Tài liệu Bộ truyền bánh răng hành tinh pptx

Trong các xe lắp hộp số tự động, bộ truyền bánh răng hành tinh điều khiển việc giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc.. Bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyền bánh răng

Trong các xe lắp hộp số tự động, bộ truyền bánh răng hành tinh điều khiển việc giảm tốc,

đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc

Bộ truyền bánh răng hành tinh gồm các bánh răng hành tinh, các li hợp và phanh

Bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyền bánh răng hành tinh sau được nối với các li hợp và phanh, là các bộ phận nối và ngắt công suất Những cụm bánh răng này chuyển

đổi vị trí của phần sơ cấp và các phần tử cố

định để tạo ra các tỷ số truyền bánh răng khác nhau và vị trí số trung gian

Gợi ý:

Hình vẽ bên trái là bộ truyền bánh răng hành tinh 3 tốc độ (loại hộp số A130)

Về cơ bản mô hình này sẽ được áp dụng đề giải thích các hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh

(1/1)

Các bánh răng trong bộ truyền bánh răng hành tinh có 3 loại: bánh răng bao, bánh răng hành tinh và bánh răng mặt trời và cần dẫn Cần dẫn nối với trục trung tâm của mỗi bánh răng hành tinh và làm cho các bánh răng hành tinh xoay chung quanh Với bộ các bánh răng nối với nhau kiểu này thì các bánh răng hành tinh giống như các hành tinh quay xung quanh mặt trời, và do đó chúng được gọi là các bánh răng hành tinh

Thông thường nhiều bánh răng hành tinh được phối hợp với nhau trong bộ truyền bánh răng hành tinh

(1/1)

Nguyên lý vận hành

Bằng cách thay đổi vị trí đầu vào, đầu ra, phần

và các phần tử cố định có thể giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc

Các nét chính của các hoạt động đó được diễn giải dưới đây

1 Giảm tốc

Đầu vào: Bánh răng bao

Đầu ra: Cần dẫn

Cố định: Bánh răng mặt trời

Khi bánh răng mặt trời bị cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh quay và vận động chung quanh Do đó trục đầu ra chỉ giảm

tốc độ so với trục đầu vào bằng chuyển

động quay của bánh răng hành tinh

Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen

Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn

2 Đảo chiều

Đầu vào: Bánh răng mặt trời

Đầu ra: Bánh răng bao

Cố định: Cần dẫn

Khi cần dẫn được cố định ở vị trí và bánh răng mặt trời quay thì bánh răng bao quay trên trục và hướng quay được đảo chiều

Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen

Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mômen càng lớn

3 Nối trực tiếp (Truyền thẳng)

Đầu vào: Bánh răng mặt trời, bánh răng bao

Đầu ra: Cần dẫn

Do bánh răng bao và bánh răng mặt trời quay cùng nhau với cùng một tốc độ nên cần dẫn cũng quay với cùng tốc độ đó

Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen

Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mômen càng lớn

4 Tăng tốc

Đầu vào: Cần dẫn

Đầu ra: Bánh răng bao

Cố định: Bánh răng mặt trời

Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ thì bánh răng hành tinh chuyển động xung quanh bánh răng mặt trời theo chiều kim

đồng hồ Do đó bánh răng bao tăng tốc trên cơ sở số răng trên bánh răng bao và trên bánh răng mặt trời

Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen

Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn

(1/1)

1 Mô tả

Có hai kiểu phần tử cố định phanh: kiểu dải

và kiểu nhiều đĩa ướt

Kiểu dải được sử dụng cho phanh B1 và kiểu nhiều đĩa ướt cho phanh B2 và B3 Trong một số hộp số tự động, hệ thống nhiều đĩa ướt còn được sử dụng cho phanh B1

2 Phanh kiểu dải (B1)

Dải phanh được quấn vòng lên đường kính ngoài của trống phanh

Một đầu của dải phanh được hãm chặt vào

vỏ hộp số bằng một chốt, còn đầu kia tiếp xúc với píttông phanh qua cần đẩy píttông chuyển động bằng áp suất thuỷ lực Pít tông phanh có thể chuyển động trên cần đẩy píttông nhờ việc nén các lò xo

Người ta bố trí các cần đẩy pít tông có hai chiều dài khác nhau để có thể điều chỉnh khe hở giữa dải phanh và trống phanh

Chú ý:

Khi thay dải phanh bằng một dải mới trong khi đại tu một hộp số tự động, phải ngâm dải phanh mới khoảng 15 phút hoặc lâu hơn vào trong dầu hộp số tự động (ATF) trước khi lắp

(1/4)

3 Hoạt động của phanh dải (B1)

Khi áp suất thuỷ lực tác động lên pít tông thì pít tông di chuyển sang phía trái trong xi lanh và nén các lò xo Cần đẩy pít tông chuyển sang bên trái cùng với pít tông và

đẩy một đầu của dải phanh Do đầu kia của dải phanh bị cố định vào vỏ hộp số nên

đường kính của dải phanh giảm xuống và dải phanh xiết vào trống làm cho nó không chuyển động được

Tại thời điểm này, sinh ra một lực ma sát lớn giữa dải phanh và trống phanh làm cho trống phanh hoặc một phần tử của bộ truyền bánh răng hành tinh không thể chuyển động

được

Khi dầu có áp suất được dẫn ra khỏi xi lanh thì pít tông và cần đẩy pít tông bị đẩy ngược lại do lực của lò xo ngoài và trống được dải phanh nhả ra Ngoài ra, lò xo trong có hai chức năng: để hấp thu phản lực từ trống phanh và để giảm va đập sinh ra khi dải phanh xiết trống phanh

4 Phanh kiểu nhiều đĩa ướt (B2 và B3)

Phanh B2 hoạt động thông qua khớp một chiều số 1 để ngăn không cho các bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ Các đĩa ma sát được gài bằng then hoa vào vòng lăn ngoài của khớp một chiều số 1 và các đĩa thép được cố định vào

vỏ hộp số Vòng lăn trong của khớp một chiều số 1 (các bánh răng mặt trời trước và sau) được thiết kế sao cho khi quay ngược chiều kim đồng hồ thì nó sẽ bị khoá, nhưng khi quay theo chiều kim đồng hồ thì nó có thể xoay tự do Mục đích của phanh B3 là ngăn không cho cần dẫn sau quay Các đĩa

ma sát ăn khớp với moay ơ B3 của cần dẫn sau Moay ơ B3 và cần dẫn sau được bố trí liền một cụm và quay cùng nhau Các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số

(3/4)

5 Hoạt động của phanh kiểu nhiều đĩa ướt (B2 và B3)

Khi áp suất thuỷ lực tác động lên xi lanh pít tông sẽ dịch chuyển và ép các đĩa thép và đĩa ma sát tiếp xúc với nhau Do đó tạo nên một lực ma sát lớn giữa mỗi đĩa thép

và đĩa ma sát Kết quả là cần dẫn hoặc bánh răng mặt trời bị khoá vào vỏ hộp số

Khi dầu có áp suất được xả ra khỏi xi lanh thì pít tông bị

lò xo phản hồi đẩy về vị trí ban đầu của nó và làm nhả phanh

Gợi ý

Số lượng các đĩa ma sát và đĩa thép khác nhau tuỳ theo kiểu hộp số tự động Thậm trí trong các hộp số tự động cùng kiểu số lượng đĩa ma sát cũng có thể khác nhau tuỳ thuộc vào động cơ được lắp với hộp số

Ghi chú

Khi thay các đĩa phanh bằng các đĩa ma sát mới hãy ngâm các đĩa ma sát mới vào ATF khoảng15 phút hoặc lâu hơn trước khi lắp chúng

(4/4)

C1 và C2 là các li hợp nối và ngắt công suất

Ly hợp C1 hoạt động để truyền công suất từ bộ biến mô tới bánh răng bao trước qua trục sơ cấp Các đĩa ma sát và đĩa thép được bố trí xen

kẽ với nhau Các đĩa ma sát được nối bằng then với bánh răng bao trước và các đĩa thép được khớp nối bằng then với tang trống của li hợp số tiến

Bánh răng bao trước được lắp bằng then với bích bánh răng bao, còn tang trống của li hợp

số tiến được lắp bằng then với moay ơ của li hợp số truyền thẳng

Ly hợp C2 truyền công suất từ trục sơ cấp tới tang của li hợp truyển thẳng (bánh răng mặt trời)

Các đĩa ma sát được lắp bằng then với moay ơ của li hợp truyền thẳng còn các đĩa thép được lắp bằng then với tang trống li hợp truyền thẳng Tang trống li hợp truyền thẳng ăn khớp với tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời

và tang trống này lại được ăn khớp với các bánh răng mặt trời trước và sau

Kết cấu được thiết kế sao cho ba cụm đĩa ma sát, đĩa thép và các tang trống quay cùng với nhau

(1/1)

Hoạt động

1 ăn khớp (C1) Khi dầu có áp suất chảy vào trong xi lanh pít tông, nó

sẽ đẩy viên bi van của pít tông đóng kín van một chiều

và làm pít tông di động trong xi lanh và ép các đĩa thép tiếp xúc với các đĩa ma sát Do lực ma sát lớn giữa các đĩa thép và đĩa ma sát nên các đĩa thép dẫn

và đĩa ma sát bị dẫn quay cùng một tốc độ Có nghĩa

là li hợp được ăn khớp, trục sơ cấp được nối với bánh răng bao,và công suất từ trục sơ cấp được truyền tới

bánh răng bao

2 Nhả khớp (C1)

Khi dầu có áp suất được xả thì áp suất dầu trong xi lanh giảm xuống Điều này cho phép viên bi rời khỏi van một chiều nhờ lực li tâm tác động lên nó,và dầu trong xi lanh

được xả ra ngoài qua van một chiều

Kết quả là píttông trở về vị trí ban đầu của nó nhờ lò xo hồi và nhả li hợp

Gợi ý

Số lượng các đĩa ma sát và đĩa thép thay đổi tuỳ theo kiểu hộp số tự động Thậm chí trong các hộp số tự động cùng kiểu thì số lượng đĩa ma sát có thể khác nhau tuỳ thuộc vào động cơ lắp với hộp số

Chú ý:

Khi thay các đĩa ma sát li hợp bằng các đĩa ma sát mới phải ngâm các đĩa ma sát mới vào ATF khoảng 15phút hoặc lâu hơn trước khi lắp chúng

(1/2)

3 Li hợp triệt tiêu áp suất dầu thuỷ lực li tâm

Trong cơ cấu của một li hợp thông thường

để ngăn cản sự sinh ra áp suất do lực li tâm tác động lên dầu trong buồng áp suất dầu của pít tông khi nhả li hợp, người ta bố trí một viên bi một chiều để xả dầu

Do đó, trước khi có thể tác động tiếp vào li hợp cần có thời gian để dầu điền đầy buồng

áp suất dầu của pít tông

Trong khi chuyển số, ngoài áp suất do thân van kiểm soát, thì áp suất tác động lên dầu trong buồng áp suất dầu của pít tông cũng

có ảnh hưởng, mà áp suất này lại phụ thuộc vào sự dao động tốc độ của động cơ

Để triệt tiêu ảnh hưởng này người ta bố trí

đối diện với buồng áp suất thuỷ lực của pít tông một khoang triệt tiêu áp suất dầu thuỷ lực

Bằng việc sử dụng dầu bôi trơn như dầu dùng cho trục thì một lực li tâm tương đương

sẽ tác động, làm triệt tiêu lực li tâm tác động lên bản thân pít tông

Vì vậy, không cần phải xả chất lỏng bằng cách dùng viên bi mà vẫn đạt được một đặc tuyến thay đổi tốc độ êm và rất nhạy

(2/2)

Khớp một chiều

Khi bộ truyền bánh răng hành tinh được thiết kế

mà không tính đến va đập khi chuyển số thì B2, F1 và F2 là không cần thiết Chỉ cần C1, C2, B1

và B3 là đủ

Ngoài ra, rất khó thực hiện việc áp suất thuỷ lực tác động lên phanh đúng vào thời điểm áp suất thuỷ lực vận hành li hợp được xả Do đó, khớp một chiều số 1 (F1) tác động qua phanh B2 để ngăn không cho bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ Khớp một chiều số 2 (F2) ngăn không cho cần dẫn sau quay ngược kim đồng hồ Vòng lăn ngoài của khớp một chiều sô 2 được cố định vào vỏ hộp

số Nó được lắp ráp sao cho nó sẽ khoá khi vòng lăn trong (cần dẫn sau) xoay ngược chiều kim đồng hồ và quay tự do khi vòng lăn trong xoay theo chiều kim đồng hồ Với cách này có thể sử dụng các khớp một chiều để chuyển các

số bằng cách luôn ấn hoặc nhả áp suất thuỷ lực lên một phần tử

Nghĩa là, chức năng của khớp một chiều là đảm bảo chuyển số được êm

(1/1)

Hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh Hoạt động khi chuyển số

ở đây, ta sẽ giải thích điều kiện của mỗi số bằng sơ đồ nguyên lý của bộ truyền bánh

răng hành tinh

1 Số 1

(1) Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước theo chiều kim đồng

hồ nhờ C1 (2) Bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh trước quay và chuyển động xung quanh làm cho bánh răng mặt trời quay ngược chiều kim đồng hồ

(3) Trong bánh răng hành tinh sau, cần dẫn sau được F2 cố định, nên bánh răng mặt trời làm cho bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau quay theo chiều kim đồng hồ thông qua bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh sau

(4) Cần dẫn trước và bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau làm cho trục thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ

Bằng cách này tạo ra được tỷ số giảm tốc lớn

Ngoài ra, ở dãy "L", B3 hoạt động và phanh bằng động cơ sẽ hoạt động

Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men

Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn

2 Số 2

(1) Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao cảu bộ truyền hành tinh trước theo chiều kim đồng

hồ nhờ C1

(2) Do bánh răng mặt trời bị B2 và F1 cố định nên công suất không được truyền tới bộ truyền bánh răng hành tinh sau

(3) Cần dẫn trước làm cho trục thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ

Tỷ số giảm tốc thấp hơn so với số 1 Ngoài

ra, ở dãy "2", B1 hoạt động và phanh bằng

động cơ hoạt động

Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay, và chiều rông mũi tên chỉ mômen mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rông thì mô men càng lớn

3 Số 3

(1) Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ hành tinh trước theo chiều kim đồng hồ nhờ C1, và đồng thời làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ nhờ C2

(2) Do bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước và bánh răng mặt trời quay với nhau cùng một tốc độ nên toàn bộ truyền bánh răng hành tinh cũng quay với cùng tốc độ và công suất được dẫn từ cần dẫn phía trước tới trục thứ cấp

Khi gài số ba, tỉ số giảm tốc là 1 Tuy ở số 3 tại dãy "D" phanh động cơ có hoạt động, nhưng do tỉ số giảm tốc là 1 lực phanh động cơ tương đối nhỏ

Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay, và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men

Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn,và mũi tên càng rông thì mômen càng lớn

4 Số đảo chiều

(1) Trục sơ cấp làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ nhờ C2

(2) ở bộ truyền bánh răng hành tinh sau do cần dẫn sau bị B3 cố định nên bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau quay ngược chiều kim đồng hồ thông qua bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh sau, và trục thứ cấp được quay ngược chiều kim

đồng hồ

Bằng cách này, trục thứ cấp được quay ngược lại, và xe lùi với một tỉ số giảm tốc lớn Việc phanh bằng động cơ xảy ra khi hộp số

tự động được chuyển sang số lùi, vì số lùi không sử dụng khớp một chiều để truyền lực dẫn động

Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay, và bề rộng mũi tên chỉ mômen

Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mômen càng lớn

(1/1)

Dãy "P" hoặc "N"

Khi cần số ở "N" hoặc "P" thì li hợp số tiến (C1)

và li hợp truyền thẳng (C2) không hoạt động, vì vậy công suất từ trục thứ cấp không được truyền tới trục dẫn động bộ vi sai

Ngoài ra, khi cần số ở "P" vấu hãm của khoá phanh đỗ sẽ ăn khớp với bánh răng đỗ xe mà bánh răng này được nối với trục dẫn động bộ vi sai bằng then nên ngăn không cho xe chuyển

động

Ghi chú:

Cơ cấu khoá đỗ xe cho xe FR Khi cần số của một hộp số tự động của một xe

FR ở dãy "P" thì vấu hãm của khoá phanh đỗ

được ăn khớp với bánh răng bao bộ truyền hành tinh trước hoặc sau mà bánh răng bao này được nối bằng then với trục thứ cấp nên ngăn cản sự chuyển động của xe

Tuy nhiên, trên các xe 4WD loại FR thì không thể ngăn chuyển động của xe nếu cơ cấu hộp

số phụ ở vị trí số trung gian, dù hộp số tự động

đã được đặt ở "P" Vì lí do đó hãy nhớ gài phanh đỗ xe khi đỗ xe

Bộ truyền hành tinh số truyền tăng là một bộ truyền hành tinh độc lập với tỷ số truyền tốc độ nhỏ hơn 1.0 (khoảng 0,7 - 0,8) Nó được phối hợp với một bộ truyền bánh răng hành tinh bình thường 3 tốc độ và tương đương với tốc độ số 4

Bộ truyền hành tinh số truyền tăng bao gồm một bộ bánh răng hành tinh, phanh (B0), li hợp (C0), và khớp một chiều (F0)

Công suất được dẫn vào cần dẫn bộ truyền tăng dẫn ra bánh răng bao bộ truyền tăng Bình thường, khi tốc độ xe lớn hơn 40km/giờ ở dãy "D" thì việc chuyển sang số truyền tăng có thể thực hiện được Cũng có thể không cần chuyển sang số truyền tăng mà vẫn lái được xe nếu điều đó phù hợp với lái xe

Gợi ý:

Hình vẽ bên trái là một bộ truyền bánh răng hành tinh 3 tốc độ kèm một bộ truyền hành