Nghiên cứu sự suy giảm tình trạng kỹ thuật và hướng dẫn bảo dưỡng trong sử dụng Hộp số trên xe ô tô

Đuôi trục sơ cấp được chế tạo sao chođầu trục bị động lồng vào trong nhờ ổ bi kim.* Trục thứ cấp Trục thứ cấp được gối trên hai ổ bi: Đầu trục được gối trên ổ bi kim lồngvào trong trục s

BỘ QUỐC PHÒNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

2 Các số liệu ban đầu: Tìm hiểu theo yêu cầu của giáo viên.

3 Nội dung bản thuyết minh:

- Đặt vấn đề:

- Chương I: PHÂN TÍCH CẤU TẠO CỦA MỘT SỐ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ

- Chương II: NHỮNG SUY GIẢM TÌNH TRẠNG KỸ THUẬT VÀ

HƯỚNG DẪN BẢO DƯỠNG TRONG SỬ DỤNG HỘP SỐ.

- Chương III: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỘP SỐ XE ZIL 131

- Kết luận

4 Số lượng nội dung bản vẽ :

Đồ án gồm có 5 Bản vẽ A0

- Bản vẽ A0: Kết cấu mặt cắt dọc Hộp số A140E

- Bản vẽ A0: Kết cấu biến mô thủy lực Hộp số A140E

- Bản vẽ A0: Mặt cắt Hộp số xe Zil 131

- Bản vẽ A0: Sơ đồ nguyên lý của hộp số tự động

- Bản vẽ A0: Quy trình bảo dưỡng và khắc phục một số hư hỏng của hộp số

5 Giáo viên hướng dẫn

TS Vũ Quốc Bảo , đại Tá,GVC Bộ môn ô tô quân sự, khoa Động Lực, Học viện

kỹ thuật Quân sự Hướng dẫn toàn bộ

Ngày giao nhiệm vụ 18/1/2011 Ngày hoàn thành ./…/2011

Hà nội, ngày tháng năm 2011.

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

( Ký, ghi rõ họ tên, học hàm, học vị )

Đại tá, TS Nguyễn Văn Trà Đại tá, TS Vũ Quốc Bảo

Đã hoàn thành và nộp bài tập tốt nghiệp ngày tháng năm 2011

Học viên thực hiện

( Ký và ghi rõ họ tên )

Nguyễn Trung Thành

MỤC LỤC

Nhiệm vụ đồ án

Mục lục

Lời nói đầu 5

Chương I PHÂN TÍCH CẤU TẠO CỦA MỘT SỐ HỘP SỐ TRÊN ÔTÔ 6

I Công dụng và phân loại hộp số 6

1.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại hộp số 6

1.1.1 Công dụng 6

1.1.3 Phân loại 6

1.1.4 Phân loại hộp số cơ khí 6

1.1.5 Phân loại hộp số tự động 7

II Phân tích cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số cơ khí 9

2.1 Phân tích cấu tạo 9

2.2.Nguyên lý làm việc 17

III Kết cấu của hộp số xe Zil 131 18

3.1 Kết cấu của hộp số 18

3.2 Trục 20

3.3 Bánh răng 20

3.4 Thân – vỏ 21

3.5 Kết cấu các chi tiết khác 21

3.6 Dẫn động điều khiển hộp số 25

3.6.1 Định vị và khóa hãm 26

3.6.2 Khóa an toàn số lùi 27

3.6.3 Đồng tốc 28

IV Khảo sát hộ số tự động A140E 29

4.1.Giới thiệu chung về hộp số tự động A140E 29

4.2 Sơ đồ kết cấu và nguyên lý hoạt động của hộp số tự động A140E 31

4.2.1 Sơ đồ kết cấu hộp số tự động A140E 31

4.3.1 Giới thiệu bộ truyền hành tinh hộp số tự động A140E 33

4.3.2 Các dãy số 35

4.4 Hệ thống điều khiển thủy lực và điện tử ở hộp số tự động A140E 51

4.4.1 Khái quát 51

4.4.2 Hệ thống điều khiển thủy lực 53

4.5 Các cụm chi tiết chính trong hộp số tự động A140E 61

4.5.1 Biến mô thủy lực 61

4.5.2 Bộ truyền bánh răng hành tinh 69

4.5.3 Các ly hợp 73

4.5.4 Các phanh sử dụng trong hộp số 75

4.5.5 Khớp một chiều F1 và F2 78

Chương II NHỮNG SUY GIẢM TÌNH TRẠNG KỸ THUẬT VÀ HƯỚNG DẪN BẢO DƯỠNG TRONG SỬ DỤNG HỘP SỐ 80

I Những biết đổi hư hỏng của hộp số và các biện pháp khắc phục 80

II Các giải pháp nâng cao độ tin cậy trong sử dụng hộp số 84

2.1 Khái niệm cơ bạn về bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa ô tô 84

2.2 Quy trình bảo dưỡng hộp số ô tô 85

2.3 Sửa chữa hộp số ô tô 87

2.3.1 Tháo hộp số ra khỏi ô tô 87

2.3.2 Tháo rời hộp số và kiểm tra căn chỉnh 88

2.3.3 Lắp ráp hộp số ô tô 89

2.3.4 Lắp ráp hộp số lên ô tô 90

Chương III TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỘP SỐ XE ZIL 131 91

I Tính toán chung 91

II Tính toán kiểm nghiệm cho trục trung gian hộp số 91

III Tính toán kiểm nghiểm cho bánh răng bị động số 1 95

Kết luận 99

Tài liệu tham khảo 100

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay ,với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế con người đã sảnxuất ra khối lượng hàng hoá khổng lồ Để đáp ứng được với nhu cầu vận chuyểnhàng hoá các phương tiện vận tải hàng hoá cũng từng bước phát triển và cónhững thành tựu đáng nghi nhận Ngoài những phương tiện như hàng không,đường sắt , đường thuỷ thì vận chuyển bằng ôtô là biện pháp được con người sửdụng nhiều nhất vì nó vừa cơ động lại vừa tiết kiệm, có thể hoạt động trên nhiềuđịa hình Có thể vận chuyển thẳng từ tay người giao tới tay người nhận mà khôngcần phương tiện trung gian Vì những ưu điểm vượt trội mà vận chuyển ôtô ngàycàng được đầu tư và phát triển mạnh mẽ

Trong tất cả các tổng thành của ôtô thì hộp số là một trong những tổngthành quan trọng.Theo quy luật, trong quá trình sử dụng của các chi tiết nóichung và của hộp số nói riêng sẽ gặp những hư hỏng Do đó bảo dưỡng, sửa chữanhằm hạn chế những hư hỏng không đáng có là rất cần thiết Từ đó đảm bảođược sự an toàn cho con người , phương tiện và hàng hoá

Trong chương trình tốt nghiệp em được nhà trường giao cho đề tài:

“Nghiên cứu sự suy giảm tình trạng kỹ thuật và hướng dẫn bảo dưỡng trong

quá trình sử dụng hộp số trên ô tô”.

Trong quá trình làm đồ án được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo, tiến sĩ,

đại tá: Vũ Quốc Bảo em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp này Nhưng do trình độ

còn hạn chế nên trong đề tài không tránh khỏi những sai sót nên em rất mongđược sự góp ý của các thầy, cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Em xin trân trọng cảm ơn!

Hà nội, tháng 5 năm 2011.

Chương I

PHÂN TÍCH CẤU TẠO CỦA MỘT SỐ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ

I Công dụng và phân loại hộp số

1.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại hộp số

1.1.1 Công dụng

Thay đổi momen xoắn truyền từ động cơ đến các bánh xe chủ động nhờ

đó có thể tăng hoặc giảm lực kéo ở các bánh xe chủ động để khắc phục lực quántính khi khởi động và sức cản chuyển động khi động cơ làm việc với công suất

ổn định

Thay đổi chiều chuyển động của xe giúp xe có thể chuyển động tiến hoặc lùitheo sự điều khiển của lái xe Để cắt lâu động cơ với cơ cấu truyền lực khi cần thiết

1.1.2 Yêu cầu

Có số tay số và tỷ số truyền cần thiết để đảm bảo tính năng động lực học

và tính kinh tế của ô tô

Chuyển số dễ dàng, tiện lợi, nhanh chóng và êm dịu

Có cơ cấu chống nhảy số và gài đồng thời hai số

Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực khi ô tô dừng hay chuyển độngtheo quán tính

1.1.3 Phân loại

- Hộp số cơ khí

- Hộp số thủy lực

1.1.4 Phân loại hộp số cơ khí

Việc phân loại hộp số dựa theo nhiều tiêu chí khác nhau

* Theo kết cấu hộp số chia ra hai loại: Hộp số hành tinh và hộp số có trục

cố định

Theo số lượng tay số: Hộp số 2 cấp, 3 cấp

Trên các ô tô có hộp số cơ khí số tay số có thể nằm trong khoảng 3  16,

ô tô con từ 3  5, ô tô tải từ 4  7, còn hộp số có từ 8 tay số trở lên sử dụng trêncác đầu kéo của xe có tải trọng lớn và vận chuyển đường dài

* Theo cơ cấu điều khiển hộp số các loại sau:

- Hộp số điều khiển bằng tay

- Hộp số điều khiển tự động

- Hộp số điều khiển bán tự động

Ngoài ra hộp số có thể phân loại theo các tiêu chí khác như: Số lượng trục,

sử dụng dầu bôi trơn, theo số bậc tự do,

1.1.5 Phân loại hộp số tự động

a 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 khóabiến mô Một loại là điều khiển bằng thủy lực hoàn toàn, nó chỉ sử dụng hệ thốngthủy lực để điều khiển và loại kia là loại điều khiển điện, dùng ngay các chế độđược thiết lập trong ECU (Electronic Controlled Unit: bộ điều khiển điện tử) đểđiều khiển chuyển số và khóa biến mô, loại này bao gồm cả chức năng chẩn đoán

và dự phòng, còn có tên gọi khác là ECT (Electronic Controlled Transmission:hộp số điều khiển điện)

b Theo vị trí đặt trên xe

Ngoài phân loại theo cách điều khiển thủy lực hay điều khiển điện hộp số tựđộng còn được phân loại theo vị trí đặt trên xe Loại dùng cho các xe động cơ đặttrước - cầu trước chủ động và động cơ đặt trước - cầu sau chủ động (hình 1.1).Các hộp số được sử dụng trên xe động cơ đặt trước - cầu trước chủ động thiết kếgọn nhẹ hơn so với loại lắp trên xe động cơ đặt trước - cầu sau chủ động dochúng được lắp đặt trong khoang động cơ nên bộ truyền động bánh răng cuốicùng (vi sai) lắp ở ngay trong hộp số, còn gọi là “hộp số có vi sai” Hộp số sửdụng cho xe động cơ đặt trước - cầu sau chủ động có bộ truyền động bánh răngcuối cùng (vi sai) lắp ở bên ngoài

Cả hai loại động cơ đặt trước cầu trước chủ động và động cơ đặt trước cầu sau chủ động đều được xây dựng và phát triển trên các dòng xe du lịch đầutiên khi yêu cầu tự động hóa cho xe ôtô phát triển, nhưng hiện nay hộp số tự

-động còn được dùng cho cả xe tải và xe có hai cầu chủ -động hay xe sử dụng ở địahình không có đường đi.

c 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 7 cấp Phân loại theo thiết kế cho dòng xelắp đặt chúng như ôtô du lịch, xe tải, xe siêu trọng

Hình 1.1 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 vôcấp) Loại hộp số này sử dụng dây đai bằng kim loại và một cặp pulley với độrộng có thể thay đổi để mang lại tỷ số truyền khác nhau, như loại hộp số MMT(Multi-Matic Transmission) lắp trên mẫu Civic của Honda hay trên mẫu Lancer

Gala của Mitsubishi Với loại hộp số này, tỷ số truyền được thay đổi tùy thuộcvào vòng tua của động cơ cũng như tải trọng.

II Phân tích cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số cơ khí

2.1 Phân tích cấu tạo

Phân tích kết cấu của hộp số ba trục Gồm vỏ hộp số, trục chủ động, trục bịđộng, trục trung gian, trục bánh răng số lùi, các bánh răng và cơ cấu sang số

* Vỏ hộp số

Được đúc bằng gang có nắp ở phía trên và hông, lỗ để bắt trục ở phía dưới

và hông có lỗ để xả dầu cũ và đổ dầu mới vào hộp số

 Trôc s¬ cÊp

Hình 1.2 Sơ đồ hộp số 3 cấp

Trục chủ động được chế tạo bằng thép, đúc liền với bánh răng chủ động vàvành răng Đầu trước trục chủ động lắp vào vòng bi ở đĩa bánh đà, đầu sau gốilên thành trước hộp số nhờ ổ bi cầu Đầu trục chủ động còn được phay rãnh thenhoa để ăn khớp với đĩa bị động của li hợp Đuôi trục sơ cấp được chế tạo sao chođầu trục bị động lồng vào trong nhờ ổ bi kim.

* Trục thứ cấp

Trục thứ cấp được gối trên hai ổ bi: Đầu trục được gối trên ổ bi kim lồngvào trong trục sơ cấp đầu còn lại được gối trên ổ bi cầu đặt trên vỏ hộp số.Trêntrục thứ cấp có nắp các bánh răng số và các ống nối trược của bộ đồng tốc Tâmtrục bị động thẳng hàng với tâm trục chủ động

-

* Trôc trung gian vµ trôc sè lïi

Trục trung gian gồm các bánh răng có đường kinhskhacs nhau được chế tạo liền với trục Trục trung gian được gối lên hai ổ bi lắp vào các lỗ ở vỏ hộp số.Trục bánh răng số lùi được lắp chặt vào lỗ ở thành vỏ hộp số, bánh răng số lùi có thể quay và trượt trên trục.

* Bộ đồng tốc

Bộ đồng tốc giúp cho việc sang số được êm dịu và không có tiếng kêu.Nguyên tắc hoạt động của bộ đồng tốc là làm tốc độ quay của các bánh răng phảiđược cân bằng trước khi ăn khớp với nhau

Bộ đồng tốc chia ra hai loại:

+ Bộ đồng tốc của một số hộp số cơ khí 4 cấp (Hình 1.6)

Bộ đồng tốc gồm moay ơ cùng với các răng trong được lắp vào chỗ rãnh dọctrục bị động, khớp nối cùng các răng trong, hai vòng hãm hình côn, vành răngngoài và ba mảnh hãm do lò xo ép chặt vào khớp nối Các bánh răng ăn khớp củatrục bị động đều có vành hình côn Khi sang số, càng sang số sẽ di chuyển vàorãnh vòng của khớp nối Khi gài số, khớp nối sẽ di chuyển và nhờ có các vònghãm nên đẩy các vòng hãm cùng di chuyển

Mặt hình côn của vòng hãm tựa vào gờ hình côn của bánh răng và nhờ lực

ma sát sinh ra giữa chúng mà tốc độ quay được cân bằng Trong khi khớp nốitiếp tục di chuyển thì các răng của nó sẽ ăn khớp một cách êm nhẹ với vành răngcủa bánh răng sang số

Hình 1.6 Bộ đồng tốc xe Gat 63

1 Bánh răng trục sơ cấp; 2 Nêm; 3 Cần gạt số; 4.Viên bi; 5 Lò xo; 6 Vỏ điều khiển; 7 Moayơ; 8.Vòng đồng tốc; 9.Bánh răng thứ cấp; 10.Trục thứ cấp.

+ Bộ đồng tốc kiểu quán tính (trên hộp số của xe 5 cấp) (Hình 1.7)

Bộ đồng tốc gồm có khớp nối cùng với 2 vành răng lắp vào rãnh dọc trục bịđộng, 2 vòng hãm hình côn mặt trong, ba chốt, ba mảnh hãm định vị cùng với lò

xo, ở khớp nối có 6 lỗ và ở các lỗ đó có rãnh lõm hình côn ở cạnh hông Cácvòng hãm dùng chốt để lắp chặt vào ba trong 6 lỗ đó ở phần giữa của chốt có 4phay rãnh vát hình côn Ba lỗ còn lại dùng để lắp mảnh hãm, ở giữa mảnh hãm

có rãnh hình côn để lắp các lò xo

Hình 1.7 Bộ đồng tốc của xe Zin-130

Trong khi bộ đồng tốc di chuyển thì các vòng hãm cùng di chuyển theo chotới khi chạm vào mặt hình côn của bánh răng sang số Do sự chênh lệch về tốc độquay của bộ đồng tốc và của bánh răng sang số, nên sinh ra sự sai lệch giữa vònghãm với các lỗ của đĩa và do đó các chốt tỳ vào các lỗ hình côn ở khớp nối bộđồng tốc, cản sự di chuyển tiếp của bộ đồng tốc Khi số vòng quay của bánh răng

và vòng hãm cân bằng thì mặt hình côn của chốt và của các lỗ ở khớp nối sẽkhông tiếp tục cản trở sự di chuyển nữa, các mảnh hãm sẽ bật xuống ép lò xo lại,khớp nối di chuyển, bảo đảm sang số được êm nhẹ

* Cơ cấu sang số (Hình 1.8)

Cơ cấu sang số dùng để thực hình di động các bánh răng của hộp số khi gài

số hoặc nhả số

Khi người lái tác dụng vào cần sang số làm cho thanh trược di chuyển, lúc

đó càng cua cũng di chuyển theo mang ống răng của bộ đồng tốc tới ăn khớp vàocác răng của bánh răng số để thực hiện việc truyền momen

* Cơ cấu định vị và khóa thanh trượt

Giữ cho các bánh răng, ống răng sau khi ăn khớp được cố định ở vị trí ănkhớp để tránh hiện tượng nhảy số, không cho phép vào hai số một lúc

Hình 1.9 Cơ cấu định vị và khóa thanh trượt

1,3,6 Lò xo và bi định vị.

2,4 Chốt bị hãm; 5,7 Thanh trượt.

Trên các thanh trượt được bố trí các rãnh lõm, ở cơ cấu định vị có ba rãnh

việc vào số ta di chuyển các thanh trượt, khi đó các viên bi định vị nén lò xo lại

và thanh trượt tiếp tục được di trượt, càng cua đưa các bánh răng vào vị trí ănkhớp Lúc đó do sự đàn hồi của lò xo sẽ làm cho viên bi định vị chèn vào rãnhứng với số tương ứng, nó giúp cho bánh răng định vị ở vị trí ăn khớp

Cơ cấu khóa thanh trượt: Được dùng để khóa hai thanh trượt kề nhau tránhhiện tượng vào hai số một lúc, khi cần chọn số tác động vào hai thanh trượt Trênthanh trượt được phay các rãnh lõm, chiều sâu của rãnh phụ thuộc vào kích thướccủa bi khóa thanh trượt và các khoảng cách giữa các khóa thanh trượt Trongtrường hợp ta kém một hoặc hai thanh trượt sẽ làm cho các viên bi của cơ cấukhóa thanh trượt chèn vào rãnh lõm trên thanh trượt bên cạnh, bề mặt cao nhấtcủa các bi khóa thanh trượt được kéo bằng với bề mặt thanh trượt Trong trườnghợp ta kéo cả hai thanh trượt, các viên bi khóa này sẽ chèn vào các mép rãnh củathanh trượt không cho phép chuyển từng thanh trượt tương ứng vào số ở thờiđiểm đó

2.2 Nguyên lý làm việc

Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý hộp số 4 cấp số.

1 Trục sơ cấp; 2 Trục trung gian; 3 Trục số lùi; 4 Trục thứ cấp.

Số 0: Bánh răng số lùi R và các bộ đồng tốc ĐT1, ĐT2 được giữ ở vị trítrung gian Mômen xoắn truyền từ trục sơ cấp  bánh răng a  bánh răng a' trục thứ cấp Các bánh răng b, c, d quay lồng không lên trục, mômen xoắn khôngđược truyền đến các bánh xe chủ động, xe đứng yên

Số 1: Đưa ống răng ngoài của bộ đồng tốc ĐT1 sang phải ăn khớp với cácrăng ngoài của bánh răng d, nối cứng bánh răng d với trục thứ cấp Bộ đồng tốc

ĐT2 và bánh răng số lùi R ở vị trí trung gian Mômen xoắn truyền từ trục sơ cấp

 bánh răng a  bánh răng a'  trục trung gian  bánh răng d'  bánh răng d 

bộ đồng tốc ĐT1  trục thứ cấp  các bánh xe chủ động

Số 2: Bộ đồng tốc ĐT2 và bánh răng số lùi R được giữ ở vị trí trung gian.Thực hiện đưa ống răng ngoài của bộ đồng tốc ĐT1 dịch chuyển sang trái ănkhớp với các răng của bánh răng c để nối cứng bánh răng c với trục thứcấp.Mômen xoắn truyền từ trục thứ cấp  bánh răng a  bánh răng a'  trụctrung gian  bánh răng c' bánh răng c  bộ đồng tốc ĐT1  trục thứ cấp  cácbánh xe chủ động

Số 3: Bộ đồng tốc ĐT1 và bánh răng số lùi R ở vị trí trung gian Thựchiện đưa ống răng ngoài của bộ đồng tốc ĐT2 dịch chuyển sang phải để ănkhớp với các răng của bánh răng b, nối cứng bánh răng b với trục thứ cấp.Mômen xoắn truyền từ trục sơ cấp  bánh răng a  bánh răng a'  trục trunggian  bánh răng b'  bánh răng b  bộ đồng tốc ĐT2  trục thứ cấp  cácbánh xe chủ động

Số 4: Bộ đồng tốc ĐT1 và bánh răng số lùi R ở vị trí trung gian Thực hiệnđưa ống răng ngoài của bộ đồng tốc ĐT2 sang ăn khớp với các răng của bánhrăng a, nối cứng bánh răng a với trục thứ cấp Momen xoắn truyền từ trục sơ cấp

III Kết cấu của hộp số xe ZIL 131

3.1 Kết cấu của hộp số

Hộp số xe ЗИЛ – 131 là loại hộp số cơ khí 3 trục dọc có 5 số tiến và 1

số lùi, có trục sơ cấp và trục thứ cấp đồng tâm, trong hộp số có sử dụng 2 đồngtốc quán tính 5 và 17 để gài các số II-III, IV-V Dẫn động điều khiển hộp

số bằng cơ khí Với đặc điểm kết cấu như vậy đảm bảo kết cấu hộp số nhỏ gọn,giảm khối lượng hộp số, đảm bảo thay đổi không liên tục giá trị tỷ số truyền và

mô men xoắn đến các bánh xe chủ động, cho ta tỷ số truyền lớn, dễ dàng bố trí sốtruyền thẳng

Tuy nhiên với phương án bố trí như vậy sẽ làm giảm hiệu suất truyền docác số truyền tiến khác mômen được truyền qua 2 cặp bánh răng (trừ số truyềnthẳng) Đồng thời khi làm việc thì ổ thường xuyên chịu quá tải

B

Hình 1.11: Hộp số xe ЗИЛ – 131.

1-Trục sơ cấp; 2-Ổ bi trục sơ cấp; 3- Nắp trục sơ cấp; 4-Đồng tốc số truyền IV

và V; 5-Cặp bánh răng số truyền V; 6-Cặp bánh răng số truyền III; 7- Càng gài

số truyền IV và V; 8-Càng gài số truyền II và III; 9-Lò so định vị; 10-Bi định vị; 11-Chốt của khoá hãm; 12- Bi của khoá hãm; 13-Đồng tốc; 14-Cặp bánh răng

số truyền II; 15-Càng gài số I và số lùi; 16-Bánh răng số truyền I; 17-Ổ bi phía sau trục thứ cấp; 18- Ống thông hơi; 19-Ống nót chặn; 20-Nắp ổ; 21-Vòng phớt cao su; 22-Bích truyền động các đăng; 23- Nắp ổ đỡ trục trung gian; 24-Ổ bi trục trung gian; 25-Vỏ hộp số; 26-Trục thứ cấp; 27-Cặp bánh răng số truyền II; 28-Bánh răng số lùi trên trục trung gian; 29- Cặp bánh răng số truyền III; 30- Ống lót của bánh răng số truyền IV; 31-Cặp bánh răng số truyền V; 32-Trục

trung gian; 33-Bánh răng thường tiếp trên trục trung gian; 34-Ổ lăn trụ trục trung gian; 35-Nắp ổ trước trục trung gian; 36-Ổ đũa trục thứ cấp.

Trên trục trung gian lắp cố định nhiều bánh răng bằng mối ghép thenbán nguyệt để dẫn truyền mômen quay đến trục thứ cấp, giá trị của mô menquay được thay đổi tuỳ theo cách gài các bánh răng lắp trượt và cùng quaytrên trục trung gian Trục thứ cấp quay trên ổ bi cầu và ổ thanh lăn trụ Ổ bicầu cũng được cố định chống dịch chuyển dọc trục nhờ tanh hãm bằng thép vàđai ốc hãm ở đầu trục

Trục thứ cấp được quay trên 2 ổ bi: Ổ đũa đặt trong hốc bánh răng liềntrục của trục sơ cấp, ổ bi có vòng trong được định vị chiều trục bằng ống lót, bích

và đai ốc đầu trục thứ cấp

Cổ trục thứ cấp và bạc thép có các mặt phẳng cắt dọc để tránh mắc kẹt

và bảo đảm bôi trơn tốt khi làm việc

3.3 Bánh răng

Các bánh răng số II, III, IV, V đều là răng trụ nghiêng còn bánh số I

và bánh răng số lùi là răng trụ thẳng Các số II, III, IV, V được gài nhờ 2 đồngtốc quán tính và số I và số lùi được gài bằng các dịch chuyển bánh răng Cácbánh răng lắp trên trục trung gian được cố định với trục nhờ then bán nguyệt, còncác bánh răng số 1 được chế tạo liền trục

Các bánh răng của số II, của số III và bánh răng của số IV quay trơn trêntrục thứ cấp qua các ống lót bằng thép (bạc thép), ống lót được chống xoay bằngchốt trên trục Các bánh răng số được cố định chống sự dịch chuyển dọc trụcthứ cấp bằng các vòng hãm và dạng vòng găng píttông

Việc bố trí các bánh răng nghiêng ở các số cao và các cặp bánh răng này

là các cặp bánh răng thường tiếp sẽ đảm bảo được độ êm dịu trong quá trìnhchuyển động, truyền được mômen lớn và hiệu suất truyền động cao Tuy nhiên thì nó lại gây ra lực chiều trục tác dụng lên các ổ đặt trên hộp số Việc này đượcgiải quyết bằng cách bố trí các bánh răng có chiều nghiêng ngược nhau và đặtcác ổ bi cầu

Khối bánh răng số lùi được quay trên 2 ổ thanh lăn trụ cách nhau bởi ốnglót Một đầu được gối lên hốc trong thân vỏ hộp số còn một đầu thì được gối lên

vỏ và được định vị chống chuyển dịch dọc trục bởi miếng kim loại được bắt chặtvới vỏ nhờ bu lông

3.4 Thân - vỏ

Hộp số ô tô ЗИЛ – 131 được lắp với vỏ ly hợp bằng 4 bu lông Trên thânhộp số thì người ta gia công 4 hốc để lắp các vòng bi Hộp số được đúc theo biêndạng để đảm bảo kích thước nhỏ, gọn Hai bên sườn của nó thì có 2 cửa, mụcđích của nó là để thuận tiện cho quá trình kiểm tra và trong trường hợp nếu cầnthì có thể lắp thêm hộp trích công suất để dẫn động tời và các thiết bị phụ khác

Ngoài ra thì trên thân hộp số người ta còn tiện các lỗ ren để bắt các cơ cấukhác khi cần thiết, đồng thời cũng là để bố trí các nút tháo dầu và nút kiểm tra,

bù dầu Trên vỏ hộp số thì người ta có bố trí hai nút để kiểm tra dầu và xả dầu

3.5 Kết cấu các chi tiết khác

Khối bánh răng số lùi do thời gian làm việc ít và việc chế tạo là không khókhăn nên người ta chế tạo liền 1 khối và lắp trên trục của nó Còn khối các bánhrăng khác thì điều này là không thể nên người ta phải chế tạo rời Do vậy khi nắpcác bánh răng này lên trục thì phải căn chỉnh sự ăn khớp giữa các bánh răng Đểđơn giản trong công nghệ chế tạo thì các bánh răng hộp số được chọn theo cùngmột mođun

Với hộp số xe ЗИЛ – 131 thì người ta làm kết cấu nắp hộp số với hộp số

là không tách rời, chúng được liên kết với nhau bởi các bulông Với cách bố trínhư vậy sẽ thuận tiện cho việc dẫn động điều khiển, bôi trơn được tốt hơn, dễ

dàng bảo dưỡng chăm sóc Tuy nhiên thì nó lại làm tăng chiều cao của hộp số,làm cho sàn xe bị đội lên và nâng trọng tâm của xe.

Từ đặc điểm cấu tạo hộp số xe ЗИЛ – 131, thực hiện việc sơ đồ hóanguyên lý cấu tạo và hoạt động của nó ta có hình vẽ 1.12

a Sơ đồ động

Hình 1.12 Sơ đồ động học

1- Trục sơ cấp; 2-Vỏ hộp số; 3- Nắp hộp số; 4,11- Đồng tốc gài số; 5,6,10- Càng gài số; 7- Trục thứ cấp; 8- Trục trung gian; 9- Trục số lùi; Z 5 , Z’ 5 - Cặp bánh răng thường tiếp; Z’ 4 ,Z 4 , Z’ 3 , Z 3 , Z’ 2 ,Z 2, Z’ 1 , Z 1 –theo thứ tự là cặp bánh răng của các số truyền IV, III, II, I; Z L – Bánh răng số lùi trên trục trung gian; Z” L , Z’ L – Khối bánh răng số lùi.

b Nguyên lý làm việc

Dòng lực truyền trong hộp số ứng với từng số truyền được cho trong bảng 1.1

Bảng1 1: Sơ đồ dòng lực ở các số truyền.

Số

truyền Vị trí gài số Dòng lực truyền trong hộp số

0 5,6 và 10 ở vị trí trung gian 1→ Z5 → Z’5 →8

I 10 sang trái Z1 ăn khớp với Z’1 1→ Z5 → Z’5 → 8 →Z’1→ Z1→7

II 6 sang phải 11 ăn khớp với Z2 1→ Z5 → Z’5 → 8 →Z’2 →Z2

→11→7III 6 sang trái 11 ăn khớp với Z3 1→ Z5 → Z’5 →8→ Z’3 → Z3

→11→7

IV 5 sang phải 4 ăn khớp với Z4 1→ Z5 → Z’5 →8 →Z’4 → Z4

→4→7

V 5 sang trái 4 ăn khớp với Z5 1→ Z5 → 4→7

Lùi Z1 sang phải ăn khớp với Z’L 1→ Z5 → Z’5 →8→ ZL → Z”L → Z1

→7

Việc truyền mô men xoắn qua hộp số cơ khí có cấp được thực hiện theonguyên tắc làm việc của truyền động bánh răng ăn khớp ngoài Ở các số truyềntiến, truyền động đều qua 2 cặp bánh răng ăn khớp nên trục sơ cấp và trụcthứ cấp có cùng chiều quay

Ở số truyền I (hình 1.13 a), đẩy tay số làm cho bánh răng của số I của trục

bị động di chuyển về phía trước Tỷ số truyền của tay số I là 7,44 Mômen xoắnđược truyền qua hai cặp bánh răng, một cặp bánh răng trụ răng nghiêng và mộtcặp bánh răng trụ răng thẳng Mômen được truyền ở tay số này là lớn nhất

Ở số truyền II (hình 1.13 b) đẩy tay số làm cho bộ đồng tốc số II và số III

di chuyển về phía sau, các răng trong của bộ đồng tốc đi vào ăn khớp với vànhrăng trên bánh răng số II và cố định bánh răng đó trên trục Mômen xoắn đi vào

từ trục sơ cấp của hộp số được truyền qua hai cặp bánh răng trụ răng nghiêng và

đi ra trục thứ cấp của hộp số ra trục truyền và các cụm phía sau

Ở số truyền III (hình 1.13 c), đẩy tay số làm cho bộ đồng tốc di chuyển vềphía trước Các răng trong của bộ đồng tốc đi vào ăn khớp với vành răng củabánh răng số III trục bị động Mômen xoắn cũng được truyền qua hai cặp bánhrăng trụ răng nghiêng, qua trục trung gian và đi ra trục thứ cấp của hộp số

Ở số truyền IV (hình 1.13 d), đẩy tay số làm cho bộ đồng tốc của số IV và

số V di chuyển về phía sau Các răng của bộ đồng tốc ăn khớp với vành răng củabánh răng số IV trục bị động Mô men xoắn được truyền cũng qua hai cặp bánhrăng trụ nghiêng nhưng có tỷ số truyền nhỏ hơn

Ở số truyền V (hình 1.13 e), đẩy tay số làm cho bộ đồng tốc của số IV và

số V di chuyển về phía trước Các răng ngoài của bộ đồng tốc ăn khớp với nhữngrăng trong của trục chủ động, trục chủ động và trục bị động nối tiếp nhau Mômen xoắn được truyền trực tiếp từ trục chủ động sang trục bị động mà không quatrục trung gian Ở số truyền này, do gài trực tiếp trục sơ cấp với trục thứ cấp nênchúng quay thành 1 khối và các cặp bánh răng không phải chịu tải

Ở số lùi (hình 1.13 g) phải qua 3 trục bánh răng ăn khớp nên trục thứ cấpquay ngược chiều với trục sơ cấp

Hình 1.13: Quá trình làm việc của hộp số chính xe ЗИЛ – 131.

a -Số I; b- Số II; c -Số III; d -Số IV; e -Số V; g - Số lùi.

3.6 Dẫn động điều khiển hộp số

Dẫn động điều khiển hộp số dùng để thực hiện việc chuyển số theo ý địnhcủa người lái Nó giúp cho việc chuyển số được dễ dàng, nhẹ nhàng và sự làmviệc ở từng tay số được tin cậy

Dẫn động điều khiển hộp số trên xe ô tô ЗИЛ – 131 được thực hiện bằngviệc người lái tác động trực tiếp lên cần số đặt ngay trên lắp hộp số ở gần vị tríngười lái

Khi người lái tác động vào cần số làm cho trục trượt di chuyển dọc trụccùng với càng gài sẽ kéo moay ơ của khớp gài (hoặc đồng tốc) di trượt vào khớphoặc ra khớp với vành răng gài trên bánh răng Lò xo và viên bi giữ cố định trụctrượt ở một vị trí nhất định khi viên bi rơi vào rãnh lõm trên trục trượt Khoá hãm

có mối liên hệ với các trục trượt trên nắp hộp số đảm bảo chỉ di chuyển được mộttrục trượt trong mỗi lần chuyển số

Việc di động các bánh răng của hộp số khi gài số hoặc nhả số là nhờ cơcấu sang số Cơ cấu sang số gồm cần số, ống trượt, càng sang số, lò xo định vị,

chốt hãm và khoá bảo hiểm số lùi Cần số lắp ở nắp hộp số Ở hộp số trên xeЗИЛ – 131 thì cần số được trí ở phía bên phải người lái.

Cần số trên nhỏ và to dần ở đầu dưới theo dạng hình cầu lắp qua lỗ ở nắphộp số Để tránh xoay lung tung khi sang số nên ở cần số có chốt hãm Ở nắp hộp

số có khoan các lỗ để lắp ống trượt, trên ống trượt lắp càng cua số và đầu gạt số.Đầu dưới cần số cắm vào lỗ khuyết ở đầu gạt số Càng sang số có thể di độngtrong rãnh lõm của các bánh răng di động và bộ đồng tốc Muốn sang số, ta đẩyđầu cuối trên cần số vào vị trí nhất định, đầu cuối dưới cần số qua đầu gạt dichuyển ống trượt cùng với càng sang số và bánh răng gài vào số cần thiết Để giữcác bánh răng của hộp số ở đúng vị trí gài số hay vị trí trung gian ở cần gài số cólắp khoá hãm

Hình 1.14: Các cơ cấu trên nắp hộp số.

Nhờ cơ cấu điều khiển (cần gài số) tác động lên các càng gài làm di trượtđồng tốc hoặc bánh răng ăn khớp với nhau để được tỷ số truyền tương ứng vớitừng tay số

Dòng lực đi vào hộp số từ trục sơ cấp và đi ra từ trục thứ cấp

3.6.1 Định vị và khóa hãm

Trong hộp số xe ЗИЛ – 131 cũng có kết cấu định vị và khoá hãm bố trítrên nắp hộp số

Khóa hãm không cho gài hai số cùng một lúc, kết cấu của nó gồm cácviên bi ở giữa trục trượt giữa và trục trượt ngoài và có chốt nằm xuyên qua trụctrượt giữa Định vị có tác dụng bảo đảm gài số đúng vị trí để các bánh răng ănkhớp hết chiều dài răng, tránh tự gài số hoặc tự nhả số Hiện nay trên các ôtôthường dùng định vị loại bi và lò xo.

Định vị được dùng cho từng trục trượt Định vị được bố trí trong mặtphẳng thẳng đứng vuông góc với trục trượt, gồm một viên bi và lò xo cho mỗitrục trượt

Khi gài số, dưới tác dụng lực từ người lái, trục trượt di chuyển dọc trụccủa nó, viên bi bị đẩy lên và lò xo định vị nén lại Khi đã gài xong một số truyềnthì đồng thời lỗ lõm trên trục trượt sẽ trùng với vị trí đặt viên bi và lò xo định vịđẩy viên bi tỳ vào lỗ lõm, giữ trục ở nguyên vị trí đó trong suốt quá trình xe hoạtđộng ở số truyền này Thông thường ở mỗi trục trượt có ba lỗ lõm: Lỗ giữa ứngvới vị trí trung gian của các tay số, hai lỗ hai bên ứng với hai số truyền Khoảngcách từ tâm lỗ lõm giữa đến tâm lỗ lõm ở hai bên được chọn trước để khi gài sốtruyền thì các bánh răng (hoặc vành răng) gài số sẽ ăn khớp hết chiều dài răng(ăn khớp hoàn toàn)

Khoá hãm cũng được bố trí ở lắp hộp số, trong mặt phẳng đi qua tâm củacác trục trượt và vuông góc với mặt phẳng định vị

Trên hộp số ôtô ЗИЛ – 131 sử dụng khoá hãm kiểu bi và chốt Khi chưagài số (số 0- số trung gian) tâm của các viên bi khoá, chốt khóa hoặc con trượt vàcác lỗ lõm ở các trục trượt sẽ nằm trên một đường thẳng Khi đó khoá hãm sẽkhông khoá cứng ba trục trượt gài số truyền Vì rằng tổng chiều dài của các contrượt và chốt khóa hoặc tổng chiều dài tạo bởi đường kính các viên bi khóa vàchốt khóa luôn nhỏ hơn khe hở tạo bởi các lỗ lõm trên các trục trượt gài số khitâm các lỗ lõm này nằm trên một đường thẳng Việc di chuyển một trong các ốngtrượt không thể thực hiện được chừng nào một phần hòn bi hay đầu cuối của thânkhóa hãm chưa nằm gọn vào lỗ lõm của ống trượt bên cạnh và chưa được hãmlại Như vậy, khả năng dịch chuyển của một trong ba trục trượt để gài số là nhưnhau Nếu gài một số truyền thì một trong ba trục trượt gài số sẽ di chuyển dọc

trục của nó Khi đó chiều dài của các con trượt và chốt khóa (hoặc các viên bikhóa và chốt khóa) sẽ đúng bằng khe hở giữa ba trục trượt do khóa hãm tạo racho nên khoá hãm sẽ đồng thời khoá cứng cả ba trục trượt gài số Muốn gài sốtruyền khác nhất thiết phải đưa tay số về số “0”.

3.6.2 Khóa an toàn số lùi

Khi xe đang chuyển động tịnh tiến dù ở bất kì tay số nào nếu lúc đó thaotác chuyển số nhầm vào vị trí số lùi thì sẽ gây cưỡng bức, va đập trong các bánhrăng của hộp số thập chí có thể gây vỡ bánh răng và các chi tiết khác của hộp số

Vì vậy việc bảo hiểm đối với thao tác gài số lùi là hết sức cần thiết

Khóa an toàn số lùi dùng để tránh gài số lùi một cách ngẫu nhiên,

có khi là loại lò xo và cốc hoặc khóa hãm kiểu chữ U Tuy nhiên loạikhóa hãm kiểu chữ U có kết cấu phức tạp nên ta rất ít gặp trên các ôtô ngày nay

Khi gài số lùi người lái phải tác dụng một lực thắng được sức căng lò xomới đưa được đuôi cần số vào vị trí dịch trục trượt gài số lùi Do vậy khi gài sốlùi người lái xe sẽ có cảm giác nặng tay hơn Đó là cách cảnh báo cho người sửngười lái biết là mình đang vào số lùi

3.6.3 Đồng tốc

Khi sang số mặc dù đã cắt bộ ly hợp xong do quán tính nên các bánh răngcòn quay với các tốc độ khác nhau, nếu gài vào sẽ sinh ra lực va đập Để nângcao tuổi thọ của các bánh răng được gài thì người ta thường bố trí bộ đồng tốc.Trong hộp số sử dụng hai đồng tốc quán tính cho các số II, III, IV, V Kết cấucủa đồng tốc được thể hiện trên hình 1.15Bộ đồng tốc giúp cho quá trình gài sốđược dễ dàng và không xảy ra va đập đầu răng khi gài số Đồng tốc dùng để làmđồng đều tốc độ quay giữa trục quay với bánh răng quay trơn trên trục đó hoặcgiữa hai trục chủ động và bị động Các đồng tốc trong hộp số xe ЗИЛ – 131 làloại đồng tốc quán tính hoàn toàn, các đồng tốc được lắp then hoa với trục thứcấp, khớp đồng tốc có các lỗ để cho các chốt khóa đi qua, các chốt này liên kếtvới các vành côn và trên chốt có các phần vát côn có tác dụng không cho phépgài số khi chưa hoàn toàn đồng đều tốc độ giữa bánh răng cần gài và trục thứ cấp

Trong khi bộ đồng tốc di chuyển thì các vòng hãm cùng di chuyển theo cho tớikhi chạm vào hình côn của bánh răng sang số Do sự chênh lệch về tốc độ quaycủa bộ đồng tốc và của bánh răng sang số, nên sinh ra sự sai lệch giữa vòng hãmvới các lỗ của đĩa, và do đó chốt tỳ vào các lỗ hình côn ở khớp nối bộ đồng tốc,cản sự di chuyển tiếp của bộ đồng tốc Khi số vòng quay của bánh răng và vònghãm cân bằng thì mặt hình côn của chốt và của các lỗ ở khớp nối sẽ không tiếptục cản trở sự di chuyển nữa, các mảnh hãm sẽ bật xuống ép lò xo lại, khớp nối

di chuyển, đảm bảo sang số được êm dịu

Hình 1.15: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của đồng tốc.

1-Chốt khóa (chốt cứng); 2- Càng gài số; 3- Vành côn ma sát; 4- Chốt

mềm; 5- Bề mặt côn ma sát của răng.

IV 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 tạotrước đó và đưa vào sử dụng lần đầu tiên vào năm 1984 lắp trên dòng xeCAMRY của TOYOTA Dòng hộp số tự động A140E đã thể hiện được những gì

mà nhà thiết kế của TOYOTA mong 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 như FORD, GM, MECEDES…Điều này là rấtquan trọng trong bối cảnh đang lên kế hoạch mở rộng thị trường xe củaTOYOTA sang MỸ và CHÂU ÂU trong những năm của thập kỷ 80.

A140E là một hộp số tự động điều khiển điện tử 4 cấp số tiến (nhờ có thêm

bộ truyền hành tinh OD) và một cấp số lùi vào thời điểm này đây là hộp số hiệnđại nhất của thị trường xe thế giới lúc bấy giờ Tăng thêm một tỷ số truyền tăng

là tăng thêm một sự lựa chọn tay số cho người lái, hoạt động của động cơ sẽ ổnđịnh hơn, tiêu hao nhiên liệu sẽ giảm đi kèm với ô nhiễm do ôtô sản sinh cũng sẽgiảm và đặc biệt hơn là trước khi hộp số A140E ra đời các tỷ số truyền tăng chỉđược thiết kế cho xe ôtô sử dụng hộp số điều khiển cơ khí Điều này giúp chodòng xe CAMRY khẳng định vị thế của mình trước các đối thủ và TOYOTAcũng đã kiếm được một lợi tức khổng lồ do dòng xe này đem lại vào thời điểmlúc 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 1.16

17 16

12

Hình 1.16 Kết cấu mặt cắt dọc hộp số tự động A140E

1 – Vỏ biến mô; 2 – Bơm dầu; 3 - Ống thông hơi; 4 – Ly hợp truyền thẳng C 2 ;

5 – Ly hợp số tiến C 1 ; 6 – Phanh ma sát ướt B 2 ; 7 – Khớp một chiều F 2 ;

8 – Phanh ma sát ướt B 3 ;9 – Xylanh điều khiển phanh B 3 ;

12 – Phanh ma sát ướt số truyền tăng B 0 ; 13 – Xylanh điều khiển ly hợp C 0 ;

14 – Trục trung gian hộp số; 15 – Lò xo hồi vị; 16 – Trục thứ cấp của hộp số;

17 – Bánh răng bị động trung gian; 18 – Phớt chắn dầu; 19 - Ổ bi đỡ;

20 – Vi sai; 21 – Cảm biến tốc độ.

Sơ đồ nguyên lý hộp số tự động A140E như hình 1.17

16 17

11 1

Hình 1.17 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

4.3 Nguyên lý hoạt động hộp số tự động A140E

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

Trong hộp số tự động A140E của TOYOTA sử dụng một bộ bánh rănghành tinh 3 tốc độ loại SIMPSON và một bộ truyền hành tinh OD loại WILLDcho số truyền tăng như trên hình 1.18

- Bộ bánh răng hành tinh 3 tốc độ lọai SIMPSON là một bộ truyền có hai bộbánh răng hành tinh đơn giản được bố trí trên cùng một trục Chúng được bố trí ở

vị trí trước và sau trong hộp số và được nối với nhau thành một khối bằng bánhrăng mặt trời Mỗi bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh được lắp trên trụchành tinh của cần dẫn và ăn khớp với bánh răng bao, bánh răng mặt trời của bộtruyền

- Bộ truyền hành tinh cho số truyền tăng được lắp bên cạnh bộ truyền hànhtinh 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 1.18 Công suất được đưa vào cần dẫn số truyền tăng và đi ra từbánh răng bao của bộ truyền hành tinh này

Sơ đồ bố trí các bộ truyền hành tinh hộp số tự động A140E như hình 1.18

B3 B0

C0 F0

B1

F1

C2 C1

14

13 10

15

11 12

1

B3 B0

C0 F0

C0 F0

B1

F1

C2 C1

14

13 10

15

11 12

1

B3 B0

C0 F0

Hình 1.18 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, đượclắp ghép bằng mối ghép then hoa với trục trung gian và ăn khớp với bánh răng bịđộng trung gian Bánh răng mặt trời trước và sau quay cùng một khối với nhau.Cần dẫn bộ truyền hành tinh trước và bánh răng bao bộ truyền hành tinh sau ănkhớp bằng then hoa với trục trung gian như hình 1.18

- Phanh OD (B 0) khóa bánh răng mặt trời OD ngăn không cho nó quay theo

cả hai chiều thuận và ngược kim đồng hồ

- Phanh dải (B 1) khóa bánh răng mặt trời trước và sau không cho chúngquay theo cả hai 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 khôngcho chúng quay 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 trờitrước và sau không cho chúng quay ngược chiều kim đồng hồ

- Khớp một chiều OD (F 0) khóa cần dẫn bộ truyền hành tinh OD, ngănkhông cho nó quay cả thuận và ngược chiều kim đồng hồ xung quanh bánh răngmặt trời

- Khớp một chiều (F 2) khóa cần dẫn bộ truyền hành tinh sau, ngăn khôngcho nó quay ngược chiều kim đồng hồ

4.3.2 Các dãy số

a Dãy “D” hoặc “2” số 1

Trên hình 1.19là mô hình hoạt động của các ly hợp, phanh và các bánh răngkhi 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 hànhtinh trước quay xung quanh bánh răng mặt trời trước đồng thời nó cũng đangquay quanh trục của nó theo chiều kim đồng hồ Điều đó làm cho bánh răng mặttrời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ, kéo theo các bánh răng hànhtinh sau có xu hướng quay theo chiều kim đồng hồ và làm cho chúng kéo cần dẫnquay ngược chiều kim đồng hồ xung quanh bánh răng mặt trời sau Tuy nhiên

cần dẫn bộ truyền hành tinh sau bị khớp một chiều (F 2) ngăn không cho quayngược chiều kim đồng hồ vì vậy nên các bánh răng hành tinh sau quay theo chiềukim đồng hồ làm cho bánh răng bao sau quay theo chiều kim đồng 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 răngbao sau và cần dẫn trước điều được lắp then hoa lên trục trung gian nên trụctrung gian sẽ quay theo chiều kim đồng hồ Trục trung gian lại được lắp then hoavới bánh răng chủ động trung gian nên sẽ kéo theo bánh răng chủ động trunggian quay theo chiều kim đồng hồ.

Cần dẫn của số truyền tăng quay theo chiều kim đồng hồ Các bánh rănghành tinh số truyền tăng bị quay cưỡng bức theo chiều kim đồng hồ xung quanhbánh 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) (quaycùng 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) bịkhóa 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 truyền tăng và bánh răng mặt trời sẽquay cùng một khối theo chiều kim đồng hồ cùng với bánh răng bao Kết quả là

bộ bánh răng hành tinh số truyền tăng quay như một khối cứng như hình 1.19

14

13 10

C1

4

1

B3 B0

C0 F0

B1 F2

C2

Hình 1.19 Mô hình hoạt động ở dãy “D” hoặc “2” số 1

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 - 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;

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 1.20 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);

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”).

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 kim đồng hồ Cùng lúc đó, do các bánh rănghành tinh trước đang quay theo chiều kim đồng hồ nên cần dẫn trước cũng sẽquay theo chiều kim đồng hồ Do bánh răng bao sau và cần dẫn trước điều đượclắp then hoa lên trục trung gian nên trục trung gian sẽ quay theo chiều kim đồng

hồ, trục trung gian lại được lắp then hoa với bánh răng chủ động trung gian nên

sẽ kéo theo bánh răng chủ động trung gian quay theo chiều kim đồng hồ Tốc độquay của bánh răng hành tinh trước xung quanh bánh răng mặt trời lớn hơn sovới khi ở số 1, chuyển động quay này sau đó được truyền đến bánh răng đảochiều chủ động qua cần dẫn trước và trục trung gian như hình 1.21

13 10

C1

B3 B0

C0 F0

B1 F2

C2

Hình 1.21 Mô hình hoạt động ở dãy “D” số 2

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.

Cần dẫn của số truyền tăng quay theo chiều kim đồng hồ Các bánh rănghành tinh số truyền tăng bị quay cưỡng bức theo chiều kim đồng hồ xung quanhbánh 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) (quaycùng 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) bịkhóa 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 truyền tăng và bánh răng mặt trời sẽquay cùng một khối theo chiều kim đồng hồ cùng với bánh răng bao Kết quả là

bộ bánh răng hành tinh số truyền tăng quay như một khối cứng như hình 1.21

Trên hình 1.22 là sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển thủylực – điện tử khi tay số ở dãy “D”, hộp số đang ở số 2.

Hình 1.22 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 từECU (van điện từ số 1 bật và van điện từ số 2 bật) như hình 1.22

Áp suất thủy lực cấp lên phía trên các van chuyển số 1 – 2 và 3 – 4 được xả

ra và van chuyển số 1 – 2 được đẩy lên do lực lò xo Do đó, đường dẫn dầu mởvào B2, C1 và B2 (F1) hoạt động để chuyển sang số 2