Đồ án tốt nghiệp: Khai thác kỹ thuật hộp số tự động lắp trên xe camry 3.0 V

+Hộp số thay đổi tỉ số truyền của hệ thống truyền lực để tạo ra các lực kéo ở các bánh xe chủ động phù hợp với điều kiện chuyển động.Cùng một giá trị của mômen xoắn và vận tốc góc của độ

Mục lục

Trang

Lời nói đầu 2

Chương mở đầu: Giới thiệu khái quát về xe Camry 3.0V ……….………… 3

1 Kích thước và trọng lượng ……… 3

2 Động cơ……… 3

3 Hệ thống truyền lực và gầm……… 4

4 Hệ thống điện thân xe……… 6

5 Hệ thống an toàn……… 8

Chương I: Kết cấu và nguyên lý làm việc của hộp số tự động … …… 10

lắp trên xe Camry 3.0V I.1 Tổng quan về hộp số……… 10

I.1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu của hộp số……… 10

I.1.2 ưu nhược điểm của hộp số tự động……… 11

I.1.3 Phân loại hộp số tự động……… …… 11

I.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung của hộp số tự động(HSTĐ)… 12

I.2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ biến mô……… 13

I.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số hành tinh (HSHT)… 20

I.2.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu điều khiển HSHT…… 22

I.3 Cấu tạo và hoạt động của hộp số hành tinh của HSTĐ ……… 26

lắp trên xe Camry 3.0V I.3.1 Các thông số cơ bản của hộp số tự động ……… 30

I.3.2 Các bộ phận cơ bản của hộp số……… 30

I.3.3 Hoạt động của HSTĐ lắp trên xe Camry 3.0V………… 35

I.4 Hệ thống điều khiển của HSTĐ lắp trên xe Camry 3.0V…… 43

I.4.1 Hệ thống điều khiển điện tử……… 44

I.4.2 Hệ thống điều khiển thuỷ lực……… 48

Chương II: Bảo dưỡng và sửa chữa kỹ thuật đối với hộp số……… 54

Tự động lắp trên xe camry 3.0V II.1 Nội dung, định mức thời gian của công tác bảo dưỡng và sửa chữa… 56

II.2 Các hư hỏng và biến xấu trạng thái kỹ thuật hộp số tự động.… 60

Chương III Thiết bị phục vụ công tác bảo dưỡng sửa chữa 65

Kết luận 84

Lời nói đầu

Trong thời đại công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước Theo quy luật phát triển, ôtô đang trở thành phương tiện giao thông được ưa chuộng và tiến tới thay dần xe máy,xe gắn máy ở nước ta Ô tô chiếm vị trí rất quan trọng đối với

sự phát triển chung của các ngành.Cùng với độ an toàn cao ,tiện ích cho người sử dụng và bảo vệ môi trường, các thành tựu phát triển của khoa học kỹ thuật đã được ứng dụng cho ngành công nghiệp ôtô để giải quyết các vấn đề trên

Hộp số tự động là một trong những cụm tổng thành cơ bản của hệ thống truyền lực ôtô đã được ứng dụng để nâng cao tiện ích cho người sử dụng, cải thiện đặc tính kỹ thuật của xe

Với đề tài tốt nghiệp: “ Khai thác kỹ thuật hộp số tự động lắp trên xe

Camry 3.0V” để tìm hiểu rõ và giải quyết các vấn đề:

+ Khái quát về đặc tính kỹ thuật xe Camry 3.0V

+ Kết cấu và nguyên lý hoạt động của hộp số tự động lắp trên xe Camry 3.0V + Các hư hỏng và bảo dưỡng kỹ thuật đối với hộp số tự động lắp trên xe Camry 3.0V

Sau quá trình học tập ở trường, dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn

Đức Toàn và các thầy giáo trong bộ môn em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Do trình độ nhận thức bản thân còn hạn chế, đề tài tương đối mới mẻ nên không tránh khỏi được các thiếu xót Em xin chân thành cảm ơn mọi sự đóng góp ý kiến, chỉ bảo của các thầy giáo để đề tài của em được hoàn chỉnh

SVTH :Nguyễn Sỹ Tuất

Chương mở đầu: Giới thiệu khái quát về xe Camry 3.0V

Nam Xe Camry có ba loại: Camry 3.0V, Camry 3.4 Qvà Camry 2.4G Cùng

với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhằm nâng cao tiện ích cho người sử dụng, cũng như tính cạnh tranh trên thị trường nên các đặc tính kỹ thuật của

xe không ngừng được nâng cao để phục vụ lợi ích của con người, bảo vệ môi trường

So với xe Camry 2.4G , xe Camry 3.0V có một số ưu điểm hơn, một trong

số các ưu điểm đó là Camry 3.0V có trang bị hộp số tự động với 5 số tự động

điều khiển điện tử

1.1 Kích thước và trọng lượng

VVT-I

CAMRY

H

Hình A-1 Tuyến hình xe Camry 3.0V

L x B x H mm 4825 x 1810 x 1515

Chiều dài cơ sở mm 2720

Khoảng sáng gầm xe mm 175

Trọng lượng không tải kg 1525

Trọng lượng toàn tải kg 2010

1.2 Động cơ

Camry mới được trang bị động cơ mạnh mẽ bốn kỳ, với công nghệ VVT-I

sử dụng xăng không pha chì hội tụ 3 tính năng ưu việt:

+ Vận hành mạnh mẽ

+ Tiết kiệm nhiên liệu

+ Bảo vệ môi trường

HìnhA- 2 Động cơ 1MZ-FE lắp trên xe Camry 3.0V

Loại động cơ Xăng, bốn kỳ

Số xi lanh và cách bố trí 6 xi lanh chữ V

Cơ cấu xupáp 24 xupáp, DOHC, VVT-I

Dung tích 2995 cm3

Đường kính x hành trình 87.5 x 83.0 mm

Tỷ số nén 10.5 : 1

Công suất cực đại 212Hp/5800v/p

Mô men xoắn cực đại 298Nm/4400v/p

Hệ thống phun nhiên liệu EFI(phun nhiên liệu điện tử)

1.3 Hệ thống truyền lực và gầm

Hệ thống truyền lực của xe Camry 3.0V năm 2006 được bố trí theo kiểu FF (động cơ nằm ngang đặt ở đằng trước, cầu trước chủ động)

Hình A- 3 Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực trên xe Camry 3.0V

+ Xe Camry 3.0V mới được trang bị hộp số tự động U151E với 5 số tự động

điều khiển điện tử sang số cực êm, ngăn ngừa các trường hợp trượt số khi xuống dốc và tiết kiệm nhiên liệu

+ Hệ thống treo: hai cầu đều sử dụng hệ thống treo độc lập

Hệ thống treo trước kiểu Mcpherson với thanh cân bằng làm tăng độ chắc chắn, độ êm và độ bám đường, giúp điều khiển xe dễ dàng và thoải mái hơn

Hình A- 6 Hệ thống treo trước

Hệ thống treo sau kiểu đòn treo kép độc lập với thanh cân bằng, tay đòn dưới được thiết kế dài hơn nhằm tăng độ chắc chắn và bám đường khi xe rẽ, giảm thiểu tình trạng chúi đầu xe

Hình A- 7 Hệ thống treo sau

+ Hệ thống phanh: Dùng cơ cấu phanh đĩa có đường kính lớn cho cả bốn bánh(đĩa thông gió15*/đĩa14*)dẫn động bằng dầu Để nâng cao hiệu quả phanh hệ thống phanh còn được trang bị hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) giúp ngăn tình trạng bánh xe bị bó cứng khi phanh gấp hay lúc đi trên đường trơn, giúp xe điều khiển dễ dàng và ổn định Bộ phận phân bố lực phanh điện

tử (EBD) giúp phân bố lực phanh chính xác cho từng bánh xe, tăng thêm hiệu quả ABS Hệ thống hỗ trợ khi phanh gấp (BA) sẽ tự động tăng thêm lực phanh trong trường hợp khẩn cấp

Phanh trước Đĩa thông gió 15”

Phanh sau Đĩa thường 14”

+ Hệ thống lái: Sử dụng cơ cấu lái thanh răng bánh răng, có trợ lực lái

Hình A- 8 Hệ thống chiếu sáng của xe Camry 3.0V

Hệ thống đèn pha trang bị cho xe camry 3.0V bao gồm: đèn sương mù phản xạ đa chiều, đèn pha với công nghệ HID tự động điều chỉnh góc chiếu sao cho không làm chói mắt người lái xe trên các xe chạy ngược chiều Ngoài

ra nó còn được trang bị các bóng đèn LED cho đèn báo phanh

Đèn pha cao áp Đèn phanh LED

+ Bảng đồng hồ mới với biểu tượng camry hiển thị đầy đủ các thông số: tốc độ

động cơ, tốc độ xe, mức nhiên liệu, nhiệt độ nước làm mát, áp suất dầu, điện

áp ăc quy, đèn báo xi nhan, đèn báo chế độ pha, đèn báo vị trí số, các đèn báo hiệu và đèn cảnh báo

xứng đáng với giá trị của đẳng cấp cao Các biện pháp an toàn chủ động và thụ

động tiên tiến nhất được áp dụng để bảo vệ tối đa cho người ngồi trong xe

+ Hệ thống an toàn chủ động: hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS), hệ thống phân bố lực phanh (EBD), hệ thống hỗ trợ khi phanh gấp (BA)

+ Hệ thống an toàn bị động: Túi khí

- Hai túi khí cùng với dây an toàn sẽ bảo vệ

hành khách và người lái, giảm thiểu tổn thương

khi có va chạm ở phía trước

Hình A-12 Túi khí bảo vệ

- Cấu trúc hấp thụ xung lực được lắp đặt ở các trụ và viền nóc xe nhằm giảm

thiểu chấn thương phần đầu cho hành khách trong trường hợp xảy ra tai nạn

Cấu trúc hấp thụ xung lực

Hình A-13 Cấu trúc hấp thụ xung lực

- Thanh chịu lực được trang bị ở cả bốn cửa xe, giúp bảo vệ hành khách

an toàn khi có va chạm ở hai bên thân xe

Hình A-14 Cáu trúc chịu lực ở cửa xe

- Ghế trước có cấu trúc giảm chấn thương đốt sống cổ trong trường hợp

có va chạm từ phía sau

HìnhA- 15 Cấu trúc an toàn của ghế

Chương 1: Kết cấu vμ nguyên lý lμm việc của hộp số

tự động lắp trên xe Camry 3.0V

I.1 Tổng quan về hộp số

I.1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu của hộp số

a, Công dụng:

+ Động cơ đốt trong dùng trong ô tô có hệ số thích ứng rất thấp ,đối với động

cầu mômen cần thiết để thắng sức cản chuyển động thay đổi khá nhiều khi ô tô làm việc.Muốn giải quyết vấn đề này trên ô tô cần phải đặt hộp số

+Hộp số thay đổi tỉ số truyền của hệ thống truyền lực để tạo ra các lực kéo ở các bánh xe chủ động phù hợp với điều kiện chuyển động.Cùng một giá trị của mômen xoắn và vận tốc góc của động cơ ,mômen và vận tốc góc của bánh xe chủ động có thể thay đổi được bằng cách thay đổi tỉ số truyền của hộp

số Cụ thể hơn ,nếu sử dụng tay số thấp(tỷ số truyền lớn ) của hộp số thì sẽ có

được mômen kéo tại bánh xe chủ động lớn , nhưng vận tốc của bánh xe nhỏ

và ngược lại

+ Thay đổi chiều chuyển động của ôtô (tiến và lùi)

+ Ngắt dòng truyền lực trong thời gian dài mà không cần tắt máy hoặc cắt bộ

+ Sơ đồ động học gồm có loại trục cố định (hai trục, ba trục) và loại hành tinh (một hàng, hai hàng…)

+ Dãy tỷ số truyền gồm một dãy tỷ số truyền (ba số, bốn số, năm số…) và hai dãy tỷ số truyền

+ Phương pháp sang số chia thành điều khiển bằng tay hoặc tự động Phương pháp sang số điều khiển tự động lại được chia thành:

- Hộp số tự động điều khiển hoàn toàn bằng thuỷ lực, nó chỉ sử dụng hệ

thống thuỷ lực để điều khiển

- Hộp số tự động điều khiển điện tử, nó sử dụng công nghệ điều khiển điện

tử hiện đại để điều khiển hộp số

* Hộp số vô cấp lại được chia theo: Hộp số thuỷ lực (loại thuỷ tĩnh, thuỷ

I.1.2 ưu nhược điểm của hộp số tự động

Khi tài xế đang lái xe có hộp số cơ khí, cần sang số được 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 được chuyển về số thấp Vì các lý do trên nên điều cần thiết đối với lái xe là phải thường xuyên nhận biết tải và tốc độ động cơ để chuyển số một cách phù hợp Đối với HSTĐ, những nhận biết như vậy là không cần thiết, lái xe không cần phải chuyển số mà việc chuyển lên hay xuống đến số thích hợp nhất được

thực hiện một cách tự động tại thời điểm thích hợp nhất theo tải động cơ và tốc độ xe

a, b,

Hình 1- 1 a, hộp số thường; b, hộp số tự động

• Ưu điểm: So với hộp số thường, HSTĐ có các ưu điểm sau:

+Người lái xe không cần phải suy tính khi nào cần lên số hoặc xuống số.Các bánh răng tự động chuyển số tuỳ thuộc vào tốc độ xe và mức đạp bàn đạp ga + Làm giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thường xuyên phải chuyển số

+ Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái xe do vậy giảm bớt cho lái xe sự cần thiết phải thành thạo các kỹ thuật lái

+ Nếu dùng nhiều ly hợp và phanh có thể làm tổn hao công suất khi chuyển

số, hiệu suất giảm

đ−ợc lắp bên ngoài.Loại hộp số lắp trong xe FR đ−ợc gọi là hộp số truyền

động.Trong hộp số tự động đặt ngang hộp số truyền động và bộ dẫn động cuối cùng đc bố trí trong cung một vỏ hộp.Bộ dẫn động cuối cùng gồm một cặp bánh răng giảm tốc(bánh răng dẫn và bánh răng bị dẫn

Hộp số điều khiển điện tử(ECT)

Một hộp số điều khiển điện tử gồm các bộ phận sau:

Bộ biến mô

Bộ truyền bánh răng hành tinh

Bộ điều khiển thuỷ lực

Bộ điều khiển điện tử(ECU động cơ và ECT)

Để truyền và khuyếch đại mômen do động cơ sinh ra

I.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung của hộp số tự động(HSTĐ)

Cụm hộp số tự động bao gồm bộ biến mô, hộp số hành tinh và các cơ cấu

điều khiển của hộp số hành tinh Trong hệ thống truyền lực chức năng của

cụm hộp số tự động thay thế chức năng làm việc của ly hợp ma sát và hộp số

cơ khí

3 4

2 5

1 Bánh đà 1

2 Bộ biến mô

3.Cơ cấu điều khiển

4 Bộ truyền lực hành tinh

5 Trục thứ cấp Hình 1- 2 Sơ đồ cấu tạo chung của hộp số tự động I.2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ biến mô Biến mô thuỷ lực đ−ợc lắp ở đầu vào hộp số và đ−ợc bắt bằng bulông vào đầu của trục khuỷu thông qua tấm truyền động Bộ biến mô đ−ợc đổ đầy bằng dầu của hộp số tự động, nó làm tăng mô men do động cơ tạo ra và truyền mô men này đến hộp số hoặc là đóng vai trò nh− một khớp nối thuỷ lực truyền mô men đến hộp số a, Cấu tạo của bộ biến mô(BMM)

Hình 1- 3 Cấu tạo của bộ biến mô

Bộ biến mô bao gồm: phần chủ động được gọi là bánh bơm (B) dẫn động bằng trục khuỷu, phần bị động gọi là bánh tuabin (T) nối với trục sơ cấp của hộp số, phần phản ứng gọi là bánh dẫn hướng (D)

Biễn mô vừa truyền vừa khuyếch đại mômen vào hộp số(bộ truyền bánh răng hành tinh )thông qua môi chất là dầu hộp số tự động(ATF)

Hình 1- 4a Cấu tạo bánh bơm

Hình 1- 4b Cấu tạo bánh tuabin

+ Bánh bơm được gắn liền với vỏ biến mô, rất nhiều cánh được lắp theo hướng kính ở bên trong

+ Cũng như bánh bơm, bánh tua bin cũng có rất nhiều cánh cong được lắp bên trong bánh tua bin Hướng cong của các cánh này ngược chiều với các cánh trên bánh bơm Bánh tua bin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh quạt của nó đối diện với các cánh trên bánh bơm, giữa chúng có khe hở rất nhỏ

+ Bánh dẫn hướng được đặt giữa bánh bơm và bánh tuabin Các cánh của bánh dẫn hướng nhận dòng dầu đi ra khỏi tuabin và hướng cho nó đập vào mặt sau của cánh quạt trên bánh bơm làm cho bánh bơm được cường hoá Bánh dẫn

hướng được nối với vỏ của cụm thông qua khớp một chiều Khớp một chiều cho phép bánh dẫn hướng quay cùng chiều với trục khuỷu động cơ Tuy nhiên nếu bánh dẫn hướng cố gắng quay theo chiều ngược lại, khớp một chiều sẽ khoá bánh dẫn hướng lại và không cho nó quay Do vậy bánh dẫn hướng quay hay bị khoá phụ thuộc vào hướng của dòng dầu đập vào cánh quạt

Hình 1- 5 Hướng của dòng dầu sau khi ra khỏi bánh tuabin

b, Nguyên lý truyền công suất và khuyếch

đại mômen

Hình 1- 6 Mô hình tạo thành BMM

+ Nguyên lý truyền công suất: Chúng ta liên hệ

sự làm việc của bộ biến mô với sự làm việc của

hai quạt gió Quạt chủ động được nối với nguồn

điện, cánh của nó đẩy không khí sang quạt bị

động (không nối với nguồn điện) đặt đối diện như hình vẽ Quạt bị động sẽ quay cùng chiều với quạt chủ động Như vậy sự truyền năng lượng thực hiện qua không khí.

Trong bộ biến mô quá trình cũng xảy ra tương tự Trong đó bánh bơm

được dẫn động bởi trục khuỷu động cơ giữ vai trò bánh chủ động, bánh tuabin

là bánh bị động nối với trục sơ cấp của hộp số, sự truyền năng lượng được thực hiện qua chất lỏng (dầu áp lực)

+ Nguyên lý khuyếch đại mômen: Việc khuyếch đại mômen bằng biến mô

được thực hiện bằng cách sử dụng bộ phận đảo chiều (bánh dẫn hướng) Nếu không có bánh dẫn hướng thì dòng dầu khi quay trở lại bánh bơm từ bánh tuabin nó sẽ đối diện với chiều của dòng dầu đi ra từ bánh bơm Bánh bơm phải sử dụng một phần mômen từ động cơ để làm thay đổi chiều chuyển động của dòng dầu đến từ bánh tuabin Khi sử dụng bánh dẫn hướng, nó điều chỉnh chiều chuyển động của dòng dầu sau khi ra khỏi bánh tuabin đến bánh bơm có chiều chuyển động cùng với chiều của dòng dầu đi ra khỏi bánh bơm, do vậy không có sự hao tổn mômen Dòng dầu được điều chỉnh lại dòng chuyển động này còn có tác dụng làm cho bánh bơm biến đổi mômen tăng thêm Vì dòng dầu này đi vào bánh bơm với một động năng sẵn có, do vậy động năng của dòng dầu trong bánh bơm tăng lên rất nhanh, sự tăng động năng này sẽ làm cho dòng dầu văng ra khỏi bánh bơm và đi đến cánh tuabin với một động năng rất lớn

Hình 1- 7 Hướng của dòng dầu khi có bánh dẫn hướng

Tuy nhiên không phải lúc nào việc khuyếch đại mômen cũng xảy ra Việc khuyếch đại mômen chỉ xảy ra khi sự chênh lệch về tốc độ quay của bánh bơm và bánh tuabin là lớn Khi sự chênh lệch này lớn, tốc độ của dầu (dòng

chảy xoáy) tuần hoàn qua bánh bơm và bánh tuabin là lớn, do vậy dầu chảy từ bánh tuabin đến bánh dẫn hướng theo hướng sao cho nó ngăn cản chuyển

động quay của bánh bơm, như hình vẽ (điểm A hình 2-8) Tại đây dầu sẽ đập vào mặt trước của cánh quạt trên bánh dẫn hướng làm cho nó quay theo hưóng ngược với hướng quay của bánh bơm Do bánh dẫn hướng bị khoá cứng bởi khớp một chiều nên nó không quay, nhưng các cánh của nó làm cho hướng của dòng dầu thay đổi sao cho chúng sẽ trợ giúp cho chuyển động quay của bánh bơm, do đó thực hiện việc khuyếch đại mômen

Hình 1-8 Hướng của dòng chảy và hoạt động của bánh dẫn hướng khi dòng chảy xoáy lớn

Khi tốc độ quay của bánh tuabin đạt được đến tốc độ của bánh bơm, tốc

độ của dầu (dòng chảy xoáy) tuần hoàn qua bánh bơm và bánh tuabin giảm xuống Do vậy, hướng của dòng chảy dầu mà đi từ bánh tuabin đến bánh dẫn hướng cùng hướng với hướng quay của bánh bơm, lúc này dầu đập vào mặt sau của các cánh trên bánh dẫn hướng nên các cánh này ngăn dòng chảy của dầu lại Trong trường hợp này, khớp một chiều cho phép bánh dẫn hướng quay cùng với bánh bơm, như vậy cho phép dầu trở về bánh bơm Khi bánh dẫn hướng bắt đầu quay theo cùng hướng với bánh bơm lúc tốc độ quay của bánh tuabin đạt đến một tỷ lệ nhất định so với tốc độ quay của bánh bơm Hiện tượng đó được gọi là điểm ly hợp hay điểm nối

Điểm xe đỗ

Điểm ly hợp

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1

2 3

Hình 1-10.Đường đặc tính hệ số biến mômen

Ta thấy việc khuyếch đại mômen tỷ lệ với dòng chảy xoáy, điều đó có nghĩa việc khuyếch đại mômen lớn nhất khi bánh tuabin đứng yên Hoạt động của bộ bién mô chia làm hai giai đoạn: giai đoạn biến đổi mômen, trong giai

đoạn này mômen được khuyếch đại; và giai đoạn khớp nối, giai đoạn này chỉ

đơn thuần là truyền mômen mà không khuyếch đại Điểm ly hợp là đường phân cách giữa hai giai đoạn này

tuabin không hề quay, sự chênh lệch tốc độ quay giữa bánh bơm và bánh tuabin là lớn nhất Hệ số biến mômen của biến mô là lớn nhất Nó nằm trong

i T

Vùng khớp nối Vùng biến mô

1.0 0.8

0.6 0.4

0.2 0

Điểm xe đỗ

Điểm ly hợp

20 40 60 80

100 (%)

Điểm ly hợp: khi bánh tuabin bắt đầu quay tỷ số truyền tốc độ bắt đầu tăng lên, sự chênh lệch tốc độ giữa bánh tuabin và bánh bơm bắt đầu giảm xuống Khi tỷ số truyền tốc độ đạt đến một giá trị nhất định, dòng chảy xoáy nhỏ nhất, do vậy tỷ số truyền mômen gần bằng 1:1, bộ biến mô bắt đầu có tác dụng như một khớp thuỷ lực

+ Hiệu suất truyền động: hiệu suất truyền động của bộ biến mô cho biết bao nhiêu năng lượng được truyền một cách hiệu quả từ bánh bơm tới bánh tuabin Trong đó:

T T B

Tại điểm đỗ xe, bánh bơm đang

quay nhưnng bánh tuabin đứng yên

Mômen lớn nhất do đó được truyền

truyền động bằng không do bánh tuabin không quay

Khi bánh tuabin bắt đầu quay, công suất đầu ra của bánh tuabin, nó tỷ lệ với số vòng quay và mômen của bánh bơm, gây lên sự tăng đột ngột hiệu suất truyền động, hiệu suất này đạt giá trị lớn nhất tại tỷ số truyền tốc độ trước

điểm ly hợp một chút Sau điểm lớn nhất hiệu suất truyền động bắt đầu giảm xuống do một phần dòng dầu từ bánh tuabin bắt đầu chảy đến mặt phía sau của các cánh trên bánh dẫn huớng

Tại điểm ly hợp, phần lớn dầu từ bánh tuabin đập vào mặt sau của cánh trên bánh dẫn hướng, bánh dẫn hướng bắt đầu quay để ngăn cản sự giảm thêm nữa của hiệu suất truyền động, và bộ biến mô bắt đầu thực hiện chức năng như một khớp thuỷ lực

Do mômen được truyền với tỷ số gần bằng 1:1 trong khớp thuỷ lực, hiệu suất truyền động trong khớp thuỷ lực tỉ lệ thuận với tỷ số truyền tốc độ

Tuy nhiên, sự tuần hoàn của dầu làm cho một phần động năng của dầu bị mất mát khi nhiệt độ dầu tăng lên do ma sát và va đập Do vậy hiệu suất truyền động của bộ biến mô không đạt đến 100%, nhưng nó lớn hơn 95% một chút

d, Hoạt động của bộ biến mô

+ Khi 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, tải trọng tác dụng lên bánh tuabin lớn do nó không thể quay Mặc dù vậy, do xe đang đỗ nên tỷ số truyền tốc độ giữa bánh tuabin và bánh bơm là bằng không trong khi

hệ số biến đổi mô men là lớn nhất Do vậy, bánh tuabin luôn sẵn sàng quay với mômen cao hơn so với mô men do động cơ tạo ra

+ Khi xe khởi hành: khi phanh được nhả ra, bánh tuabin có thể quay cùng với trục sơ cấp của hộp số Do vậy khi đạp chân ga sẽ làm cho bánh tuabin quay với mômen lớn hơn so với mômen do động cơ tạo ra, làm xe bắt đầu chuyển

động

+ Khi xe chạy với tốc độ thấp: khi tốc độ của xe tăng lên tốc độ quay của bánh tuabin nhanh chóng bằng với cánh bơm, hệ số biến mômen do đó nhanh chóng đạt đến giá trị 1 Khi tỷ số truyền tốc độ của bánh tuabin so với bánh bơm đạt đến một giá trị xác định (điểm ly hợp), bánh dẫn hướng bắt đầu quay

và sự khuyếch đại mômen giảm xuống, biến mô bắt đầu làm việc như khớp nối thuỷ lực Do vậy, tốc độ của xe tăng hầu như tỷ lệ thuận với tốc độ động cơ

+ Khi xe chạy với tốc độ trung bình đến cao: Chức năng của bộ biến mô chỉ như một khớp thuỷ lực Bánh tuabin quay với tốc độ gần bằng tốc độ của bánh bơm

I.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số hành tinh (HSHT)

Trong hệ thống truyền lực hộp số hành tinh được đặt sau bộ biến mô, có nhiệm vụ truyền mômen của động cơ từ trục sơ cấp đến trục thứ cấp của hộp

số, cung cấp những tỷ số truyền khác nhau để cho xe vận hành trong những

điều kiện khác nhau

Cấu tạo của hộp số hành tinh dùng trên ôtô được tổ hợp từ các cơ cấu hành tinh (CCHT) cơ bản hoặc từ các cơ cấu hành tinh tổ hợp

a Cấu tạo của CCHT Wilson độc lập (CCHT cơ bản

Hình 1-12.Các phần tử của cơ cấu hành tinh cơ bản

CCHT kiểu Wilson là bộ truyền bánh răng ăn khớp trong và ngoài, ba trục Các chi tiết bao gồm: Một bánh răng mặt trời có vành răng ngoài đặt trên một trục quay, một bánh răng bao có vành răng trong đặt trên một trục quay khác cùng đường tâm với bánh răng mặt trời, các bánh răng hành tinh nằm giữa và

đồng thời ăn khớp với bánh răng mặt trời và bánh răng bao, trục của các bánh

răng hành tinh nối cứng với nhau trên một giá gọi là cần dẫn, cần dẫn là trục thứ ba của CCHT

b Nguyên lý hoạt động của CCHT cơ bản

CCHT cơ bản là cơ cấu có hai bậc tự do, cho nên để xác lập một tốc độ quay ổn định ở trục vào và một tốc độ quay ổn định ở trục ra, ta phải hạn chế một bậc tự do của cơ cấu

Để hạn chế một bậc tự do của cơ cấu có hai cách:

Hình 1-13 Chế độ giảm tốc

+ Khoá một phần tử với vỏ hộp số;

+ Khoá hai phần tử với nhau

Tuỳ theo việc xác định phần tử chủ

động, phần tử bị động, phần tử khoá của

CCHT khác nhau mà ta có trạng thái làm

việc của CCHT là tăng tốc, giảm tốc,

truyền thẳng hay đảo chiều

độ quay của cần dẫn giảm xuống tuỳ

theo số răng của bánh răng bao và

Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ các bánh răng hành tinh quay

xung quanh bánh răng mặt trời trong khi chúng cũng quay quanh trục của nó

theo chiều kim đồng hồ Điều đó làm cho các

bánh răng bao tăng tốc tuỳ thuộc vào số

răng của bánh răng bao và mặt trời

răng hành tinh lúc này chỉ quay quanh trục của

Bánh răng trung gian sẽ đảo chiều chuyển động quay

* Truyền thẳng

Chế độ truyền thẳng, trục chủ động và trục bị động quay cùng tốc độ Để

thực hiện được chế độ truyền thẳng thì hai trong ba phần tử trong cơ cấu hành

tinh phải khoá với nhau Trong trường hợp này CCHT đóng vai trò như một

khớp nối cứng

I.2.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu điều khiển HSHT

Trong hộp số tự động việc thay đổi các số truyền được thực hiện nhờ tác dụng của chế độ làm việc của động cơ và mômen cản gây ra đối với hệ thống truyền lực Các cảm biến theo dõi liên tục quá trình thay đổi trên, tạo lên các tín hiệu điều khiển và thông qua cơ cấu thừa hành tác dụng vào các phần tử

điều khiển của hộp số tự động, các phần tử điều khiển này sẽ thực hiện việc khoá thích hợp khâu của CCHT để có tỷ số truyền phù hợp

Các phần tử điều khiển trong hộp số hành tinh gồm các loại sau: Các loại ly hợp khoá làm việc trong dầu, các loại phanh dải, các khớp một chiều

a, Ly hợp khoá

Ly hợp khoá thường dùng để khoá một khâu của CCHT với vỏ tạo nên phanh dừng hoặc khoá hai khâu của CCHT với nhau tạo nên liên kết cùng quay với tốc độ như nhau

Ly hợp khoá dùng ở dạng ly hợp ma sát nhiều đĩa làm việc trong dầu, hoạt động bằng áp lực dầu của hệ thống thuỷ lực điều khiển Cấu tạo của ly hợp khoá gồm các đĩa ma sát có răng trong và ngoài Các đĩa ma sát răng trong gắn với phần thân trong của bộ phận này, còn các đĩa ma sát răng ngoài gắn với một bộ phận khác tạo nên vỏ của ly hợp

Hình 1-16 Cấu tạo của ly hợp khoá

1 Xi lanh (vỏ ly hợp) 6 Vòng hãm 5 Moay ơ

2 Phớt chắn dầu chịu lực (xéc măng) 7 Đĩa ép

3 Bộ lò xo hồi vị 8 Đĩa ma sát

Hình 1-17 Cấu tạo của phanh dải

Cấu tạo của phanh dải bao gồm: Bề mặt trụ của chi tiết cần khoá được gọi

là trống phanh, dải phanh quấn quanh vòng ngoài của chống phanh Một đầu của dải phanh được bắt chặt với vỏ của hộp số bằng chốt, đầu còn lại tiếp xúc với piston phanh qua cần đẩy piston

Khi áp suất thuỷ lực tác dụng lên piston làm cho piston dịch chuyển trong

xi lanh nén lò xo lại, cần đẩy dịch chuyển cùng với với piston và ấn vào một

đầu của dải phanh Do đầu kia của dải phanh được bắt chặt vào vỏ hộp số,

đường kính của dải phanh giảm xuống, vì vậy dải phanh sẽ kẹp chặt lấy trống phanh và giữ cho nó đứng yên Tại thời điểm này, một lực ma sát cao được tạo

ra giữa dải phanh và trống phanh làm cho trống cùng với một khâu nào đó của CCHT đứng yên

Khi dầu có áp suất được xả ra khỏi xi lanh, piston và cần đẩy bị ấn ngược trở lại bằng lực hồi vị của lò xo do vậy trống phanh được nhả ra bởi dải phanh

c, Khớp một chiều

Khớp một chiều trong hộp số hành tinh ngoài việc bố trí ở bánh dẫn hướng của bộ biến mô, nó còn được bố trí trong cơ cấu điều khiển của CCHT Tác dụng của khớp một chiều là nhằm xác định một chiều quay giữa các phần tử

có chuyển động tương đối với nhau

Trong hộp số hành tinh khớp một chiều làm chức năng của phần tử điều khiển trong quá trình chuyển số, ngoài ra nó còn làm nhiệm vụ của cơ cấu an toàn

Khớp một chiều có nhiều loại cấu tạo khác nhau: Dạng cam, dạng bi cầu, dạng trụ Tuy nhiên chúng đều làm việc theo nguyên lý của chêm

Hình 1- 18 Cấu tạo và hoạt động của khớp 1 chiều dạng bi cầu

Hình 1-19 Cấu tạo và hoạt động của khớp một chiều dạng cam

Đối với khớp một chiều dạng trụ thì nguyên lý cũng tương tự như khớp một chiều dạng bi cầu

Hộp số tự động là một hộp số tự động sử dụng công nghệ điều khiển điện

tử hiện đại để điều khiển hộp số (ECT) Bản thân hộp số tự động (trừ thân van) thực tế giống nh− hộp số điều khiển thuỷ lực hoàn toàn Nó bao gồm: bộ biến mô (BMM), hộp số hành tinh (HSHT), các cơ cấu điều khiển hộp số hành tinh Tuy nhiên để điều khiển sự làm việc của các cơ cấu điều khiển HSHT (phanh,

ly hợp), nó dùng các chi tiết điện tử, các cảm biến, một ECU (bộ điều khiển

điện tử) và vài cơ cấu chấp hành để điều khiển các van chuyển số trong bộ

điều khiển thuỷ lực, các van này lại điều khiển áp suất thuỷ lực đến các ly hợp

và phanh trong cụm bánh răng hành tinh để điều khiển việc chuyển số

Hình 1-21 Các bộ phận của HSTĐ

1 Bộ biến mô (BMM)

Bộ biến mô của HSTĐ cũng giống như các bộ biến mô các của HSTĐ khác Tuy nhiên để đảm bảo truyền 100% công suất từ trục khuỷu động cơ đến trục sơ cấp của hộp số trong giai đoạn khớp nối (không có sự khuyếch đại mômen), người ta dùng cơ cấu khoá biến mô

Hình 1-22.Sơ đồ hoạt động của cơ cấu khoá biến mô

+ Khi xe chạy tại tốc độ thấp, dầu có áp suất (áp suất biến mô) chảy đến phía trước của khớp khoá Do áp suất phía trước và phía sau của khớp khoá bằng nhau, nên khớp khoá được nhả ra

+ Khi xe chạy tại tốc độ trung bình và cao (thông thường là trên 60km/h), dầu

có áp suất chảy đến phần sau của khớp khoá cứng Do vậy, pittông khoá bị ép

vào vỏ biến mô Kết quả là, khớp khoá biến mô và vỏ trước biến mô quay cùng với nhau (bánh tuabin và bánh bơm được nối cơ khí với nhau, quay cùng tốc độ)

+ 3 ly hợp, 2 phanh và 1 khớp một chiều phối hợp để tạo ra 4 số tiến và 1 số lùi

+ Đầu vào của phần này có thể là bánh răng mặt trời trước, cần dẫn sau hoặc bánh răng mặt trời sau Đầu ra là cần dẫn trước

Hình 1- 24 Sơ đồ tổ hợp của hai bộ truyền hành tinh lắp trên trục trung gian

Quá trình chuyển số đ−ợc thực hiện nhờ sự phối hợp của cơ cấu: phanh, ly hợp, khớp một chiều Chức năng của từng cơ cấu nh− sau:

C0 Ly hợp số truyền thẳng và OD Nối trục sơ cấp với cần dẫn sau

B1 Phanh số 2 và OD Không cho bánh răng mặt trời sau quay

B2 Phanh số 1 và số lùi Không cho cần dẫn sau và bánh răng

Hình 1- 25 Sơ đồ bộ truyền UD lắp trên trục thứ cấp

Việc chuyển từ chế độ này sang chế độ kia là sự làm việc phối hợp của các cơ cấu: phanh, ly hợp, khớp một chiều Chức năng của các cơ cấu này nh− sau:

C3 Ly hợp U/D Nối bánh răng mặt trời U/D với cần

dẫn cum U/D

B3 Phanh U/D Cố định bánh răng mặt trời với vỏ

F2 Khớp một chiều U/D Không cho bánh răng mặt trời U/D

quay ng−ợc chiều kim đồng hồ

3 Bộ phận điều khiển

Bộ phận điều khiển bao gồm các van điện từ, các van điều khiển bố trí trong thân Các van này hoạt động phối hợp với nhau để điều khiển hoạt động của hộp số

Hình 1- 26 Cấu tạo thân van

+ Các van điện từ: SL1, SL2, SL3 và S 4 làm nhiệm vụ điều khiển lên và xuống số

+ Van điện từ DSL điều khiển ly hợp khoá biến mô

+ Van điện từ SLT điều khiển tối ưu áp suất chuẩn

+ Van điện từ SR điều khiển van rơle của van điện từ

2.3.3 Hoạt động của HSTĐ lắp trên xe Camry 3.0V

1 Nguyên lý việc điều khiển chung

Hộp số tự động U151E lắp trên xe Camry 3.0V có 5 số tiến và 1 số lùi trên

cần chọn số có các vị trí: P, R, N, D, 3, 2, L Nút nhả khoá để tránh chuyển nhầm số, công tắc số truyền tăng để có thể chuyển lên số 5 khi công tắc được bật và cần chọn số ở vị trí D

Hình 1- 27 Các vị trí trên cần chọnsố và cách chuyển cần số

+ Vị trí P dùng để: đỗ xe, người lái có thể rời xe, cần kéo thêm phanh tay; dừng xe chờ không tắt máy; khởi động động cơ khi xe đang đứng yên

+ Vị trí R dùng để lùi xe

+ Vị trí N dùng để: tạo số trung gian (Mo); khởi động động cơ trong mọi

trường hợp; dừng xe, người lái không rời khỏi xe

+ Vị trí D là vị trí lái xe bình thường trên mặt đường tốt xe có thể làm việc ở tất cả mọi số tiến

+ Vị trí 3 là vị trí xe chuyển động tiến với các số truyền giới hạn từ 1, 2, 3, xe chuyển động trên đường xấu, dốc, không cho phép phát huy tốc độ

+ Vị trí 2 là vị trí xe chuyển động tiến với các số truyền giới hạn từ 1, 2, xe chuyển động trên đường rất xấu, dùng để phanh bằng động cơ

+ Vị trí L là vị trí xe chuyển động tiến với số truyền 1, đây là vị trí phanh bằng

=

3

1 1

3

U

U cd

bd t

t

Z

Z Z

Z Z

Z i

Cơ cấu điều khiển CCHT trước – CCHT sau CCHT U/D

Hình 1- 28 Sơ đồ dòng truyền công suất của số 1 (Vị trí D, 2 & 3)

do đó được truyền đến bánh răng mặt trời của bộ truyền hành tinh trước Khi

đó bánh răng mặt trời trước sẽ quay theo chiều kim đồng hồ, do vậy làm quay bánh răng hành tinh trước ngược chiều kim đồng hồ và làm cho bánh răng hành tinh trước quay cùng chiều kim đồng hồ quanh bánh răng mặt trời trước

Do bánh răng hành tinh trước quay ngược chiều kim đồng hồ nên nó kéo theo bánh răng bao trước quay theo ngược chiều kim đồng hồ, nhưng do khớp một

đồng hồ Như vậy cần dẫn sẽ quay chậm hơn so với trục sơ cấp do bánh răng

hành tinh trước vừa quay quanh bánh răng mặt trời trước, vừa quay quanh trục của nó Chuyển động quay từ cần dẫn của cụm hành tinh trước tiếp tục được truyền đến bánh răng bao của cụm hành tinh giảm tốc (UD) thông qua cặp bánh răng ăn khớp chủ động và bị động trung gian Do bánh răng bao UD quay ngược chiều kim đồng hồ nên nó kéo theo bánh răng hành tinh UD quay ngược chiều kim đồng hồ và bánh răng mặt trời UD quay thuận chiều kim

mặt trời UD không quay theo chiều kim đồng hồ Do vậy bánh răng hành tinh

UD vừa quay quanh bánh răng mặt trời UD, vừa quay quanh trục của nó cho nên tốc độ quay của cần dẫn nhỏ hơn bánh răng bao tạo nên chế độ giảm tốc Chuyển động quay từ cần dẫn UD sau đó truyền đến cặp bánh răng chủ động

và bị động vi sai thông qua trục thứ cấp đến bộ vi sai của cầu chủ động

=

3 1 3

1 1 1

3

2 1 1

U U cd

bd S S S t

t

Z

Z Z

Z Z Z

Z Z

Z i

Cơ cấu điều khiển CCHT trước – CCHT sau CCHT U/D

Ly hợp số tiến (C1) cũng hoạt động ở số 2 như khi ở số 1 Chuyển động quay của trục sơ cấp do đó được truyền đến bánh răng mặt trời trước, nó làm cho các bánh răng hành tinh trước quay quanh bánh răng mặt trời trước theo chiều kim đồng hồ như ở số 1 Tuy nhiên cần dẫn trước lại kéo bánh răng bao sau quay theo chiều kim đồng hồ, bánh răng bao sau lại kéo bánh răng hành tinh sau quay theo chiều kim đồng hồ quanh bánh răng mặt trời sau và quanh

quay của cần dẫn sau được truyền đến bánh răng bao trước, do vậy bánh răng hành tinh trước quay quanh bánh răng mặt trời trước nhanh hơn so với ở số 1 (vì bánh răng hành tinh trước phải quay quanh trục của bản thân nó ít hơn), chính vì thế cần dẫn trước ở số 2 quay nhanh hơn so với ở số1 Chuyển động quay của cần dẫn trước tiếp tục được truyền đến cụm bánh răng hành tinh UD tương tự như với số 1

bd

Z

Z Z

Z i

Cơ cấu điều khiển CCHT trước – CCHT sau CCHT U/D

Ly hợp số tiến (C1) và ly hợp số truyền thẳng (C0) đều làm việc ở số 3 Chuyển động quay từ trục sơ cấp được truyền đến bánh răng mặt trời trước,

đồng thời chuyển động quay của trục sơ cấp cũng được truyền qua trục trung

răng bao trước và bánh răng mặt trời trước quay cùng tốc, cho nên bánh răng hành tinh trước bị khoá hay nói cách khác cụm hành tinh trước bị nối cứng và quay cùng một khối với trục sơ cấp Chính vì vậy tốc độ quay của cần dẫn trước bằng tốc độ quay của trục sơ cấp Sau đó chuyển động quay tiếp tục

được truyền đến cụm vi sai như ở số 1và số 2

+ Số 4 (Khi cần số ở vị trí D):

3

1 3

bd S

S

S

Z

Z Z

Z Z Z

Z i

Cơ cấu điều khiển CCHT trước – CCHT sau CCHT U/D

Hình 1- 31 Sơ đồ dòng truyền công suất của số 4 (Vị trí D)

quay theo cần dẫn sau theo chiều kim đồng hồ quanh bánh răng mặt trời sau,

vừa quay quanh trục của nó theo chiều kim đồng hồ Chính vì vậy cần dẫn trước quay nhanh hơn trục sơ cấp Do hoạt động của các phần tử khoá của cụm hành tinh UD vẫn giống như ở số 1, 2, 3 cho nên tốc độ quay của đầu ra

đến vi sai cũng lớn hơn, thực hiện số truyền 4

+ Số 5 (Khi cần số ở vị trí D ):

Tỷ số truyền:

cd

bd S

S

S

Z

Z Z Z

Z

3 1

-Hình 1- 32 Sơ đồ dòng truyền công suất của số 5 (Vị trí D)

độ trên cần dẫn trước lớn hơn tốc độ trục sơ cấp Tuy nhiên ở số truyền 5 do ly

cứng với nhau Cho nên bộ truyền hành tinh UD quay liền một khối, tốc độ quay bánh răng bao UD bằng tốc độ cần dẫn UD và bằng tốc độ trục thứ cấp

U

U cd

bd S

S R

Z

Z Z

Z Z Z i