Hộp số tự động TOYOTA

Tài liệu Hộp số tự động của TOYOTA để đào tạo kỹ thuật viên. Trong tài liệu mô tả cấu tạo, nguyên lý làm việc, cách bảo dưỡng sửa chữa một cách dễ hiểu. Tài liệu này có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên, học sinh của các hệ trung cấp, cao đẳng, đại hoc.v.vv

Lời nói đầuCuốn Tài Liệu Đào Tạo này đợc biên soạn cho các kỹ thuật viên làm việc tạinhà Phân Phối & Đại Lý của TOYOTA ở nớc ngoài sử dụng Cuốn này, Ly Hợp và“

Hộp Số Thờng là tập 7 của bộ 18 cuốn Tài Liệu Đào Tạo cấu thành Giai Đoạn 2 của”

chơng trình đào tạo kỹ năng New TEAM mà tất cả các kỹ thuật viên phải thành thạo.Giảng viên nên sử dụng cuốn tài liệu này cùng với cuốn Hớng Dẫn Đào Tạo

Tên của các cuốn Tài Liệu Đào Tạo New TEAM Giai Đoạn 2 nh sau:

4 Hệ Thống Kiểm Soát Khí Xả 13 Hệ Thống Phanh

5 EFI (Hệ Thống Phun Xăng Điện Tử) 14 Kiến Thức Cơ Bản Về Điện

7 Ly Hợp và Hộp Số Thờng 16 Hệ Thống Nạp Điện

8 Trục Các Đăng, Vi Sai, Bán Trục và

Sẽ là không đủ nếu chỉ biết hay Hiểu - Bạn cần phải thành thạo mỗi bài“ ” “ ”

thực tập đến mức bạn có thể làm đợc điều đó Vì lý do này, cuốn Tài Liệu Đào Tạonày bao gồm cả phần Lý Thuyết và Thực Hành Phần đầu của các trang có ký hiệu

?? chỉ ra đây là trang lý thuyết hoặc là có ký hiệu ?? chỉ ra rằng đây là trang thựchành:

Cũng xin lu ý rằng đối với các quy trình đại tu, cuốn Tài Liệu Đào Tạo chỉ baogồm những điểm chính cần phải tìm hiểu Hãy tham khảo cuốn Cẩm Nang Sửa Chữatơng ứng để biết thêm chi tiết

Các chú ý sau thờng xuất hiện trong cuốn tài liệu này với ý nghĩa:

Chú ý Tình trạng nguy hiểm có khả năng gây nguy hiểm cho ngời nếu không

tuân theo các hớng dẫn

Lu ý Có thể xảy ra hỏng hóc cho xe hay các bộ phận nếu không tuân theo các

hớng dẫnChú thích Các điều cần chú ý hay các diễn giải mà không nằm trong 2 mục trênTham khảo Các thông tin không cần phải vợt qua trong khi kiểm tra chứng chỉ TEAM,

nhng có thể có ích cho giảng viên & học viên để hiểu sâu thêm về chủ đề

TEAM: là viết tắt của Technical Education for Automotive Masrery , một ch“ ” ơng trình đào tạo

đợc chia ra thành 3 giai đoạn theo trình độ của kỹ thuật viên Chơng trình này cho phép kỹ thuật viên tham gia những khóa đào tạo tơng ứng với trình độ của họ một cách có hệ thống nhờ đó giúp họ đạt đ -

ợc kỹ năng và hiệu quả của một kỹ thuật viên lành nghề trong thời gian ngắn nhất.

Khái quát về hộp số tự độngCho đến nửa đầu của thập kỷ Hộp số tự động có thể chia

Lịch sử của hộp số tự động

ECU (bộ điều khiển điện tử) để điều

khiển

Loại điều khiển điện bao gồm

cả các chức năng chuẩn đoán và dự

phòng ngoài chức năng điều khiển

chuyển số và thời điểm khóa biến mô

và đợc gọi là ECT (hộp số điều khiển

điện)

Các bộ phận truyền lực của hộp

số tự động điều khiển thủy lực và ETC

vè cơ bản là giống nhau, nhng phơngpháp điều khiển sang số rất khácnhau Do ETC đợc mô tả chi tiết trongphần khác, nên các mô tả trong chơngnày sẽ chỉ bao gồm hộp số tự độngloại điều khiển hoàn toàn bằng thủylực

(Loại điều khiển hoàn toàn thủy lực)

Dự phòng Chức năng khác (loại điều

khiển điện)

Kiểu biến mô hỗn hợp, 3 bánh công tác điều khiển thuỷ lực

Cơ cấu hành tinh vi sai, có 2 cấp tốc độ tự động

Hệ số biến đổi mômen K0 = 2,86

Tỷ số truyền Số 1 = 1,567

Số 2 = 1,00

Số lùi = 2,655

Sử dụng dầu GM DexronII ,lợng dầu 10 lít

Sơ đồ kết cấu, điều khiển thuỷ lực hộp số TOYOTA thể hiện ở trang sau:

Khi tài xế đang lái xe có hộp số

thờng, cần sang số đợc sử dụng để

chuyển số khi đạp chân ga nhằm mục

đích tăng tốc độ xe Khi lái xe lên dốc

hay khi động cơ không có đủ lực để leo

dốc tại số đang chạy, hộp số đợc

biết nh vậy của lái xe là không cần

thiết, lái xe không cần phải chuyển số

mà việc chuyển lên hay xuống đến số

• Nó tránh cho động cơ và dòng dẫn

động khỏi bị quá tải, do nó nốichúng bằng thủy lực (qua biến mô)tốt hơn so với nối bằng cơ khí

Hộp số tự động là gì?

số sử dụng trên xe FF lại lắp ở bêntrong Loại hộp số tự động sử dụngtrên xe FF còn gọi là Hộp số có vi“

sai ”

Khi mô tả hộp số tự động trongsách này sẽ bao gồm cả hộp số có visai cho xe cầu trớc chủ động trừ các tr-ờng hợp đặc biệt

Các loại hộp số tự động

chẽ với nhau Để hiểu biết đầy đủ hoạt

động của hộp số tự động, điều quan

trọng là phải nắm đợc các nguyên lý cơbản của các bộ phận chính

• Bộ biến mô

• Bộ bánh răng hành tinh

• Bộ điều khiển thủy lực

• Bộ truyền động bánh răng cuốicùng

• Các thanh điều khiển

• Dầu hộp số tự động

1 Biến mô thủy lực

Biến mô thủy lực đợc lắp ở đầu

vào của chuỗi bánh răng truyền động

dụng tấm truyền động có vành bên

ngoài dạng vành răng dùng cho việc

khởi động cơ bằng mô tơ khởi động.Khi tấm dẫn động quay với tốc độ caocùng với biến mô thủy lực, trọng lợngcủa nó sẽ tạo nên sự cân bằng tốtnhằm ngăn chặn rung động khi quayvới tốc độ cao

2 Bộ bánh răng hành tinh

Bộ bánh răng hành tinh đợc dặt

trong vỏ hộp số chế tạo bằng hợp kim

nhôm Nó thay đổi tốc độ đầu ra của

hộp số và/hoặc chiều quay, sau đó

truyền chuyển động này đến bộ truyền

động cuối cùng

Bộ bánh răng hành tinh bao

gồm: các bánh răng hành tinh để thay

đổi tốc độ đầu ra, ly hợp và phanh hãm

dẫn động bằng áp suất (dầu) thủy lực

để điều khiển hoạt động của bộ bánh

răng hành tinh, các trục để truyền công

suất động cơ, và các vòng bi giúp cho

truyển động quay của trục đợc êm

Chức năng của bộ bánh răng

hành tinh nh sau:

• Cung cấp một vài tỷ số truyền bánh

răng để đạt đợc mômen và tốc độ

quay phù hợp với các chế độ chạy

xe và điều khiển của lái xe

• Cung cấp bánh răng đảo chiều đểchạy lùi

• Cung cấp vị trí số trung gian để chophép động cơ chạy không tải khi xe

đỗ,

Bộ các bánh răng hành tinh

Một bộ các bánh răng hành tinh

là một loạt các bánh răng ăn khớptrong bao gồm: bánh răng mặ trời, mộtvài bánh răng hành tinh, cần dẫn nốicác bánh răng hành tinh với bánh răngbao, và một bánh răng bao

Các bánh răng này đợc gọi là bộcác bánh răng hành tinh quay tơng tự

nh các hành tinh quay xung quanhmặt trời

Có hai loại phanh Một là phanh

nhiều đĩa loại ớt, ở loại phanh này, các

Loại khác là phanh loại dải ởloại phanh này, một dải phanh đợcquấn quanh trống phanh, trống này đ-

ợc gắn với một trong các bộ phận củabánh răng hành tinh Khi áp suất thủylực tác dụng lên píttông, píttông sẽ tiếpxúc với dải phanh, dải phanh sẽ xiếtvào trống phanh để giữ bất độngbộphận đó của bộ truyền hành tinh

Ly hợp và khớp một chiều

Các ly hợp sẽ nối bộ biến mô

với các bánh răng bộ truyền hành tinh

để truyền mô men động cơ đến trục

trung gian cũng nh ngắt bộ biến mô

khỏi các bánh răng hành tinh để ngừng

sự truyền mômen

Ly hợp nhiều đĩa loại ớt thờng

đ-ợc sử dụng trong hộp số tự động của

TOYOTA ngày nay, nó bao gồm: Mộtvài đĩa thép và đĩa ly hợp đợc bố trí xen

kẽ, áp suất thủy lực đợc sử dụng đểnối và ngắt ly hợp

Khớp một chiều bao gồm vòngtrong và vòng ngoài, các con lăn đợclắp ở giữa

Nó chỉ truyền mômen theo mộthớng

3 Hệ thống điều khiển thủy lực

Hệ thống điều khiển thủy lực

bao gồm cácte dầu có tác dụng nh một

bình chứa dầu, bơm dầu để tạo ra áp

suất thủy lực; các loại van với các chức

năng khác nhau; các khoang và ống

dẫn dầu để đa dầu hộp số đến các ly

hợp, phanh và các bộ phận khác của

hệ thống điều khiển thủy lực Phần lớn

các van trong hệ thống điều khiển thủy

lực đợc đặt vào trong bộ thân van nằm

bên dới các bánh răng hành tinh

Chức năng của hệ thống điềukhiển thủy lực nh sau:

• Cung cấp dầu thủy lực đến bộ biếnmô

• Điều chỉnh áp suất thủy lực do bơmdầu tạo ra

• Chuyển hóa tải trọng động cơ vàtốc độ xe thành tín hiệu thủy lực.“ ”

• Cung cấp áp suất thủy lực đến các

ly hợp và phanh để điều khiển hoạt

động của bánh răng hành tinh

• Bôi trơn các chi tiết chuyển độngquay bằng dầu

• Làm mát biến mô và hộp số bằngdầu

Điều khiển chuyển số

Hệ thống điều khiển thủy lực

chuyển hóa tải động cơ và tốc độ xe

thành tín hiệu thủy lực Dựa trên các“ ”

tín hiệu này, áp suất thủy lực đợc cung

cấp đến các ly hợp và phanh của bộ

truyền hành tinh để tự động thay đổi tỷ

số truyền phù hợp với các chế độ lái

xe Việc chuyển số đợc thực hiện bằng

bộ điều khiển thủy lực theo phơngpháp sau:

áp suất ly tâm và áp suất b ớm ga làm cho các van chuyển số trong bộ

điều khiển thủy lực hoạt động; độ lớn các áp suất này điều khiển độ dịch chuyển của các van này và đến

l ợt chúng lại điều khiển áp suất thủy lực tới các ly hợp và phanh trong bộ truyền hành tinh, kết quả là điều khiển chuyển số trong hộp số

Bộ điều khiển thủy lực

Van ly tâm điều chỉnh áp suất thủy

lực do bơm dầu tạo ra tỷ lệ với tốc độ

xe; áp suất này đ ợc (gọi là áp suất ly “

tâm ) có tác dụng nh một tín hiệu ” “ ”

tốc độ xe đến bộ điều khiển thủy lực

Tốc độ xe

B ớm ga trong bộ điều khiển thủy lực

sẽ điều chỉnh áp suất thủy lực do bơm dầu tạo ra tỷ lệ với l ợng nhấn bàn đạp ga; áp suất này (gọi là áp “

4 Liên kểt điều khiển bằng tay

Hộp số tự động chuyển số lên

cao và xuống số thấp một cách tự

động Tuy nhiên cũng có 2 liên kết để

cho phép lái xe điều khiển hộp số tự

sang số ở hộp số thờng Nó đợc nối với

hộp số thông qua cáp hay thanh nối

Lái xe có thể chọn chế độ lái xe - Tiến

hay lùi, số trung gian hay đỗ xe - bằng

cách dùng cần số chọn số này Trên

phần lớn các hộp số tự động, chế độ

tiến bao gồm 3 dãy D (Drive - lái xe)“ ”

2 (Second - dải tốc độ thứ hai) L

(Low - tốc độ thấp)

Vì lý do an toàn, động cơ không

thể khởi động ở vị trí N (trung gian)“ ”

hay P (đỗ xe) Có nghĩa là khi đó“ ”

hộp số không thể truyền công suất từ

động cơ đến hệ thống truyền lực

Không bao giờ chuyển cần số lên

vị trí R khi xe đang chạy về phía “ ”

tr ớc do nó có thể làm hỏng hộp số

Không bao giờ chuyển cần số lên

vị trí P khi xe đang chạy, do nó “ ”

Chú ý

Bàn đạp ga

Bàn đạp ga đợc nối với bớm ga

của chế hòa khí (hay cổ họng gió trong

động cơ EFI) bằng dây cáp Lợng nhấn

bàn đạp ga - có nghĩa là độ mở của

b-ớm ga - đợc truyền chính xác đến hộp

số bằng cáp này

Hộp số tự động tăng hay giảm

tốc dựa vào tải của động cơ (độ mở

của bớm ga) và lái xe có thể thay đổi

điều đó bằng lợng nhấn bàn đạp ga

Khi nhấn bàn đạp ga ít, hộp số

việc chuyển lên hay xuống số của hộp

số xảy ra tơng ứng với các tốc độ thấpcủa xe

Khi nhấn thêm bàn đạp ga, việcchuyển số xảy ra tơng ứng với các tốc

độ cao

Bàn đạp ga và cáp dây ga phải

đợc điều chỉnh chính xác đến độ dàitiêu chuần bởi vì để việc chuyển sốdiễn ra tại thời điểm chính xác cần phảichuyển đối tợng nhấn bàn đạp gathành góc mở bớm ga chính xác vàtruyền chính xác góc mở bớm ga này

đến hộp số

Dầu hộp số tự động (ATF)

Dầu khoáng có gốc dầu mỏ cấp

cao đặc biệt đợc hòa lẫn với một vài

phụ gia đặc biệt dùng để bôi trơn hộp

số tự động

Loại dầu này đợc gọi là dầu hộp

số tự động (viết tắt là ATF ) để phân“ ”

biệt nó với các loại dầu khác

Loại dầu ATF nhất định phải

luôn đợc dùng cho hộp số tự động Sử

dụng dầu ATF không đúng tiêu chuẩn

hay sử dụng dầu ATF thích hợp nhng

có hòa trộn với dầu ATF không theo

tiêu chuẩn sẽ làm giảm phẩm cấp của

động cơ đang chạy tại chế độ không tải

và dầu ATF ở nhiệt độ hoạt động bìnhthờng

Chức năng của dầu ATF

• Truyền mômen trong bộ biến mô

• Điều khiển hệ thống điều khiển thủylực, cũng nh hoạt động của ly hợp

và phanh trong phần hộp số

• Bôi trơn các bánh răng hành tinh vàcác chi tiết chuyển động khác

• Làm mát các chi tiết chuyển động

Cụm vi sai và hộp số trong xêri hộp

số tự động có vi sai A100 và A500

đ ợc ngăn ra bằng phớt chắn dầu,

do vậy khi thay dầu hộp số tự động cả 2 cụm phải đ ợc đổ dầu hộp số riêng biệt

Chú ý

7 Vỏ hộp số

Bộ vỏ hộp số bao gồm: vỏ hộp

số có chứa truyền động bánh răng hộp

số và phần lớn hệ thống điều khiểnthủy lực; và đuôi hộp số có chứa trụcthứ cấp (hộp số tự động có vi sai không

có phần đuôi; và truyền động cuốicùng đợc đặt trong vỏ hộp số phía có visai) Một ống thông hơi đợc lắp ở phíatrên hộp số để ngăn không cho áp suấttrong vỏ tăng lên quá cao

8 Dòng truyền lực của hộp số

Bộ biến mô

Khái quát

Bộ biến mô vừa truyển vừa

khuyếch đại mômen từ động cơ bằng

cách sử dụng dầu hộp số làm môi

tr-ờng làm việc

Bộ biến mô bao gồm: cánh bơm

đợc dẫn động bằng trục khuỷu, rôto

tuabin đợc nối với trục sơ cấp hộp số,

stato đợc bắt chặt vào vỏ hộp số quakhớp một chiều vào trục stato, vỏ bộbiến mô chứa tất cả các bộ phận trên.Biến mô đợc đổ đầy dầu thủy lực cungcấp bởi bơm dầu, dầu này đợc văng rakhỏi cánh bơm thành một dòng truyềncông suất làm quay rôto tuabin

của cánh quạt để dẫn hớng cho dòng

chảy của dẫn đợc êm Vỏ biến mô đợc

nối với trục khuỷu qua tấm dẫn động

2 Rôto tuabin

Cũng nh cánh bơm, rất nhiềucánh quạt đợc lắp trong rôto tuabin:

Hớng cong của các cánh nàyngợc chiều với các cánh trên cánh b-

ớm Rôto tuabin đợc lắp trên trục sơcấp hộp số sao cho các cánh quạt của

nó đối diện với các cánh trên cánhbơm, giữa chúng có một khe hở rấtnhỏ

Rôto tuabin đ ợc nối trục sơ cấp hộp số và quay cùng với nó khi xe chạy ở dãy số D , 2 , L hay “ ” “ ” “ ”

R Tuy nhiên nó bị ngăn không

“ ”

cho quay khi xe đang đỗ và hộp số

ở dãy D , 2 , L hay R Và “ ” “ ” “ ” “ ”

nó tự quay tự do cùng với chuyển

động quay của cánh bơm khi hộp

số ở dãy P hay N “ ” “ ”

Chú ý

Cánh bơm đ ợc nối với trục khuỷu và

luôn quay cùng với nó

Chú ý

3 Stato

Stato đợc đặt giữa cánh bơm và

rôto tuabin Nó đợc lắp trên trục stato,

trục này lắp cố định vào vỏ hộp số qua

khớp một chiều

Các cánh của stato nhận dòng

dầu khi nó đi ra khỏi rôto tuabin và

h-ớng cho nó đập vào mặt sau của cánh

quạt trên cánh bơm làm cho cánh bơm

đợc c“ ờng hóa ”

Khớp một chiều cho phép stato

quay cùng chiều với trục khuỷu động

cơ Tuy nhiên nếu stato cố gắng quay

theo chiều ngợc lại, khớp một chiều sẽ

khóa stato lại và không cho nó quay

Do vậy stato quay hay bị khóa phụ

thuộc vào hớng của dòng dầu đập vào

các cánh quạt

Hoạt động của khớp một chiều

Khi vòng ngoài cố gắng quaytheo hớng nh mũi tên A trong hình dới

đây, nó sẽ ấn vào phần đầu của cáccon lăn Do khoảng cách Luôn luônngắn hơn L nên con lăn bị nghiêng đi,cho phép vòng ngoài quay

Tuy nhiên khi vòng ngoài cốgắng quay theo chiều ngợc lại B, conlăn không thể nghiêng đi do khoảngcách Lực lợng ngắn hơn L Kết quả làlàm cho con lăn có tác dụng nh mộtmiếng chêm khóa vành ngoài và giữkhông cho nó chuyển động Lò xo giữ

đợc lắp thêm để trợ giúp cho con lăn,

nó giữ cho các con lăn luôn nghiêngmột chút theo hớng khóa vòng ngoài

Nguyên lý truyền công suất

Nếu chúng ta đặt 2 loại quạt

điện A và B đối diện với nhau ở một

khoảng cách vài cm, sau đó bật quạt

điện A, quạt điện B sẽ bắt đầu quay

cùng một hớng với quạt A thậm chí khi

công tắc của nó không bật Đó là bởi vì

chuyển động quay của quạt A tạo nên

một dòng không khí lu thông giữa hai

quạt,do vậy dòng không khí sẽ đập vào

các cánh của quạt B làm cho nó cũng

quay

Nói một cách khác, việc truyềncông suất giữa quạt A và quạt B đợcthực hiện nhờ vào môi trờng không khí

Bộ biến mô cũng làm việc nhvậy, cánh bơm đóng vai trò của quạt A

và rôto tuabin đóng vai trò quạt B Môitrờng làm việc trong trờng hợp này làdầu thủy lực sẽ tốt hơn so với khôngkhí

Truyền công suất

Khi cánh bơm đợc dẫn động bởi

trục khuỷu của động cơ, dầu trong

cánh bơm sẽ quay với cánh bơm theo

cùng một hớng

Khi tốc độ của cánh bơm tăng

lên, lực ly tâm làm cho dầu bắt đầu

chảy ra phía ngoài tâm của cánh bơm

dọc theo bề mặt của cánh quạt và bề

mặt bên trong của cánh bơm Khi tốc

độ của cánh bơm tăng lên nữa, dầu sẽ

bị đẩy ra khỏi cánh bơm

Dầu sẽ đập vào các cánh quạt

của rôto bắt đầu quay cùng một hớng

với cánh bơm

Sau khi dầu mất năng lợng do

va đập vào các cánh quạt của rôtotuabin Nó chảy vào trong dọc theo cáccánh của rôto tuabin Khi nó chạm vàophần trong của rôto, bề mặt cong bêntrong của rôto sẽ hớng dòng dầu chảyngợc trở lại cánh bơm và chu kỳ lại bắt

đầu

Nh mô tả ở trên, việc truyềnmômen đợc thực hiện bởi dòng dầuchảy qua cánh bơm và rôto tuabin

Nguyên lý khuyếch đại mômen

Trong phần trớc, việc truyền

mômen trong khớp thủy lực đã đợc giải

thích thông qua việc sử dụng 2 quạt

điện làm ví dụ Nó cũng nói lên rằng,

một khớp nối bao gồm 2 quạt điện có

thể truyền mômen nhng không thể

khuyếch đại mômen Tuy nhiên nếu

nh nối thêm một ống (nh hình vẽ),

không khí sẽ đi qua quạt B (quạt bị

động) và quay trở lại quạt A (quạt chủ

động) từ phía bên của ống nh tronghình vẽ Điều đó sẽ tăng cờng dòngkhông khí do cánh quạt của quạt A thổi

ra do năng lợng đợc giữ lại trong khôngkhí sau khi nó đi qua quạt B sẽ tợ giúpcho chuyển động

quay của các cánh quạt trên quạt A.Trong bộ biến m, stato đóng vai trò ốngnối này

Khuyếch đại mômen

Việc khuyếch đại mômen bằng

biến mô đợc thực hiện bằng cách hồi

dòng dầu đến cánh bơm, sau khi nó đi

qua Rôto tuabin nh mô tả ở trên (trang

19), nhờ sử dụng các cánh quạt của

một stato

Nói theo một cách khác, cánhbơm đợc quay bởi mômen từ động cơ

và nó đợc thêm vào một mômen củadầu thủy lực chảy hồi về từ rôto tuabin

Điều đó có nghĩa là, cánh bơm sẽkhuyếch đại mômen đầu vào ban đầu

để truyền đến rôto tuabin

Chức năng của khớp một chiều stato

Khi dòng chảy xoáy* lớn

Hớng của dòng dầu đi từ rôto

tuabin vào stato phụ thuộc vào sự

chênh lệch về tốc độ quay của cánh

bơm và rôto tuabin

Khi sự chênh lệch này quá lớn,

tốc độ của dầu (dòng chảy xoáy) tuần

hoàn của cánh bơm và rôto tuabin là

lớn, do vậy dầu chảy từ rôto tuabin đến

stato theo hớng sao cho nó ngăn cản

chuyển động quay của cánh bơm, nh

trong hình vẽ sau (điểm A) Tại đâydầu sẽ đập vào mặt trớc của cánh quạttrên stato làm cho nó quay theo hớngngợc lại với hớng quay của cánh bơm

Do stato bị khóa cứng bởi khớp mộtchiều nên nó không quay, nhng cáccánh của nó làm cho hớng của dòngdầu thay đổi sao cho chúng sẽ trợ giúpcho chuyển động quay của cánh bơm

* Dòng chảy xoáy:

Dòng chảy xoáy là dòng chảy của dầu đợc bơm bằng cánh bơm khi nó đi quarôto tuabin vào stato sau đó lại trở về cánh bơm Dòng chảy này lơn hơn khi chênhlệch về tốc độ giữa cánh bơm và rôto tuabin lớn hơn, nh khi xe bắt đầu chạy

Khi dòng chảy xoáy nhỏ Do vậy hớng của dòng chảy dầu

Nh mô tả ở trên, sato bắt đầu

quay theo cùng một hớng với cánh

bơm khi tốc độ quay của rôto tuabin

đạt đến một tỷ lệ nhất định so với tốc

độ quay của cánh bơm Hiện tợng đó

đợc gọi là điểm ly hợp hay điểm nối.Sau khi đạt đợc điểm ly hợp, mômenkhông khuyếch đại và chức năng củabiến mô tơng tự nh một khớp thủy lựcthông thờng

* Dòng quay

Dòng quay là dòng chảy của dầu bên trong biến mô có cùng một hớng với ớng quay của biến mô Dòng này lớn khi chênh lệch về tốc độ giữa cánh bơm và rôtotuabin trở nên nhỏ, nh khi xe đang chạy tại một tốc độ không đổi, và trở nên nhỏ hơn

h-tỷ lệ với sự chênh lệch về tốc độ giữa cánh bơm & rôto tuabin

Đặc tính của biến mô

1 Tỷ số truyền mômen

Nh đã nói ở trên, việc khuyếch

đại mômen do biến mô lớn hơn tỷ lệ với

dòng chảy xoáy Điều đó có nghĩa là

nó lớn nhất khi rôto tuabin đứng yên

Hoạt động của biến mô đợc chia

thành 2 giai đoạn; giai đoạn biến đổi

mômen, trong giai đoạn này mômen

đ-ợc khuyếch đại; và giai đoạn khớp nối,

giai đoạn này chỉ đơn giản là truyền

mômen mà không khuyếch đại Điểm

ly hợp là một đờng phân cách giữa 2

giai đoạn này

ở đây:

tỷ số truyền mômen (t) =Mômen đầu ra của rôto tuabinMômen đầu vào của cánh bơm

tỷ số truyền tốc độ (e) =Tốc độ của rôto tuabin

không hề quay (ví dụ: khi động cơ

đang chạy và cần chọn số đặt ở vị trí

D nh

“ ” ng xe bị ngăn không chạy đợc),

sự chênh lệch giữa tốc độ quay của

cánh bơm và rôto tuabin là lớn nhất

Điểm ly hợp

Khi rôto tuabin bắt đầu quay và

tỷ số truyền tốc độ tăng lên, sự chênh

lệch tốc độ quay giữa rôto tuabin và

cánh bơm bắt đầu giảm xuống

Khi tỷ số truyền tốc độ đạt đến

một giá trị xác định, dòng chảy xoáy là

nhỏ nhất, do vậy tỷ số truyền mômengần bằng 1 : 1 Do dầu chảy ra khỏirôto tuabin đập vào mặt sau của cáccánh trên stato tại tỷ số truyền tốc độcao hơn, khớp một chiều làm cho statoquay cùng với chiều quay của cánhbơm

Nói theo cách khác, tại điểm lyhợp, bộ biến mô bắt đầu có tác dụng

nh một khớp thủy lực để tránh cho tỷ

số truyền mômen giảm xuống dới 1

2 Hiệu suất truyền động

Hiệu suất truyền động của bộ

biến mô cho biết bao nhiêu năng lợng

đợc truyền một cách hiệu quả từ cánh

bơm tới rôto tuabin Năng lợng ở đây là

công suất đầu ra của động cơ (vòng

phút) và mômen

Công suất = k ì T ì R

ở đây:

k: hệ sốT: mômenR: tốc độ vòng trên phút

ở đây:

Hiệu suất truyền động (n) =

= Công suất đầu ra của rôto tuabinCông suất đầu vào của cánh bơm ì100(%)

= Mômen đầu vào của cánh bơmMômen đầu ra của rôto tuabin

ì tỷ số truyền tốc độ (e) ì100(%)

Tỷ số truyền tốc độ (e)

= Tốc độ của rôto tuabinTốc độ của cánh bơm

Tại điểm xe đỗ, cánh bơm dangquay nhng rôto tuabin đứng yên.Mômen lớn nhất do đó đợc truyền đếnrôto tuabin nhng hiệu suất truyền độngbằng không do rôto tuabin không quay

Khi rôto tuabin bắt đầu quay,công suất đầu ra của rôto tuabin, nó tỷ

lệ với số vòng quay và mômen củacánh bơm, gây nên sự gia tăng độtngột hiệu suất truyền động, hiệu suấtnày đạt giá trị lớn nhất tại tỷ số truyềntốc độ trớc điểm ly hợp một chút Sau

điểm lớn nhất, hiệu suất truyền độngbắt đầu giảm xuống do một phần dòngdầu từ rôto tuabin bắt đầu chảy đếnmặt phía sau của các cánh trên stato

Tại điểm ly hợp, phần lớn dầu từrôto tuabin đập vào mặt sau của cánhtrên stato bắt đầu quay để ngăn cản sựgiảm thêm nữa của hiệu suất truyền

động và bộ biến mô bắt đầu thực hiệnchức năng nh một khớp thủy lực

Do mômen đợc truyền với tỷ sốgần bằng 1 : 1 trong khớp thủy lực,hiệu suất truyền động trong khớp thủylực tỷ lệ thuận với tỷ số truyền tốc độ

Tuy nhiên, sự tuần hoàn củadầu làm cho một phần động năng(năng lợgn chuyển động) của dầu bịmất mát khi nhiệt độ dầu tăng do masát và va đập Do vậy hiệu suất truyền

động của bộ biến mô không đạt đến100%, nhng nó lớn hơn 95% một chút

Hoạt động của biến mô

Dới đây sẽ mô tả khái quát hoạt

động của bộ biến mô với cần chọn số ở

vị trí D , 2 , L hay R “ ” “ ” “ ” “ ”

Xe đang đỗ, động cơ chạy không tải

Khi động cơ đang chạy không

tải mômen do chính động cơ tạo ra là

nhỏ nhất Nếu đạp phanh (phanh tay

hay phanh chân), tải trọng tác dụng lên

rôto tuabin lớn do nó không thể quay

Mặc dù vậy, do xe đang đỗ nên

tỷ số truyền tốc độ của rôto tuabin và

cánh bơm là bằng không trong tỷ số

truyền mômen là lớn nhất Do vậy, rôto

tuabin luôn sẵn sàng quay với mômen

cao hơn so với mômen động cơ tạo ra

Khi xe khởi hành

Khi phanh đợc nhả ra, rôto

tuabin có thể quay cùng với trục sơ cấp

hộp số

Do vậy khi đpạ chân ga sẽ làm

cho rôto tuabin quay với mômen lớn

hơn so với mômen do động cơ tạo ra,làm cho xe bắt đầu chuyển động

Xe chạy với tốc độ thấp

Khi tốc độ của xe tăng lên, tốc

độ quay của rôto tuabin nhanh chóngbằng với cánh bơm Tỷ số truyềnmômen do đó nhanh chóng đạt đến giátrị 1.0 Khi tỷ số truyền tốc độ của rôtotuabin so với tốc độ cánh bơm đạt đếnmột giá trị xác định (điểm ly hợp), statobắt đầu quay và sự khuyếch đạimômen giảm xuống Nói theo mộtcách khác, biến mô bắt đầu hoạt động

2 Hoạt động

Khi lớp khóa biến mô hoạt động, nó sẽ quay cùng với cánh bơm và rôtotuabin Việc ăn và nhả khớp của khớp khóa biến mô đợc quyết định bởi sự thay đổicủa hớng chảy dòng dầu thủy lực trong bộ biến mô

Nhả khớp

Khi xe chạy tại tốc độ thấp, dầu

có áp suất (áp suất biến mô) chảy đến

phía trớc của khớp khoá

Do áp suất ở phía trớc và phíasau của khớp khóa bằng nhau, nênkhớp khóa nhả ra

Hoạt động của các van này đ ợc mô tả trong phần về

hệ thống điều khiển thủy lực của cuốn sách này

Động cơ

Đĩa ép

Vỏ tr ớc Cánh bơm Roto tuabin Moay ơ Roto tuabin

Cơ cấu khóa biến mô

Trong giai đoạn khớp nối (không

có sự khuyếch đại mômen), biến mô

truyền mômen đầu vào từ động cơ đến

và rôto tuabin khi tốc độ xe khoảng 60

km/giờ hay cao hơn do vậy 100% công

suất động cơ tạo ra đợc truyền đến hộpsố

1 Kết cấu

Khớp khóa biến mô đợc lắp trênmoay ơ của rôto tuabin, ở phía trớc củarôto tuabin

Lò xo giảm chấn sẽ hấp thụ lựcxoắn do sự ăn khớp của ly hợp đểngăn không tạo ra va đập

Vật liệu ma sát (giống nh loại sửdụng cho phanh và đĩa ly hợp) đợc dánvào vỏ biến mô hay pittông khóa biếnmô để ngăn sự trợt tại thời điểm ănkhớp của khoá biến mô

Ăn khớp

Khi xe chạy tại tốc độ trung bình

và cao, dầu có áp suất chảy đến phần

sau của khớp khóa cứng Do vậy,

pittong khóa bị ép vào biến mô quay

cùng với nhau (có nghĩa là khớp khóa

biến mô đợc ăn khớp)

Hoạt động của các van này đợc mô tả trong phần về

hệ thống điều khiển thủy lực của cuốn sách này

Động cơ

Đĩa ép

Vỏ tr ớc Khớp khóa biến mô

Moay ơ Roto tuabin Trục sơ cấp

Các bộ bánh răng hành tinhnày, các phanh và ly hợp dùng để điềukhiển chuyển động quay của chúng,vòng bi và các trục truyền mômen đợcgọi chung là bộ truyền bánh răng hànhtinh.

Các ly hợp (C 1 và C 2 )

Ly hợp C1 làm việc gián đoạn để

truyền công suất từ bộ biến mô đến

đến bánh răng bao phía trớc qua trục

sơ cấp Các đĩa ma sát và đĩa ép đợc

bố trí xen kẽ, sao cho các đĩa ma sát

ăn khớp bằng then hoa với bánh răng

bao trớc còn các đĩa ép ăn khớp với

tang trống ly hợp số tiến Bánh răng

bao trớc đợc lắp then hoa với mặt bích

của bánh răng bao và tang trống ly hợp

số tiến đợc ăn khớp then hoa với moay

ơ ly hợp số truyền thẳng

Ly hợp C2 truyền công suất gián

đoạn từ trục sơ cấp đến trống ly hợp sốtruyền thẳng (Bánh răng mặt trời)

Các đĩa ma sát đợc khớp thenhoa với moay ơ ly hợp số truyền thẳng

và các đĩa ép đợc khớp then hoa vớitrống ly hợp số truyền thẳng Trống lyhợp số truyền thẳng ăn khớp với trốngvào của bánh răng mặt trời, và trốngvào của bánh răng mặt trời ăn khớpthen hoa với bánh răng mặt trời trớc vàsau Do vậy 3 bộ quay cùng với nhau

Hoạt động

Ăn khớp

Khi dầu có áp suất chảy vào

xylanh, nó ấn vào viên bi van một

chiều của pittông dịch chuyển bên

trong xilanh ấn các đĩa ép tiếp xúc với

các đĩa ma sát

Do lực ma sát cao giữa đĩa ép

và đĩa ma sát, các đĩa ép chủ động và

đĩa ma sát bị động quay với tốc độ nh

nhau, điều đó có nghĩa là ly hợp ăn

khớp và trục sơ cấp đợc nối với bánh

răng bao, công suất đợc truyền từ trụcsơ cấp đến bánh răng bao

Nhả khớp

Khi dầu thủy lực có áp suất đợcxả ra, áp suất dầu trong xilanh giảmxuống Cho phép viên bi van một chiềutách ra khỏi đế van, điều này đợc thựchiện bằng lực ly tâm tác dụng lên nó,

và dầu trong xilanh đợc xả ra qua vanmột chiều này

Kết quả là, pittông trở về vị trí cũbằng lò xo hồi làm ly hợp nhả ra

Khi thay mới đĩa ma sát của ly hợp, ngâm đĩa mới trong dầu hộp số tự động 15 phút hay lâu hơn tr ớc khi lắp đặt đủ để làm cho vật liệu đĩa ma sát của đĩa nở ra (vật liệu ma sát của đĩa có gốc là giấy, do vậy khi ngấm dầu hộp số tự động nó sẽ

Chú ý

Khi C1 và C2 đồng thời hoạt động, công suất

từ trục sơ cấp cùng một lúc đ ợc truyền tới bánh răng bao và bánh răng mặt trời

Các phanh (B 1 , B 2 và B 3 )

Nh đã đợc đề cập trong phần

khái quát về hộp số tự động ở trên, có

2 loại phanh là: loại phanh dải và loại

phanh ớt nhiều đĩa Loại phanh dải đợc

sử dụng làm phanh B1 còn phanh B2 và

B3 là loại phanh ớt nhiều đĩa

Trong một vài loại hộp số tự

động, loại phanh ớt nhiều đĩa cũng đợc

sử dụng làm phanh B1

1 Phanh loại dải (B1)

Dải phanh đợc quấn quanh

vòng ngoài của trống phanh

Một đầu của dải phanh này đợc

bắt chặt vào vỏ của hộp số bằng chốt

trong khi đầu còn lại tiếp xúc với

pittiông phanh qua cần đẩy pittông,

Nh đã nói từ tr ớc đối với ly hợp, khi thay thế mới dải phanh trong quá trình đại tu

Chú ý

Hoạt động

Khi áp suất thủy lực tác dụng

lên pittông, pitttông dịch chuyển về bên

trái trong xi lanh nén lò xo bên ngoài

lại Cần đẩy pittông dịch chuyển về

bên trái cùng với pittông và ấn vào một

đầu của dải phanh Do đầu kia của dải

phanh đợc bắt chặt vào vỏ của hộp số,

đờng kính của dải phanh giảm xuống,

vì vậy dải phanh sẽ kẹp lấy trống

phanh và giữ cho nó đứng yên

Tại thời điểm này, một lực masát cao đợc tạo ra giữa dải phanh vàtrống phanh làm cho trống, hay một bộphận của bộ truyền hành tinh đứngyên

Khi dầu có áp suất đợc xả rakhỏi xilanh, pittông và cần đẩy bị ấnngợc trở lại bằng lực lò xo bên ngoài dovậy trống phanh đợc nhả ra bởi dảiphanh

2 Phanh ớt nhiều đĩa (B 2 và B 3 )

Phanh B2 hoạt động qua khớp

một chiều thứ nhất (No.1) để tránh cho

các bánh răng mặt trời trớc và sau

quay ngợc chiều kim đồng hồ Các đĩa

ma sát đợc khớp bằng then hoa với

vành ngoài của khớp một chiều No.1

còn có các đĩa ép đợc bắt cố định vào

vỏ hộp số Vành trong của khớp một

chiều No.1 (bánh răng mặt trời trớc và

sau) đợc thiết kế sao cho khi quay

ng-ợc chiều kim đồng hồ thì nó bị hãm lại

nhng có thể quay tự do theo chiều kim

đồng hồ

Mục đích của phanh B3 là ngănkhông cho cần dẫn của bộ truyền hànhtinh sau quay

Các đĩa ma sát ăn khớp vớimoay ơ phanh B3 của bộ truyền hànhtinh sau Moay ơ B3 và cần dẫn bộtruyền hành tinh sau tạo thành mộtkhối và quay cùng nhau Các đĩa ép đ-

ợc gắn cố định vào vỏ hộp số

Hoạt động

Khi áp suất thủy lực tác dụng

lên xilanh, pittông dịch chuyển bên

trong xilanh đẩy các đĩa ép và đĩa ma

sát tiếp xúc với nhau Nh vậy tạo ra

một lực ma sát cao giữa từng đĩa ma

sát và đĩa ép Kết quả là cần dẫn bịkhóa cứng vào vỏ hộp số Khi dầu có

áp suất đợc xả ra khỏi xilanh, pittôngtrở về vị trí ban đầu bằng lò xo hồi làmcho phanh nhả ra

Khi thay mới đĩa ma s át của ly hợp, ngâm đĩa mới trong dầu hộp số tự động trong

15 phút hay lâu hơn tr ớc khi lắp đặt

Chú ý

tinh sau) quay ngợc chiều kim đồng hồ

và quay tự do khi vành trong quay theochiều kim đồng hồ

Các bánh răng hành tinh (Trớc và Sau)

Các tỷ số truyền cho 3 số tiến

và một số lùi đợc quyết định bởi 2 bộ

truyền hành tinh sau đợc lắp trên trục

hành tinh của cần dẫn sau và ăn khớp

với bánh răng bao và mặt trời của bộ

truyền sau