Đồ án môn học cơ sở thiết kế máy đề tài tính toán và thiết kế hộp số tự động a140e toyota camry

Chức năng của các bộ phận:- Ly hợp số truyền thẳng OD C0 nối cần dẫn bộ truyền OD với bánh răng mặt trời.- Ly hợp số tiến C1 dùng để nối trục sơ cấp với bánh răng bao của bộ truyền trước

Trang 1

KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌC PHẦN: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG A140E TOYOTA CAMRY

GVHD: TH.S VÕ HỒNG NHỰT NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ K21 NHÓM SINH VIÊN:

NIÊN KHÓA: 2020 – 2024

VĨNH LONG, THÁNG 11 NĂM 2023

Trang 2

Vĩnh Long, Ngày … Tháng 11 Năm 2023

Sinh Viên Thực Hiện(Ký, ghi họ và tên)

LỜI NÓI ĐẦU

Để xây dựng thành công quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa đấtnước đòi hỏi phải xây dựng một nền khoa học kỹ thuật và công nghệ tương ứng.Ngành công nghiệp ô tô là một trong những ngành phục vụ rất hiệu quả cho quá trìnhcông nghiệp hóa – hiện đại hóa đó

Ngành công nghiệp ô tô tuy không phải là một ngành mới,nhưng nó vẫn diễn rarất sôi động ở mỗi quốc gia khác nhau trên thế giới Nhận thức đúng đắn về tầm quantrọng của ngành công nghiệp này Đảng và Nhà nước ta đã có những chính sách phùhợp thúc đẩy sự phát triển ngành công nghiệp ô tô trong nước, từng bước phát triển vàtiến tới sản xuất được ô tô tại chính nước ta mà không phải nhập khẩu

Môn “Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế Máy” là một trong những môn học đóng vai trò quantrọng trong việc thiết lập những cơ sở khoa học để tính toán, thiêt kế và kiểm nghiệmbền các chi tiết, các cơ cấu, hệ thống cấu thành nên ô tô

Môn học này là nền tảng cơ bản của ngành kỹ thuật ô tô vì vậy nó đòi hỏiphải được xây dựng ngay từ những bước đi đầu tiên Xuất phát từ những điều kiện

trên, chúng em đã lựa chọn làm đồ án: “Tính toán và thiết kế hộp số tự động A140E

Toyota Camry”.

Trong quá trình thực hiện đề tài, được sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong

khoa, đặc biệt là thầy Võ Hồng Nhựt, cùng với sự cố gắng của bản thân đến nay em

đã hoàn thành đồ án này

Do điều kiện về thời gian cũng như hạn chế về trình độ của bản thân, thêm vào

đó vấn đề nghiên cứu còn mới mẻ nên đề tài không tránh khỏi sai sót Vì vậy, em rấtmong nhận được sự đóng góp, bổ sung của các Thầy - Cô giáo trong khoa và các bạn

để đề tài được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Vĩnh Long, ngày … tháng … năm Giáo viên hướng dẫn MỤC LỤC 1 Mục đích ý nghĩa đề tài

2 Tổng quan về hộp số tự động

Trang 4

2.1 Các ưu điểm của hộp số tự động

2.2 Phân loại hộp số tự động

2.2.1 Theo hệ thống sử dụng điều khiển

2.2.2 Theo vị trí đặt trên xe

2.2.3 Theo cấp số tiến của xe

2.3 Nguyên lý làm việc chung của hộp số tự động

3 Giới thiệu ôtô Toyota Camry LE

3.1 Sơ đồ tổng thể và các thông số kỹ thuật chính

3.2 Giới thiệu về động cơ 5S - EF

4 Khảo sát hộp số tự động A140E

4.1 Giới thiệu chung về hộp số tự động A140E

4.2 Sơ đồ kết cấu và nguyên lý hoạt động hộp số tự động A140E

4.2.1 Sơ đồ kết cấu hộp số tự động A140E

4.2.2 Nguyên lý hoạt động hộp số tự động A140E

4.2.2.1 Giới thiệu bộ truyền hành tinh hộp số tự động A140E

4.2.2.2 Các dãy số

a Dãy "D" hoặc "2" số 1

b Dãy "D" số 2

c Dãy "D" số 3

d Dãy "D" số truyền tăng OD

e Dãy "2" số 2

f Dãy "L" số 1

g Dãy "R"

h Dãy "N" và "P"

5 Tính toán kiểm tra một bộ ly hợp của hộp số tự động A140E

5.1 Mômen ma sát của ly hợp

5.2 Bán kính vành ngoài của bề mặt ma sát đĩa bị động

5.3 Lực ép tác dụng lên cơ cấu

6 Kết luận

Tài liệu tham khảo

1 Mục đích ý nghĩa đề tài

Trang 5

Hiện nay các phương tiện giao thông vận tải là một phần không thể thiếu trongcuộc sống con người Cũng như các sản phẩm của nền công nghiệp hiện nay, ôtô đượctích hợp các hệ thống tự động lên các dòng xe đã và đang sản suất với chiều hướngngày càng tăng Hộp số tự động sử dụng trong hệ thống truyền lực của xe là một trong

số những hệ thống được khách hàng quan tâm hiện nay khi mua xe ôtô, vì những tiệních mà nó mang lại khi sử dụng Việc nghiên cứu hộp số tự động sẽ giúp chúng ta nắmbắt những kiến thức cơ bản để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sửa chữa vàcải tiến chúng Ngoài ra nó còn góp phần xây dựng các nguồn tài liệu tham khảo phục

vụ nghiên cứu trong quá trình học tập và công tác

2 Tổng quan về hộp số tự động

2.1 Các ưu điểm của hộp số tự động

2.2 Phân loại hộp số tự động

2.2.1 Theo hệ thống sử dụng điều khiển

Theo hệ thống sử dụng điều khiển hộp số tự động có thể chia thành hai loại,chúng khác nhau về hệ thống sử dụng để điều khiển chuyển số và thời điểm khóa biến

mô Một loại là điều khiển bằng thủy lực hoàn toàn, nó chỉ sử dụng hệ thống thủy lực

để điều khiển và loại kia là loại điều khiển điện, dùng ngay các chế độ được thiết lậptrong ECU (Electronic Controlled Unit: bộ điều khiển điện tử) để điều khiển chuyển số

và khóa biến mô, loại này bao gồm cả chức năng chẩn đoán và dự phòng, còn có têngọi khác là ECT (Electronic Controlled Transmission: hộp số điều khiển điện)

số, còn gọi là “hộp số có vi sai” Hộp số sử dụng cho xe động cơ đặt trước - cầu sauchủ động có bộ truyền động bánh răng cuối cùng (vi sai) lắp ở bên ngoài

Trang 6

Cả hai loại động cơ đặt trước - cầu trước chủ động và động cơ đặt trước - cầu sauchủ động đều được xây dựng và phát triển trên các dòng xe du lịch đầu tiên khi yêucầu tự động hóa cho xe ôtô phát triển, nhưng hiện nay hộp số tự động còn được dùngcho cả xe tải và xe có hai cầu chủ động hay xe sử dụng ở địa hình không có đường đi.

2.2.3 Theo cấp số tiến của xe

Ngoài cách phân loại trên còn có một số cách phân loại khác như theo cấp số tiếncủa hộp số có được đa phần hộp số tự động có 4 cấp và một số nhà sản xuất đangchuyển dần sang thế hệ hộp số mới 5 cấp, 6 cấp Và hiện nay số cấp mà hộp số tự động

có được cao nhất là 7 cấp Phân loại theo thiết kế cho dòng xe lắp đặt chúng như ôtô

du lịch, xe tải, xe siêu trọng

Hình 2.2 Sơ đồ vị trí của hộp số tự động trên xe

a – Dẫn động cầu trước; b – Dẫn động cầu sau;

1 – Mặt trước; 2 – Cụm cầu và hộp số tự động; 3 – Trục dẫn động;

4 – Hộp số tự động; 5 – Trục các đăng; 6 – Truyền động cuối cùng của vi sai.

Một kiểu hộp số tự động khác hiện đang dần được ứng dụng rộng rãi là hộp số

tự động vô cấp CVT (Continuosly Variable Transmission: hộp số tự động vô cấp).Loại hộp số này sử dụng dây đai bằng kim loại và một cặp pulley với độ rộng có thểthay đổi để mang lại tỷ số truyền khác nhau, như loại hộp số MMT (Multi-MaticTransmission) lắp trên mẫu Civic của Honda hay trên mẫu Lancer Gala củaMitsubishi Với loại hộp số này, tỷ số truyền được thay đổi tùy thuộc vào vòng tua củađộng cơ cũng như tải trọng

2.3 Nguyên lý làm việc chung của hộp số tự động

Trang 7

Dòng công suất truyền từ động cơ qua biến mô đến hộp số và đi đến hệ thốngtruyền động sau đó (hình 2.3), nhờ cấu tạo đặc biệt của mình biến mô vừa đóng vai trò

là một khớp nối thủy lực vừa là một cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực, cũng vừa

là một bộ phận khuyếch đại mômen từ động cơ đến hệ thống truyền lực phía sau tùyvào điều kiện sử dụng

Hộp số không thực hiện truyền công suất đơn thuần bằng sự ăn khớp giữa cácbánh răng mà còn thực hiện truyền công suất qua các ly hợp ma sát, để thay đổi tỷ sốtruyền và đảo chiều quay thì trong hộp số sử dụng các phanh và cơ cấu hành tinh đặcbiệt với sự điều khiển tự động bằng thủy lực hay điện tử

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại hộp số tự động, phát triển theo xu hướngnâng cao sự chính xác và hợp lý hơn trong quá trình chuyển số, kèm theo là giá thành

và công nghệ sản xuất, tuy nhiên chức năng cơ bản và nguyên lý hoạt động là giốngnhau Trong hộp số tự động sự vận hành tất cả các bộ phận và kết hợp vận hành vớinhau ảnh hưởng đến toàn bộ hiệu suất làm việc của cả hộp số tự động nên yêu cầu vềtất cả các cụm chi tiết hay bộ phận cấu thành nên hộp số điều có yêu cầu rất khắt khe

về thiết kế cũng như chế tạo

3 Giới thiệu ôtô Toyota Camry LE

3.1 Sơ đồ tổng thể và các thông số kỹ thuật chính

Ôtô Toyota Camry LE là loại xe cao cấp được sản xuất từ năm 1996 của hãngTOYOTA hiện đang có mặt tại Việt Nam Cùng với sự phát triển của khoa học kỹthuật, nhằm nâng cao tiện ích cho người sử dụng, cũng như tính cạnh tranh trên thịtrường nên các đặc tính kỹ thuật của xe không ngừng được nâng cao để phục vụ lợi íchcủa con người, bảo vệ môi trường Kiểu dáng mới, sắc sảo với những chi tiết mạCrôm Những thiết kế phía trước mới như lưới tản nhiệt vây cá dọc, cản trước lớn, đènsương mù được thiết kế lớn hơn, cần gạt nước cảm ứng tự động, cụm đèn sau với côngnghệ LED và phần trang trí phía sau rộng hơn Nội thất xe sử dụng nhiều thiết kế mớinhư đồng hồ, chiếu sáng khi mở cửa, ghế da sang trọng và các lỗ thông hơi tăng cảmgiác thoải mái kết hợp với điều chỉnh ghế theo ý muốn, bảng điều khiển ốp vân gỗ

Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật chính của ôtô Toyota Camry LE

STT Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị

Trang 8

8 Số chỗ ngồi ( kể cả người lái ) n Chỗ 5

Hình 3.1 là hình vẽ tổng thể ôtô Toyota Camry LE trang bị hộp số tự động A140E

Hình 3.1 Hình vẽ tổng thể ôtô Toyota Camry LE

3.2 Giới thiệu về động cơ 5S – FE

- Động cơ 5S - FE trên ôtô Toyota Camry LE là động cơ xăng 2.2L, 4 xilanh thẳnghàng Đây là một trong những động cơ hiện đại, với đầy đủ các hệ thống như: Hệthống nhiên liệu phun xăng đa điểm điều khiển hoàn toàn bằng điện tử Mỗi xi lanh có

4 xupáp trong đó có 2 xupáp nạp và 2 xupáp thải Hệ thống phân phối khí có 2 trụccam dẫn động trực tiếp xupáp thông qua con đội thủy lực

Kết cấu động cơ 5S - EF trang bị trên ôtô Toyota Camry LE như hình 3.2

Trang 9

Hình 3.2 Kết cấu động cơ 5S - EF trên ôtô Toyota Camry LE

- Hệ thống nhiên liệu trên động cơ là hệ thống phun xăng điện tử đa điểm EFI Các bộphận của hệ thống phun xăng điện tử động gồm: thùng xăng, bơm xăng điện (đặt trongthùng xăng), lọc xăng, bộ ổn định áp suất xăng, đường ống góp xăng, các vòi phun vàđường ống dẫn xăng

Bảng 3.2 Các thông số kỹ thuật của động cơ 5S – EF

Thông số kỹ thuật Ký hiệu Đơn vị Giá trị

Đường kính xylanh x

Cơ cấu phân phối khí DOHC 16 - xupapDẫn động đai

Công suất cực đại Ne max HP/ RMP 125/ 5400

Mômen xoắn cực đại Me max Lb ft/ RMP 145/ 4400

- Ở hệ thống phun xăng này, một loạt các cảm biến sẽ cung cấp thông tin dưới dạngcác tín hiệu điện liên quan đến các thông số làm việc của động cơ cho một thiết bị tínhtoán thường được gọi là bộ vi xử lý và điều khiển trung tâm Sau khi xử lý các thông

Trang 10

tin này, bộ điều khiển trung tâm sẽ xác định lượng xăng cần cung cấp cho động cơtheo một chương trình tính toán đã được lập trình sẵn và chỉ huy sự hoạt động của cácvòi phun xăng (thời điểm phun và thời gian phun) Nhờ đó lượng nhiên liệu sử dụngtrên động cơ được tiết kiệm tối đa, nâng cao hiệu suất kinh tế của động cơ.

- Động cơ 5S - EF có hệ thống làm mát bằng nước kiểu kín, tuần hoàn cưỡng bức baogồm: áo nước xi lanh, nắp máy, két nước, bơm nước, van hằng nhiệt, quạt gió và cácđường ống dẫn nước Hệ thống làm mát có quạt gió làm mát nước ở két nước đượcđiều khiển bằng điện tử, cảm biến nhiệt độ nước làm mát sẽ đo nhiệt độ của nước làmmát và truyền tín hiệu về hộp điều khiển động cơ (ECU), ECU xử lý tín hiệu và điềukhiển quạt gió làm việc hay ngừng hoạt động, ngoài ra trên động cơ còn có bộ sấynóng nước làm mát giúp cho khi động cơ khởi động, nhiệt độ nước làm mát tăngnhanh đến nhiệt độ làm việc (ECU mặc định nhiệt độ nước làm mát từ 800C ÷ 900C)

- Hệ thống đánh lửa điện tử, 4 cuộn đánh lửa được lắp trực tiếp trên mỗi bugi nênkhông còn sử dụng dây cao áp, mạch điện tích hợp điều khiển đánh lửa (IC) được lắpbên trong cuộn đánh lửa

- Hệ thống thải trên động cơ được bổ sung thêm nhiều bộ phân khác như: bộ xúc tác 3chức năng, cảm biến nồng độ ôxy nhằm hạn chế tối đa nồng độ khí ô nhiểm trong khíthải động cơ

4 Khảo sát hộp số tự động A140E

4.1 Giới thiệu chung về hộp số tự động A140E

Được phát triển dựa trên những phiên bản hộp số tự động đã được chế tạo trước đó vàđưa vào sử dụng lần đầu tiên vào năm 1984 lắp trên dòng xe CAMRY của TOYOTA.Dòng hộp số tự động A140E đã thể hiện được những gì mà nhà thiết kế của TOYOTAmong đợi Không những nâng cao vị thế của dòng xe này trên thị trường xe cao cấp

mà còn giúp TOYOTA khẳng định vị thế của mình trước các hãng xe lớn khác nhưFORD, GM, MECEDES…Điều này là rất quan trọng trong bối cảnh đang lên kếhoạch mở rộng thị trường xe của TOYOTA sang MỸ và CHÂU ÂU trong những nămcủa thập kỷ 80

A140E là một hộp số tự động điều khiển điện tử 4 cấp số tiến (nhờ có thêm bộ truyềnhành tinh OD) và một cấp số lùi vào thời điểm này đây là hộp số hiện đại nhất của thị

Trang 11

trường xe thế giới lúc bấy giờ Tăng thêm một tỷ số truyền tăng là tăng thêm một sựlựa chọn tay số cho người lái, hoạt động của động cơ sẽ ổn định hơn, tiêu hao nhiênliệu sẽ giảm đi kèm với ô nhiễm do ôtô sản sinh cũng sẽ giảm và đặc biệt hơn là trướckhi hộp số A140E ra đời các tỷ số truyền tăng chỉ được thiết kế cho xe ôtô sử dụnghộp số điều khiển cơ khí Điều này giúp cho dòng xe CAMRY khẳng định vị thế củamình trước các đối thủ và TOYOTA cũng đã kiếm được một lợi tức khổng lồ do dòng

xe này đem lại vào thời điểm lúc bấy giờ

Các dãy số trong hộp số tự động A140E:

- “P”: Sử dụng khi xe đỗ

- “N”: Vị trí trung gian sử dụng khi xe dừng tạm thời động cơ vẫn hoạt động

- “R”: Sử dụng khi lùi xe

- “D”: Sử dụng khi cần chuyển số một cách tự động

- “2”: Sử dụng khi chạy ở đường bằng

- “L”: Sử dụng khi xe chạy ở đoạn đèo dốc

4.2 Sơ đồ kết cấu và nguyên lý hoạt động hộp số tự động A140E

4.2.1 Sơ đồ kết cấu hộp số tự động A140E

Kết cấu mặt cắt dọc hộp số tự động A140E như hình 4.1

Trang 12

17 16 15

14

13

19 18

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 12

Trang 13

Sơ đồ nguyên lý hộp số tự động A140E như hình 4.2.

16 17

11 1

Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý hộp số tự động A140E

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 lặc chính;

16 – Trục thứ cấp của hộp số; 17 – Khớp một chiều F 0

4.2.2 Nguyên lý hoạt động hộp số tự động A140E

4.2.2.1 Giới thiệu bộ truyền hành tinh hộp số tự động A140E

Trong hộp số tự động A140E của TOYOTA sử dụng một bộ bánh răng hành tinh 3 tốc

độ loại SIMPSON và một bộ truyền hành tinh OD loại WILLD cho số truyền tăng nhưtrên hình 4.3

Trang 14

- Bộ bánh răng hành tinh 3 tốc độ lọai SIMPSON là một bộ truyền có hai bộ bánh rănghành tinh đơn giản được bố trí trên cùng một trục Chúng được bố trí ở vị trí trước vàsau trong hộp số và được nối với nhau thành một khối bằng bánh răng mặt trời Mỗibánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh được lắp trên trục hành tinh của cần dẫn

và ăn khớp với bánh răng bao, bánh răng mặt trời của bộ truyền

- Bộ truyền hành tinh cho số truyền tăng được lắp bên cạnh bộ truyền hành tinh 3 tốc

độ, nó chủ yếu một bộ truyền hành tinh đơn giản (loại WILLD), một phanh số truyền

tăng (B 0 ) để giữ bánh răng mặt trời, một ly hợp số truyền tăng (C 0) để nối bánh răng

mặt trời và cần dẫn, một khớp một chiều cho số truyền tăng (F 0) như hình 4.3 Côngsuất được đưa vào cần dẫn số truyền tăng và đi ra từ bánh răng bao của bộ truyền hànhtinh này

Sơ đồ bố trí các bộ truyền hành tinh hộp số tự động A140E như hình 4.3

B3 B0

C0 F0

B1

F1

C2 C1

14

13 10

15

11 12

1

B3 B0

C0 F0

B1

F1

C2 C1

14

13 10

15

11 12

1

B3 B0

C0 F0

Hình 4.3 Sơ đồ bố trí các bộ truyền hành tinh hộp số tự động A140E

1 – Trục sơ cấp của hộp số; 2 – Cần 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 răng bao sau; 7 – Trục trung gian; 8 – Cần 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 – Cần dẫn bộ truyền hành tinh sau;

14 – Bánh răng hành tinh sau; 15 – Trục thứ cấp hộp số.

Bánh răng trung gian chủ động tương ứng với trục thứ cấp của hộp số, được lắp ghépbằng mối ghép then hoa với trục trung gian và ăn khớp với bánh răng bị động trung

Trang 15

gian Bánh răng mặt trời trước và sau quay cùng một khối với nhau Cần dẫn bộ truyềnhành tinh trước và bánh răng bao bộ truyền hành tinh sau ăn khớp bằng then hoa vớitrục trung gian như hình 4.3

Chức năng của các bộ phận:

- Ly hợp số truyền thẳng OD (C 0) nối cần dẫn bộ truyền OD với bánh răng mặt trời

- Ly hợp số tiến (C 1) dùng để nối trục sơ cấp với bánh răng bao của bộ truyền trước

- Ly hợp số truyền thẳng (C 2) dùng nối trục sơ cấp với bánh răng mặt trời trước và sau

- Phanh OD (B 0) khóa bánh răng mặt trời OD ngăn không cho nó quay theo cả haichiều thuận và ngược kim đồng hồ

- Phanh dải (B 1) khóa bánh răng mặt trời trước và sau không cho chúng quay theo cảhai chiều thuận và ngược chiều kim đồng hồ

- Phanh ma sát ướt (B 2) khóa bánh răng mặt trời trước và sau, không cho chúng quay

theo chiều kim đồng hồ trong khi khớp một chiều F 1 đang hoạt động

- Phanh ma sát ướt (B 3) khóa cần dẫn bộ truyền hành tinh sau ngăn không cho chúngquay cả chiều thuận và ngược chiều kim đồng hồ

- Khớp một chiều (F 1 ) khi (B 2) hoạt động, nó khóa cứng bánh răng mặt trời trước vàsau không cho chúng quay ngược chiều kim đồng hồ

- Khớp một chiều OD (F 0) khóa cần dẫn bộ truyền hành tinh OD, ngăn không cho nóquay cả thuận và ngược chiều kim đồng hồ xung quanh bánh răng mặt trời

- Khớp một chiều (F 2) khóa cần dẫn bộ truyền hành tinh sau, ngăn không cho nó quayngược chiều kim đồng hồ

4.2.2.2 Các dãy số

a Dãy “D” hoặc “2” số 1

Trên hình 4.4 là mô hình hoạt động của các ly hợp, phanh và các bánh răng khi tay số

ở dãy “D” hoặc “2”, hộp số đang ở số 1

Ly hợp số tiến (C 1 ) hoạt động ở số 1 Chuyển động quay được truyền từ trục sơ cấp

đến bánh răng bao bộ truyền hành tinh trước làm các bánh răng hành tinh trước quayxung quanh bánh răng mặt trời trước đồng thời nó cũng đang quay quanh trục của nótheo chiều kim đồng hồ Điều đó làm cho bánh răng mặt trời trước và sau quay ngượcchiều kim đồng hồ, kéo theo các bánh răng hành tinh sau có xu hướng quay theo chiều

Trang 16

kim đồng hồ và làm cho chúng kéo cần dẫn quay ngược chiều kim đồng hồ xungquanh bánh răng mặt trời sau Tuy nhiên cần dẫn bộ truyền hành tinh sau bị khớp một

chiều (F 2) ngăn không cho quay ngược chiều kim đồng hồ vì vậy nên các bánh rănghành tinh sau quay theo chiều kim đồng hồ làm cho bánh răng bao sau quay theo chiềukim đồng hồ

Cùng lúc đó, do các bánh răng hành tinh trước đang quay theo chiều kim đồng hồ nêncần dẫn trước cũng sẽ quay theo chiều kim đồng hồ Do bánh răng bao sau và cần dẫntrước điều được lắp then hoa lên trục trung gian nên trục trung gian sẽ quay theo chiềukim đồng hồ Trục trung gian lại được lắp then hoa với bánh răng chủ động trung giannên sẽ kéo theo bánh răng chủ động trung gian quay theo chiều kim đồng hồ

Cần dẫn của số truyền tăng quay theo chiều kim đồng hồ Các bánh răng hành tinh sốtruyền tăng bị quay cưỡng bức theo chiều kim đồng hồ xung quanh bánh răng mặt trời

số truyền tăng và quay ngược chiều kim đồng hồ quanh trục của nó Do tốc độ quay

vành trong của khớp một chiều số truyền tăng (F 0) (quay cùng một khối với bánh răng

mặt trời số truyền tăng) lớn hơn tốc độ quay vành ngoài của khớp (F 0) đang quay cùng

với cần dẫn của số truyền tăng khi (F 0) bị khóa Mặt khác cần dẫn và bánh răng mặt

trời số truyền tăng được nối bằng ly hợp số truyền tăng (C 0) Do vậy cần dẫn số truyềntăng và bánh răng mặt trời sẽ quay cùng một khối theo chiều kim đồng hồ cùng vớibánh răng bao Kết quả là bộ bánh răng hành tinh số truyền tăng quay như một khốicứng như hình 4.4

14

13 10

15

11 12

B2 F1

C1

4

1

B3 B0

C0 F0

B1 F2

C2

Trang 17

Hình 4.4 Mô hình hoạt động ở dãy “D” hoặc “2” số 1

Trên hình 4.5 là sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển thủy lực – điện tửkhi tay số ở dãy “D” hoặc “2”, hộp số đang ở số 1

Để chuyển từ số trung gian sang số 1 thì đường dẫn dầu đến C1 được mở bằng cáchchuyển mạch van điều khiển như hình 4.5

Do van điện từ số 1 bật “ON” và van điện từ số 2 bị tắt “OFF” nên đường dẫn dầu đến

C0 được mở Sự hoạt động của C1 và F2 tạo ra đường dẫn dầu cho số 1

Ở các vị trí “D” và “2” phanh động cơ không bị tác động do hoạt động của F2 Ở vị trí

“L” đường dẫn từ B3 được mở và phanh bằng động cơ hoạt động

Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý làm việc ở dãy “D” hoặc “2” số 1

A – Van điện từ số 1 (tắt); B – Van điện từ số 2 (bật);

Trang 18

C, D, E – Van chuyển số 3 – 4, 2 – 3, 1 – 2; F – Xả; B3 – Tới B 3 (chỉ cho dãy “L”);

C0 – Tới C 0 ; 1 – Áp suất cơ bản; 2 – Áp suất cơ bản (từ bơm dầu);

3 – Áp suất cơ bản (từ van điều khiển dãy “L”).

xu hướng quay ngược chiều kim đồng hồ Tuy nhiên, do các bánh răng mặt trời trước

và sau bị phanh số 2 (B 2 ) và khớp một chiều (F 1) ngăn không cho quay theo chiều kimđồng hồ Cùng lúc đó, do các bánh răng hành tinh trước đang quay theo chiều kimđồng hồ nên cần dẫn trước cũng sẽ quay theo chiều kim đồng hồ Do bánh răng baosau và cần dẫn trước điều được lắp then hoa lên trục trung gian nên trục trung gian sẽquay theo chiều kim đồng hồ, trục trung gian lại được lắp then hoa với bánh răng chủđộng trung gian nên sẽ kéo theo bánh răng chủ động trung gian quay theo chiều kimđồng hồ Tốc độ quay của bánh răng hành tinh trước xung quanh bánh răng mặt trờilớn hơn so với khi ở số 1, chuyển động quay này sau đó được truyền đến bánh răngđảo chiều chủ động qua cần dẫn trước và trục trung gian như hình 4.6

14

13 10

15

11 12

1

B2 F1

C1

B3 B0

C0 F0

B1 F2

C2

Trang 19

Hình 4.6 Mô hình hoạt động ở dãy “D” số 2

với cần dẫn của số truyền tăng khi (F 0) bị khóa Mặt khác, cần dẫn và bánh răng mặt

trời số truyền tăng được nối bằng ly hợp số truyền tăng (C 0) Do vậy, cần dẫn số truyềntăng và bánh răng mặt trời sẽ quay cùng một khối theo chiều kim đồng hồ cùng vớibánh răng bao Kết quả là bộ bánh răng hành tinh số truyền tăng quay như một khốicứng như hình 4.6

Trên hình 4.7 là sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển thủy lực – điện tửkhi tay số ở dãy “D”, hộp số đang ở số 2

Trang 20

Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý làm việc ở dãy “D” số 2

A – Van điện từ số 1 (bật); B – Van điện từ số 2 (bật);

C, D, E – Van chuyển số 3 – 4, 2 – 3, 1 – 2; F – Xả; B1 – Tới B 1 (chỉ dùng cho dãy “2”); B2

– Tới B 2 ; C0 – Tới C 0 ; 1 – Áp suất cơ bản; 2 – Áp suất cơ bản (từ bơm dầu);

3 – Áp suất cơ bản (từ van điều khiển dãy “2”).

Van điện từ số 2 được chuyển từ tắt “OFF” sang bặt “ON” theo tín hiệu từ ECU (vanđiện từ số 1 bật và van điện từ số 2 bật) như hình 4.7

Áp suất thủy lực cấp lên phía trên các van chuyển số 1 – 2 và 3 – 4 được xả ra và vanchuyển số 1 – 2 được đẩy lên do lực lò xo Do đó, đường dẫn dầu mở vào B2, C1 và B2

(F1) hoạt động để chuyển sang số 2

Ở dãy “D” phanh bằng động cơ không bị tác động do hoạt động của F1 Ở dãy “2”đường dẫn dầu vào B2 được mở và phanh động cơ được tác động

c Dãy “D” số 3

ở dãy “D”, hộp số đang ở số 3

Trang 21

13 10

C1

B3 B0

C0 F0

B1 F2

C2

Hình 4.8 Mô hình hoạt động ở dãy “D” số 3

Ở số 3 ly hợp số tiến (C 1 ) và ly hợp số truyền thẳng (C 2) điều hoạt động Chuyển độngquay của trục sơ cấp do đó được truyền trực tiếp đến bánh răng bao phía trước bằng ly

hợp (C 1 ) và đến bánh răng mặt trời trước và sau bằng ly hơp (C 2) Điều này làm chobánh răng bao phía trước quay cùng với trục sơ cấp, do các bánh răng mặt trời trước bịkhóa và bộ truyền hành tinh trước quay cùng một khối với trục sơ cấp Cũng như ở số

1 và 2 chuyển động quay của cần dẫn trước được truyền đến bánh răng trung gian chủđộng làm nó quay theo chiều kim đồng hồ như hình 4.8

với cần dẫn của số truyền tăng khi (F 0) bị khóa Mặt khác, cần dẫn và bánh răng mặt

Trang 22

trời số truyền tăng được nối bằng ly hợp số truyền tăng (C 0) Do vậy, cần dẫn số truyềntăng và bánh răng mặt trời sẽ quay cùng một khối theo chiều kim đồng hồ cùng vớibánh răng bao Kết quả là bộ bánh răng hành tinh số truyền tăng quay như một khốicứng như hình 4.8.

Trên hình 4.9 là sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển thủy lực – điện tửkhi tay số ở dãy “D”, hộp số đang ở số 3

Van điện từ số 1 được chuyển từ bật “ON” sang tắt “OFF” theo tín hiệu từ ECU (Vanđiện từ số 1 tắt “OFF’ và van điện từ số 2 bật “ON”) như hình 4.9

Áp suất thủy lực bắt đầu được tác động lên phía trên van chuyển số 2 – 3 và đẩy vanchuyển số 2 – 3 xuống Do đó, đường dẫn dầu mở vào C2, C1 và C2 hoạt động đểchuyển sang số 3

Hình 4.9 Sơ đồ nguyên lý làm việc ở dãy “D” số 3

A – Van điện từ số 1 (tắt); B – Van điện từ số 2 (bật);

Trang 23

C, D, E – Van chuyển số 3 – 4, 2 – 3, 1 – 2; F – Xả; B2 – Tới B 2 ; C0 – Tới C 0 ;

C2 – Tới C 2 ; 1 – Áp suất cơ bản; 2 – Áp suất cơ bản (từ bơm dầu).

d Dãy “D” số truyền tăng OD

ở dãy “D”, hộp số đang ở số truyền tăng OD

Ở số truyền tăng OD ly hợp số tiến (C 1 ) và ly hợp số truyền thẳng (C 2) điều hoạt động.Chuyển động quay của trục sơ cấp do đó được truyền trực tiếp đến bánh răng bao phía

trước bằng ly hợp (C 1 ) và đến bánh răng mặt trời trước và sau bằng ly hơp (C 2) Điềunày làm cho bánh răng bao phía trước quay cùng với trục sơ cấp, do các bánh răng mặttrời trước bị khóa và bộ truyền hành tinh trước quay cùng một khối với trục sơ cấp

Ở số truyền tăng, phanh OD (B 0) sẽ khóa bánh răng mặt trời OD nên khi cần dẫn mangbánh răng hành tinh của bộ số truyền tăng quay theo chiều kim đồng hồ, các bánh rănghành tinh OD quay xung quanh bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ, đồng thờiquay quanh trục của nó Do vậy bánh răng bao OD quay theo chiều kim đồng hồnhanh hơn cần dẫn OD như hình 4.10

14

13 10

C0 F0

B1 F2

C2

Hình 4.10 Mô hình hoạt động ở dãy “D” số truyền tăng OD

Trang 24

Trên hình 4.11 là sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển thủy lực – điện tửkhi tay số ở dãy “D”, hộp số đang ở số truyền tăng OD

Hình 4.11 Sơ đồ nguyên lý làm việc ở dãy “D” số truyền tăng OD

A – Van điện từ số 1 (tắt); B – Van điện từ số 2 (tắt);

C, D, E – Van chuyển số 3 – 4, 2 – 3, 1 – 2; F – Xả; B2 – Tới B 2 ; B0 – Tới B 0 ;

C2 – Tới C 2 ; 1 – Áp suất cơ bản; 2 – Áp suất cơ bản (từ bơm dầu).

Van điện từ số 2 được chuyển từ bật “ON” sang tắt “OFF” theo các tín hiệu từ ECU(van điện từ số 1 tắt và van điện từ số 2 tắt) như hình 4.11

Áp suất thủy lực bắt đầu tác động lên phía trên của van chuyển số 1 – 2 và 3 – 4 và đẩyvan chuyển số 3 – 4 xuống (áp suất cơ bản từ van chuyển 2 – 3 tác động vào dưới van

Trang 25

Vì vậy, đường dẫn dầu đang tác động lên C0 từ B0 được chuyển mạch và tốc độ đượcchuyển lên số truyền tăng OD.

Khi công tắc số truyền tăng tắt “OFF”, nó không thể chuyển lên số OD vì ECU khônggởi tín hiệu ngắt van điện từ số 2

e Dãy “2” số 2, phanh bằng động cơ

ở dãy “2”, hộp số đang ở số 2

14

13 10

C1

B3 B0

C0 F0

B1 F2

C2

Hình 4.12 Mô hình hoạt động ở dãy “2” số 2

Khi xe đang giảm tốc độ ở số 2 với cần chọn số ở vị trí số “2”, ngoài các cơ cấu hoạt

động khi xe đang chạy ở số 2 với cần chọn số ở vị trí “D” thì phanh dải (B 1) của số 2cũng hoạt động Sự kết hợp này tạo nên quá trình phanh bằng động cơ như hình 4.12.Khi hộp số được dẫn động bởi các bánh xe, chuyển động từ bánh răng trung gian chủđộng được truyền từ trục trung gian đến cần dẫn trước làm bánh răng hành tinh trướcquay xung quanh bánh răng mặt trời trước và sau theo chiều kim đồng hồ làm cho cácbánh răng hành tinh có xu hướng quay ngược chiều kim đồng hồ trong khi các bánh

Trang 26

răng mặt trời trước và sau có xu hướng quay theo cùng chiều kim đồng hồ Do bánh

răng mặt trời bị khóa bởi phanh dải (B 1) nên các bánh răng hành tinh trước quay theochiều kim đồng hồ kéo theo các bánh răng bao trước cũng quay theo chiều kim đồng

hồ, chuyển động quay này truyền đến trục sơ cấp của hộp số tạo nên hiện tượng phanhbằng động cơ

Nhưng khi xe đang giảm tốc độ ở số 2 với vi trí cần chọn số ở vị trí “D” Do khớp một

chiều (F 1) không ngăn cản chuyển động quay theo chiều kim đồng hồ của bánh răngmặt trời trước và sau, do vậy các bánh răng mặt trời chỉ quay trơn và không xảy raphanh động cơ

Trên hình 4.13 là mô hình hoạt động của các ly hợp, phanh và các bánh răng khitay số ở dãy “L”, hộp số đang ở số 1

14

13 10

C1

B3 B0

C0 F0

B1 F2

C2

Hình 4.13 Mô hình hoạt động ở dãy “L” số 1

Khi xe đang chạy ở số 1 với cần chon số ở vị trí “L”, ngoài các cơ cấu hoạt độngkhi xe đang chạy ở số 1 với cần chọn số ở vị trí “D” hay “2”(có nghĩa là ly hợp số tiến

Trang 27

(C 1 ), khớp một chiều (F 2 ) cùng hoạt động) thì phanh số lùi (B 3) cũng hoạt động Điều

đó tạo nên quá trình phanh bằng động cơ

Dòng truyền công suất khi hộp số đang dẫn động các bánh xe với cần số ở vị trí

“L” giống như khi cần số ở vị trí “D” Chuyển động quay của bánh răng chủ độngtrung gian được truyền từ trục trung gian đến bánh răng bao bộ truyền hành tinh saulàm cho cần dẫn của bộ truyền hành tinh sau có xu hướng quay theo chiều kim đồng

hồ xung quanh bánh răng mặt trời trước và sau Vì cần dẫn của bộ truyền hành tinh sau

bị khóa bởi khớp một chiều F1, phanh (B 3) làm các bánh răng hành tinh sau quay theochiều kim đồng hồ kéo theo các bánh răng mặt trời trước và sau quay theo chiều ngượckim đồng hồ Kết quả là các bánh răng hành tinh trước quay theo chiều kim đồng hồquanh bánh răng mặt trời trước và sau, đồng cũng quay quanh trục của nó theo chiềukim đồng hồ, do vậy truyền chuyển động quay theo chiều kim đồng hồ đến bánh răngbao trước và trục sơ cấp Cùng lúc này chuyển động quay của bánh răng chủ độngtrung gian làm cho cần dẫn trước, bánh răng bao trước và trục sơ cấp quay theo chiềukim đồng hồ trong khi bánh răng hành tinh trước cũng quay theo chiều kim đồng hồ.Nhưng khi xe đang giảm tốc ở số 1 với cần chọn số ở vị trí “D” hay “L”, khớp

một chiều (F 2) không ngăn cần dẫn sau quay theo chiều kim đồng hồ, do vậy cần dẫnsau quay trơn và không xảy ra phanh bằng động cơ

Cần dẫn của số truyền tăng quay theo chiều kim đồng hồ Các bánh răng hànhtinh số truyền tăng bị quay cưỡng bức theo chiều kim đồng hồ xung quanh bánh răngmặt trời số truyền tăng và quay ngược chiều kim đồng hồ quanh trục của nó Do tốc độ

quay vành trong của khớp một chiều số truyền tăng (F 0) (quay cùng một khối với bánh

răng mặt trời số truyền tăng) lớn hơn tốc độ quay vành ngoài của khớp (F 0) đang quay

cùng với cần dẫn của số truyền tăng khi (F 0) bị khóa Mặt khác, cần dẫn và bánh răng

mặt trời số truyền tăng được nối bằng ly hợp số truyền tăng (C 0) Do vậy, cần dẫn sốtruyền tăng và bánh răng mặt trời sẽ quay cùng một khối theo chiều kim đồng hồ cùngvới bánh răng bao Kết quả là bộ bánh răng hành tinh số truyền tăng quay như mộtkhối cứng như hình 4.13

g Dãy “R”

Trang 28

Trên hình 4.14 là mô hình hoạt động của các ly hợp, phanh và các bánh răng khitay số ở dãy “R”.

Do ly hợp truyền thẳng (C 2) hoạt động khi xe đang chạy ở số lùi, chuyển độngquay theo chiều kim đồng hồ của trục sơ cấp được truyền trực tiếp đến bánh răng mặttrời trước và sau làm chúng cũng quay theo chiều kim đồng hồ Điều này dẫn đến khicác bánh răng hành tinh sau có xu hướng quay cùng chiều kim đồng hồ xung quanhbánh răng mặt trời của nó, đồng thời cũng quay quanh trục của nó ngược chiều kimđồng hồ Vì cần dẫn sau mang trục của các bánh răng hành tinh sau bị ngăn không cho

quay bằng phanh số 1 và số lùi (B 3) Nên các bánh răng hành tinh sau không thể quayxung quanh bánh răng mặt trời trước và sau mà sẽ quay theo ngược chiều kim đồng

hồ, kéo theo bánh răng bao sau cũng quay ngược chiều kim đồng hồ Kết quả là làmcho bánh răng trung gian quay ngược chiều kim đồng hồ và làm cho xe chạy lùi

14

13 10

C1

B3 B0

C0

F0

B1 F2

C2

Hình 4.14 Mô hình hoạt động ở dãy “R”

Tiêu đề	Tính Toán Và Thiết Kế Hộp Số Tự Động A140E Toyota Camry
Tác giả	Nguyễn Thành Lập, Lê Chí Nhân
Người hướng dẫn	Th.S Võ Hồng Nhựt
Trường học	Trường Đại Học Cửu Long
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Vĩnh Long

Định dạng
Số trang	56
Dung lượng	3,91 MB