TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Ý DO HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI
Hộp số tự động là một phần quan trọng trong cuộc sống hiện đại, đặc biệt trong ngành công nghiệp ô tô Việc nghiên cứu và phát triển hộp số tự động không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sử dụng mà còn cải thiện tính năng vận hành của xe Từ những năm 1990, hộp số tự động đã trở nên phổ biến, đặc biệt trên các mẫu xe nhập khẩu và lắp ráp trong nước Nhu cầu bảo trì và sử dụng hộp số tự động đang gia tăng, do đó, việc nắm vững các công nghệ mới, đặc biệt là hộp số tự động điều khiển bằng điện tử, là rất cần thiết Dữ liệu và tài liệu nghiên cứu sẽ hỗ trợ quá trình học tập và cải tiến trong ngành ô tô, giúp phát hiện và giải quyết các vấn đề xảy ra trong quá trình hoạt động của hộp số tự động.
V những o tr n nh m em họn ề t i "NGHIÊN CỨU VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH HỘP SỐ TỰ ĐỘNG A140E" ể m ề t i tốt nghiệp.
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦ ĐỀ TÀI
Nghi n cứu cấu t o, nguy n l củ hộp số tự ộng A140E
Thi c ng thiết kế cho m h nh ho t ộng
Cá th ng số khi m h nh ho t ộng phải hiển thị r ho ng ời xem thấy rõ.
ĐỐI TƯỢNG
Hộp số tự ộng A140E tr n Toyota camry LE.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nội dung nghi n cứu ợ tr nh b y qua 6 ch ng gồm:
Ch ng 1: Tổng qu n về ề t i nghi n ứu
Ch ng 2: Tổng qu n về hộp số tự ộng
Ch ng 3: Khảo sát hộp số tự ộng 140E tr n Toyot C mry E
Ch ng 4: Giới thiệu thiết ế m h nh v thi ng hệ thống iều hiển hộp số tự ộng 140E
Ch ng 6: Kết u n v iến nghị
PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦ ĐỀ TÀI
Hộp số tự ộng A140E tr n Toyota Camry LE.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Ph ng pháp thu th p th ng tin
Ph ng pháp tiếp c n thu th p th ng tin
Ph ng pháp nghi n cứu t i liệu
Ph ng pháp phi thự nghiệm
TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
ỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
Xuất phát từ nhu cầu nâng cao chất lượng xe ô tô, ngành công nghiệp sản xuất xe trên thế giới đã phát triển mạnh mẽ, tập trung vào việc cải tiến công nghệ và mở rộng thị trường Các hệ thống tự động hóa như hệ thống chống trượt bánh xe, hệ thống định vị toàn cầu, và hộp số tự động đã được nghiên cứu và ứng dụng để nâng cao hiệu suất và độ an toàn của xe Những tiến bộ này không chỉ giúp giữ vững vị thế cạnh tranh mà còn thúc đẩy sự đổi mới trong ngành công nghiệp ô tô toàn cầu.
Hộp số tự động của Toyota, ra mắt vào năm 1977, đã trở thành một trong những loại hộp số phổ biến nhất trên thị trường Ban đầu, hộp số này được sử dụng trên xe Crown và nhanh chóng được áp dụng rộng rãi cho các mẫu xe tăng mạnh Hiện nay, hộp số tự động được trang bị trên nhiều dòng xe hơi, xe tải nhỏ và cả những mẫu xe hạng sang từ các thương hiệu lớn như Honda, BMW, Mercedes và GM Điều này cho thấy sự phát triển mạnh mẽ và ứng dụng rộng rãi của hộp số tự động trong ngành công nghiệp ô tô toàn cầu.
Tr n bảng 2.1 á mố thời gi n h ng TOYOT tr ng bị hộp số tự ộng tr n á òng xe ủ m nh
Bảng 2.1: Mố thời gi n ứng ụng hộp số tự ộng ủ TOYOT
CÁC ƯU ĐIỂM CỦ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
2.2.1 V s o phải sử ụng hộp số tự ộng
Khi tài xế điều khiển xe trang bị hộp số thường, việc sử dụng số để chuyển đổi nhằm tăng hoặc giảm mô-men xoắn ở các bánh xe là rất quan trọng Khi xe hoạt động, tài xế cần phải chuyển về số thấp hơn để vượt qua những đoạn đường dốc hoặc khó khăn, điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất và kiểm soát xe tốt hơn.
Việc hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến việc chuyển số là rất quan trọng đối với người lái xe Đối với xe sử dụng hộp số tự động, người lái cần nắm bắt được thời điểm chuyển số phù hợp nhằm tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu Việc điều chỉnh số tự động đúng lúc dựa trên tải trọng và tốc độ xe sẽ giúp nâng cao trải nghiệm lái xe và bảo vệ động cơ.
2.2.2 Cá u iểm ủ hộp số tự ộng
So với hộp số th ờng hộp số tự ộng á u iểm s u:
Giảm mệt mỏi ho ng ời ái qu việ o i bỏ th o tá ngắt v ng y hợp ùng th o tá huyển số
Chuyển số một á h tự ộng v m ịu t i á tố ộ thí h hợp với hế ộ ái xe
Tránh tình trạng quá tải trong hệ thống truyền động bằng cách sử dụng biến tần để điều chỉnh tần số và hệ số công suất, giúp cải thiện hiệu suất hoạt động của hệ thống truyền động phía sau.
Tối u h á hế ộ ho t ộng ủ ộng một á h tốt h n so với xe ắp hộp số th ờng iều n y m tăng tuổi thọ ủ ộng ợ tr ng bị tr n xe.
PHÂN OẠI HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
2.3.1 Theo hệ thống sử ụng iều hiển
Hệ thống sử dụng điều khiển hộp số tự động hoạt động thông qua việc điều chỉnh hộp số và thời điểm chuyển động Một trong những phương pháp điều khiển chính là sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển các cơ cấu bên trong hộp số Điều này được thực hiện thông qua Bộ điều khiển điện tử (ECU), có chức năng quản lý và điều chỉnh quá trình chuyển số và thời điểm chuyển động một cách hiệu quả Hệ thống này còn được gọi là Hộp số điều khiển điện tử (ECT), giúp tối ưu hóa hiệu suất vận hành của xe.
Tr n h nh 2.1 hai lo i hộp số tự ộng ợ phân lo i theo hệ thống sử ụng ể iều hiển
H nh 2.1: H i o i hộp số tự ộng ợ phân o i theo hệ thống sử ụng ể iều hiển 2.3.2 Theo vị trí ặt tr n xe
Hộp số tự động được phân loại theo vị trí lắp đặt trên xe và thường chia thành hai loại chính: hộp số sử dụng trên xe FF (động cơ đặt trước - dẫn động cầu trước) và hộp số trên xe FR (động cơ đặt trước - dẫn động cầu sau).
Cá hộp số sử ụng tr n xe FF ợ thiết ế gọn nhẹ h n so với o i ắp tr n xe FR o húng ợ ắp ặt trong ho ng ộng
Hộp số sử dụng trên xe FR có bộ truyền bánh răng và vị trí lắp đặt ở bên ngoài, trong khi hộp số trên xe FF được lắp đặt ở bên trong Hộp số tự động trên xe FF còn được gọi là “hộp số vi sai”.
Hộp số tự động đang trở thành một phần quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô, đặc biệt là trong việc xây dựng và phát triển các dòng xe tải và xe hạng nặng Sự phát triển của hộp số tự động không chỉ giúp cải thiện hiệu suất vận hành mà còn mang lại sự tiện lợi cho người lái.
AT * o i iều hiển ho n to n thủy ự
Tr nsmission: o i iều hiển iện Điều hiển huyển số v thời iểm h biến m Dự phòng
Chẩn oán Chứ năng há
Hộp số tự động trên xe có vị trí cụ thể như sau: Dẫn động cầu trước và cầu sau, với các bộ phận quan trọng bao gồm mặt trước, cụm cầu và hộp số tự động, trục dẫn động, hộp số tự động, trục các đăng, và truyền động cuối cùng của vi sai.
2.3.3 Theo ấp số tiến ủ xe
Hộp số tự động hiện đại đang ngày càng phát triển với nhiều loại cấu hình khác nhau, từ 4 cấp đến các thế hệ mới hơn như 5 cấp và 6 cấp Đặc biệt, vào cuối năm 2017, Ford đã giới thiệu hộp số tự động 8 cấp cho mẫu xe F-150, đánh dấu một bước tiến lớn trong công nghệ truyền động Những cải tiến này không chỉ nâng cao hiệu suất vận hành mà còn mang lại trải nghiệm lái xe mượt mà hơn cho người sử dụng.
2017 sẽ ợ tr ng bị hộp số tự ộng 10 ấp
A continuously variable transmission (CVT) is a type of automatic gearbox that offers a wide range of applications This transmission utilizes a system of pulleys and a belt to provide seamless power delivery, allowing for smooth acceleration without the distinct gear shifts found in traditional automatic transmissions The CVT operates by varying the diameter of the pulleys, which enables it to adjust the gear ratio continuously, ensuring optimal engine performance and efficiency.
Tr nsmission ắp tr n m u Civi ủ Hon h y tr n m u n er G ủ Mitsubishi Với o i hộp số n y tỷ số truyền ợ th y ổi tùy thuộ v o vòng tu ủ ộng ũng nh tải trọng.
NGUYÊN Ý ÀM VIỆC CHUNG CỦ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
Dòng truyền động từ động cơ biến mạch hộp số và hệ thống truyền động sử dụng công nghệ hiện đại, nhờ vào cấu tạo đặc biệt của biến mạch, đóng vai trò như một khớp nối thủy lực và một bộ phận khuếch đại, giúp hệ thống truyền động hoạt động hiệu quả tùy theo điều kiện sử dụng.
Hộp số h ng thự hiện truyền ng suất n thuần thông qua sự ăn hớp giữa các bánh răng, cho phép thay đổi tỷ số truyền một cách hiệu quả Hệ thống này sử dụng các bánh răng có hình dạng đặc biệt và được điều khiển tự động bằng thủy lực, mang lại hiệu suất cao và độ chính xác trong việc truyền động.
Thị trường hộp số tự động hiện nay đang phát triển theo xu hướng nâng cao tính thẩm mỹ và hợp lý hóa trong quá trình chuyển số Mặc dù công nghệ sản xuất có sự thay đổi, nhưng chức năng và hoạt động của hộp số vẫn giữ nguyên Tất cả các bộ phận trong hộp số tự động đều có sự kết hợp chặt chẽ, ảnh hưởng lớn đến hiệu suất làm việc của nó Do đó, yêu cầu về từng chi tiết và thiết kế của các bộ phận này ngày càng trở nên khắt khe hơn.
H nh 2.3: Dòng truyền ng suất tr n xe sử ụng hộp số tự ộng.
KHẢO SÁT HỘP SỐ TỰ ĐỘNG A140E TRÊN TOYOTA
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 140E
Đầu phát triển hộp số tự động trên những phiên bản xe bắt đầu từ năm 1984 với mẫu xe Camry của Toyota Dòng hộp số tự động 140E thể hiện những gam màu thiết kế mà Toyota mong đợi Không chỉ nâng cao vị thế của dòng xe này trên thị trường xe ô tô, mà còn giúp Toyota khẳng định vị thế của mình trước các hãng xe lớn như Ford.
GM MECEDES đóng vai trò quan trọng trong việc mở rộng thị trường xe hơi TOYOTA tại Mỹ và Châu Âu vào những năm 1980 Hộp số tự động 140E với điều khiển điện tử 4 cấp số tiến, nhờ vào bộ truyền động tinh OD và một cấp số lùi, đã trở thành hộp số hiện đại nhất trên thị trường xe thế giới lúc bấy giờ Việc tăng tỷ số truyền giúp cải thiện hiệu suất hoạt động, ổn định hơn và giảm tiêu hao nhiên liệu, đồng thời giảm ô nhiễm môi trường Đặc biệt, hộp số 140E được thiết kế để tăng cường tỷ số truyền, giúp xe C MRY khẳng định vị thế cạnh tranh trước các đối thủ.
Cá y số trong hộp số tự ộng 140E:
“N”: Vị trí trung gi n sử ụng hi xe ừng t m thời ộng v n ho t ộng
“R”: Sử ụng hi ùi xe
“D”: Sử ụng hi ần huyển số một á h tự ộng
“2”: Sử ụng hi h y ở ờng bằng
“ ”: Sử ụng hi xe h y ở o n èo ố
SƠ ĐỒ KẾT CẤU VÀ NGUYÊN Ý HOẠT ĐỘNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
Kết ấu mặt ắt ọ hộp số tự ộng 140E nh h nh 3.1
H nh 3.1: Kết ấu mặt ắt ọ hộp số tự ộng 140E
1 – Vỏ biến mô; 2 – Bơm d u; 3 – Ống thông hơi; 4 – Ly hợp truyền thẳng C 2 ; 5 – Ly hợp số tiến C 1 ; 6 – Phanh ma sát ướt B 2 ; 7 – Khớp một chiều F 2 ; 8 – Phanh ma sát ướt B 3 ;
9 – Xylanh điều khiển phanh B 3 ; 10 – Bánh răng chủ động trung gian; 11 – Xylanh điều khiển phanh B 0 ; 12 – Phanh ma sát ướt số truyền tăng B 0 ; 13 – Xylanh điều khiển ly hợp
Trục trung gian hộp số (C 0;14) và trục thứ cấp của hộp số (16) là những thành phần quan trọng trong hệ thống truyền động Lò xo hồi vị (15) giúp duy trì áp lực và ổn định hoạt động của hộp số, trong khi bánh răng bị động trung gian (17) đóng vai trò quan trọng trong việc truyền lực Phốt chắn dầu (18) bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi sự rò rỉ, và ổ bi đỡ (19) hỗ trợ việc quay trơn tru Cuối cùng, vi sai (20) và cảm biến tốc độ (21) giúp điều chỉnh và theo dõi tốc độ của xe, đảm bảo hiệu suất tối ưu trong quá trình vận hành.
S ồ nguy n hộp số tự ộng 140E nh h nh 3.2
H nh 3.2: S ồ nguy n hộp số tự ộng 140E
1 – Phanh số truyền tăng B 0 ; 2 – Ly hợp số truyền tăng C 0 ; 3 – Bánh răng hành tinh OD;
4 – Phanh ma sát ướt B 3 ; 5 – Khớp một chiều F 2 ; 6 – Phanh ma sát ướt B 2 ; 7 – Ly hợp
C 1; 8 – Phanh dải, B 1; 9 – Ly hợp, C 2; 10 – Bơm dầu, 11 – Biến mô thủy lực, 12 – Trục sơ cấp của hộp số, 13 – Trục trung gian của hộp số, 14 – Khớp một chiều F 1; 15 – Truyền lực chính, 16 – Trục thứ cấp của hộp số, 17 – Khớp một chiều F 0.
3.2.2 Nguy n ho t ộng hộp số tự ộng 140E
3.2.2.1 Giới thiệu bộ truyền h nh tinh hộp số tự ộng 140E
Hộp số tự động 140E của TOYOTA sử dụng bộ bánh răng hành tinh 3 tốc độ SIMPSON và bộ truyền hành tinh OD với tỷ số truyền tăng lên đến 3.3.
Bộ bánh răng hành tinh 3 tầng của SIMPSON là một hệ thống truyền động hiệu quả, được thiết kế với cấu trúc đơn giản và bố trí trên một trụ Các bánh răng này được đặt ở vị trí trung tâm trong hộp số, kết nối với nhau thông qua bánh răng mặt trời, tạo thành một cơ chế hoạt động đồng bộ Mỗi bánh răng hành tinh trong bộ truyền này được lắp đặt trên trụ hành tinh, tương tác một cách hoàn hảo với bánh răng bao quanh và bánh răng mặt trời, đảm bảo hiệu suất truyền động tối ưu.
Bộ truyền h nh tinh ho số truyền tăng ợ ắp b n nh bộ truyền h nh tinh 3 tố ộ n gồm một bộ truyền h nh tinh n giản o i WI D một ph nh số truyền tăng
Để giữ bánh răng mặt trời trong hệ thống truyền tăng, cần kết nối bánh răng mặt trời với các bánh răng khác trong bộ truyền Hệ thống này sử dụng số truyền tăng F để điều chỉnh công suất và hiệu suất hoạt động của bộ truyền Bánh răng mặt trời đóng vai trò quan trọng trong việc truyền động và tối ưu hóa hiệu suất của bộ truyền.
S ồ bố trí á bộ truyền h nh tinh hộp số tự ộng 140E nh h nh 3.3
H nh 3.3: S ồ bố trí á bộ truyền h nh tinh hộp số tự ộng 140E
1 – Trục sơ cấp của hộp số; 2 – C n dẫn bộ truyền hành tinh trước; 3- Bánh răng hành tinh trước; 4 – Bánh răng bao trước; 5 – Bánh răng mặt trời trước và sau; 6 – Bánh
7 6 4 răng bao sau; 7 – Trục trung gian; 8 – C n dẫn số truyền tăng OD; 9 – Bánh răng bao số truyền tăng OD; 10 – Bánh răng mặt trời OD; 11 – Bánh răng chủ động trung gian;
12 – Bánh răng bị động trung gian; 13 – C n dẫn bộ truyền hành tinh sau; 14 – Bánh răng hành tinh sau; 15 – Trục thứ cấp hộp số
Bánh răng trung gian là một phần quan trọng trong hệ thống truyền động của hộp số, kết nối với trụ thứ cấp thông qua mối ghép then hoa Bánh răng mặt trời hoạt động đồng bộ với các bánh răng khác trong hệ thống Để đảm bảo hiệu suất truyền động, cần phải bố trí các bánh răng chính xác và đồng bộ hóa với trụ trung gian, tạo thành một cấu trúc vững chắc và hiệu quả.
y hợp số truyền tăng OD (C 0 nối ần n bộ truyền OD với bánh răng mặt trời
y hợp số tiến C 1 ùng ể nối trụ s ấp với bánh răng b o ủ bộ truyền tr ớ
y hợp số truyền thẳng C 2 ùng nối trụ s ấp với bánh răng mặt trời tr ớ v sau
Phanh OD (B 0 h bánh răng mặt trời OD ngăn h ng ho n qu y theo ả h i hiều thu n v ng ợ im ồng hồ
Ph nh ải (B 1 h bánh răng mặt trời tr ớ v s u h ng ho húng qu y theo ả h i hiều thu n v ng ợ hiều im ồng hồ
Ph nh m sát ớt (B 2 h bánh răng mặt trời tr ớ v s u h ng ho húng qu y theo hiều im ồng hồ trong hi hớp một hiều F 1 ng ho t ộng
Phanh m sát ớt (B 3 h ần n bộ truyền h nh tinh s u ngăn h ng ho húng qu y ả hiều thu n v ng ợ hiều im ồng hồ
Khớp một hiều F 1 ) khi (B 2 ho t ộng n h ứng bánh răng mặt trời tr ớ v s u h ng ho húng qu y ng ợ hiều im ồng hồ
Khớp một hiều OD F 0 h ần n bộ truyền h nh tinh OD ngăn h ng ho n qu y ả thu n v ng ợ hiều im ồng hồ xung qu nh bánh răng mặt trời
Khớp một hiều F 2 h ần n bộ truyền h nh tinh s u ngăn h ng ho n qu y ng ợ hiều im ồng hồ
Truyền động 3.4 m hoạt động hiệu quả với bánh răng hệ thống ở vị trí "D" hoặc "2" trong hộp số ngược số 1 Hệ thống truyền động C1 hoạt động ở số 1, chuyển động quay từ trụ sấp đến bánh răng bộ truyền hành tinh, đồng thời bánh răng mặt trời quay theo chiều kim đồng hồ Điều này khiến bánh răng mặt trời quay và các bánh răng hành tinh quay theo chiều ngược lại Tuy nhiên, bộ truyền hành tinh bị hạn chế bởi một lực F2 ngăn cản quay theo chiều kim đồng hồ, do đó bánh răng hành tinh quay theo chiều kim đồng hồ, trong khi bánh răng bộ quay theo chiều ngược lại.
Bánh răng hình tinh sẽ quay theo chiều kim đồng hồ, và bánh răng bơm sẽ quay theo chiều ngược lại Trụ trung gian kết nối với bánh răng sẽ quay theo chiều kim đồng hồ, trong khi trụ trung gian bị ắp thềm ho sẽ không quay theo bánh răng hình tinh.
Cần n ủ số truyền tăng qu y theo hiều im ồng hồ, với cá bánh răng h nh tinh số truyền tăng bị qu y ỡng bứ theo hiều im ồng hồ xung qu nh bánh răng mặt trời Số truyền tăng F 0 qu y ùng một hối với bánh răng mặt trời số truyền tăng ớn h n tố ộ qu y v nh ngo i ủ hớp Mặt há ần n v bánh răng mặt trời số truyền tăng ợ nối bằng y hợp số truyền tăng C 0, dẫn đến việc bánh răng mặt trời sẽ qu y ùng một hối theo hiều im ồng hồ Kết quả là bộ bánh răng h nh tinh số truyền tăng qu y nh một hối ứng nh h nh.
H nh 3.4: M h nh ho t ộng ở y “D” hoặ “2” số 1
Hộp số bao gồm nhiều thành phần quan trọng như trục sơ cấp, các bánh răng hành tinh, bánh răng bao và bánh răng mặt trời Cụ thể, trục sơ cấp là phần chính, trong khi C n dẫn bộ truyền hành tinh và bánh răng hành tinh trước đóng vai trò quan trọng trong việc truyền động Bánh răng bao trước và sau cũng như bánh răng mặt trời trước và sau góp phần vào sự hoạt động hiệu quả của hệ thống Trục trung gian và các bánh răng liên quan đến số truyền tăng OD, bao gồm bánh răng bao số truyền tăng OD và bánh răng mặt trời OD, cùng với bánh răng chủ động trung gian, tạo nên một cơ cấu truyền động hoàn chỉnh.
12 – Bánh răng bị động trung gian; 13 – C n dẫn bộ truyền hành tinh sau; 14 – Bánh răng hành tinh sau; 15 – Trục thứ cấp hộp số
Hệ thống điều khiển thủy lực - điện tử hiện đại số ở chế độ "D" hoặc "2" hộp số ngược số 1 có thể gây ra nguy hiểm Để chuyển từ số trung gian sang số 1, cần thực hiện thao tác mở bằng cách sử dụng ác huyển mạch và điều khiển hình ảnh 3.5.
Do v n iện từ số 1 b t “ON” và v n iện từ số 2 bị tắt “OFF”, n n ờng n ầu ến C 0 ợ mở Sự ho t ộng ủ C 1 v F 2 t o r ờng n ầu ho số 1 Ở á vị trí “D” và “2”, ph nh ộng h ng bị tá ộng o ho t ộng ủ F2 Tại vị trí “ ”, ờng n từ B 3 ợ mở và ph nh bằng ộng ho t ộng.
H nh 3.5: S ồ nguy n m việ ở y “D” hoặ “2” số 1
A – Van điện từ số 1 (tắt); B – Van điện từ số 2 (bật);C, D, E – Van chuyển số 3 – 4, 2 –
3, 1 – 2; F – Xả; B3 – Tới B 3 (chỉ cho d y “L”); C0 – Tới C 0 ; 1 – Áp suất cơ bản; 2 – Áp suất cơ bản (từ bơm d u); 3 – Áp suất cơ bản (từ van điều khiển d y “L”)
Hộp số 3.6 m hoạt động với bánh răng hiển thị số ở vị trí “D” khi ở số 2, trong khi hộp số tiến C hoạt động nhịp nhàng ở số 1 Chuyển động quay trụ sẽ truyền đến bánh răng bô, tạo ra chuyển động theo chiều kim đồng hồ, đồng thời bánh răng hành tinh cũng quay theo chiều ngược lại Bánh răng mặt trời sẽ quay theo chiều kim đồng hồ, nhưng khi ở số 2, nó sẽ bị ảnh hưởng bởi một lực F ngăn cản chuyển động theo chiều kim đồng hồ Bánh răng hành tinh sẽ quay theo chiều kim đồng hồ, và bánh răng bô sẽ quay theo chiều kim đồng hồ, dẫn đến sự tương tác giữa bánh răng và trụ trung gian, tạo ra chuyển động quay theo chiều kim đồng hồ Tốc độ quay của bánh răng hành tinh sẽ nhanh hơn so với ở số 1, do đó chuyển động này sẽ được truyền đến bánh răng ảo qua trụ trung gian.
H nh 3.6: M h nh ho t ộng ở y “D” số 2
Hộp số có cấu trúc phức tạp với các thành phần chính như trục sơ cấp, các bánh răng hành tinh trước và sau, cùng với bánh răng bao và bánh răng mặt trời Trong đó, C n dẫn bộ truyền hành tinh đóng vai trò quan trọng trong việc truyền động Trục trung gian và các bánh răng liên quan đến số truyền tăng OD cũng góp phần nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống Các bánh răng chủ động trung gian giúp tối ưu hóa quá trình truyền động, đảm bảo hiệu quả và độ bền cho hộp số.
12 – Bánh răng bị động trung gian; 13 – C n dẫn bộ truyền hành tinh sau; 14 – Bánh răng hành tinh sau; 15 – Trục thứ cấp hộp số
Cần n ủ số truyền tăng qu y theo hiều im ồng hồ, với cá bánh răng h nh tinh số truyền tăng bị qu y ỡng bứ theo hiều im ồng hồ xung qu nh bánh răng mặt trời Số truyền tăng và qu y ng ợ hiều im ồng hồ qu nh trụ ủ n Do tố ộ qu y v nh, việc thiết kế và vận hành hệ thống này cần được chú ý để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
CÁC CỤM CHI TIẾT CHÍNH TRONG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 140E
Bộ biến mô truyền và huế h i m men từ ộng bằng á h sử dụng dầu hộp số m m i tr ờng m việ Bộ biến mô bao gồm: ánh b m ợ n ộng bằng trụ huỷu r to tu bin ợ nối với trụ s ấp st tor ợ bắt hặt v o vỏ hộp số qu hớp một hiều v trụ st tor vỏ bộ biến mô hứ tất ả á bộ ph n tr n nh h nh 3.41 Biến mô nén ầy ầu thủy ự ung ấp bởi b m ầu, giúp dầu n y ợ ánh b m tí h ũy năng ợng v hi r v p v o bánh tu bin t o th nh một òng truyền ng suất m qu y r to tu bin.
H nh 3.41: Mặt ắt ủ biến m thủy ự hộp số tự ộng 140E
Bài viết này trình bày các thành phần quan trọng của hộp số và biến mô, bao gồm ổ bi, trục sơ cấp hộp số, trục bánh phản ứng, và vỏ biến mô Các phần khác như phận vỏ biến mô mang cánh bơm, vành dẫn hướng, cánh bơm, và khung thép lắp đặt giảm chấn cũng được nhấn mạnh Ngoài ra, vật liệu ma sát, bánh mang cánh tuabin, đinh tán, và vành chắn dầu đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất hoạt động Các thành phần khác như moay ơ mang cánh tuabin, vành ngoài của khớp một chiều, bánh phản ứng, đai ốc liên kết, và lò xo giảm chấn cũng góp phần vào sự ổn định và hiệu quả của hệ thống.
Đ ng v i trò nh một y hợp thủy ự ể truyền hoặ h ng truyền m men từ ộng ến hộp số;
Hấp thụ á o ộng xoắn ủ ộng v hệ thống truyền ự ;
C tá ụng nh một bánh ể m ồng iều huyển ộng qu y ủ ộng ;
D n ộng b m ầu ủ hệ thống iều hiển thủy ự
Trên xe hộp số tự động, bộ biến mô thủy lực đóng vai trò quan trọng trong việc truyền động đến bánh xe Với một bánh nặng, hộp số tự động sử dụng bộ biến mô thủy lực để đảm bảo quá trình truyền động diễn ra êm ái và hiệu quả Khi tấm truyền động quay ở tốc độ cao, bộ biến mô thủy lực sẽ duy trì sự cân bằng, ngăn chặn rung động và đảm bảo hoạt động ổn định cho xe.
Bánh b m đóng vai trò quan trọng trong quá trình truyền tải năng lượng trong biến m, bao gồm bánh b m, bánh tu bin và bánh phản ứng Hiệu suất của biến m phụ thuộc vào thiết kế và chất liệu của bánh b m Bánh b m thường được chế tạo từ phương pháp lắp ghép các tấm thép, trong đó các tấm này được gắn kết với nhau để tạo thành một cấu trúc vững chắc Việc thiết kế bánh b m cần đảm bảo tính ổn định và khả năng chuyển hướng dòng năng lượng hiệu quả, giúp nâng cao hiệu suất hoạt động của biến m.
H nh 3.42: S ồ vị trí bánh b m trong biến m
1 – Vỏ biến mô; 2 – Cánh bơm; 3 – Vành dẫn hướng; 4 – Tấm dẫn động
Bánh b m có nhiệm vụ nhận năng lượng từ trụ huỷu động và tích tụ năng lượng để duy trì hoạt động của nó Số lượng ánh sáng b m trên một bánh v gặt được tính toán rất kỹ lưỡng dựa trên dòng truyền ng suất tối ưu và thông số kỹ thuật yêu cầu Bánh b m hoạt động trong dải vận tốc rộng từ 0 đến 8000 vg/ph, có thể lên đến 10000 vg/ph, điều này đặt ra vấn đề cân bằng tải trọng động sinh ra trong quá trình hoạt động Vấn đề cân bằng này cần được giải quyết để đảm bảo rằng các biến động không gây ra sự mất cân bằng trong hoạt động, từ đó giúp tối ưu hóa khả năng tích tụ năng lượng và duy trì hoạt động ổn định của bánh b m.
Bánh bơm và bánh tuabin đóng vai trò quan trọng trong quá trình truyền tải năng lượng trong biến m Hiệu suất của biến m phụ thuộc vào cấu trúc của bánh bơm, bánh tuabin và bánh phản ứng Bánh tuabin được chế tạo từ phương pháp ghép từng lớp bằng thép, trong khi bánh bơm sử dụng các lớp vật liệu khác nhau để tối ưu hóa hiệu suất Sự kết hợp chặt chẽ giữa bánh tuabin và trụ sẽ ảnh hưởng đến khả năng truyền tải năng lượng hiệu quả qua hộp số.
H nh 3.43: S ồ vị trí bánh tu bin trong biến m
1 – Trục sơ cấp hộp số; 2 – Vành dẫn hướng; 3 – Cánh tuabin
Yêu cầu kỹ thuật cho bánh turbine bao gồm độ nhám bề mặt ánh gương và độ đồng trụ hiếm, kết hợp với trụ sắp xếp hộp số Điều này sẽ giúp cải thiện hiệu suất hoạt động của bánh turbine, đồng thời giảm thiểu sự biến dạng của bánh bơm.
Bánh phản ứng đóng vai trò quan trọng trong quá trình truyền tải năng lượng ở biến áp, giúp chuyển đổi năng lượng từ động cơ sang hệ thống truyền động Hình 3.44 minh họa bánh phản ứng kết nối với bánh bơm và bánh turbin, tạo thành một hệ thống hoạt động hiệu quả Với cách bố trí này, bánh turbin có thể chuyển đổi năng lượng từ dòng chảy vào bánh bơm, tiếp tục quá trình tuần hoàn như thể hiện trong hình 3.45.
H nh 3.44: S ồ vị trí ắp bánh phản ứng trong biến m thủy ự
1 – Vỏ hộp số; 2 – Bánh bơm; 3 – Bánh phản ứng; 4 – Bánh tuabin; 5 – Khớp một chiều;
H nh 3.45: H nh m tả hứ năng ủ bánh phản ứng
1 – Hướng dòng d u khi có bánh phản ứng; 2 – Cánh bánh phản ứng; 3 – Dòng d u từ tuabin; 4 – Hướng dòng d u khi không có bánh phản ứng.
Kết cấu ủ hớp một hiều nh h nh 3.46 bao gồm: Hệ thống bên trong và ngoài ủ bánh phản ứng áp suất bằng thép và lò xo Lò xo giữ hóa on ăn u n xu hướng tỳ vào hệ thống bên ngoài với hệ thống bên trong Tuy kết cấu rất đơn giản nhưng nó đóng vai trò rất quan trọng trong việc giúp ho bánh phản ứng tạo ra thiết kế rắn.
Khớp một hiều ho t ộng nh một miếng h m hi v nh ngo i qu y theo hiều B á on ăn ới tá ụng trợ giúp ủ ò xo sẽ h ứng v nh ngo i v v nh trong với nh u ng ợ i hi v nh ngo i xu h ớng qu y theo hiều th á on ăn u n ho h i v nh trong v ngo i qu y t ng ối với nh u.
H nh 3.46: Ho t ộng ủ hớp một hiều ng on ăn trong bánh phản ứng a – Quay tự do; b – Khóa cứng; 1 – Vành ngoài; 2 – Con lăn; 3 – Vành trong; 4 – Lò o giữ
Tr n h nh 3.47 m tả ho t ộng ủ hớp một hiều trong ả h i gi i o n m việ ủ biến m thủy ự
H nh 3.47 mô tả hoạt động của bánh phản ứng với các khớp một chiều, bao gồm khớp một chiều khóa và khớp một chiều quay tự do Bánh phản ứng hoạt động hiệu quả nhờ vào áp lực trên bánh, cho phép chuyển đổi năng lượng từ dòng chảy vào bánh bơm, từ đó biến đổi năng lượng thành động năng Quá trình này hỗ trợ bánh bơm trong việc thu hồi năng lượng từ dòng chảy Tuy nhiên, hiệu suất của bánh tuabin gần bằng bánh bơm, điều này cho thấy sự giảm hiệu suất trong quá trình biến đổi năng lượng khi có sự biến đổi trong môi trường.
Kết cấu hạng biến m b o bao gồm một khung thép nối với trụ, hỗ trợ hộp số Trong khung này, có bố trí lò xo giảm chấn và một vật liệu sợi tổng hợp nhằm tạo sự ma sát cần thiết Ở mặt tiếp xúc với vật liệu sợi tổng hợp, phía vỏ hộp số được thiết kế với bề mặt nhám để tăng cường ma sát.
1 - Giảm chấn; 2 - Bề mặt ma sát; 3 - Khung kim loại; 4 – Moayơ lắp khớp khóa biến mô
Khi tố ộ bánh b m v bánh tu bin h nh ệ h nh, 5% tín hiệu thủy ự sẽ ợ ến h i v n v n iện từ v v n thủy ự ể iều hiển h biến m Dầu áp suất o ợ ung ấp ến v n iện từ v v n tín hiệu ể ung ấp v o mặt tr ớ v s u ủ hớp h biến m nh h nh 3.49 để t o h nh áp giữ h i bề mặt tr ớ v s u ủ hớp h biến m Giảm hấn nhiệm vụ m giảm tải trọng ộng hi hớp h biến m m việ.
H nh 3.49: Điều hiển ng hớp h biến m
A – Xả d u; B – D u cao áp; C – Van tín hiệu; D – Van điện từ; 1 – Bánh bơm; 2 – Bánh tuabin; 3 – Khớp khóa biến mô
Khi tố ộ ộng và tố ộ ầu r ủ hộp số quy n về ùng trụ s i há nh u ớn h n 5%, hớp h biến m sẽ ợ iều hiển nhả r Để iều hiển nhả hớp h biến m nguy n, cần t o sự h nh áp giữ h i mặt tr ớ v s u ủ hớp h ũng bằng v n iện từ và v n tín hiệu nh h nh 3.50 Đầu s u hi r hỏi biến m th ợ v o bộ m mát ể thải bớt một phần nhiệt ợng ầu hấp thụ trong quá tr nh m việ v o m sát s u, sẽ qu y về b m ầu ể tiếp tụ tuần ho n.
H nh 3.50: Điều hiển nhả hớp h biến m
A – D u cao áp; B – Van tín hiệu; C – Van điện từ; D – Đến bộ làm mát; 1 – Bánh bơm;
2 – Bánh tuabin; 3 – Khớp khóa biến mô
3.4.2 Bộ truyền bánh răng h nh tinh
Bộ truyền hành tinh bao gồm bánh răng mặt trời và bánh răng hành tinh, kết hợp với trụ bánh răng hành tinh và trụ định vị Cả bánh răng mặt trời và bánh răng hành tinh đều được đặt trong một bộ truyền bánh răng hoàn chỉnh.
3.4.2.1 Cá bộ truyền h nh tinh tr ớ v s u
Trong hộp số tự ộng 140E ủ TOYOT sử ụng một bộ bánh răng h nh tinh 3 tố ộ o i SIMPSON v một bộ truyền h nh tinh OD o i WI D ho số truyền tăng
