Tiểu luận tốt nghiệp Đại học công nghệ kỹ thuật Ô tô Đề tài nghiên cứu hộp số tự Động trên xe hyundai i40 năm 2016

Sự phát triển công nghệ mới luôn gắn liền với nghiên cứu hộp số tự động.Những nền tảng kiến thức và kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để pháttriển các loại hộp số tự động tiên tiến

Vĩnh Long – năm 2024

Cán bộ hướng dẫn: Châu Công Hậu Sinh viên thực hiện: Trịnh Tuấn

HưngMSSV: 21001483Lớp: 8OTO21AKhóa: 2021-2025

LONG KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Ô TÔ

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỘP SỐ TỰ

ĐỘNG TRÊN XE HYUNDAI I40 NĂM

2016

LONG KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ OTO

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỘP SỐ TỰ

ĐỘNG TRÊN XE HYUNDAI I40 2016

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Ý thức thực hiện:

Nội dung thực hiện:

Hình thức trình bày:

Tổng hợp kết quả:

Vĩnh Long, ngày tháng năm 2024

Cán bộ hướng dẫn

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN

Ý thức thực hiện:

Nội dung thực hiện:

Hình thức trình bày:

Tổng hợp kết quả:

Vĩnh Long, ngày tháng năm 2024

Cán bộ chấm phản biện

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay ô tô phát triển không ngừng, không dừng lại ở vaitrò là một phương tiện di chuyển , mà còn phải cung cấp và đápứng nhiều tiện ích, nhằm mang lại một trải nghiệm lái thoải máicho người dùng cũng như cảm giác êm dịu cho những người ngồitrên xe Và với sự phát triển khoa học kỹ thuật này, thì các hãng xekhông ngừng cạnh tranh về những tiện nghi cũng như những côngnghệ với nhau để có được sự tín nhiệm của người tiêu dùng Từ đó

mà các hệ thống điều hòa không khí trên xe ngày càng được tối ưuhóa hơn Xong, đi kèm với sự phát triển của công nghệ thì cũngphải đòi hỏi người thợ, người kỹ sư phải biết bổ sung kiến thứcmới, trang bị cho mình một tâm thế sẳn sàng với sự phát triển củangành công nghiệp ô tô

Với đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu hộp số tự động trên xe Hyundai i40 2016”, đây là một đề tài tuy không mới, nhưng

mang lại cho em rất nhiều kiến thức, giúp em phát triển tư duytìm hiểu, nghiên cứu của bản thân Trong quá trình tìm hiểu vànghiên cứu đề tài mặc dù em có gặp nhiều khó khăn nhưng nhờ sự

giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy Châu Công Hậu nên em đã

từng bước hoàn thành đề tài của mình

Do kiến thức em còn hạn chế, nên khi hoàn thành đề tài cònnhiều sai sót trong cách trình bày cũng như nội dung Em rấtmong nhận được sự chỉ bảo, nhận xét từ quý thầy cô để em hoànthiện kiến thức của mình hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Vĩnh Long, ngày…tháng…năm 2024 Sinh viên thực hiện

Trịnh Tấn Hưng

PHẦN I : MỞ ĐẦU

1 Mục đích nghiên cứu

Nâng cao hiệu suất và hiệu quả: Một mục tiêu quan trọng của nghiên cứu về hộp

số tự động là tăng cường hiệu suất và hiệu quả của hệ thống truyền động Nghiêncứu có thể tập trung vào việc cải thiện quá trình chuyển số, tối ưu hóa bộ truyềnđộng và giảm mất công suất trong quá trình truyền động

Giảm tiêu thụ nhiên liệu và khí thải: Hộp số tự động có thể được cải tiến đểgiảm tiêu thụ nhiên liệu và khí thải trong quá trình vận hành Nghiên cứu có thể tìmhiểu về các phương pháp tối ưu hóa điều khiển và thiết kế hộp số để đạt được hiệusuất cao hơn và tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn

Cải thiện trải nghiệm lái xe: Một mục tiêu quan trọng khác là cải thiện trảinghiệm lái xe của người lái Nghiên cứu có thể tập trung vào việc phát triển các thuậttoán điều khiển thông minh để đảm bảo chuyển số mượt mà, giảm độ trễ và tăng tínhchính xác của hộp số tự động

Nghiên cứu và phát triển công nghệ mới: Ngành công nghiệp ô tô liên tục pháttriển và cải tiến công nghệ hộp số tự động Mục tiêu nghiên cứu có thể là đề xuất vàthử nghiệm các công nghệ mới như hộp số tự động vô cấp, hộp số tự động điện, hộp

số kép và các hệ thống truyền động tự động khác

Tích hợp xe tự lái: Với sự phát triển của xe tự lái, hộp số tự động đóng vai tròquan trọng trong việc kiểm soát và tự động hóa các chuyển đổi số Mục tiêu nghiêncứu có thể là nghiên cứu về cách tích hợp hộp số tự động với công nghệ xe tự lái vàtối ưu hóa hiệu suất trong môi trường này

Phát triển các ứng dụng và công nghệ trong ngành công nghiệp ô tô: Nghiên cứu

về hộp số tự động

2 Lí do chọn đề tài.

Ngày nay, khi nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, các hoạt động trong đời sốngcũng dần đi theo xu hướng hiện đại hóa Điều này đòi hỏi phương tiện giao thôngphải ngày càng tiên tiến để đáp ứng nhu cầu của con người Ngành công nghiệp ô tô,

cả trên thế giới và tại Việt Nam, đang trải qua sự phát triển mạnh mẽ nhờ áp dụng cácthành tựu công nghệ hiện đại

Trong đó, hệ thống điện thân xe là một yếu tố quan trọng để đánh giá sự cao cấpcủa một chiếc ô tô Càng hiện đại, các trang bị trên xe, đặc biệt là hệ thống điện thân

xe, càng trở nên phức tạp và tinh vi

Sự phát triển của xe tự lái có thể sẽ trở thành xu hướng phổ biến trong tương lai.Hộp số tự động đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển và tự động hóa việcchuyển số, giúp quá trình lái xe trở nên dễ dàng và an toàn hơn

Hộp số tự động hiện được sử dụng rộng rãi, từ ô tô cá nhân cho đến các loại xetải, xe buýt, và sự nghiên cứu về công nghệ này có thể mang lại những ứng dụng thựctiễn lớn trong ngành công nghiệp ô tô Điều này bao gồm việc cải thiện trải nghiệmlái xe, tăng tính an toàn và độ chính xác trong điều khiển

Ngành ô tô tiếp tục phát triển với các công nghệ hộp số tự động mới, chẳng hạnnhư hộp số vô cấp (CVT), hộp số kép, và hộp số tự động điện, mở ra nhiều tiềm năngmới trong tương lai

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu: Hộp số tự động trên xe hyundai i40 2016

Phạm vi nghiên cứu: Giới thiệu hộp số, hoạt động cũng như các biện pháp, kiểmtra sửa chữa

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài.

- Ý nghĩa khoa học:

Hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hộp số tự động là rất quan trọng Nghiên cứu

về hộp số tự động giúp chúng ta hiểu sâu hơn về cơ chế hoạt động và các yếu tốảnh hưởng trong quá trình chuyển số Điều này không chỉ góp phần vào việcphát triển lý thuyết truyền động ô tô và cơ học tự động, mà còn mở đường chocác cải tiến trong lĩnh vực này

Sự phát triển công nghệ mới luôn gắn liền với nghiên cứu hộp số tự động.Những nền tảng kiến thức và kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để pháttriển các loại hộp số tự động tiên tiến hơn, như hộp số vô cấp, hộp số kép, hộp

số tự động điện, và các hệ thống truyền động tự động khác

Cuối cùng, nghiên cứu về hộp số tự động mang lại những đóng góp quan trọngcho ngành công nghiệp ô tô Những phát minh và cải tiến trong công nghệ hộp

số không chỉ giúp nâng cao hiệu suất, giảm tiêu hao nhiên liệu mà còn cải thiệntrải nghiệm lái xe cho người dùng, từ xe cá nhân cho đến các phương tiện vậntải lớn

- Ý nghĩa thực tiễn:

Cải thiện hiệu suất và tiêu thụ nhiên liệu là một lợi ích quan trọng của nghiêncứu hộp số tự động Việc tối ưu hóa quá trình chuyển số và điều khiển hộp sốgiúp xe vận hành mượt mà, tăng hiệu suất và giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ.Điều này không chỉ giúp giảm chi phí vận hành mà còn giảm lượng khí thải ramôi trường, góp phần bảo vệ hành tinh

Cuối cùng, nghiên cứu về hộp số tự động cũng đóng góp vào việc nâng cao trảinghiệm lái xe Với những cải tiến liên tục, hệ thống hộp số tự động mang lại sựthoải mái, tiện lợi cho người lái, đồng thời tăng độ an toàn khi điều khiểnphương tiện, từ xe cá nhân cho đến các laoij xe tải lớn

PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ 1.1 TỔNG QUAN

II, hộp số tự động ngày càng phổ biến trên các dòng xe hơi tại Mỹ và trên thếgiới, với sự tham gia của nhiều nhà sản xuất lớn như Ford, Chrysler và GM Đếnthập niên 1970, hộp số vô cấp (CVT) ra đời, mang lại hiệu suất nhiên liệu tốt hơn

và cảm giác lái xe êm ái hơn

Trong thập niên 1990, các hộp số tự động bắt đầu được tích hợp hệ thốngđiều khiển điện tử (ECU), giúp điều khiển chính xác quá trình chuyển số, tối ưuhóa hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu Ngày nay, hộp số tự động tiếp tục phát triểnvới các công nghệ tiên tiến như hộp số tự động kép (DCT), hộp số vô cấp (CVT)

và hộp số tự động điện cho xe điện và xe hybrid Với sự phát triển của xe tự lái

và xu hướng hiện đại hóa, hộp số tự động đang dần thay thế hộp số thủ công,đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất, giảm tiêu hao nhiên liệu,

và mang lại trải nghiệm lái xe tốt hơn cho người dùng

1.1.2 Khái niệm.

Hộp số tự động (Automatic Transmission) là một hệ thống truyền độngtrong ô tô, cho phép thay đổi tỷ số truyền giữa động cơ và bánh xe một cách tựđộng, không cần sự can thiệp trực tiếp của người lái qua chân côn hay cần số

Hệ thống này hoạt động dựa trên cơ chế thủy lực hoặc điện tử, kết hợp với bộbiến mô (torque converter) và các bánh răng hành tinh (planetary gear sets) Bộbiến mô đóng vai trò quan trọng trong việc truyền lực từ động cơ đến hộp số,cho phép xe di chuyển mượt mà ngay cả khi không có sự điều khiển từ ngườilái Các bánh răng hành tinh trong hộp số tự động được thiết kế để chuyển sốlinh hoạt, thay đổi tỷ số truyền dựa trên tốc độ và tải trọng của xe

Hộp số tự động hiện đại thường được trang bị các hệ thống điều khiển điện

tử (ECU - Electronic Control Unit) để tối ưu hóa quá trình chuyển số, giúp xevận hành hiệu quả hơn ECU sẽ thu thập dữ liệu từ các cảm biến về tốc độ, nhiệt

độ, tải động cơ và nhiều yếu tố khác, từ đó tính toán thời điểm và cách thứcchuyển số một cách tối ưu nhất Ngoài ra, hộp số tự động còn có nhiều biến thểkhác nhau như hộp số vô cấp (CVT – Continuously Variable Transmission), hộp

số tự động kép (DCT – Dual-Clutch Transmission), và hộp số tự động điện,mang lại sự đa dạng trong ứng dụng và khả năng tối ưu hóa hiệu suất vận hànhcủa xe

Hình 1.1: Hộp số tự động

1.1.3 Nhiệm vụ:

Hộp số tự động cho phép đơn giản hóa việc điều khiển hộp số Quá trìnhchuyển số êm dịu, không đòn ép công suất truyền từ động cơ xuống khi sang số.Hộp số tự động tự chọn tỷ số truyền phù hợp với điều kiện chuyển động Do đótạo điều kiện sử dụng gần như tối ưu công suất của động cơ

- Thay đổi Tỷ số Truyền: Thay đổi tỷ số truyền giữa động cơ và các bánh xe

để tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả của động cơ trong các điều kiện lái khácnhau Giúp động cơ hoạt động trong dải vòng tua tối ưu, cải thiện khả năng tiếtkiệm nhiên liệu và hiệu suất vận hành

- Tăng Mô-men Xoắn: Tăng mô-men xoắn ở các bánh xe khi xe khởi động

hoặc tăng tốc Cung cấp đủ mô-men xoắn để di chuyển xe từ trạng thái đứng yên

và đảm bảo lực kéo tốt khi tăng tốc

- Cung cấp Khả năng Lái Mượt Mà: Chuyển số một cách êm ái và mượt mà

mà không cần sự can thiệp của người lái.Giảm rung lắc và tăng sự thoải mái chongười lái và hành khách, đặc biệt trong các tình huống giao thông đô thị đôngđúc

- Điều Chỉnh Tự Động Theo Điều Kiện Lái: Sử dụng các cảm biến và hệ

thống điều khiển để tự động điều chỉnh tỷ số truyền dựa trên tốc độ xe, tải trọng,

vị trí chân ga, và các yếu tố khác Tối ưu hóa khả năng vận hành và tiết kiệmnhiên liệu trong mọi điều kiện lái, từ đường cao tốc đến đường địa hình

- Giảm Tải Cho Người Lái: Loại bỏ nhu cầu thay đổi số bằng tay và sử dụng

bàn đạp ly hợp Giảm bớt sự mệt mỏi cho người lái, đặc biệt hữu ích trong cáchành trình dài và trong điều kiện giao thông đông đúc

- Bảo Vệ Động Cơ và Hệ Thống Truyền Động: Điều chỉnh tỷ số truyền và

chuyển số một cách thông minh để giảm áp lực lên động cơ và các bộ phận kháccủa hệ thống truyền động Kéo dài tuổi thọ của động cơ và hộp số, giảm thiểu

hư hỏng và chi phí bảo trì

- Độ Bền và Độ Tin Cậy: Các bộ phận của hộp số phải được

làm từ vật liệu chất lượng cao để chịu được mài mòn và áp lựclớn trong quá trình vận hành Hộp số phải hoạt động ổn địnhtrong suốt thời gian dài mà không gặp phải các vấn đề nghiêmtrọng

- Hiệu Suất Chuyển Đổi Công Suất: Hộp số tự động phải

truyền lực từ động cơ đến bánh xe một cách hiệu quả nhất,

giảm thiểu tổn thất năng lượng Quá trình chuyển số phảimượt mà và không gây ra rung động hay tiếng ồn khó chịu.

- Tiết Kiệm Nhiên Liệu: Hộp số tự động phải có khả năng tối

ưu hóa tỷ số truyền để giảm thiểu tiêu thụ nhiên liệu trong cácđiều kiện vận hành khác nhau

- Khả Năng Điều Khiển và Phản Hồi: Hộp số tự động phải

phản ứng nhanh chóng với các thao tác của người lái, như tăngtốc hoặc giảm tốc Phải có khả năng điều chỉnh linh hoạt đểđáp ứng các tình huống lái xe khác nhau, từ lái xe trong thànhphố đến lái xe trên cao tốc

- Khả Năng Tản Nhiệt: Hộp số tự động phải có hệ thống làm

mát hiệu quả để duy trì nhiệt độ hoạt động ổn định, ngăn ngừahiện tượng quá nhiệt gây hư hỏng Sử dụng dầu hộp số chấtlượng cao để giảm ma sát và hỗ trợ tản nhiệt tốt

- Bảo Dưỡng Dễ Dàng: Các bộ phận của hộp số phải được

thiết kế sao cho dễ dàng kiểm tra và bảo dưỡng Nhà sản xuấtphải cung cấp hướng dẫn bảo dưỡng chi tiết và rõ ràng chongười sử dụng

- An Toàn: Hộp số phải có chế độ khóa an toàn để ngăn ngừa

các tình huống nguy hiểm, như khởi động xe khi đang ở chế độlùi Hệ thống điều khiển điện tử phải có khả năng phát hiện vàđiều chỉnh các lỗi trong quá trình vận hành

- Tương Thích với Hệ Thống Khác: Hộp số tự động phải

tương thích tốt với hệ thống phanh, đảm bảo an toàn khi giảmtốc và dừng xe Phải hoạt động đồng bộ với hệ thống điềukhiển động cơ để tối ưu hóa hiệu suất tổng thể của xe

Hình 1.2: Hộp số đặt ngang

trước (FWD) hoặc xe dẫn động bốn bánh (AWD) với động cơđặt ngang

Ưu điểm :

 Tiết kiệm không gian:

- Thiết kế nhỏ gọn: Hộp số đặt nằm ngang tiết kiệm khônggian hơn so với hộp số đặt dọc, giúp các nhà thiết kế cóthể tối ưu hóa không gian nội thất và khoang hành lý

- Dễ bố trí: Phù hợp với động cơ đặt ngang, giúp tạo ra mộtgói truyền động nhỏ gọn, tiết kiệm không gian trongkhoang động cơ

 Khối lượng và chi phí sản xuất:

- Khối lượng nhẹ hơn: Thường nhẹ hơn so với các hộp số đặtdọc, giảm trọng lượng tổng thể của xe, từ đó cải thiện hiệusuất nhiên liệu

- Chi phí thấp hơn: Chi phí sản xuất và lắp ráp thường thấphơn do thiết kế đơn giản hơn và yêu cầu ít linh kiện hơn

 Hiệu suất năng lượng:

- Hiệu quả truyền lực: Thiết kế gọn gàng hơn giúp giảm tổnthất năng lượng trong quá trình truyền động, từ đó cảithiện hiệu suất nhiên liệu

 Khả năng vận hành:

- Trọng tâm thấp: Hộp số và động cơ đặt ngang giúp duy trìtrọng tâm thấp, cải thiện khả năng xử lý và ổn định của xe.

- Cải thiện động lực học: Thiết kế này giúp tối ưu hóa độnglực học của xe, đặc biệt là đối với các xe dẫn động cầutrước

Nhược điểm:

- Hạn chế trong việc xử lý công suất cao: Công suất giới hạnhộp số đặt ngang thường gặp khó khăn khi xử lý công suất vàmô-men xoắn cao từ các động cơ mạnh mẽ, giới hạn khả năngứng dụng trong các xe hiệu suất cao

- Phức tạp trong sửa chữa và bảo dưỡng: Khó tiếp cận do

thiết kế nhỏ gọn và không gian hẹp, việc sửa chữa và bảodưỡng hộp số đặt ngang có thể trở nên khó khăn hơn, đòi hỏi kỹ

thuật viên phải có kỹ năng và kinh nghiệm đặc biệt Chi phí bảo

dưỡng cao hơn do yêu cầu kỹ thuật cao hơn, chi phí bảo dưỡng

và sửa chữa có thể cao hơn so với hộp số đặt dọc

- Giới hạn trong việc thiết kế hệ thống dẫn động: Hộp số đặtngang phù hợp nhất với các hệ thống dẫn động cầu trước hoặccầu sau Việc áp dụng cho các xe dẫn động cầu sau hoặc AWDphức tạp hơn và có thể yêu cầu thiết kế phức tạp hơn

- Độ bền và tuổi thọ: Một số thiết kế hộp số đặt ngang có thểkhông bền bằng hộp số đặt dọc, đặc biệt là khi sử dụng trongđiều kiện khắc nghiệt hoặc với công suất động cơ cao

Hộp số đặt dọc:

Hộp số tự động đặt nằm dọc trên ô tô, còn gọi là hộp số tựđộng bố trí theo chiều dọc, là một loại hộp số được đặt theochiều dài của xe, dọc theo trục chính Đây là cách bố trí

thường thấy trên các xe có hệ dẫn động cầu sau (RWD) hoặcdẫn động bốn bánh (AWD/4WD).

Ưu điểm :

- Phân phối trọng lượng tối ưu: Hộp số đặt dọc thường đi kèm

với động cơ đặt dọc, giúp phân phối trọng lượng đều hơn giữacác trục, đặc biệt có lợi cho xe dẫn động cầu sau và dẫn độngbốn bánh

- Hiệu suất lái tốt hơn: Cách bố trí này giúp cải thiện khả năng

xử lý và độ bám đường của xe, nhất là khi vào cua và trongcác tình huống lái xe thể thao

- Thiết kế phù hợp với hệ dẫn động bốn bánh: Hộp số đặt dọc

dễ dàng kết hợp với các hệ dẫn động bốn bánh (AWD/4WD),tối ưu hóa sự phân phối mô-men xoắn giữa các trục và bánhxe

- Khả năng nâng cấp và điều chỉnh: Các xe có hộp số đặt dọc

thường dễ dàng hơn trong việc nâng cấp, bảo dưỡng, và điềuchỉnh hiệu suất động cơ và truyền động

Nhược điểm :

- Chiếm nhiều không gian: Hộp số đặt dọc và động cơ đặt dọc

thường chiếm nhiều không gian hơn, làm giảm không giancabin và không gian hành lý

- Chi phí sản xuất và bảo dưỡng cao: Hệ thống này phức tạp

hơn và thường có chi phí sản xuất cao hơn Việc bảo dưỡng vàsửa chữa cũng có thể tốn kém hơn so với các hệ thống đơngiản hơn như hộp số đặt ngang

- Trọng lượng xe tăng: Hệ thống dẫn động cầu sau hoặc bốn

bánh với hộp số đặt dọc thường nặng hơn, ảnh hưởng đến hiệusuất nhiên liệu và tổng trọng lượng của xe

- Ít phổ biến trên xe nhỏ: Thiết kế này ít phổ biến trên các xe

cỡ nhỏ và xe phổ thông, do không gian hạn chế và yêu cầuthiết kế khác biệt

1.1.5.2 Theo cấp số tiến của xe

Ngoài cách phân loại trên còn có một số cách phân loại khác như theo cấp

số tiến của hộp số có được đa phần hộp số tự động có 4 cấp và một số nhà sảnxuất đang chuyển 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 10 cấp Phân loại theo thiết kế cho dòng

xe lắp đặt chúng như ôtô du lịch, xe tải, xe siêu trọng

Hộp số tự động 4 cấp (4-speed automatic transmission) :

- Đặc điểm: Có 4 cấp số tiến, thường được sử dụng trên các xe cũ hoặc xe nhỏ

- Ưu điểm: Thiết kế đơn giản, chi phí sản xuất và bảo dưỡng thấp

- Nhược điểm: Hiệu suất nhiên liệu và khả năng vận hành không cao so với cáchộp số có nhiều cấp hơn

Hộp số tự động 5 cấp (5-speed automatic transmission) :

- Đặc điểm: Có 5 cấp số tiến, thường được tìm thấy trên các xe sản xuất từnhững năm 1990 đến đầu những năm 2000

- Ưu điểm: Cải thiện hiệu suất và khả năng vận hành so với hộp số 4 cấp

- Nhược điểm: Vẫn còn hạn chế về hiệu suất nhiên liệu và độ mượt mà so vớicác hộp số hiện đại hơn

Hộp số tự động 6 cấp (6-speed automatic transmission) :

- Đặc điểm: Có 6 cấp số tiến, thường được sử dụng trên các xe sản xuất từnhững năm 2000 trở đi

- Ưu điểm: Cải thiện hiệu suất nhiên liệu và khả năng vận hành tốt hơn, chuyển

số mượt mà hơn

- Nhược điểm: Phức tạp hơn và có chi phí sản xuất, bảo dưỡng cao hơn so vớihộp số ít cấp hơn

Hộp số tự động 7 cấp (7-speed automatic transmission) :

- Đặc điểm: Có 7 cấp số tiến, thường được sử dụng trên các xe hạng sang vàhiệu suất cao

- Ưu điểm: Tăng cường hiệu suất nhiên liệu và khả năng vận hành, chuyển sốmượt mà và nhanh hơn

- Nhược điểm: Chi phí sản xuất và bảo dưỡng cao hơn.

Hộp số tự động 8 cấp (8-speed automatic transmission) :

- Đặc điểm: Có 8 cấp số tiến, phổ biến trên các xe hạng sang và xe thể thao hiệnđại

- Ưu điểm: Tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu, cải thiện khả năng vận hành và độmượt mà khi chuyển số

- Nhược điểm: Phức tạp và chi phí sản xuất cao

Hộp số tự động 9 cấp (9-speed automatic transmission) :

- Đặc điểm: Có 9 cấp số tiến, được sử dụng trên một số xe hạng sang và xe hiệusuất cao

- Ưu điểm: Hiệu suất nhiên liệu tốt hơn, chuyển số mượt mà và khả năng tăngtốc tốt

- Nhược điểm: Phức tạp và chi phí cao

- Hộp số tự động 10 cấp (10-speed automatic transmission) :

- Đặc điểm: Có 10 cấp số tiến, thường được sử dụng trên các xe cao cấp và xetải hiện đại

- Ưu điểm: Tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu và khả năng vận hành, chuyển số rấtmượt mà và nhanh chóng

- Nhược điểm: Rất phức tạp và chi phí sản xuất cao nhất

Hình 1.5: Hộp số tự động

Hình 1 4 : Sơ đồ vị trí 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 tuacủa động cơ cũng như tải trọng

1.2 KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG.

Hộp số tự động (automatic transmission) là một hệ thống phức tạp có nhiệm vụ

tự động điều chỉnh tốc độ và công suất của động cơ tới bánh xe mà không cần sựcan thiệp trực tiếp từ người lái Dưới đây là kết cấu cơ bản của một hộp số tự động:

1.2.1 Biến mô.

Đây là bộ phận kết nối giữa động cơ và hộp số, giúp chuyển đổi

và truyền mô-men xoắn từ động cơ đến hộp số Torque converterbao gồm ba phần chính: bánh bơm (pump), turbine, và stator

Chức năng:

Hình 1.6: Kết cấu biến mô

- Truyền lực từ động cơ đến hộp số: Biến mô thủy lực kết nối trựctiếp với động cơ và hộp số Khi động cơ quay, biến mô thủy lựctruyền mô-men xoắn từ động cơ đến hộp số, giúp xe di chuyển

- Khuếch đại mô-men xoắn: Một trong những chức năng quantrọng nhất của biến mô thủy lực là khuếch đại mô-men xoắn.Khi xe bắt đầu di chuyển từ trạng thái đứng yên hoặc khi tăngtốc, biến mô thủy lực tăng cường mô-men xoắn từ động cơ, giúp

xe tăng tốc mượt mà và hiệu quả hơn

- Hấp thụ và giảm rung động: Biến mô thủy lực giúp hấp thụ vàgiảm các rung động và sốc từ động cơ, mang lại sự êm ái khi lái

xe Điều này giúp bảo vệ các bộ phận bên trong hộp số và tăngtuổi thọ của hệ thống truyền động

- Chuyển đổi và truyền tải mô-men xoắn hiệu quả: Biến mô thủylực giúp chuyển đổi và truyền tải mô-men xoắn một cách hiệuquả từ động cơ đến hộp số, đảm bảo sự truyền động mượt mà vàliên tục, đặc biệt khi xe thay đổi tốc độ hoặc khi động cơ hoạtđộng ở các điều kiện tải khác nhau

Kết cấu:

Bộ biến mô bao gồm: đĩa bơm được dẫn động bằng trục khuỷu, đĩa tuabinđược nối với trục sơ cấp hộp số, stato được bắt chặt vào vỏ hộp số qua khớp mộtchiều và trục stato, vỏ bộ biến mô chứa tất cả các bộ phận trên Biến mô được đổđầy dầu thủy lực cung cấp bởi bơm dầu Dầu này được văng ra khỏi các đĩa bơmthành một dòng truyền công suất làm quay đĩa tuabin Đĩa dẫn động và biến mô thaythế cho bánh đà trong hộp số thường

 Đĩa bơm :

Đĩa bơm được nối với trục khuỷu và luôn quay cùng với nó và gắn liềnvới vỏ biến mô, rất nhiều cánh có dạng cong được lắp theo hướng kính ở bên

trong

Vành dẫn hướng được lắp trên cạnh trong của cánh quạt để dẫn hướngcho dòng chảy của dầu được êm Vỏ biến mô được nối bới trục khuỷu qua tấmdẫn động

Đĩa tuabin được nối với trục sơ cấp hộp số và quay cùng với nó khi xechạy ở dãy số "D", "2", "L" hay "R" Tuy nhiên nó bị ngăn không cho quay khi

Stato được đặt giữa đĩa bơm và đĩa tuabin Nó được lắp trên trục stato, trục này lắp

cố định vào vỏ hộp số qua khớp một chiều cánh của stato nhận dòng dầu khi nó đi

ra khỏi đĩa tuabin và hướng cho nó đập vào mặt sau của cánh quạt trên đĩa bơm làmcho đĩa bơm được "cường hóa"

Nguyên lý hoạt động:

Biến mô thủy lực hoạt động dựa vào 2 nguyên lý, đó là nguyên

lý truyền công suất và nguyên lý khuếch đại mômen

- Nguyên lý truyền công suất :

Hình 1.10: Nguyên láy truyền công suất của biến

mô

Hình 1.11: Nguyên lý khuyếch đại mô men

của biến mô

Khi khởi chạy, cảnh bơm quay với cùng tốc độ quay động cơ,trong khi cánh turbine đứng yên Khi tốc độ của cảnh bơm tăngthì lực li tâm làm cho dầu bắt đầu chảy từ tâm cánh bơm ra phíangoài Khi tốc độ cánh bơm tăng lên nữa thì dầu sẽ bị ép văng rakhỏi cánh bơm Dầu va vào cánh của bánh turbine làm cho cánhturbine bắt đầu quay cùng chiều với cánh bơm Dầu chảy vàotrong dọc theo các cánh của turbine Khi nó chui được vào bêntrong cánh turbine thì mặt cong trong của cánh sẽ đổi hướng đầungược lại về phía cánh bơm, và chu kỳ lại bắt đầu từ đầu Việctruyền mô men được thực hiện nhờ sự tuần hoàn dầu qua cánhbơm và cánh turbine

- Nguyên lý khuếch đại mô-men :

Việc khuếch đại mô-men bằng biến mô được thực hiện bằngcách hồi dòng dầu đến cánh bơm, sau khi nó đi qua cánh turbinenhư mô tả ở trên, nhờ sử dụng các cánh của stator Nói theo mộtcách khác, cánh bơm được quay bởi mô-men từ động cơ và nóđược thêm vào một mô-men của dòng dầu thủy lực chảy hồi về từcánh turbine Điều đó có nghĩa là cánh bơm sẽ khuếch đại mô-men đầu vào ban đầu để truyền đến cách turbine

1.2.2 Bộ truyền bánh răng hành tinh.

Chức năng:

Bộ truyền bánh răng hành tinh (planetary gear set) là một thành phần quan trọngtrong hộp số tự động, thực hiện chức năng chính là thay đổi tỷ số truyền động đểđiều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn từ động cơ đến bánh xe

Một bộ bánh răng hành tinh có thể sử dụng để giảm tốc, tăng tốc, truyền độngtrực tiếp và đảo chiều quay

- Thay đổi tỷ số truyền động: Bằng cách kết hợp các bánh răng hành tinh,

bánh răng mặt trời và bánh răng vòng, bộ truyền bánh răng hành tinh có thể tạo ranhiều tỷ số truyền động khác nhau Điều này cho phép hộp số tự động có thể điềuchỉnh tốc độ và mô-men xoắn tùy theo điều kiện vận hành của xe mà không cần ngắtkết nối động cơ

- Chuyển số mượt mà: Bộ truyền bánh răng hành tinh cho phép chuyển số

mượt mà và liên tục Khi các bánh răng trong bộ truyền thay đổi vị trí tương đối, tỷ

số truyền động cũng thay đổi một cách trơn tru, giúp xe vận hành êm ái mà khônggây sốc hay giật

- Phân phối lực linh hoạt: Với cấu trúc phức tạp, bộ truyền bánh răng hành

tinh có khả năng phân phối lực linh hoạt giữa các bánh răng Điều này giúp tối ưuhóa hiệu suất truyền động và tiết kiệm nhiên liệu, đặc biệt khi xe phải thay đổi tốc

độ liên tục

- Tăng cường mô-men xoắn khi cần thiết: Ở các tỷ số truyền thấp, bộ truyền

bánh răng hành tinh có thể tăng cường mô-men xoắn từ động cơ, giúp xe khởi độngmạnh mẽ và vượt qua các điều kiện địa hình khó khăn dễ dàng hơn

Kết cấu:

Bộ truyền bánh răng hành tinh có 4 thành phần: bánh răng bao, bánh răng hànhtinh và bánh răng mặt trời và cần dẫn Cần dẫn nối với trục trung tâm của mỗi bánhrăng hành tinh và làm cho các bánh răng hành tinh xoay chung quanh

- Bánh răng mặt trời (Sun Gear): Nằm ở trung tâm, thường kết nối với trục đầu

vào từ động cơ Nó chịu mô-men xoắn từ nguồn điều khiển và truyền đến bánhrăng hành tinh Bánh răng hành tinh quay quanh bánh răng mặt trời và đồngthời kết hợp với bánh răng vòng

- Bánh răng hành tinh (Planet Gears): Là các bánh răng nhỏ quay quanh bánh

răng mặt trời, được gắn trên một khung gọi là “giá đỡ hành tinh” (planetcarrier)

- Cần dẫn Giá đỡ bánh răng hành tinh): Giữ các bánh răng hành tinh và kết

nối với trục đầu ra

Hình 1.12: Kết cấu bộ bánh răng hành tinh

Hình 1.14: Bánh răng hành tinh

Giảm tốc:

Hình 1.17: Nguyên lý làm việc của bộ bánh răng

hành tinh Tăng tốc

Nếu bánh răng bao được giữ và công suất được truyền đếnbánh răng mặt trời, các bánh răng hành tinh được kéo quay và dichuyển xung quanh bánh răng bao Điều này làm cần dẫn quaychậm hơn bánh răng mặt trời Tốc độ đầu ra giảm và mô mentăng lên đáng kể.

Nếu giữ bánh răng mặt trời và dẫn động bánh răng bao, cácbánh răng hành tinh sẽ di chuyển xung quanh bánh răng mặttrời Đây là nguyên nhân làm cần dẫn dịch chuyển chậm hơnbánh răng bao Mô men sẽ tăng lên, tuy nhiên, tốc độ giảm khôngđáng kể

Đảo chiều :

Hình 1.18: Nguyên lý làm việc của bộ bánh răng hành

tinh giảm tốc

Chế độ đảo chiều (reverse mode) trong hệ thống dẫn động bộ bánh răng hànhtinh là một chức năng quan trọng trong hộp số tự động, cho phép xe di chuyển lùi.

Để thực hiện chức năng này, hộp số tự động thay đổi sự tương tác giữa các bánhrăng trong bộ truyền bánh răng hành tinh Dưới đây là cách chế độ đảo chiều hoạtđộng trong dẫn động bộ bánh răng hành tinh

Hình 1.19: Ở chế độ đảo chiều

Bằng cách giữ cần dẫn và dẫn động bánh răng mặt trời, các bánh răng hànhtinh bị kéo quay trên trục của nó Điều này làm cho bánh răng bao quay theo chiềungược lại ở một tốc độ thấp hơn

Phân loại:

Bộ truyền bánh răng hành tinh (planetary gear set) có nhiều loại khác nhau,được phân loại dựa trên cấu trúc và cách thức hoạt động của chúng