Đồ án Khai thác kỹ thuật hộp số tự động trên xe Toyota vios

Nhiệm vụ: Hộp số tự động có nhiệm vụ: - Truyền và biến đổi mômen từ động cơ tới bánh xe chủ động sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mômen cản sinh ra trong quá trình ôt

1

CHƯƠNG I:

TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 1.1 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG: 1.1.1 Nhiệm vụ:

Hộp số tự động có nhiệm vụ:

- Truyền và biến đổi mômen từ động cơ tới bánh xe chủ động sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mômen cản sinh ra trong quá trình ôtô chuyển động;

- Cắt dòng truyền mômen trong thời gian ngắn hoặc dài, thực hiện đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ôtô;

- Thực hiện đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ôtô;

- Giúp ôtô khả năng chuyển động mềm mại và tính năng việt dã cần thiết trên đường

1.1.2 Yêu cầu:

- Khi gài chuyển số đảm bảo nhẹ không gây ra va đập

- Hộp số phải có tỷ số truyền thích hợp với đặc tính của động cơ, tốc

độ, điều kiện sử dụng xe, tính kinh tế

- Hộp số phải đảm bảo khả năng có thể ngắt dòng truyền công suất trong thời gian dài

- Hộp số phải có khả năng thay đổi chiều quay giữa trục ra và vào

1.1.3 Phân loại hộp số tự động:

Hộp số tự động có thể được phân loại như sau:

* Theo cách bố trí có:

2

- oại hộp số sử dụng trên ôtô FF: ộng cơ đặt trước, cầu trước chủ động

Hình 1.1: Hộp số tự động sử dụng trên ôtô FF 1-Bánh xe; 2-Động cơ; 3-Hộp số TĐ; 4-Bán trục;

5-khớp các đăng; 6-Biến mô

- oại hộp số sử dụng trên ôtô FR: ộng cơ đặt trước, cầu sau chủ động

Hình 1.2: Hộp số tự động sử dụng trên ôtô FR 1- Động cơ; 2,5- Bánh xe; 3- Biến mô; 4- Hộp số TĐ;

6- Bán trục; 7- khớp các đăng

C c hộp số sử dụng trên ôtô FF được thiết kế g n nhẹ hơn so với loại

sử dụng trên ôtô FR do ch ng được lắp đặt c ng một khoang với động cơ

C c hộp số sử dụng cho ôtô FR có bộ truyền động b nh răng cuối c ng với vi sai lắp bên ngoài Còn c c hộp số sử dụng trên ôtô FF có bộ truyền

4

1.2 ĐẶC ĐIỂM VẬN HÀNH VÀ ƢU ĐIỂM CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG: 1.2.1 Đặc điểm vận hành:

ối với xe ôtô có hộp số thường, cần sang số được sử dụng để chuyển

số nhằm thay đổi lực kéo tại b nh xe cho ph hợp với điều kiện chuyển động Khi l i 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 V thế l i xe phải thường xuyên nhận

biết tải và tốc độ động cơ để chuyển số một c ch ph hợp iều đó sẽ gây nên

sự mất m t công suất động cơ một c ch không cần thiết, ngoài ra nó còn gây

nên sự khó khăn khi điều khiển và sự tập trung qu mức đối với người l i

Ở hộp số tự động, những nhận biết như vậy của l i xe là không cần thiết, l i

xe chỉ cần lựa ch n dãy số, sau đó việc chuyển lên hay xuống đến số thích hợp nhất được thực hiện một c ch tự động tại thời điểm thích hợp nhất theo tải động cơ và tốc độ xe Việc chuyển số tự động đã làm tăng tính tiện nghi của xe Ngoài ra trong quá trình vận hành có thể dừng xe mà không phải đóng ngắt ly hợp và về số N Hộp số tự động thủy cơ có tốc độ truyền thẳng cũng như truyền tăng

1.2.2 Ƣu điểm của hộp số tự động:

Hộp số sử dụng trên ôtô gồm có hai loại: Hộp số cơ khí và hộp số tự động

* Hệ thống truyền lực trên xe được bố trí như sau:

Trên xe ôtô d ng hộp số cơ khí th dòng momen truyền từ động cơ sang hộp số th phải đi qua ly hợp, ly hợp chỉ có khả năng truyền hết momen do động cơ sinh ra Trong khi đó trên xe lắp hộp số tự động, dòng truyền momen

từ động cơ xuống hộp số được thông qua biến mô thủy lực Momen truyền từ động cơ sang hộp số được tăng lên K lần ( K là hệ số biến mô)

Hình 1.6: a- Dạng tay số zic zắc; b- Dạng tay số thẳng

* Phương pháp gài số của hộp số cơ khí:

- Hộp số cơ khí: C c b nh răng khi sang số mới gài vào với nhau gài trực tiếp hoặc qua đồng tốc

6

- Hộp số tự động: C c b nh răng ăn khớp sẵn nên việc chuyển số là do

sự đóng, mở của c c ly hợp, phanh và khớp một chiều C c ly hợp, phanh và khớp một chiều được điều khiển đóng mở nhờ c c van chuyển số

Me : momen trục ra của động cơ;

ih,i0 : Tỉ số truyền của hộp số chính và của truyền lực chính;

t: Hiệu suất của biến mô;

rb: B n kính làm việc trung b nh của b nh xe

- Với xe sử dụng hộp số tự động có lắp biến mô th :

Mt: Momen bánh tua bin

7

Hình 1.8: Đồ thị đặc tính kéo của xe lắp hộp số tự động

Xuất ph t từ phương tr nh cân bằng lực kéo của ôtô, quan hệ giữa lực kéo ph t ra tại c c b nh xe chủ động Pk và c c lực cản chuyển động phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ôtô Pk = f(v) Trục tung là c c gi trị của lực và trục hoành là c c gi trị của vận tốc , đồ thị biểu diễn quan hệ c c lực đó và vận tốc của ôtô chính là đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô

Nhận xét:

ồ thị h nh 1.7 và hình 1.8 cho thấy sự kh c biệt của đường đặc tính kéo ở xe lắp hộp số thường và xe lắp hộp số tự động như sau: lực kéo Pk ở

b nh xe chủ động của xe lắp hộp số tự động lớn hơn Pk của xe lắp hộp số hộp

số thường,với xe lắp hộp số tự động th lực cản tăng th lực kéo tăng theo, đồ thị lực kéo của xe lắp hộp số thường với mỗi tay số có v ng làm việc ổn định phía bên phải và v ng làm việc không ổn định bên tr i, xe lắp hộp số thường lực cản tăng th lực kéo giảm

* Vậy hộp số tự động có ưu điểm:

- Sử dụng áp suất thủy lực để tự động chuyển các tay số tùy theo tốc độ

xe, góc mở bướm ga và vị trí cần số

8

- Quá trình chuyển số được thực hiện tự động hoàn toàn, người lái không phải điều khiển chuyển số nên giảm thiểu được các thao tác khi lái xe ồng thời quá trình chuyển số là tự động điều khiển, nên xe luôn hoạt động ở chế độ phù hợp nhất tương ứng với tải, địa hình, tốc độ Do vậy, tr nh được tổn hao công suất cũng như nhiên liệu trong quá trình vận hành

- Mô men xoắn được truyền đến các bánh xe chủ động một cách êm dịu, tương ứng với lực cản chuyển động và tốc độ chuyển động của ô tô

- Hộp số tự động gi p tăng được khả năng động lực h c của ô tô

- Giảm được tải tr ng tác dụng lên các chi tiết của hệ thống truyền lực

- Tr nh được quá tải cho động cơ và hệ thống truyền lực vì giữa chúng được nối với nhau bằng biến mô thủy lực

9

CHƯƠNG II:

HỘP SỐ TỰ ĐỘNG U340E 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG

- Hộp số tự động U340E (hình 2.1) được lắp trên xe Toyota Vios; là

loại hộp số thủy cơ sử dụng bộ truyền hành tinh có điều khiển điện tử

Hình 2.1: Bối trí hộp số U340E

- Sơ đồ hộp số được giới thiệu trên hình 2.2 gồm có hai cơ cấu hành tinh Willson ghép nối với nhau theo kiểu CR – CR (cần dẫn của cơ cấu này nối với b nh răng bao của cơ cấu kia) Hộp số có 4 số tiến và 1 số l i; trong

đó số 3 là số truyền thẳng và số 4 là số truyền tăng ầu vào của bộ truyền hành tinh là trục ra của b nh tuabin của biến mô, đầu ra của bộ truyền là cần dẫn của cơ cấu hành tinh ăn khớp với bộ vi sai thông qua 1 bộ b nh răng C c

B2 Phanh số 2 Giữ BR mặt trời bộ truyền HT thứ hai không

quay ngược chiều kim đồng hồ

B3 Phanh số 1 và số lùi Khóa BR bao bộ truyền HT thứ nhất và cần

dẫn bộ truyền HT thứ hai

F1 Khớp một chiều số 1 Giữ BR mặt trời bộ truyền HT thứ hai không

quay ngược chiều kim đồng hồ

11

F2 Khớp một chiều số 2

Giữ BR bao bộ truyền HT thứ nhất và cần dẫn

bộ truyền HT thứ hai không quay ngược chiều kim đồng hồ

C c B nh răng hành tinh

C c BR HT làm thay đổi tỉ số truyền theo sự đóng mở của ly hợp và phanh, nhờ đó làm tăng hoặc giảm tốc độ đầu ra

2.2 KẾT CẤU CỦA HỘP SỐ U340E

2.2.1 Kết cấu chung của hộp số tự động U340E:

- Biến mô thủy lực: được bố trí ngay tiếp sau động cơ, nhận mô-men từ động cơ và truyền tới c c trục của hộp số cơ khí

- C c b nh răng ăn khớp với tỷ số truyền x c định: thường sử dụng c c

cơ cấu b nh răng hành tinh

- Hệ thống điều khiển chuyển số: hệ thống bao gồm c c cảm biến tốc

độ xe, cảm biến vị trí bướm ga, c c van điện từ

- Mạch dầu của hộp số: c c đường dầu điều khiển c c phanh, khớp một chiều, ly hợp ma s t, cung cấp dầu cho biến mô

Khi xe hoạt động, động cơ truyền mô-men qua biến mô tại đầu ra của biến mô (b nh tua-bin) truyền vào hộp số cơ khí, hộp số cơ khí thay đổi được

tỷ số truyền,việc thay đổi tỷ số truyền được điều khiển tự động nhờ c c ly hợp, phanh, khớp một chiều ầu ra của hộp số cơ khí được ăn khớp với bộ truyền lực chính qua vi sai truyền tới c c b nh xe chủ động

12

Hình 2.3: Hộp số U340E

2.2.2 Biến mô thủy lực:

Biến mô thủy lực được lắp ở đầu vào của chuỗi b nh răng truyền động hộp số và được bắt bằng bulông vào trục sau của trục khuỷu thông qua tấm truyền động Biến mô làm tăng momen do động cơ tạo ra, truyền momen này đến hộp số, nó còn đóng vai trò như 1 khớp nối thủy lực truyền momen đến hộp số, hấp thụ c c dao động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực Biến

mô có t c dụng như một b nh đà để làm đều chuyển động quay của động cơ, ngoài ra nó còn có chức năng dẫn động bơm dầu của hệ thống thủy lực Cấu tạo biến mô: phần chủ động g i là b nh bơm (B) nối với trục khuỷu động cơ, phần bị động g i là b nh tuabin (T) nối với trục vào bộ truyền b nh răng hành

B nh bơm (h nh 2.5) được bố trí bên trong và gắn liền với vỏ biến mô

B nh bơm được nối với trục khuỷu qua đĩa bị động 1 Trên bề mặt của b nh bơm có c c c nh bơm, các cánh có biên dạng cong hướng kính được lắp bên trong b nh bơm có t c dụng tạo động năng cho dòng chất lỏng Vành dẫn hướng 4 được lắp trên mép trong của các c nh để dẫn hướng cho dòng chảy của dầu được êm

Hình 2.6: Bánh tuabin

15

c) Bánh phản ứng:

Hình 2.7:Bánh tuabin A-dòng chất lỏng từ bánh tua-bin; B-dòng chất lỏng đi tới bánh bơm; C-nếu

dòng chất lỏng không bị chuyển hướng

B nh phản ứng (hình 2.7) được đặt giữa b nh bơm và bánh tuabin, trục

b nh phản ứng được lắp cố định vào vỏ hộp số qua khớp một chiều, các cánh của b nh phản ứng nhận dòng dầu khi nó đi ra khỏi bánh tuabin và hướng cho

nó đập vào mặt sau của c nh quạt trên b nh bơm làm cho b nh bơm được cường hóa Khớp một chiều cho phép b nh phản ứng quay c ng chiều với trục khuỷu động cơ, nếu b nh phản ứng có xu hướng quay theo chiều ngược lại th khớp 1 chiều sẽ khóa b nh phản ứng lại không cho nó quay

d) Nguyên lý làm việc của biến mô:

* Nguyên lý truyền công suất:

Khi c nh bơm được dẫn động bởi trục khuỷu của động cơ dầu trong

c nh bơm sẽ quay với c nh bơm theo c ng một hướng

Khi tốc độ của c nh bơm tăng lên lực li tâm làm cho dầu bắt đầu chảy

ra phía ngoài tâm của c nh bơm d c theo bề mặt của c nh quạt và mặt bên trong của c nh bơm

16

Hình 2.8: Khi tốc độ quay nhỏ

Khi tốc độ của c nh bơm tăng lên nữa dầu sẽ bị đ y ra khỏi c nh bơm rồi đập vào c c c nh quạt của rôto tuabin làm cho rôto bắt dầu quay c ng hướng với c nh bơm Sau khi dầu mất năng lượng do va đập vào c c canh quạt của roto tuabin, nó ch y vào trong d c theo c c c nh của roto tuabin khi

nó chạm vào phần trong của rôto bề mặt cong của bên trong roto sẽ hướng dòng chảy ngược trở lại c nh bơm và dòng chảy lại bắt đầu Như vậy việc truyền mômen được thực hiện bởi dòng dầu chảy qua c nh bơm và roto tuabin

Hình 2.9: Khi tốc độ quay lớn

* Nguyến lý khuyếch đại mômen:

Việc khuyếch đại mômen do bộ biến mô thực hiện bằng c ch dẫn dòng dầu khi nó vẫn còn năng lượng sau khi đi qua b nh tuabin trở về b nh bơm qua c nh của b nh phản ứng hay nói c ch kh c là b nh bơm được quay do

17

mômen quay từ động cơ mà mômen này lại được bổ xung dầu quay về từ

b nh tuabin, có thể nói b nh bơm khuyếch đại mômen quay ban đầu để dẫn động b nh tuabin

Hình 2.10: Nguyên lý khuyếch đại mômen

Chức năng của khớp một chiều stato (b nh phản ứng) là: Hướng của dòng dầu đi vào stato từ hướng của tuabin phụ thuộc vào sự chênh lệch tốc

độ quay giữa b nh bơm và b nh tuabin

Khi chênh lệch về tốc độ quay là lớn: tốc độ của dầu (dòng chảy xo y) tuần hoàn qua c nh bơm và rôto tuabin là lớn, do vậy dầu từ rôto tuabin đến stato theo hướng sao cho nó ngăn cản chuyển động quay của c nh bơm, như

h nh 2.11, tại đây dầu sẽ đập vào mặt trước của c nh quạt trên stato làm cho

nó quay theo hướng ngược lại với hướng quay của c nh bơm Nhưng do bánh phản ứng bị khóa cứng bởi khớp một chiều nên nó không quay nhưng c c

c nh của nó làm cho hướng của dòng dầu thay đổi sao cho ch ng sẽ trợ gi p cho chuyển động quay thực của c nh bơm

18

Hình 2.11: Khi khớp 1 chiều bị khóa

Khi dòng chảy xo y nhỏ: tốc độ quay của rôto tuabin đạt được đến tốc

độ của c nh bơm, tốc độ của dầu mà quay c ng hướng với rôto tuabin tăng lên Nói c ch kh c tốc độ của dầu (dòng chảy xo y) tuần hoàn qua c nh bơm

và rôto tuabin giảm xuống Do vậy mà hướng của dòng dầu đi từ rôto tuabin đến b nh phản ứng c ng hướng quay của c nh bơm Do l c này dầu đập vào mặt sau của c c c nh trên stato lên c c c nh này ngăn dòng chảy của dầu lại trong trường hợp này khớp một chiều cho phép b nh phản ứng quay c ng hướng với c nh bơm do vậy cho phép dầu trở về c nh bơm

B nh phản ứng bắt đầu quay c ng hướng với c nh bơm khi tốc độ quay của rôto tuabin đạt đến một tỷ lệ nhất định so với tốc độ quay của c nh bơm Hiện tượng đó g i là điểm ly hợp hay diểm nối sau khi đạt được điểm ly hợp mômen không khuyếch đại chức năng của biến mô như một khớp nối thuỷ lực thông thường

19

Hình 2.12: Khi khớp 1 chiều quay tự do

e) Điểm khóa biến mô và các thông số cơ bản của biến mô:

* Khóa biến mô:

Khóa biến mô là một cơ cấu thủy lực cho phép khóa b nh bơm và b nh tua-bin khi biến mô quay ở tốc độ cao

Hình 2.13 : Đường đặc tính không thứ nguyên của biến mô

Khi xe chuyển động ở tốc độ thấp tỷ số truyền tốc độ thấp, khi đó tỷ số truyền mô-men là cao do có sự cường hóa mô-men Khi tốc độ xe tăng lên tỷ

số truyền tốc độ của xe tăng lên nhưng tỷ số truyền mô-men lại giảm xuống, hiệu suất của biến mô cũng giảm nhanh, khi đó để giữ được mô-men của b nh

A, dầu tại khoang B được tho t bằng ống xả, ép khóa ly hợp chặt vào vỏ biến

mô, khóa vỏ biến mô với b nh tua-bin thành một khối cứng Khi hoàn tất việc khóa biến mô th tỷ số truyền qua biến mô là 1

Hình 2.14: Sơ đồ điều khiển khóa biến mô 1- vỏ biến mô; 2-khóa biến mô; 3-bánh tua-bin; 4-bánh bơm;

5-van điều khiển khóa biến mô

* Các thông số cơ bản của biến mô:

C c biến mô được đặc trưng bởi đường đặc tính không thứ nguyên:

21

Hình 2.15: Đồ thi đặc tính không thứ nguyên của biến mô

Việc khuyếch đại mômen do biến mô sẽ tăng theo tỷ lệ với dòng xo y, điều đó có nghĩa là nó lớn nhất khi bánh tuabin không quay Hoạt động của biến mô được chia làm hai dải hoạt động: dải biến mô trong đó có sự khuyếch đại mômen, dải khớp nối trong đó chỉ thuần tuý diễn ra việc truyền mômen và

sự khuyếch đại mômen không xảy ra

- Hệ số khuếch đại biến mô:

Kbm= t

b

M M

Trong đó: Mt - Mômen bánh tubin

Mb - Mômen b nh bơm

Hệ số khuyếch đại biến mô phụ thuộc vào điều kiện làm việc của biến

mô, khi lực cản chuyển động tăng lên, số vòng quay của trục tubin giảm xuống dẫn đến Mt tăng lên do vậy Kbm tăng lên, nó có gi trị lớn nhất khi roto tubin đứng yên tức là nt =0 Ngược lại, khi lực cản chuyển động giảm xuống, vận tốc ôtô tăng lên th hệ số khuyếch đại biến mô giảm xuống

- Tỉ số truyền của biến mô:

Tỉ số truyền của biến mô (ibm) là tỉ số vòng quay của trục b nh tubin nT

và số vòng quay của trục b nh bơm nb:

22

ibm= t b

n n

- Hiệu suất của biến mô:

Hiệu suất của biến mô cho biết có bao nhiêu năng lượng được truyền một c ch hiệu quả từ b nh bơm tới b nh tubin:

t t

n M

n M

.

.

= Kbm ibmTrong đó :

Nt : Công suất ph t ra trên trục b nh tubin của biến mô;

Nb: Công suất trên trục b nh bơm của biến mô

Gi trị hiệu suất biến mô thay đổi theo đường cong bậc hai parabol và đạt gi trị lớn nhất tại t, khi K> 1, hiệu suất biến mô lớn hơn gi trị hiệu suất li hợp thủy động đường tsau đó do mất m t năng lượng qua b nh stato hiệu suất biến mô giảm nhanh Theo lý thuyết về c c m y có c nh quan hệ giữa momen truyền qua c nh và thông số kích thước c nh có dạng:

. n b D

b

.

t t

Với tr ng lượng riêng của chất lỏng , b, t là hệ số momen xoắn, D là đường kính lớn nhất của b nh Từ đó ta có:

- Điểm ly hợp:

ường thẳng dóng từ điểm ly hợp lên là đường phân chia giữa hai giai đoạn đó hiệu suất truyền động của bộ biến mô cho thấy năng lượng truyền cho b nh bơm được truyền đến b nh tuabin với hiệu quả ra sao Năng lượng ở đây là công suất của bản thân động cơ tỉ lệ với tốc độ của động cơ (vòng ph t) và mômen động cơ do mômen được truyền với tỉ số gần 1:1 trong khớp thuỷ lực nên hiệu suất truyền động trong dải khớp nối sẽ tăng tuyến

23

tính và tỉ lệ với tốc độ Tuy nhiên hiệu suất truyền động của bộ biến mô không đạt được 100 và thường đạt được khoảng 95 Sự tổn hao năng lượng là do nhiệt sinh ra trong dầu và ma s t Khi dầu tuần hoàn nó được bộ làm m t dầu làm m t

- Điểm d ng và điểm li hợp:

iểm dừng chỉ t nh trạng ở đó mà b nh tuabin không chuyển động Sự chênh lệch tốc độ quay giữa b nh bơm và b nh tuabin là lớn nhất Tỉ số truyền mômen của bộ biến mô là lớn nhất tại điểm dừng (thường trong phạm

vi từ 1,7 đến 2,5) hiệu suất truyền động bằng 0

iểm ly hợp khi b nh tuabin bắt đầu quay và tỉ số truyền tốc độ tăng lên,

sự chệnh lệch tốc độ quay giữa b nh tua bin và b nh bơm bắt đầu giảm xuống Tuy nhiên, ở thời điểm này hiệu suất truyền động tăng Hiệu suất truyền động đạt lớn nhất ngay trước điểm li hợp Khi tỷ số tốc độ đạt tới một trị số nào đó th tỉ số truyền mômen trở nên gần bằng 1:1 Nói c ch kh c,

b nh phản ứng bắt đầu quay ở điểm li hợp và bộ biến mô sẽ hoạt động như một khớp nối thuỷ lực để ngăn không cho tỉ số truyền mômen tụt xuống dưới

1

2.2.3 Bộ bánh răng hành tinh

a) Giới thiệu về hộp số hành tinh:

Hộp số cơ khí trong hộp số thủy cơ thường sử dụng c c cơ cấu hành tinh, cơ c c hành tinh là cơ cấu bao gồm c c b nh răng ăn khớp tạo ra 3 bậc

tự do Hộp số cơ khí có t c dụng:

- Thay đổi tỷ số truyền giữa trục vào và trục ra khi cần ( thực hiện chuyển số)

- ảo chiều quay của trục ra khi cần

- Ngắt đường truyền công suất trong thời gian dài

24

Bộ b nh răng hành tinh được đặt trong vỏ hộp số chế tạo bằng hợp kim nhôm Nó có thể thay đổi tốc độ đầu ra hoặc chiều quay của hộp số, sau đó truyền chuyển động này đến bộ truyền động cuối c ng Bộ b nh răng hành tinh bao gồm: c c b nh răng hành tinh, c c li hợp và phanh Bộ truyền b nh răng hành tinh trước và bộ truyền b nh răng hành tinh sau được nối với c c li hợp và phanh, là c c bộ phận nối và ngắt công suất Những cụm b nh răng này chuyển đổi vị trí của phần sơ cấp và c c phần tử cố định để tạo ra c c tỷ

số truyền b nh răng kh c nhau và vị trí số trung gian

Hình 2.16: bộ truyền bánh răng hành tinh

b) Cơ cấu hành tinh của hộp số U340E:

Cấu tạo của HSHT trên ôtô và c c phương tiện giao thông khá phức tạp HSHT được tổ hợp từ c c cơ cấu hành tinh cơ bản hoặc c c cơ cấu hành tinh tổng hợp Cơ cấu hành tinh của hộp số U340E là cơ cấu hành tinh hỗn hợp theo sơ đồ CR-CR Cần dẫn của bộ truyền thứ nhất nối với b nh răng bao của

bộ truyền thứ hai, cần dẫn của bộ truyền thứ hai lại nối với b nh răng bao của

bộ truyền thứ nhất

Cơ cấu hành tinh cơ bản là cơ cấu 3 bậc tự do, trong đó có b nh răng hành tinh ăn khớp với b nh răng mặt trời và b nh răng bao, trục của b nh

25

răng hành tinh có thể quay Do đó cơ cấu một trục công suất vào ta có hai trục công suất ra và có thể đảo chiều quay của trục ra

Hình 2.17: Cơ cấu hành tinh cơ bản 1-bánh răng bao; 2-bánh răng hành tinh; 3-trục bánh răng hành tinh;

- Các trạng thái làm việc của cơ cấu hành tinh:

Trạng th i của

khâu được

điều khiển

Khâu chủ động

Khâu bị ộng

Tỷ số truyền

Chiều quay của khâu bị động đối với khâu chủ động

B nh răng bao

cố định

B nh răng mặt trời Cần dẫn

>1(truyền giảm)

C ng chiều Cần dẫn B nh răng mặt trời <1 (truyền tăng)

B nh răng mặt

trời cố định

B nh răng bao Cần dẫn >1 (truyền giảm)

C ng chiều Cần dẫn B nh răng

bao

<1 (truyền tăng) Cần dẫn

cố định

B nh răng mặt trời

B nh răng bao

>1 ( truyền giảm) Ngược chiều

B nh răng B nh răng <1 (truyền

b nh răng bao

B nh răng bao hoặc

b nh răng mặt trời

=1 (tỷ số truyền thẳng)

(m là số cơ cấu hành tinh)

2.3 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỘP SỐ U340E

Hình 2.18: Sơ đồ cơ cấu hành tinh hộp số U340E

- Số 2 (Dãy D hoặc 3):

Hình 2.20: Dãy D - Số 2

C1, F1, B2 hoạt động, dòng truyền công suất như sau: Trục sơ cấp bộ truyền HT(+)ly hợp C1S1(+)b nh răng hành tinh H1(-) ến đây dòng công suất chia làm 2 nhánh:

Nhánh 1: giống như khi đi số 1;

Nhánh 2: C1(-)R1(+)Cd2(+)b nh răng hành tinh H2(+) (vì F1, B2 hoạt động nên S2 không quay ngược chiều kim đồng hồ) R2(+)Cd1(+);

Kết hợp 2 nhánh công suất truyền đến b nh răng bị động của truyền lực cuối

và quay theo chiều dương

- Số 3 (Dãy D hoặc 3):

- Số 4 - Số truyền tăng OD (Dãy D):

Hình 2.22: Dãy D - Số 4

C2, B1, B2 hoạt động, dòng truyền công suất như sau: Trục sơ cấp bộ truyền HT(+)ly hợp C2 đóng làm b nh răng hành tinh H2 và Cd2 đều quay

30

chiều (+); đồng thời B1, B2 đóng nên bộ truyền b nh răng hành tinh thứ hai tạo thành một khối quay theo chiều (+) với tốc độ nhanh hơn Cd1(+)bánh răng bị động của truyền lực cuối và quay theo chiều dương

- Số lùi (Vị trí R):

Hình 2.23: Số lùi

C3, B3 hoạt động, dòng truyền công suất như sau: Trục sơ cấp bộ truyền HT(+)ly hợp C3 đóng S2(+); đồng thời B3 đóng nên b nh răng hành tinh H2(-) quanh Cd2R2(-) Cd1(-)b nh răng bị động của truyền lực cuối và quay theo chiều ngược chiều trục sơ cấp của hộp số

- Số 2 (Dãy 2):

Hình 2.24: Dãy 2 - Số 2

31

C1, B1, B2, F1 đóng, dòng truyền công suất như sau: Dòng công suất đang được dẫn động bởi c c b nh xe chủ động với cần ch n ở vị trí dãy 2 như

ở vị trí dãy D Tuy nhiên khi hộp số được dẫn động bởi c c b nh xe chủ động

th xảy ra hiện tượng phanh bằng động cơ: Công suất từ trục thứ cấp hộp số truyền tới cần Cd1 nên c c b nh răng hành tinh C1 và R2 quay xung quanh S1, C2 theo chiều (+) C c b nh C1, R2 quay theo chiều (+) trong khi S1 và C2 có thể quay theo 2 chiều Nhưng do B1, B2 và F1 đóng nên S1 và C2 bị khóa, khi

đó C1 và R2 (+) ực quay đó được truyền đến trục sơ cấp của hộp số tạo nên

- Phanh sử dụng trong hộp số tự động U340E đều là kiểu nhiều đĩa ướt.

Hình 2.26 : cấu tạo phanh

Phanh B1 được sử dụng để khóa b nh răng mặt trời phía sau

Phanh B2 hoạt động thông qua khớp một chiều số 1 để ngăn không cho

c c b nh răng mặt trời sau quay ngược chiều kim đồng hồ C c đĩa ma s t được gài bằng then hoa vào vòng lăn ngoài của khớp một chiều số 1 và c c đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số Vòng lăn trong của khớp một chiều số 1 (B nh răng mặt trời sau) được thiết kế sao cho khi quay ngược chiều kim đồng hồ th nó sẽ bị kho , nhưng khi quay theo chiều kim đồng hồ th nó có thể xoay tự do

Hình 2.27: Cấu tạo phanh đĩa kiểu ướt

- Nguyên lý hoạt động của các phanh: Khi p suất thuỷ lực t c động lên

xi lanh píttông sẽ dịch chuyển và ép c c đĩa thép và đĩa ma s t tiếp x c với nhau Do đó tạo nên một lực ma s t lớn giữa mỗi đĩa thép và đĩa ma s t Kết quả là cần dẫn hoặc b nh răng mặt trời bị kho vào vỏ hộp số Khi dầu có p suất được xả ra khỏi xi lanh th píttông bị lò xo phản hồi đ y về vị trí ban đầu của nó và làm nhả phanh

34

Số lượng c c đĩa ma s t và đĩa thép kh c nhau tu theo kiểu hộp số tự động Thậm trí trong c c hộp số tự động c ng kiểu số lượng đĩa ma s t cũng

có thể kh c nhau tu thuộc vào động cơ được lắp với hộp số

Khi thay c c đĩa phanh bằng c c đĩa ma s t mới hãy ngâm c c đĩa ma

s t mới vào ATF khoảng 15 ph t hoặc lâu hơn trước khi lắp ch ng

Hình 2.28: Các trạng thái của phanh đĩa kiểu ướt

2.2.5 Ly hợp (C 1 , C 2 và C 3 )

C1, C2 và C3 là c c li hợp nối và ngắt công suất

y hợp C1 hoạt động để truyền công suất từ bộ biến mô tới b nh răng mặt trời trước qua trục sơ cấp C c đĩa ma s t và đĩa thép được bố trí xen kẽ với nhau C c đĩa ma s t được nối bằng then với b nh răng bao trước và c c đĩa thép được khớp nối bằng then với tang trống của li hợp số tiến B nh răng bao trước được lắp bằng then với bích b nh răng bao, còn tang trống của li hợp số tiến được lắp bằng then với moay trước của li hợp số truyền thẳng

Ly hợp C2 truyền công suất từ trục trung gian tới cần dẫn sau C c đĩa

ma s t được lắp bằng then với moay ơ của li hợp truyền thẳng còn c c đĩa thép được lắp bằng then với tang trống li hợp truyền thẳng Tang trống li hợp truyền thẳng ăn khớp với tang trống đầu vào của b nh răng mặt trời và tang trống này lại được ăn khớp với c c b nh răng mặt trời trước và sau Kết cấu

35

được thiết kế sao cho ba cụm đĩa ma s t, đĩa thép và c c tang trống quay c ng với nhau

Hình 2.29:Cấu tạo ly hợp

- Hoạt động ăn khớp C1 : Khi dầu có p suất chảy vào trong xi lanh

píttông, nó sẽ đ y viên bi van của píttông đóng kín van một chiều và làm píttông di động trong xi lanh và ép c c đĩa thép tiếp x c với c c đĩa ma s t

Do lực ma s t lớn giữa c c đĩa thép và đĩa ma s t nên c c đĩa thép dẫn và đĩa

ma s t bị dẫn quay c ng một tốc độ Có nghĩa là li hợp được ăn khớp, trục sơ cấp được nối với b nh răng mặt trời trước, và công suất từ trục sơ cấp được truyền tới b nh răng mặt trời

36

Hình 2.30: Trạng thái ăn khớp

- Nhả khớp C1 : Khi dầu có p suất được xả th p suất dầu trong xi

lanh giảm xuống iều này cho phép viên bi rời khỏi van một chiều nhờ lực

li tâm t c động lên nó,và dầu trong xi lanh được xả ra ngoài qua van một chiều Kết quả là píttông trở về vị trí ban đầu của nó nhờ lò xo hồi và nhả li

hợp

Số lượng c c đĩa ma s t và đĩa thép thay đổi tu theo kiểu hộp số tự động Thậm chí trong c c hộp số tự động c ng kiểu th số lượng đĩa ma s t

có thể kh c nhau tu thuộc vào động cơ lắp với hộp số

Khi thay c c đĩa ma s t li hợp bằng c c đĩa ma s t mới phải ngâm c c đĩa ma s t mới vào ATF khoảng 15ph t hoặc lâu hơn trớc khi lắp ch ng

Hình 2.31: Trạng thái nhả khớp

37

- Cơ cấu triệt tiêu áp suất d u thu lực li t m trong ly hợp: Trong cơ

cấu của một li hợp thông thường để ngăn cản sự sinh ra p suất do lực li tâm

t c động lên dầu trong buồng p suất dầu của pitton khi nhả li hợp, người ta

bố trí một viên bi một chiều để xả dầu Do đó, trước khi có thể t c động tiếp vào li hợp cần có thời gian để dầu điền đầy buồng p suất dầu của pitton Trong khi chuyển số, ngoài p suất do thân van kiểm so t, th p suất t c động lên dầu trong buồng p suất dầu của píttông cũng có ảnh hưởng, mà p suất

này lại phụ thuộc vào sự dao động tốc độ của động cơ

ể triệt tiêu ảnh hưởng này người ta bố trí đối diện với buồng p suất thuỷ lực của pitton một khoang triệt tiêu p suất dầu thuỷ lực Bằng việc sử dụng dầu bôi trơn như dầu d ng cho trục th một lực li tâm tương đương sẽ

t c động, làm triệt tiêu lực li tâm t c động lên bản thân pitton V vậy, không cần phải xả chất lỏng bằng c ch d ng viên bi mà vẫn đạt được một đặc tuyến thay đổi tốc độ êm và rất nhạy

đ ng vào thời điểm p suất thuỷ lực vận hành li hợp được xả Do đó, khớp một chiều số 1 (F1) t c động qua phanh B2 để ngăn không cho b nh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ Khớp một chiều số 2 (F2) ngăn không cho cần dẫn sau quay ngược kim đồng hồ Vòng lăn ngoài của khớp một chiều số 2 được cố định vào vỏ hộp số Nó được lắp r p sao cho nó

sẽ kho khi vòng lăn trong (cần dẫn sau) xoay ngược chiều kim đồng hồ và quay tự do khi vòng lăn trong xoay theo chiều kim đồng hồ Với c ch này có thể sử dụng c c khớp một chiều để chuyển c c số bằng c ch luôn ấn hoặc nhả

p suất thuỷ lực lên một phần tử Nghĩa là, chức năng của khớp một chiều là đảm bảo chuyển số được êm

Hình 2.33: Khớp một chiều

39

2.3 HỆ THỐNG THỦY LỰC

2.3.1 Cấu tạo của hệ thống thủy lực

Hệ thống thuỷ lực gồm c c cụm cơ bản sau:

Nguồn cung cấp năng lượng

Bộ chuyển đổi và truyền tín hiệu chuyển số

Bộ van thuỷ lực chuyển số

Bộ tích năng giảm chấn

C c đường dầu

Bộ điều khiển thủy lực có chức năng tạo ra p suất thủy lực, điều chỉnh

p suất thủy lực bằng c c van điều p sơ cấp, van bướm ga thích hợp cới công suất ph t ra của động cơ Hệ thống điều khiển đóng mở c c ly hợp và phanh

để thực hiện chuyển số

Hình 2.34: Các chức năng điều khiển của hệ thống thủy lực

Trong sơ đồ c c tín hiệu từ c c cảm biến được đưa tới bộ điều khiển điện tử trung tâm, ở đây xử lý tín hiệu và đưa tới điều khiển c c van điện từ

để thực hiện việc đóng c c phanh và ly hợp

Cần điều khiển ch n tay số( điều khiển của người l i ch n chế độ R, D,

N, 2) Khi người l i ch n chế độ chuyển động của xe sẽ t c động vào c c van điều khiển dầu t c động vào qu tr nh chuyển mạch p suất dầu