 dãy bánh răng hành tinh. Dãy hành tinh trong có các bánh răng đồng trục với cơ cấu Wilson đã nói ở trước. Dãy bánh răng hành tinh trong này ăn khớp với một dãy bánh răng ngoài nó. Các bánh răng hành tinh thuộc dãy hành tinh ngoài này ăn khớp với một vành răng bao. Cơ cấu hành tinh thứ 2 trên trục sơ cấp này có 4 bánh răng hành tinh thuộc dãy trong và 4 bánh răng hành tinh thuộc dãy ngoài. Hình 3-20: Bố trí các cơ cấu hành tinh trong hộp số AW55-51LE 1. Bánh răng mặt trời số 1 thuộc cơ cấu Wilson 1; 2. Vành răng bao số 1 thuộc cơ cấu Wilson; 3. Vành răng bao số 2 thuộc cơ cấu hành tinh thứ 2; 4. Bánh răng mặt trời số 2 thuộc cơ cấu hành tinh thứ 2; 5. Bánh răng đảo chiều chủ động; 6. Trục sơ cấp hộp số; 7. Biến mô; 8.Trục thứ cấp hộp số; 9. Bánh răng đảo chiều bị động; 10. Bánh răng mặt trời số 3 thuộc cơ cấu Wilson trục thư cấp; 11. Vành răng bao số 4 thuộc cơ cấu Wilson thứ 3 - Trên trục thứ cấp sử dụng 2 cơ cấu hành tinh kiểu Wilson. Bánh răng đảo chiều bị động với vành trong đóng vai trò là vành răng bao của cơ cấu Wilson thứ 2. Cơ cấu Wilson thứ 3 được sử dụng trong hộp số AW55-51LE được bố trí gần phía nắp sau hộp số. Hai cơ cấu Wilson này cùng chung một bánh răng mặt trời. giá hành tinh của cơ cấu Wilson thứ 2 có thể nối cứng với bánh răng mặt trời thông qua ly hợp C3. 3.4. Các ly hợp, phanh và khớp một chiều sử dụng trong hộp số AW55-51LE 3.4.1. Các ly hợp a. Kết cấu Ly hợp có nhiệm vụ truyền công suất từ trục sơ cấp qua bánh răng bao số 1. Các đĩa ma sát và đĩa ép được bố trí xen kẽ sao cho các đĩa ma sát ăn khớp bằng then hoa với bánh răng bao còn các đĩa ép ăn khớp với tang trống ly hợp số tiến. Người ta sử dụng 4 đĩa ma sát và 5 đĩa ép trong cơ cấu ly hợp C1. Piston của ly hợp C1 có xẻ các rãnh, các rãnh này và các gờ của tang trống ly hợp số tiến ăn khớp với nhau. Vì vậy, khi tang trống quay thì piston C1 cũng đồng thời quay theo. Ở bề mặt tiếp xúc với tang trống có phớt làm kín dầu. Ly hợp C2 có nhiệm vụ truyền công suất từ trục sơ cấp đến bánh răng mặt trời số 1. Người ta sử dụng 5 đĩa ép và 4 đĩa ma sát bố trí xen kẽ nhau. Vòng trong của các đĩa ma sát ăn khớp then hoa vào mayơ của bánh răng mặt trời số 1. Vòng ngoài của các đĩa ép ăn khớp với vòng trong của vành piston ly hợp số tiến C1. Bề mặt tiếp xúc với vòng trong piston C1 có phớt làm kín. Các piston có hình dạng phức tạp, các rãnh có chức năng vừa để ăn khớp, vừa để tăng cứng. Các piston ly hợp C1 và C2 sử dụng chung một lò xo hồi vị. Khi lò xo này ép vào thân piston C2 tiếp xúc với thân piston C1 thì lực ép cũng được truyền đi và ép piston C1 tỳ vào đáy tang trống. Hình 3-21: Kết cấu ly hợp C1 1. Piston ly hợp C1; 2. Tang trống ly hợp; 3. Đĩa ép; 4. Đĩa ma sát; 5. Mặt bích; 6. Bánh răng hành tinh dãy 1; 7. Moayơ vành răng bao số 1 Hình 3-22: Kết cấu ly hợp C2 1. Piston ly hợp trực tiếp C2; 2,5. Mặt bích ly hợp C2; 3. Đĩa ép; 4. Đĩa ly hợp C2; 6. Moayơ bánh răng mặt trời số 1; 7. Lò xo hồi vị piston Ly hợp C3 có chức năng truyền công suất từ giá hành tinh số 2cho bánh răng mặt trời số 3 khi giá này đã nhận công suất từ cơ cấu hành tinh phía trước nó. Người ta dùng 5 đĩa ép và 4 đĩa ma sát bố trí xen kẽ nhau. Vòng trong của đĩa ma sát ăn khớp then hoa với mayơ của giá hành tinh số 2, trong khi các đĩa ép có vòng ngoài ăn khớp then hoa với mayơ của bánh răng mặt trời số 3. Vòng hãm được bố trí để giới hạn hành trình của piston ly hợp. Lò xo hồi vị có nhiệm vụ ép piston C3 di chuyển tỳ vào đáy tang trống bánh răng mặt trời số 3 khi ly hợp C3 thôi làm việc. Hình 3-23: Kết cấu ly hợp C3 1. Piston ly hợp; 2. Dải phanh thuộc phanh B4; 3. Đĩa ép; 4. Đĩa ma sát; 5. Mặt bích Hình 3-24: Bố trí C1&C2 thành cụm ly hợp 1. Piston phanh C2; 2. Đĩa phanh C2; 3. Piston phanh C1; 4. Đĩa phanh C1; 5. Tang trống ly hợp; 6. Bánh răng hành tinh thuộc dãy hành tinh số 1; 7. Moayơ vành răng bao số 1; 8. Vành tựa lò xo; 9. Lò xo hồi vị b. Hoạt động Điều khiển thủy lực * Ăn khớp Khi dầu có áp suất cao chảy vào trong xy lanh tác động lên tiết diện của piston C2 một áp lực làm piston dịch chuyển bên trong xy lanh ép các đĩa ép tiếp xúc với đĩa ma sát để trục sơ cấp nối với bánh răng bao thực hiện truyền công suất từ trục sơ cấp đến bánh răng bao. * Nhả khớp Khi dầu thủy lực được xả ra áp suất dầu trong xy lanh giảm xuống, piston C2 không còn lực ép để tỳ lên đĩa ép nữa. Thêm vào đó nhờ tác dụng của lò xo hồi vị đặt trong xy lanh đẩy pis ton dịch chuyển về vị trí ban đầu, xa mặt tiếp xúc của đĩa ép. Các đĩa ma sát và các đĩa ép không được ép chặt sẽ không thể chuyển động cùng một khối với nhau, vì vậy sự truyền công suất không được thực hiện. Các ly hợp C1 và C3 cũng làm việc theo nguyên lý tương tự. Tức là khi cấp dầu cao áp vào trong xy lanh ly hợp, thì sẽ tạo nên áp lực đẩy piston di chuyển ép các đĩa ép và các đĩa ma sát tiếp xúc với nhau và liên kết chúng lại tạo nên sự quay đồng bộ, do đó công suất được truyền đi. Và khi dầu được xả ra khỏi xy lanh ly hợp, các piston sẽ mất áp lực để ép chặt các đĩa ép và đĩa ma sát lại với nhau, thêm vào tác dụng hồi vị của lò xo. Các đĩa ép và đãi ma sát không còn liên kết với nhau nữa cho nên công suất sẽ không được truyền đi. Hình 3-25: Khi ly hợp C1 làm việc Hình 3-26: Khi ly hợp C2 thôi làm việc 3.4.2 Các phanh Trong hộp số tự động AW55-51LE sử dụng hai loại phanh. Một là loại phanh dải B4, hai là loại phanh ướt nhiều đĩa B1, B2, B3, B5. a. Phanh dải a.1. Kết cấu Phanh dải B4 dùng trong hộp số tự động AW55-51LE là loại phanh dải điều khiển một đầu. Dải phanh được quấn quanh vòng ngoài của trống phanh, một đầu của dải phanh này được bắt chặt vào vỏ hộp số bằng chốt trong khi đầu còn lại tiếp xúc với piston phanh tại đầu cần đẩy piston. Cần này được dẫn động bằng áp suất thủy lực và khi không còn áp suất thủy lực dẫn động nó trở về vị trí cũ bằng lò xo hồi vị đặt trong xy lanh dẫn động như hình . a.2. Hoạt động Khi áp suất thủy lực tác dụng lên piston, pittông dịch chuyển trong xy lanh nén lò xo ngoài lại. Cần đẩy piston dịch chuyển về bên trái cùng với pittông và ấn vào một đầu của dải phanh, do đầu kia của dải phanh được bắt chặt vào vỏ của hộp số nên đường kính của dải phanh sẽ giảm xuống và dải phanh ôm sát vào trống phanh và giữ cho trống phanh đứng yên như hình .Khi dầu dẫn động được xả ra khỏi xy lanh piston và cần đẩy được đưa trở về vị trí cũ bằng tác dụng của lò xo hồi vị bên ngoài và dải phanh rời khỏi trống phanh như hình 3-27. Hình 3-27: Hoạt động của phanh dải a) Bắt đầu phanh; b) Đang trong quá trình phanh 1. Dải phanh; 2. Vỏ hộp số; 3. Piston; 4. Cần đẩy piston; 5. Lò xo hồi vị Khi trống phanh đang quay với tốc độ cao, dải phanh sẽ chịu một phản lực từ trống phanh khi nó kẹp vào. Nếu piston và cần đẩy được chế tạo liền pittông sẽ bị rung động do phản lực này vì vậy để ngăn chặn điều này piston được lắp ghép với cần đẩy thông qua lò xo trong. Khi dải phanh chịu phản lực cần đẩy sẽ bị đẩy ngược lại nén vào lò xo trong và lò xo trong sẽ hấp thụ phản lực này. Khi áp suất thủy lực trong xi lanh tăng lên, pittông và cần đẩy tiếp tục nén lò xo ngoài và di chuyển trong xy lanh để ép dải phanh kẹp chặt vào trống phanh. Khi áp suất dầu trong xy lanh tăng lên nữa nhưng cần đẩy không thể dịch chuyển thêm trong xy lanh mà là piston dịch chuyển và nén cả lò xo trong và ngoài. Khi piston tiếp xúc với đệm cách trên cần đẩy thì pittông sẽ ấn trực tiếp vào cần đẩy để thực hiện phanh. b. Phanh ướt nhiều đĩa B1, B2, B3 và B5 b.1. Kết cấu Các phanh ướt nhiều đĩa bố trí trong hộp số tự động AW55-51LE có các nhiệm vụ sau: Phanh B1 có nhiệm vụ khoá hãm bánh răng mặt trời số 2. Người ta sử dụng 2 đĩa ma sát và 2 đĩa ép bố trí xen kẽ nhau, và một mặt bích bố trí sát vòng hãm. Vòng trong của các đĩa ma sát ăn khớp then hoa với trống của bánh răng mặt trời số 2. Vòng ngoài của các đĩa ép và mặt bích ăn khớp then hoa với mayơ trong của nắp bơm dầu.Vòng hãm được bố trí ngoài cùng để hạn chế hành trình piston B1 khi phanh hoạt động. Lò xo hồi vị tỳ vào thân piston để ép piston B1 tách khỏi mặt tiếp xúc với các đĩa ép. Phanh B2 có nhiệm vụ hãm chiều quay của bánh răng mặt trời số 2, và chỉ hãm được chiều quay ngược chiều kim đồng hồ khi khớp một chiều F1 có làm việc. Khi bánh răng mặt trời số 2 quay cùng chiều kim đồng hồ thì các vòng cam trong và cam ngoài của khớp một chiều không liên kết với nhau, do đó phanh B2 cũng không có tác dụng hãm cứng. Người ta dùng 2 đĩa ép và 3 đĩa ma sát bố trí xen kẽ nhau, và 2 mặt bích bố trí ở 2 phía ngoài cùng của cơ cấu phanh đĩa. Cam ngoài của khớp một chiều F1 lắp ghép với 1 mayơ, mà vòng trong của các đĩa ma sát ăn khớp vơi mayơ này, còn vòng ngoài của các đĩa ép và mặt bích ăn khớp then hoa với mayơ ngoài của nắp bơm ngoài. 1 vòng hãm được bố trí để giới hạn hành trình của piston phanh B2. Trên thân bơm có xẻ các rãnh, lò xo hồi vị piston phanh B2 được bố trí vào trong rãnh này, một mặt lò xo tỳ vào bích ép, mặt kia tỳ vào piston phanh B2, lò xo hồi vị sẽ ép trả piston B2 xa mặt tiếp xúc với các đĩa ép một khi dầu áp suất cao được xả ra khỏi xy lanh.. Nắp bơm được bắt chặt vào vỏ hộp số, đĩa ép ăn khớp then hoa vào mayơ nắp bơm. Sự liên kết giữa đĩa ép và đĩa ma sát vì vậy tạo nên quá trình phanh hãm. Phanh B3 có chức năng khoá hãm vành răng bao số 2. Người ta sử dụng 4 đĩa ép và 5 đĩa ma sát bố trí xen kẽ nhau, thêm vào 2 mặt bích bố trí ở ngoài cùng của cơ cấu phanh đĩa, vòng hãm sử dụng để giới hạn hành trình của piston B3 khi nó dịch chuyển bởi dầu có áp suất cao. Các vòng trong của đĩa ma sát ăn khớp then hoa với vành răng bao số 2, các vòng ngoài của đĩa ép và mặt bích ăn khớp then hoa vào vỏ hộp số. Sự liên kết giữa các đĩa ma sát và đĩa ép lại với nhau sẽ tạo nên hiện tượng khoá hãm. Piston B3 có xẻ rãnh, các lò xo hồi vị được bố trí vào trong các rãnh này để đẩy piston dịch chuyển xa bề mặt tiếp xúc với bích ép khi dầu áp suất cao được xả ra. Vì thế, phanh B3 không tác dụng nữa. Phanh B5 có chức năng hãm cứng giá hành tinh số 3. Dùng 6 đĩa ép và 6 dĩa ma sát bố trí xen kẽ nhau. Bích ép bố trí ở vòng ngoài cùng để tăng độ cứng vững của bộ đĩa ma sát. Vòng trong của các đĩa ma sát ăn khớp then hoa với mayơ của giá hành tinh số 3 vòng ngoài đĩa ép ăn khớp then hoa với vỏ hộp số. Lò xo hồi vị ép vào thân piston B5 để tách piston xa bề mặt đĩa ép khi dầu áp suất cao được xả ra khỏi xy lanh, nhờ vậy mà phanh B5 lúc đó không còn tác dụng hãm cứng. Hình 3-28: Lắp ghép phanh B1&B2 vào nắp bơm dầu 1. Vành ngoài khớp một chiều F1; 2. Moayơ phanh B2; 3.Đĩa ma sát B1; 4. Đĩa ép B1; 5. Moayơ trong của bơm dầu; 6. Mặt bích phanh B2; 7. Đĩa ma sát B2; 8. Đĩa ép B2; 9. Moayơ ngoài của bơm dầu; 10. Phớt làm kín; 11. Piston B2; 12. Nắp che bơm dầu; 13. Piston B1; 14. Vành trong khớp một chiều Hình 3-29: Kết cấu phanh B3 Mặt bích phanh B3; 2. Đĩa phanh B3; 3. Đĩa ma sát phanh B3; 4. Piston phanh B3; 5. Khớp một chiều F2; 6. Mayơ vành răng bao số 2 Hình 3-30: Bố trí lò xo hồi vị của phanh B3 Hình 3-31: Lắp ghép phanh B5 vào vỏ sau hộp số 1. Nắp sau hộp số; 2. Phớt làm kín; 3. Piston phanh B5; 4. Đĩa ép; 5. Đĩa ma sát; 6. Mặt bích; 7. Moayơ giá hành tinh số 3; 8. Bánh răng hành tinh thuộc dãy hành tinh số 4; 9. Vành răng bao số 4; 10. Lò xo hồi vị piston b.2. Hoạt động Dưới đây trình bày nguyên lý hoạt động của phanh đĩa B3. Điều khiển thủy lực: Khi dầu có áp suất cao được cấp vào trong xylanh phanh B3, piston dịch chuyển bên trong xy lanh ép các đĩa ép và các đĩa ma sát tiếp xúc và ép lên nhau. Áp lực này gây ra lực ma sát giữa các bề mặt đĩa ép và đĩa ma sát giữ cho đĩa ép và đĩa ma sát không còn trượt tương đối với nhau và tạo thành một khối khóa cứng vành răng bao số 2 (đối tượng cần hãm) vào vỏ hộp số. Trong quá trình nhả phanh, dầu có áp suất cao được xả ra khỏi xy lanh B3, piston ép trở về vị trí ban đầu nhờ lò xo hồi vị (Hình 3-32&3-33). Hình 3-32: Khi phanh B3 hoạt động Hình 3-33: Khi phanh B3 thôi làm việc Nguyên lý hoạt động của phanh đĩa B1, B2, B5 cũng tương tự. Tức là khi cấp dầu có áp suất cao vào trong xy lanh phanh thì tạo nên một áp lực đẩy piston phanh dịch chuyển ép các đĩa ma sát và đĩa ép tỳ vào nhau, tạo nên lực ma sát giữa chúng và hình thành liên kết giữa các đĩa ép và đĩa ma sát, tạo nên quá trình khoá hãm. Khi dầu áp suất cao được xả ra, lò xo hồi vị sẽ đẩy piston phanh dịch chuyển tách piston khỏi các đĩa ép. Các đĩa ép và đĩa ma sát không còn liên kết thành một khối với nhau tạo nên sự nhả phanh. 3.4.3. Khớp một chiều F1 vàF2 Hình 3-34: Lắp ghép khớp một chiều F1 1,3. Vòng đệm; 2. Vành con lăn; 4. Ca ngoài ly hợp một chiều Trên hình là hình vẽ từng bộ phận của khớp một chiều F1 Khớp một chiều F1 có chức năng liên kết bánh răng mặt trời số 2 và mayơ phanh B2 khi bánh răng mặt trời số 2 quay ngược chiều kim đồng hồ, đây là khớp một chiều dạng cam. Ca trong và ca ngoài của khớp một chiều F1 có thể chuyển động tương đối với nhau. Giữa ca trong và ca ngoài đặt các cam hình vỏ đỗ nghiêng tựa trên vòng lò xo. Cam nằm trong vòng cách và được định vị nhờ lò xo. Lò xo luôn có xu hướng đẩy cam nằm nghiêng theo một chiều nhất định để tạo nên sự tiếp xúc giữa nó và các vành trụ. Ca ngoài của khớp một chiều F1 lên kết với mayơ phanh B2, hay nói cách khác hoạt động của F1 và B2 có thể phối hợp với nhau. Khi F1 không làm việc thì phanh B2 cũng không có tác dụng. Ca trong của khớp một chiều F1 là một vành thép có gia công then hoa để lắp ghép với bánh răng mặt trời số 2. Khớp một chiều F2 có chức năng hãm chiều quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ của vành răng bao số 2. Đây cũng là loại khớp một chiều dạng cam, và kết cấu tương tự như F1. Ca ngoài của F2 liên kết với vành răng bao số 2. Còn ca trong của nó chính là phần thân vỏ hộp số. Ngoài ra khớp môt chiều trong bộ truyền hành tinh còn đảm bảo cho việc chuyển số diễn ra êm dịu.Các khớp một chiều bố trí song song cùng với các phanh đóng vai trò như một cơ cấu an toàn có chức năng làm tránh quá tải cho các phanh. Như F1 sẽ là cơ cấu an toàn của phanh B2 và F2 là cơ cấu an toàn của phanh B3. 3.5. Hệ thống điều khiển thuỷ lực - điện tử trong hộp số tự động AW55-51LE Hộp số AW55-51LE điều khiển việc sang số một cách tự động. Phương thức sang số do hệ thống điều khiển điện tử đảm nhiệm. Hệ thống điều khiển điện tử thu thập thông tin từ các cảm biến, xử lý trên cơ sở chương trình đã được định sẵn và cho ra phương thức chuyển số tối ưu. Trong khi đó hệ thông điều khiển thuỷ lực đóng vai trò thừa hành khi mà các van thuỷ lực được điều khiển bởi các Solenoid. Hệ thống điều khiển thuỷ lực trực tiếp điều khiển việc cung cấp áp suất dầu đến các ly hợp và phanh, điều khiển trạng thái hoạt động của các cơ cấu bánh răng và xác lập nên các tỷ số truyền lực. 3.5.1. Hệ thống điều khiển điện tử trong hộp số AW55-51LE Hộp số AW55-51LE điều khiển việc chuyển số dựa trên hai tín hiệu chính là: tốc độ của xe và độ mở của bướm ga (tải của động cơ). Quá trình điều khiển chuyển số theo nguyên lý chung : TCM sẽ nhận các tín hiệu từ các cảm biến vị trí bướm ga và cảm biến tốc độ của xe. Sau đó TCM sẽ xử lý tín hiệu và quyết định thời điểm chuyển số. Ngoài ra hệ thông điều khiển điện tử còn thực hiện chức năng tự chuẩn đoán, chức năng an toàn khi có sự cố xảy ra trong hộp số khi đang lái xe. - Cảm biến tốc độ xe, hay chính là cảm biến tốc độ trục ra sẽ xác định tốc độ của xe và gởi tín hiệu này đến TCM dưới dạng các tín hiệu điện. - Cảm biến vị trí bướm ga phát hiện góc mở bướm ga và biến đổi tín hiệu này thành tín hiệu điện rồi gởi đến ECU động cơ. - TCM quyết định thời điểm chuyển số trên cơ sở các tín hiệu về tốc độ xe và góc mở cánh bướm ga và điều khiển các van điện trong hệ thống điều khiển thuỷ lực, vì vậy điều khiển chuyển động của các van chuyển số. Những van này lại điều khiển áp suất thuỷ lực đến các li hợp và phanh trong cụm bánh răng hành tinh để điều khiển việc chuyển số . . Hình 3-35: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển hộp số 1. ECM; 2. TCM; 3. Các van điện từ; 4. các van sang số; 5. Bộ điều khiển thủy lực; 6. Bộ bánh răng hành tinh; 7. Bộ biến mô; 8. Cảm biến tốc độ xe; 9.Bàn đạp ga; 10. Cảm biến vị trí bướm ga; 11. Truyền lực chính 3.5.1.1. Các bộ phận chính của hệ thống điều khiển điện tử trong hộp số AW55-51LE Hệ thống điều khiển điện tử của hộp số tự động AW55- 51LE bao gồm các bộ phận chính sau: - Mô đun TCM. - Công tắc sang số TR. - Các Solenoid sang số (SS1, SS2, SS3, SS4, SS5). - Solenoid điều khiển áp suất mạch dầu chính (SLT). - Solenoid điều khiển khoá biến mô (TCC). - Solenoid điều khiển áp suất sang số (SLS). - Cảm biến nhiệt độ dầu hộp số TFT. - Công tắc sang số TR. - Cảm biến tốc độ đầu vào (ISS). - Cảm biến tốc độ đầu ra (OSS). - Cảm biến vị trí bướm ga a. Mô đun điều khiển hộp số (TCM) TCM là một bộ vi xử lý (Microprocessor) tích hợp đầy đủ cả bộ nhớ cố định (ROM), bộ nhớ trực tiếp (RAM) và bộ nhớ lưu trữ (KAM). TCM là não bộ của hộp số AW55-51LE. ROM là bộ nhớ trong đó có chứa chương trình xử lý, các giá trị ngưỡng cần thiết cho hoạt động của EAT. Microprocesor không có khả năng xoá hay đọc các thông tin mới từ ROM. Các thông tin này được nạp sẵn do nhà chế tạo, nó vẫn tồn tại nếu bị mất nguồn cung cấp năng lượng. RAM là bộ nhớ trực tiếp (động), tiếp nhận các thông tin từ các cảm biến. Khi làm việc các thông tin này có thể được đọc, ghi lại hay xoá ở trong RAM. Thông tin trong nó bị mất khi khoá điện ở trạng thái (OFF). Chỉ khi khoá điện ở trạng thái (ON) TCM mới có thể đọc các thông tin mới từ nó. KAM là bộ nhớ cho phép lưu trữ số liệu (bộ lưu trữ) kể cả khi đã tắt khóa điện, nó hoạt động bằng một nguồn pin “vĩnh cửu”. Nhờ khả năng này một số số liệu của quá trình được lưu trữ và khi cần thiết có thể tái hiện lại nhằm phục vụ cho việc chẩn đoán kỹ thuật trạng thái làm việc của hệ thống. Mô đun TCM có chức năng chính là điều khiển thời điểm sang số và hoạt động ăn khớp của các ly hợp và phanh(dựa trên việc điều khiển các Solenoid). TCM được đặt ở dưới bảng điều khiển bên lái. Hộp số tự động AW55-51LE được điều khiển bằng hệ thống chuyển số điện tử. TCM xử lý các tín hiệu đầu vào. Từ các thông tin nhận được, TCM điều khiển hệ thống thuỷ lực của hộp số. b. Công tắc sang số TR Công tắc sang số TR chuyển tín hiệu vị trí của cần số về hệ thống khởi động và TCM. Động cơ chỉ có thể khởi động được khi cần số ở vị trí P và N. Công tắc TR sẽ kích hoạt đèn lùi sáng khi cài số lùi. Công tắc TR được sử dụng để điều khiển số. Công tắc TR chuyển tín hiệu tổng hợp từ mạch khởi động và mạch lùi và đưa đi điều khiển, không cần qua TCM. Bảng 3-3: Chỉ thị các mạch điện Trên bảng 3-3 trình bày sự kết nối giữa các đầu mối của các mạch điện ở các dãy số khác nhau. Trong đó có mạch điện của công tắc sang số bao gồm các tiếp điểm A, B, C, PA, GND. Khi các tiếp điểm khác nhau được đóng, tương ứng với các dãy số khác nhau, các tín hiệu chuyển số được xác lập và thông tin đến TCM. Dưới đây là mạch điện của công tắc sang số TR. Hình 3-36: Sơ đồ mạch điện TR c. Các Solenoid điều khiển sang số 5 solenoid được lắp trực tiếp vào trong thân van. Các Solenoid điều khiển đóng mở bởi tín hiệu điều khiển từ TCM. Sự phối hợp của 5 Solenoid SS1, SS2, SS3, SS4 và SS5 làm thay đổi các số truyền. a) b) Hình 3-37: Cấu tạo và hoạt động van điều khiển chuyển số a) Solenoid đóng; b) Solenoid bật 1. Lò xo hồi vị; 2. Piston; 3. Cuộn dây của van điện; 4. Đường xả; 5. Áp suất chuẩn d. Solenoid điều khiển áp suất mạch dầu chính (SLT) TCM thu thập tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga và điều khiển áp suất cơ bản. Áp suất cơ bản được điều khiển bởi van điện từ tuyến tính SLT. Thông qua việc sử dụng SLT, áp suất cơ bản được điều khiển một cách tối ưu phù hợp với thông tin về mômen động cơ, cũng như các điều kiện vận hành bên trong của bộ biến mô và hộp số. Theo đó, áp suất cơ bản có thể được điều khiển chính xác theo công suất của động cơ, điều kiện di chuyển và nhiệt độ ATF. Do đó thực hiện các đặc tính chuyển số êm và tối ưu hoá tải trọng làm việc của bơm dầu. e. Solenoid điều khiển khoá biến mô (TCC) Biến mô được điều khiển khoá hãm bởi TCC. TCM được lập trình trong bộ nhớ của nó một phương thức vận hành khoá biến mô cho từng chế độ lái. TCM điều khiển thời điểm khoá biến mô nhằm giảm chấn trong khi chuyển số. Nếu hộp số đang lên hoặc xuống số trong khi TCC đang hoạt động thì TCM sẽ huỷ tác dụng của TCC. Điều này giúp giảm chấn khi chuyển số. Sau khi việc sang số hoàn tất thì TCM sẽ tái kích hoạt TCC. Hệ thống ly hợp khoá biến mô linh hoạt mở rộng phạm vi hoạt động của khoá biến mô bằng cách ổn định và giữ một độ trượt nhẹ của ly hợp khoá biến mô, điều này giúp nâng cao mức tiết kiệm hiên liệu f. Solenoid điều khiển áp suất sang số (SLS) SLS điều chỉnh tuyến tính áp suất sang số bằng cách nhận điều khiển tín hiệu từ TCM, nhằm điều khiển áp suất đóng các ly hợp và phanh khi sang số để giảm sốc. g. Cảm biến nhiệt độ dầu (TFT) Cảm biến TFT được lắp trong thân van. Nó gửi tín hiệu về TCM để báo nhiệt độ dầu của hộp số. Cảm biến TFT là dạng cảm biến dùng điện trở, điện trở của cảm biến TFT tiếp xúc với dầu hộp số. Giá trị điện trở biến thiên tỷ lệ nghịch với nhiệt độ dầu hộp số: Nhiệt độ dầu hộp số thấp thì điện trở của cảm biến TFT cao. Nhiệt độ dầu hộp số cao thì điện trở của cảm biến TFT thấp. TCM sử dụng tín hiệu của cảm biến TFT để tính toán thời điểm chuyển số và điều khiển khoá hãm biến mô. Hình 3-38: Mạch điện cảm biến TFT h. Cảm biến tốc độ đầu vào (ISS) ISS được bố trí ở phía trên hộp số và sử dùng để thăm dò tốc độ vào từ số vòng quay của tang trống ly hợp trực tiếp. Nó gửi dữ liệu đến TCM dưới dạng tín hiệu. i. Cảm biến tốc độ đầu ra (OSS) OSS cũng được lắp phía trên hộp số và thăm dò tốc độ di chuyển của ô tô thông qua số vòng quay của bánh răng đỗ. Cảm biến tốc độ sử dụng hiệu ứng Hall. Hình 3-39: Mạch điện cảm biến tốc độ j. Cảm biến vị trí bướm ga (TP) TCM sử dụng tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga để điều khiển áp suất mạch dầu chính, thời điểm chuyển số, đóng ly hợp biến mô và xuống số cưỡng bức (Kick down). TP là dạng cảm biến sử dụng biến trở lắp vào bên hông của ổ ga. Điện trở của TP thay đổi theo độ mở của cánh bướm ga nên tín hiệu gửi về TCM cũng sẽ thay đổi theo TP theo dõi liên tục tín hiệu điện áp gửi về đồng thời cả về tốc độ mở. 3.5.1.2. Giao tiếp giữa TCM và các môđun khác trong hệ thống Hình 3-40: Sơ đồ giao tiếp giữa TCM và các môđun khác *Giải thích các từ viết tắt sử dụng ở hình 3-40: - ECM: môđun điều khiển động cơ. - BCM: môđun điều khiển thân xe. - ABS: môđun chống hãm cứng bánh xe. - TCM: mô đun điều khiển hộp số. - EG: Động cơ. - AT: Hộp số tự động. Sơ đồ trình bày sự trao đổi thông tin giữa các mô đun. Các môđun điều khiển điện tử nhận các thông tin vào, xử lý và truyền thông tin đến các môđun khác. Qua đó cho thấy TCM không làm việc độc lập mà nó phối hợp với nhiều môđun điện tử khác. Ví dụ như khi TCM gửi đến ECM tín hiệu chuyển số, ECM sẽ xử lý thông tin này, làm muộn thời điểm đánh lửa và mômen động cơ giảm xuống làm sự điều khiển các ly hợp và phanh diễn ra một cách êm dịu. Khi đó ECM cũng đồng thời gửi phản hồi thông tin về tốc độ động cơ, tín hiệu mômen động cơ đến TCM, TCM thu thập thêm các dữ liệu khác và thực hiện điều khiển việc chuyển số một cách tối ưu nhất. Trên hình mô tả giao tiếp giữa TCM với ECM, BCM, ABS. Mạng giao tiếp điện tử này gọi tên là CAN. TCM nhận từ ECM các tín hiệu như tín hiệu bướm ga, tín hiệu tải động cơ...; nhận tín hiệu dãy số từ mô đun điều khiển dãy số; nhận tín hiệu từ phía hộp số như nhiệt độ dầu, tốc độ vào ra... TCM cũng thu thập dữ liệu từ BCM và ABS. Tổng hợp dữ liệu, TCM đưa ra tín hiệu điều khiển các Solenoid SS1, SS2, SS3, SS4, SS5, SLT, SLU, SLS để thực hiện chuyển số với phương thức tối ưu nhất. TCM cũng gửi phản hồi thông tin đến ECM tín hiệu chọn số, tín hiệu điều khiển mô men... Đồng thời, TCM cũng gửi tín hiệu phản hồi đến ABS và BCM để chúng làm việc tương thích với hoạt động của hộp số. Phối hợp giữa các môđun tạo nên sự làm việc hiệu quả nhất ở các chế độ hoạt động của Ôtô. 3.5.2. Hệ thống điều khiển thuỷ lực trong hộp số AW55-51LE Hình 3-41: Sơ đồ hệ thống điều khiển thuỷ lực Biến mô; 2. TCM; 3. Solenoid; 4. Van điều chỉnh áp suất; 5. Van điều khiển sang số; 6. Ly hợp và phanh; 7. Hộp chứa dầu; 8. Bơm dầu; 9. Két làm mát dầu; 10. Bộ bánh răng hành tinh; 11. Cấp dầu đến; 12. Áp suất bơm dầu; 13. Hiệu điện thế; 14. Dòng áp suất đến; 15. Bôi trơn; 16. Hoạt động Dựa vào áp lực dầu tạo ra bởi bơm dầu, TCM gửi tín hiệu tới các Solenoid và hệ thống điều khiển thuỷ lực để khống chế áp suất của biến mô, bánh răng hành tinh, các ly hợp và phanh theo các điều kiện khác nhau của xe. TCM cấp hiệu điện thế để điều khiển các Solenoid. Dầu được bơm hút lên từ thùng chứa dầu được van quy định áp suất quản lý áp suất dầu vào. Áp suất cấp vào các van thuỷ lực, Solenoid điều khiển các van này để đóng mở các đường dầu đi điều khiển hoạt động của các ly hợp và phanh. Dầu hộp số còn được sử dụng để bôi trơn các bánh răng. Dầu hộp số được làm mát khi đi qua két làm mát dầu và liên tục tuần hoàn trong mạch. 4. Tính toán kiểm tra một bộ ly hợp của hộp số AW55-51LE Hình 4-1: Kết cấu ly hợp C2 Piston ly hợp trực tiếp C2; 2,5. Mặt bích ly hợp C2; 3. Đĩa ép; 4. Đĩa ly hợp C2; 6. Moayơ bánh răng mặt trời số 1; 7. Lò xo hồi vị piston Chọn tính toán kiểm nghiệm bộ ly hợp C2. Hộp số tự động AW55-51LE có 3 bộ ly hợp: bộ ly hợp số tiên C1, ly hợp trực tiếp C2 và bộ ly hợp truyền giảm C3. Ở đây ta tiến hành tính toán cho bộ ly hợp C2. Bộ ly hợp C2 có nhiệm vụ truyền công suất từ trục sơ cấp đến bánh răng mặt trời số 1. Kết cấu bộ ly hợp C1 như hình vẽ gồm gồm có 4 đĩa ma sát và 4 đĩa ép. 4.1. Mô men ma sát của ly hợp Yêu cầu của ly hợp là phải tuyền hết mô men xoắn của động cơ Memax Để bảo đảm truyền hết mô men xoắn lớn nhất của động cơ thì trong mọi điều kiện làm việc thì ta phải có : Mms = β.Memax . Kβ Trong đó : Mms : mô men ma sát cần thiết của ly hợp [N.m] Memax : mô men cực đại của động cơ [N.m]. Memax = 220 N.m ( Theo số liệu trích từ Catalogue động cơ Fam II 2.4D) β: hệ số dự trử của ly hợp .Đối với xe du lịch β nằm trong khoảng (1,35÷1,75) Ta chọn β = 1,5 Kβ : hệ số biến mô . Chọn Kβ = 1,95 Thay các số liệu vào ta có : Mms = β.Memax . Kβ Mms = 1,5. 220. 1,95 = 643,5 [N.m] 4.2. Bán kính vành ngoài của bề mặt ma sát đĩa bị động Ta có : Rtb Mms = μ.F. Rtb . Zms Trong đó : μ : hệ số ma sát trượt giữa các đôi bề mặt ma sát , [μ] =(0,06: 0,1) ta chọn μ= 0,1 Zms : số đôi bề mặt ma sát ta có Zms = 8 F : Lực ép tổng cộng do cơ cấu ép tạo ra [N], đặt tại bán kính trung bình Rtb [m] của đĩa bị động, Gọi p[N/m2] là áp suất pháp tuyến sinh ra ở các đôi bề mặt ma sát dưới tác dụng của lực F, và với giả thiết áp suất phân bố đều trên toàn bộ bề mặt ma sát, và ta có môi trường làm việc của ly hợp là dầu thủy lực nên [p] = ( 1,0 ÷ 1,5). 106 N/m2 , ta chọn p= 1,5.106 [N/m2 ]. Ta có Rms = μ.π.p.R23(1- KR3).Zms Trong đó : KR: Hệ số tỉ lệ giữa bán kính trong và bán kính ngoài bề mặt ma sát , KR = R1/R2 Vì xe có tốc độ trung bình và đặc tính động lực tốt nên ta chọn KR theo giới hạn nhỏ KR = 0, 76 . Từ đó ta suy ra bán kính ngoài R2 củac bề mặt ma sát đĩa bị động được xác định như sau : R2 = Thay số liệu vào ta được : R2 = = 0,077 [m] R2 = 77 [mm] Và ta có bán kính trong của tấm ma sát là : R1 = R2 KR = 77.0,76 = 58,52 [mm] * Bán kính trung bình hình vành khăn tấm ma sát : Rtb = = = 68,18 [mm] * Lực ép tác dụng lên cơ cấu Ta dễ dàng xác định được lực ép cần tiết của cơ cấu ép phải tạo ra mà theo đó bảo đảm áp suát làm việc đã chọn và thỏa mản mô men ma sát theo yêu cầu: F = = = 11798 [ N] 11,8 [kN] 5. Chẩn đoán hư hỏng xảy ra đối với hộp số AW55-51LE Quy trình phát hiện hư hỏng gồm 7 bước được trình bày theo sơ đồ khối dưới đây: Hình 5-1: Sơ đồ khối quy trình chẩn đoán - khắc phục 5.1. Phân tích khiếu nại của khách hàng Việc tìm hiểu chi tiết những gì khách hàng khiếu nại và các hư hỏng xảy ra dưới điều kiện nào đóng một vai trò rất quan trọng trong các bước tiếp theo của quy trình phát hiện hư hỏng. Tiếp theo là so sánh tiêu chuẩn kỹ thuật của xe tốt với xe xảy ra hư hỏng. 5.2. Xác định các triệu chứng Kiểm tra xem triệu chứng nào thực tế tồn tại trong số các triệu chứng mà khách hàng khiếu nại như: xe không chạy hay tăng tốc kém (trượt các ly hợp và phanh), ăn khớp giật, không chuyển số, không có kick-down, không có phanh động cơ… 5.3. Kiểm tra và điều chỉnh sơ bộ Trong rất nhiều trường hợp có thể giải quyết hư hỏng một cách đơn giản qua việc kiểm tra và tiến hành các công việc điều chỉnh cần thiết. Do đó luôn cần kiểm tra sơ bộ và điều chỉnh so bộ trước khi chuyển qua các bước tiếp theo. Thực hiện kiểm tra xe trong các điều kiện như: động cơ chạy không tải, bướm ga mở hoàn toàn hay các thông số của các cụm chi tiết như: chiều dài cáp bướm ga, mức dầu và tình trạng dầu... Ví dụ: Nếu tốc độ không tải cao hơn nhiều so với giá trị tiêu chuẩn sẽ xảy ra va đập khi vào số ở dãy “N” hay “P” đến các dãy khác. Nếu cáp dây ga bị chùng thì bướm ga sẽ không mở hoàn toàn thậm chí khi đạp hết chân ga xuống làm sự điều chỉnh kick-down bị sai lệch. Nếu mức dầu hộp số quá thấp không khí sẽ lọt vào bơm dầu và xảy ra hiện tượng làm giảm áp suất chuẩn kéo theo ly hợp hay phanh bị trượt khi hoạt động, các rung động và tiếng ồn không bình thường và các trục trặc khác sẽ xảy ra. Trong trường hợp nghiêm trọng hộp số có thể bị kẹt cứng. Các bước tiếp theo chỉ được thực hiện khi đã sửa chữa các hư hỏng tìm thấy trong kiểm tra sơ bộ. 5.4. Thực hiện các phép thử Có 5 phép thử có thể tiến hành trong trường hợp hộp số tự động AW55-51LE có hư hỏng, mỗi phép thử có một mục đích khác nhau để giúp việc phát hiện và khắc phục các hư hỏng một cách chắc chắn và nhanh chóng. a. Thử khi dừng xe Phép thử này dùng kiểm tra tính năng toàn bộ của động cơ và hộp số(các ly hợp, phanh và bộ truyền hành tinh). Nó được thực hiện bằng cách để cho xe đứng yên sau đó thực hiện đo tốc độ chết máy trong dãy “D” và “R” khi nhấn bàn đạp ga hết cỡ. Để thực hiện phép thử này ta cần chú ý tới một số điểm sau: . - Để đảm bảo an toàn cần thực hiện phép thử ở nơi rộng rãi, sạch, bằng phẳng và có độ bám mặt đường tốt. - Thử khi đỗ xe phải được thực hiện bởi hai kỹ thuật viên làm việc cùng nhau. Một người quan sát các bánh xe cũng như các khối chèn bánh xe từ bên ngoài trong khi người kia tiến hành phép thử, người quan sát phải báo ngay cho người ngồi trên xe nếu xe bắt đầu chạy hay các khối chèn bánh xe bắt đầu bị trượt. a.1. Quy trình Đỗ xe trên mặt đất bằng phẳng và kéo phanh tay. - Chèn các bánh xe.. - Khởi động động cơ và cho động cơ hoạt động ở chế độ không tải. - Đạp bàn đạp phanh bằng chân trái và chọn số “D”. - Đạp bàn đạp ga bằng chân phải xuống sát sàn xe và đọc tốc độ của động cơ (trong khoảng 5 giây) - Kiểm tra cho số lùi “R” theo cách tương tự. a.2. Đánh giá Có bốn trường hợp xảy ra khi so sánh tốc độ chết máy đo được với các tiêu chuẩn cho phép: Bảng 5-1: Kiểm tra tốc độ chết máy Kết quả kiểm tra Nguyên nhân Thấp hơn tiêu chuẩn ở cả số “D” và “R” + công suất của động cơ yếu + Ly hợp một chiều bị lỗi Cao hơn tiêu chuẩn ở số “D” + Áp suất thấp + C1 lỗi (bị trượt) + F2 lỗi Cao hơn tiêu chuẩn ở số “R” + Áp suất thấp + C2 lỗi (bị trượt) + B3 lỗi (bị trượt) Cao hơn tiêu chuẩn ở cả số “D” và “R” + Áp suất thấp + B5 lỗi (bị trượt) + Rò rỉ dầu b. Thử thời gian trễ Thời gian trễ là thời gian cho đến khi cảm thấy giật nhẹ khi chuyển số từ dãy “N” sang dãy “D” và từ dãy “N” sang dãy “R” khi động cơ ở chế độ không tải. Thời gian trễ có thể nói lên các trạng thái của ly hợp, phanh và dầu thuỷ lực. Phép thử này thực hiện trên băng thử, đo khoảng thời gian trôi qua cho đến khi cảm thấy va đập khi chuyển cần chọn số từ dãy “N” đến dãy “D” hay “R” khi xe đang chạy không tải. phép thử này dùng để kiểm tra tình trạng của ly hợp số tiến, ly hợp số truyền thẳng cũng như phanh số lùi và số 1. Các điểm cần chú ý khi tiến hành phép thử - Tiến hành phép thử ứng với nhiệt độ hoạt động bình thường của dầu (50 đến 80 độ C). - Đảm bảo có khoảng nghỉ một phút giữa các lần thử. - Thưc hiện đo 3 lần và lấy giá trị trung bình. b.1. Quy trình - Chèn 4 bánh xe và kéo hết phanh tay lên. - Khởi động động cơ và kiểm tra tốc độ không tải. - Chuyển số từ vị trí “N” lên vị trí “D”. Đo thời gian từ lúc chuyển cần số cho đến khi cảm thấy xe giật nhẹ. Đo thời gian trễ khi chuyển cần số từ vị trí “N” sang “R” cũng theo các bước như trên. b.2. Đánh giá Bảng 5-2: Kiểm tra thời gian trễ Kết quả đo thời gian trễ Các nguyên nhân ND lớn hơn thời gian tiêu chuẩn + Áp suất dầu thấp + C1 bị trượt + F2 bị lỗi NR lớn hơn thời gian tiêu chuẩn + Áp suất dầu thấp + C2 bị trượt + B3 bị trượt + B5 bị trượt c. Kiểm tra áp lực dầu Kiểm tra áp suất dầu trong hộp số tự động ở dãy “D”/”R” và tiến hành ở 2 trang thái của động cơ là chế độ không tải và tốc độ chết. c.1. Quy trình - Chèn 4 bánh xe và kéo phanh tay để hãm xe. - Lắp đồng hồ kiểm tra áp suất dầu vào đường áp suất. - Đạp bàn đạp phanh bằng chân trái, vào số “D” và “R” rồi đo áp suất khi động cơ ở chế độ không tải và tốc độ chết Bảng 5-3: Tiêu chuẩn áp suất dầu ở các chế độ Điều kiện Dãy “D” Dãy “R” Tốc độ không tải (kg/cm3) 3,4 4,0 5,1 6,3 Tốc độ chết (kg/cm3) 13,1 14,3 17,4 20,4 Khi thực hiện phép thử cần lưu ý một số điểm sau: - Thời gian kiểm tra không được quá 5 giây. - Thời gian nghỉ giữa 2 lần kiểm tra tối thiểu là 1 phút. - Phải bảo đảm không có rò rỉ dầu của hệ thống. c.2. Nguyên nhân gây ra vấn đề áp suất dầu Bảng 5-4: Chẩn đoán sự cố về áp suất dầu Kết quả kiểm tra Nguyên nhân Cao hơn tiêu chuẩn ở cả dãy “D” và “R” + Van điện điều khiển áp lực bị lỗi. + Van điều chỉnh áp lực sơ cấp bị lỗi. Thấp hơn tiêu chuẩn ở cả dãy “D” và “R” + Van điện điều khiển áp lực bị lỗi. + Van điều chỉnh áp lực sơ cấp bị lỗi. + Bơm dầu lỗi + B5 lỗi (bị trượt) Thấp hơn tiêu chuẩn ở dãy “D” + Đường áp lực thấp + B5 lỗi (bị trượt) + Mạch dầu số dãy “D” lỗi + C1 lỗi Thấp hơn tiêu chuẩn ở dãy “R” + Mạch dầu dãy “R” lỗi + B5 lỗi (bị trượt) + C1 lỗi + B3 lỗi d. Thử trên đường Lái thử xe để chẩn đoán lỗi một cách chính xác. Tuy là phép thử trên đường nhưng nhiệt độ hoạt động của dầu phải nằm trong khoảng 50 đến 80 độ C. d.1. Thử dãy “D” Chuyển cần số sang vị trí “D” và nhấn bàn đạp ga xuống sát sàn, kiểm tra các yếu tố sau: các điểm chuyển số từ 1 sang 2, 2 sang 3,3 sang 4... có phù hợp với các điểm trong sơ đồ chuyển số tự động không, các quá trình sang số có gì bất bình thường không. Các khả năng có thể xảy ra: - Không diễn ra việc chuyển số 1 sang 2. Nguyên nhân có thể do van chuyển số 1 sang 2 có thể bị kẹt. - Tương tự, nếu như không thể chuyển từ số 2 lên số 3, số 3 lên số 4, số 4 lên số 5 thì có thể các van chuyển số đã bị kẹt. - Nếu các điểm chuyển số không đúng. Thì có thể do một trong các nguyên nhân sau: cáp dây ga đã không được điều chỉnh đúng, và các van chuyển số 1-2, 2-3, 3-4… có thể bị hỏng. - Xảy ra chấn động quá mạnh, có thể do một trong các nguyên nhân sau: áp suất chuẩn quá cao, bộ tích năng có thể bị hỏng. Khi lái xe ở dãy “D” kiểm tra khả năng kick-down từ số 2 xuống số 1, từ số 3 xuống số 2... từ số 5 xuống số 4 có phù hợp với sơ đồ chuyển số tự động không cùng với các rung động không bình thường, trượt khi kick-down. d.2. Thử dãy “2” Chuyển cần sang số sang vị trí “2”, giữ bàn đạp ga sát sàn và kiểm tra các yếu tố sau: kiểm tra xem có xảy ra chuyển số từ số 1 lên 2 không và điểm chuyển số phải phù hợp với các điểm trong sơ đồ chuyển số tự động. Trong khi lái xe với cần số ở vị trí số “2” và bàn đạp ga sát sàn, nhả bàn đạp ga ra để kiểm tra xem có phanh bằng động cơ không. Nếu không có thể cơ cấu phanh đĩa B3 đã bị hỏng. Kiểm tra tiếng ồn không bình thường và chấn động khi tăng hay giảm tốc và lên xuống số. d.3. Thử dãy “R” Chuyển cần số lên vị trí “R” trong khi khởi hành với chân ga được nhấn hết, kiểm tra sự trượt. d.4. Thử dãy “P” Dừng xe trên dốc (độ dốc lớn hơn 5 độ), nhả phanh tay và chuyển cần số sang dãy “P” để kiểm tra xem cóc hãm khi đỗ xe có giữ cho xe đứng yên trên dốc không. e. Kiểm tra hệ thống điện e.1. Kiểm tra ở điều kiện để tái xuất lỗi Tiến hành kiểm tra ở điều kiện tương tự của khách hàng. Tham khảo các dữ kiện như: - Điều kiện mặt đường, tốc độ, tăng tốc, giảm tốc độ, thẳng, độ cua, nhiệt độ môi trường... e.2. Kiểm tra dây điện và các giắc điện Kiểm tra bằng mắt sự tiếp xúc giữa giắc đực và cái. - Giắc nối bị tụt. - Chốt giắc bị gỉ. - Chốt giắc bị biến dạng hoặc lỏng. e.3. Kiểm tra sự thông mạch của mạch điện Tháo các giắc điện, đo điện trở giữa một chốt giắc và các chốt giắc khác. - Bình thường: 1 hoặc dưới (không có hở mạch). - Không bình thường: ∞ ( hở mạch). Kiểm tra điện trở của dây điện và đồng thời dùng tay lắc các dây để kiểm tra sự đứt ngầm bên trong. e.4. Kiểm tra ngắn mạch của dây điện: Tháo các giắc điện, đo điện trở của các đầu chốt của giắc điện với mát. - Bình thường: 1M hoặc lớn hơn (không có hiện tượng chập mạch). - Không bình thường: điện trở thấp (chập mạch). - Bình thường: 1M hoặc cao hơn ( không có hiện tượng chập mạch). - Không bình thường: điện trở thấp (ngắn mạch). e.5. Tạm thời nối lại giắc điện: Giắc điện bị lỗi có thể gây ra các lỗi DTC trong hệ thống. Vì vậy phải kiểm tra và vệ sinh sáchẽ các giắc điện và xoá lỗi DTC khỏi bộ nhớ. 5.5. Phát hiện các khu vực có thể xảy ra hư hỏng Trong trường hợp không thể xác định đâu là nguyên nhân gây hư hỏng thậm chí sau khi thực hiện việc kiểm tra, điều chỉnh sơ bộ và các phép thử ta có thể kiểm tra bằng thiết bị chẩn đoán điện tử đã được lập trình sẵn bằng cách kết nối nó với TCM để thực hiện truy lỗi. Từ đó biết được mã lỗi, do đó có thể biết chính xác lỗi và tìm cách khắc phục. Hộp số tự động AW55-51LE còn có chức năng tự chẩn đoán , thường xuyên kiểm tra hoạt động của các cảm biến , van điện và các chi tiết điện tử khác. Nếu các chi tiết này bị lỗi, đèn cảnh báo trên bảng đồng hồ sẽ sáng để báo cho lái xe biết hộp số đang bị lỗi. Nếu có lỗi ở các van điện hoặc cảm biến một cách đột ngột, TCM điều khiển tín hiệu tới chi tiết điên tử và điều khiển hộp số tối thiểu ở mức có thể. 6. Kết luận Sau thời gian làm việc liên tục, ban đầu có hơi bối rối chưa làm quen được với đề tài và mất nhiều thời gian cho việc tìm tài liệu, đọc tìm hiểu nội dung của đồ án. Với cố gắng của bản thân và được sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn em đã hoàn thành đề tài được giao. Đề tài đã trình bày được những vấn đề cơ bản về hộp số tự động nói chung, và hộp số tự động điều khiển bằng điện tử nói riêng.Từ phần tổng quan cho đến một hộp số cụ thể đã trình bày được một số vấn đề về nguyên lý hoạt động, điều khiển, kết cấu các bộ phận cum chi tiết cơ bản trong hộp số. Từ đó cho chúng ta có một cái nhìn tổng quan về hộp số tự động giúp dễ dàng đi sâu vào khảo sát một hộp số tự động thực tế. Trong quá trình thực hiện đồ án em chỉ mới hoàn thành được những nội dung cơ bản trong pham vi đề tài được giao, và với kiến thức thực tế về lĩnh vực này còn ít, lượng tài liệu cụ thể còn thiếu thốn do vậy đề tài này chắc hẳn còn nhiều thiếu sót. Rất mong các thầy cô giáo và các bạn, bổ sung góp ý kiến để đề tài này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trọng Hiệp (1999). “Chi tiết máy - Tập 1”. Nhà xuất bản Giáo Dục. [2] Nguyễn Trọng Hiệp (1999). Chi tiết máy - Tập 2”. Nhà xuất bản Giáo Dục. [3] TS. Nguyễn Hoàng Việt (2007). “Điều khiển tự động trên Ôtô: Ly hợp - hộp số”. Đà Nẵng. [4] VIDAMCO Việt Nam (2008). “Giáo trình hướng dẫn đào tạo sửa chữa C100”. [5] TS. Lê Văn Tụy (2008). “Kết cấu và tính toán Ôtô”. Đà Nẵng. [6] Nguyễn Hữu Cẩn (2007). “Lý thuyết Ôtô máy kéo”. Nhà xuất bản Khoa Học Và Kỹ Thuật. [7] VIDAMCO Việt Nam (2007). “Sổ tay hướng dẫn sửa chữa Chevrolet Captiva - Tập1”. [8] VIDAMCO Việt Nam (2007). “Sổ tay hướng dẫn sửa chữa Chevrolet Captiva - Tập2”. [9] TOYOTA Việt Nam. “Tài liệu đào tạo kỹ thuật viên chẩn đoán – HSTĐ”. [10] Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên (1984). “Thiết kế và tính toán Ôtô Máy Kéo - Tập 1”. Nhà xuất bản Giáo Dục. [11] Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên (1984). “Thiết kế và tính toán Ôtô Máy Kéo - Tập 2”. Nhà xuất bản Giáo Dục. [12] Đinh Ngọc Ái (1972). “Thuỷ lực và máy thuỷ lực - Tập 2”. Nhà xuất bản Đại Học Và Trung Học Chuyên Nghiệp. [13] Nguyễn Quang Anh (2007). “Vật liệu kỹ thuật”. Đà Nẵng. [14] Trần Hữu Quế (2005). “Vẽ kĩ thuật cơ khí”. Nhà xuất bản Giáo Dục.