Đồ án nghiên cứu tính toán thiết kế hộp số xe du lịch

Hộp số sàn Sự ra đời của hộp số sàn được ví như trái tim của hệ thống truyền lực, hộp sốbiến đổi mô-men, tốc độ làm việc của động cơ sao cho phù hợp với điều kiện làmviệc của bánh xe trê

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ 2

TRÊN XE DU LỊCH 2

1.1 Lịch sử về hộp số 2

1.1.1 Hộp số sàn 2

1.1.2 Hộp số tự động 4

1.1.3 Hốp số ly hợp kép (DTC) 5

1.2 Giới thiệu chung về hộp số 6

1.2.1 Công dụng 6

1.3.2 Phân loại 7

CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM KÊT CẤU HỘP SỐ SỬ DỤNG 9

TRÊN XE DU LỊCH 9

2.1 Hộp số 3 trục 9

2.1.1 Kết cấu hộp số 3 trục 9

2.1.2 Nguyên lý hoạt động 13

2.1.3 Ưu nhược điểm hộp số 14

2.2 Hộp số hai trục 15

2.2.1 Kết cấu hộp số 2 trục 5 cấp số 15

2.1.2 Nguyên lý làm việc 16

2.1.3 Ưu nhược điểm của hộp số 17

2.3 Hộp số tự động 18

2.3.1 Phân loại hộp số tự động 18

2.3.2 Kết cấu và nguyên lý các bộ phận 20

2.3.3 Nguyên lý làm việc 28

2.3.4 Ưu nhược điểm của hộp số 33

2.4 Hộp số ly hợp kép (DTC) 34

2.4.1 Kết cấu hộp số ly hợp kép 34

2.4.2 Nguyên lý làm việc 35

2.4.3 Ưu nhược điểm của hộp số 37

2.5 Hộp số vô cấp (CVT) 38

2.5.1 Kết cấu hộp số vô cấp 38

2.5.2 Nguyên lý làm việc 40

2.5.3 Ưu nhược điểm của hộp số 41

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ CƠ KHÍ XE DU LỊCH 42

3.1 Phân tích chọn phương án kết cấu hộp số 42

3.2 Chọn sơ đồ động học của hộp số 43

3.3 Tính toán thiết kế hộp số 45

3.3.1 Chọn tỷ số truyền của hộp số 58

3.3.2 Xác định kích thước hình học bánh răng 61

3.3.3 Tính toán kiểm bền bánh răng 64

3.3.4 Tính toán thiết kế trục 70

3.3.5 Chọn bộ đồng tốc 71

CHƯƠNG IV: KHAI THÁC SỬ DỤNG HỘP SỐ 76

4.1 Các hư hỏng, nguyên nhân, bảo dưỡng sữa chữa 76

4.2 Bảo dưỡng kĩ thuật 77

4.2.1 Bảo dưỡng hằng ngày 77

4.2.2 Bảo dưỡng định kì 77

KẾT LUẬN 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT, KÍ HIỆU 80

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước Ngànhcông nghiệp ô tô là một trong nhưng ngành đang trong quá trình phát triển mạnh,với nhiều nhà máy sản xuất tiên tiến mọc lên Nhưng giá thành của những chiếc xevẫn có quá cao so với thu nhập trung bình của đất nước Vì thế vấn đề lơn đặt racho đất nước ta là phải xây dựng và phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đểđến năm 2020 trở thành một ngành công nghiệp quan trọng của đất nước, có khảnăng đáp ứng ở mức cao nhất nhu cầu thị trường trong nước và tham gia vào thịtrường khu vực và thế giới Việc sản xuất một số loại động cơ, hộp số, bộ truyềnđộng và phụ tùng trong nước cũng là một vấn đề quan trọng trong chiến lượt pháttriển ngành công nghiệp ô tô của chính phủ

Hộp số là một bộ phận quan trọng không thể thiếu của ô tô, nó ảnh hưởngtrực tiếp đến quá trình chuyển động của ô tô Trong quá trình học tập và thực tập

em đã nắm bắt được những kiến thức cơ bản về hộp số ô tô Việc tìm hiểu nghiêncứu các loại hộp số đang có trên thị trường là rất cần thiết, rất bổ ích cho quá trìnhsữa chữa các dòng xe từ cơ bản đến hiện đại hiện nay

Với đồ án “ Nghiên cứu hộp số ô tô trên các dòng xe du lịch từ 5 đến 9 chỗ”

Em đã nghiên cứu được các loại hộp số đang được dùng phổ biến trên thị trường,nhằm củng cố kiến thức, nâng cao hiểu biết Với thời gian có hạn, em đã cố gằngtrình bày những vấn đề cơ bản về hộp số

Qua đồ án này, em đã ý thức được tầm quan trong của ngành công nghiệp ô

tô, và là những kỹ sư tương lai cho đất nước cần có những phương pháp học tập,nghiên cứu mới nhằm phát triển ngành công nghiệp ô tô cho đất nước

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ

TRÊN XE DU LỊCH 1.1 Lịch sử về hộp số

1.1.1 Hộp số sàn

Sự ra đời của hộp số sàn được ví như trái tim của hệ thống truyền lực, hộp sốbiến đổi mô-men, tốc độ làm việc của động cơ sao cho phù hợp với điều kiện làmviệc của bánh xe trên đường Kể từ khi phát minh nổi tiếng của George Selden về

bộ truyền động cầu trước kết hợp với động cơ 3 xi lanh đặt nằm ngang trở thànhthiết kế trên xe hơi, có rất ít ý tưởng mới phù hợp

Giới thiệu vào năm 1894, bản phác thảo đầu tiên của hộp số cận đại do hai kỹ

sư người Pháp, Louis-Rene Panhard và Emile Levassor đưa ra đã không mang vềcho hai ông vinh quang mà ngược lại phải nhận những chỉ trích

Buổi thuyết trình không thành công, chiếc xe mô hình bị chết máy, nội dung

bị cắt bớt chỉ còn trình bày trên bảng đen Một tờ báo viết "kẻ bịp bợm đã dùngnhiều trò mánh khóe để lừa gạt công chúng hâm hộ cùng với chiếc xe mới” Có lẽcác nhà phát minh nên bỏ qua buổi nói chuyện công nghệ và sử dụng mô tả vừa đủ.Những gì họ đã làm thật thô thiển

Thời ấy, kết cấu truyền động khá đơn giản bằng bộ truyền đai hoặc bộ truyềnbánh răng côn Xe chỉ có thể chạy với tốc độ đa 32 km/h Khi gặp vật cản trênđường, tài xế phải dừng lại gài số thấp

F W Lanchester, một trong những người tiên phong trong lĩnh vực ôtô ởAnh, mô tả về chiếc xe của ông gồm hai cấp truyền đai, một cho tốc độ thấp, cầnmô-men lớn và một ở tốc độ cao, mô-men nhỏ

Một năm sau cuộc hộp báo tai tiếng, Panhard and Levassor nổi danh trở lạikhông những chỉ với riêng hộp số mà còn toàn bộ hệ thống truyền lực Lần này, họ

đã có chiếc xe đầu tiên sẵn sàng chạy khi đạp ga Bên cạnh đó họ cũng đã córấtnhiều thay đổi về ý tưởng Thực tế, nó là một mẫu đã đáp ứng được hầu hết cácyêu cầu của xe được xây dựng vào những năm 90 và cả những năm sau đó

Không giống như mẫu xe hiện thời, thiết kế mới có động cơ đặt dọc phía

chuyển động bằng xích Nó gần giống như hệ thống truyền lực trên các xe hiện đại,nhưng chưa có vi sai và bán trục chủ động Tuy nhiên, vào năm 1898, điều này đãtrở thành hiện thực khi nhà triệu phú Louis Renault kết nối công suất thành công từđộng cơ đặt dọc, qua hộp số tới cầu sau “sống” bằng trục kim loại.

Cầu sau “sống” hay còn gọi là vi sai cầu sau, cái mà Renault đã làm phù hợp với ýtưởng phát triển của một người Mỹ có tên C E Duryea vào năm 1893 Vì đã khắcphục vấn đề mòn lốp, nên phát minh này được hầu hết các nhà sản xuất ôtô ápdụng Vi sai bao gồm một cụm bánh răng răng khớp làm nhiệm vụ phân chia côngsuất cho hai bánh của cầu sau Nó cho phép bánh phía ngoài quay nhanh hơn bánhtrong khi xe quay vòng

Năm 1904, hộp số sàn sang số trượt của Panhard-Levassor đã được hiện thựchóa bởi hầu hết các nhà sản xuất ôtô Dù tồn tại dưới dạng này hay dạng khác thìchúng vẫn còn được sử dụng cho đến thời gian gần đây Hiển nhiên, đã có nhữngcải tiến, thay đổi quan trọng nhất là hệ thống đồng bộ hóa cho phép quá trình ănkhớp giữa cách bánh răng diễn ra một cách trôi chảy, không phát sinh va đập Hộp

số trang bị bộ đồng tốc được Cadillac sử dụng lần đầu tiên vào năm 1928 Sau khiđược Porsche phát triển, phát minh này đã trở nên phổ biến cho đến tận ngày nay.Khoảng thời gian kể từ khi hộp số sàn xuất hiện cho đến thời điểm phát minh

ra bộ đồng tốc, có một sự cố gắng khác cũng nhằm đơn giản quá trình sang số Đóchính là hộp số có cấu tạo từ bộ truyền bánh răng hành tinh, xuất hiện lần đầu tiêntrên mẫu Ford Model T 1908

Bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm một bánh răng trung tâm hay cònđược gọi là bánh răng mặt trời, một số bánh răng hành tinh ăn khớp xung quanh.Ngày nay, bộ truyền hành tinh được sử dụng trên hộp số tự động nhiều hơn trên sốsàn

Một vài loại số sàn phức tạp sử dụng bánh răng hành tinh đã được đưa ra,Wilson Preselector là một trong những hộp số như thế Nó từng được sử dụng vàonhững năm 30 Hệ thống sử dụng 4 bộ truyền bánh răng hành tinh riêng rẽ, chophép lái xe chọn trước một tỷ số truyền bằng cách di chuyển cần điều khiển nhỏcạnh trục lái

Reo đã có một sự cố gắng đầy ý nghĩa vào năm 1934 khi cho ra đời hộp sốReo Self-Shifter gồm hai bộ truyền mắc nối tiếp Bộ truyền thứ nhất tự độngchuyển số bằng cách điều khiển quá trình đóng mở ly hợp ma sát nhiều đĩa theotốc độ xe Bộ truyền thứ 2 được điều khiển bằng tay nhưng chỉ sử dụng khi động

cơ cần tỷ số truyền thấp

Năm 1937, Oldsmobile tung ra hộp số bán tự động 4 cấp được gọi “ hộp số antoàn tự động” Tài xế không cần sử dụng tới bàn đạp ly hợp và cần số khi xechuyển từ số 1 sang số 2 hoặc từ 3 lên 4 Áp suất dầu điều khiển bộ truyền hànhtinh Điểm sang số được thiết lập sẵn theo tốc độ động cơ Đã có 28.000 chiếcOldsmobile 1938 trang bị hộp số này Khía cạnh an toàn mà các nhà sản xuất đưa

ra ở đây: lái xe có thể tập trung trên đường nhiều hơn vì không cần thao tác chuyểnsố

Hộp số an toàn xuất hiện như một điềm báo trước sự ra đời của hộp số GMHydra-Matic vào năm 1939 Ngay sau đó, Oldsmobile đã trang bị cho các mẫu xephiên bản 1940

Buick đã được trang bị hộp số bán tự động 5 cấp trên bản đặc biệt vào năm

1938, nhưng đã có một số vấn đề phát sinh nên nó chỉ được hiện thực hóa vàonhững năm tiếp theo

Hydra-Matic gồm 3 bộ truyền bánh răng hành tinh, điều khiển thủy lực Bộkết nối thủy lực làm nhiệm vụ truyền công suất từ động cơ sang hộp số thay cho lyhợp

Danh tiếng về bộ kết nối thủy lực đi tới Chrysler, nơi đã phát triển mẫu ýtưởng vào năm 1937 Tuy nhiên, Chrysler đã không sử dụng cho đến năm 1941,khi hộp số Chrysler Fluid Drive được giới thiệu Tuy đây không phải hộp số tựđộng, nhưng nó là hộp số tiêu chuẩn cùng kết nối thủy lực, không có ly hợp.

Ý tưởng đã có từ lâu, nhưng đến năm 1948 hộp số tự động hoàn toàn mớixuất hiện, sử dụng biến mô thủy lực và bộ truyền bánh răng hành tinh như ngàynay Chiếc Buick Roadmaster vinh dự là mẫu xe đầu tiên trang bị Dynaflow, mộttrong những mẫu hộp số tự động hiện đại, như là một option giá 244 USD Trongvòng 3 năm, 85% Buick đã có Dynaflow

1.1.3 Hốp số ly hợp kép (DTC)

Người đã sáng tạo ra hệ thống ly hợp kép là một kỹ sư ô tô trẻ tuổi, AdolpheKegresse được biết đến nhiều nhất trong vai trò người đã phát triển loại xe half-track (với bánh lốp đằng trước và bánh xích phía sau), giúp chiếc xe có thể vượtqua nhiều loại địa hình phức tạp khác nhau Năm 1939, Kegresse đã thai nghén ýtưởng về hệ thống hộp số trang bị ly hợp kép với hy vọng sử dụng nó trong chiếc

xe huyền thoại, Citroen “Traction” Thật không may, tình hình tài chính bất lợi đãngăn cản kế hoạch phát triển xa hơn của dự án này

Cả Porsche và Audi phát triển những ý tưởng về hệ thống ly hợp kép, mặc dù

nó chỉ được sử dụng trên những phiên bản xe đua hạn chế Những chiếc 956 và

962 phiên bản xe đua đã được lắp đặt hệ thống Porsche Dual Klutch (hệ thống lyhợp kép Porsche)

Năm 1986, chiếc 962 đã chiến thắng giải đua Monza 1000km dành cho xeprototype (Monza 1000km World Sports Prototype Championship) Audi cũng làmnên lịch sử năm 1985 khi chiếc Sport Quatro S1 Rally được trang bị hộp số với lyhợp kép, đã chiến thắng đỉnh Pikes Peak trong một cuộc đua lên đỉnh ngọn núi caođến 4300m

Tuy nhiên, việc sản xuất thương mại hộp số với ly hợp kép không được tiếnhành cho đến hiện nay, khi VW là người tiên phong trong việc sản xuất đại tràhộpsố với ly hợp kép dưới sự cho phép của công ty BorgWarners’ DualTronic.Hiện nay, những chiếc xe được trang bị công nghệ DTCs chỉ có bán tại châu Âu

bao gồm: Beatle, Golf, Touran và Jetta của Volkswagen; TT và A3 của Audi;Altea, Toledo, Leon của Seat và Skoda Octavia.

Ford là đại gia thứ hai ứng dụng sản xuất công nghệ ly hợp kép, với sự liênkết của Ford Châu Âu và nhà sản xuất mà Ford góp 50% vốn trong liên doanhGETRAG-Ford Đây chính là hệ thống mà Ford gọi là Powershift System, một hộp

số sáu tốc độ với hệ thống ly hợp kép xuất hiện lần đầu tại triển lãm Ôtô Quốc tếFrankfurt 2005 Với sự trưởng thành như thế, các chuyên ra đã đặt ra câu: liệutrong tương lai, DCT sẽ loại bỏ hộp số kiểu CVT không?

1.1.4 Hộp số vô cấp (CVT)

Hơn 500 trước đây, Leonardo da Vinci là người đặt ý tưởng cho hộp sô vô cấpCVT ( Continuously Variable Transmission –hay hộp số có tỷ số truyền biến thiên

vô cấp)

1490 - Leonardo da Vinci phác thảo những ý tưởng đầu tiên về CVT

1886 - Hộp số CVT đầu tiên được đăng ký bản quyền

1935 - Adiel Dodge đã đăng ký bản quyền CVT tại Mỹ

1939 - Hộp số tự động hoàn toàn đầu tiên dựa trên hệ bánh răng hành tinh

1958 - Nhà sản xuất xe hơi Daf (Hà Lan) sản xuất CVT cho xe hơi

1989 - Subaru Justy GL là chiếc xe đầu tiên được bán tại Mỹ có trang bị CVT

2002 - Saturn Vue lắp CVT được giới thiệu

2004 - Ford bắt đầu đưa CVT vào sản xuất

1.2 Giới thiệu chung về hộp số

1.2.1 Công dụng

Trên các bộ phận tổng thành của ô tô thì hộp số là bộ phận rất quan trọng vàkhông thể thiếu của hệ thống truyền lực Với tốc độ động cơ cao thì không thể đảmbảo cho ô tô hoạt động được, để đảm bảo cho ô tô hoạt động bình thường, phù hợpvới từng điều kiện đường xá cũng như yêu cầu chuyển hướngcủa ô tô, người ta chếtạo ra một bộ phận gọi là hộp sô để đảm bảo yêu cầu trên

- Hộp sô dùng để thay đổi tỷ số truyền của hệ thống truyền lực trong quá trìnhchuyển động của ô tô nhằm thay đổi lực kéo ở các bánh xe chủ động và thay đổi

- Thực hiện chuyển động lùi của ô tô.

- Tác động cơ đang làm việc ra khỏi hệ thống truyền lực trong khoản thời giantùy ý ( khi nạp điện, cho động cơ chạy không tải để tăng nhiệt độ nước làm máttrước khi khởi hành, để bôi trơn động cơ tốt hơn, để qua trục thử công suất,…)

1.3.2 Phân loại

Có rất nhiều các phân loại hộp số như: Phân loại hộp số theo đặc tính truyềnmoomen, theo đặc điểm môi trường truyền moomen, theo phương pháp dẫn độngđiều khiển, phân loại theo hộp sô cơ khí có cấp… Dưới đây là một số phân loại cơbản

1.3.2.1 Theo đặc tính truyền moment

- Hộp số vô cấp

- Hộp số có cấp

- Hộp số kết hợp vô cấp với có cấp

1.3.2.2 Theo môi trường truyền moment

- Hộp số cơ khí: Truyền mô men xoắn bằng các bộ truyền cơ khí, phổ biếnnhất là bộ truyền bánh răng

- Hộp số loại thủy lực: Truyền mô men xoắn nhờ năng lượng dòng chất lỏng.Hộp số loại thủy lực có cấu tạo phức tạp, giá thành chế tạo cao,

hiệu suất truyền động thấp

- Hộp số loại điện: Truyền momen xoắn từ động cơ đốt trong đến các bánh xechủ động nhờ dòng điện Loại này cũng ít được sử dụng do có trọng lượng lớn vàhiệu suất thấp

- Hộp số loại liên hợp thường là hộp số thủy cơ – kết hợp giữa bộ biến mômen thủy lực với hộp số hành tinh tạo thành truyền động thủy cơ và có thể tự độngchuyển số

1.3.2.3 Theo phương pháp dẫn động điều khiển hộp số

- Điều khiển bằng tay

- Điều khiển tự động

- Điều khiển bán tự động

1.3.2.4 Theo hộp số cơ khí có cấp

Theo số lượng trục chia ra hộp số đồng trục, hai trục hoặc ba trục

- Hộp số đồng trục: Các trục lồng vào nhau kết hợp với khớp gài ma sát gàisố

- Hộp số hai trục: trục sơ cấp (trục vào) và trục thứ cấp (trục ra) bố trí khôngđồng tâm nhau

- Hộp số ba trục: trục thứ cấp và trục sơ cấp đặt đồng tâm và có thêm trụctrung gian

Theo đặc điểm bố trí trục có hộp số trục ngang, hộp số đặt dọc

- Hộp số đặt ngang: Các đường tâm trục vuông góc với trục đối xứng dọc của

số cơ khí có cấp có ưu điểm kết cấu đơn giản giá thành rẻ, đảm bảo các yêu cầu về

tỷ số truyền, đáp ứng yêu cầu sử dụng ô tô Đối với ô tô du lịch người ta thường

sử dụng hộp số 4 cấp hay 5 cấp Ngày nay, hộp số tự động được sử dụng rộng rãitrên ô tô du lịch tuy với giá thành cao nhưng nó đáp ứng được yêu cầu cao về kỹthuật sử dụng so với hộp số thường hộp số tự động có các ưu điểm sau : giảm mệtmỏi cho người lái xe vì không phải thao thác đóng ngắt ly hợp, chuyển số tự động,

êm dịu, thích hợp với tình trạng mặt đường, tránh cho động cơ và hệ thống truyềnlực tránh bị quá tải Viêc phân tích kết cấu từng dạng hộp số sẽ được trình bàytrong chương sau

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KÊT CẤU HỘP SỐ SỬ DỤNG

TRÊN XE DU LỊCH

Hiện nay trên xe du lịch sử dụng rất nhiều các loại hộp số, mỗi loại hộp số cótính có tính năng riêng, ưu và nhược điểm khác nhau Phần này sẽ tập trung phântích kết cấu là rõ ưu nhược điểm của từng loại hộp số

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo hộp số ba trục

1 Trục sơ cấp; Vòng bi phìa trước trục sơ cấp; 3 3 Bộ đồng tốc No.1; 4 Vỏ hộp số; 5.

Bộ đồng tốc No.2; 6 Tấm trung gian; 7 Vòng bi trục thứ cấp; 8 Cặp bánh răng số 5; 9 Trục thứ cấp hộp số; 10 Bộ đồng tốc No.3; 11 Vòng bi giữa trục trung gian; 12 Cặp bánh răng số 1;

13 Cặp bánh răng số lùi; 14 Cặp bánh răng số 2; 15 Cặp bánh răng số 3; 16 Trục trung gian;

17 Cặp bánh răng luôn ăn khớp sô 4; 18 Vòng bi phía trước trục trung gian.

Trục trung gian: Trên trục trung gian có các bánh răng được cố định với trục(bằng then hoa hoặc chế tạo liền trục), đó là các bánh răng: số 4, số 3, số 2, số lùi

và số 1 Ở cuối trục trung gian có lắp bánh răng lồng không số 5 và bộ đồng tốcNo.3 (để cài số 5) , trục trung gian được cố định trên vỏ hộp số nhờ 2 ổ bi đũa kim.đường kính bé do đặt trục ngay trên thành vỏ chứ không qua ổ bi, khối bánh răngđặt trên trục trung gian bằng ổ trượt, ổ thanh lăn dài không bị dồn về một phíatrong khi làm việc thì giữa các ổ bi có đặt bạc ngăn cách

Trục thứ cấp hộp số: Được cố định bằng một ổ bi ở phía cuối trục sơ cấp vàmột ổ bi trên tấm trung gian.Trên trục thứ cấp có các bánh răng lồng không số 1,số2, số 3, số 4 và các bộ đồng tốc No.1 và No.2

Đầu trước trục thứ cấp đặt tựa lên trục sơ cấp, còn đầu sau tựa lên vỏ hộp sốqua ổ lăn có bộ phận định vị.Với ô tô du lịch ở gối đỡ trước của trục thứ cấpthường đặt ổ thanh lăn loại kim Hiện nay đã áp dụng phương pháp đặt thanh lănloại kim không cần vòng ngăn cách Khi đặt như thế có thể rút trục ra mà bi vẫnnằm trong ổ theo nguyên tắc tự giữ Ở gối đỡ sau của trục thứ cấp chủ yếu dùng ổ

bi hướng kính một dãy, có thể cố định ổ bi bằng vòng hãm xẻ rãnh hoặc bằng mặtbích ở vòng ngoài Trên trục có then hoa để lắp bộ đồng tốc và các bánh răng.Bánh răng lắp trên trục thứ cấp thường có hai cách : Quay trơn trên trục nhờ bạclót hay ổ bi đũa (sử dụng kèm theo bộ đồng tốc) và lắp then hoa trên trục di chuyểntheo chiều trục

Trục số lùi: Tất các hộp số đều phải có số lùi Sự bố trí số lùi cũng có thể theonhiều kiểu Bánh răng số lùi ngoài việc đảm bảo tỷ số truyền nhất định, khi không

ở vị trí số lùi không được ăn khớp với bánh răng ở trục thứ cấp Bánh răng của sốlùi phải đảm bảo ăn khớp dễ dàng, không chạm các bánh răng khác Trục bánhrăng số lùi đặt trên gối đỡ của vỏ hộp số không ược va chạm với bánh răng củatrục thứ cấp

Bánh răng: Hộp số ô tô du lịch yêu cầu sử dụng bánh răng là bánh răngnghiên (có trường hợp sử dụng bánh răng thẳng ở số lùi) Bánh răng nghiên có ưu

điểm là ăn khớp êm dịu giảm tiếng ồn, nhưng cơ cấu điều khiển phức tạp hơn Đểđảm bảo chất lượng lâu dài của bánh răng, bánh răng thường được chế tạo từ théphợp kim, ví dụ như thép 40X, 20X, 12XH4A…

Ổ bi: Ổ bi được chọn theo hệ số khả năng làm việc, ôtô du lịch thường dùng ổ

bi hướng kính một dãy vì loại này nhận lực hướng kính tốt và một ít lực chiều trục.Đối với đầu trước của trục thứ cấp lồng vào trong trục sơ cấp người ta dùng ổthanh lăn hình trục, nó có đặc điểm là chịu lực hướng kính tốt so với bi hướng kínhcùng kích thước, chúng có kết cấu nhỏ gọn nên được lắp ở đầu trước của trục thứcấp

Vỏ hộp số: Vỏ hộp số có nhiêm vụ chứa trục, bánh răng, ổ, cố định vị trítương quan của chúng, đồng thời là bầu chứa dầu để bôi trơn cho hệ thống

Bộ đồng tốc:

Hình 2.2: Kết cấu bộ đồng tốc

- Mỗi số tiến trên trục sơ cấp được vào khớp với bánh răng tương ứng trên trục thứ cấp ở mọi thời điểm Những bánh răng này luôn quay ngay cả khi vào ly hợp vì chúng không cố định trên trục và chỉ chạy khi lồng không

- Các moay ơ đồng tốc ăn khớp với các trục bằng then bên trong moay ơ đồngtốc Hơn nữa ống trượt ăn khớp với then ở vòng ngoài của moay ơ đồng tốc và có thể di chuyển dọc trục.

- Moay ơ đồng tốc có ba rãnh theo chiều dọc trục và các khóa chuyển số luồn vào các rãnh này Lò xo của khóa luôn luôn đẩy khóa chuyển số này vào ống trượt.-Người ta đặt vòng đồng tốc giữa moay ơ đồng tốc và mặt côn của các bánh răng số, và được đẩy ép vào một trong các mặt côn này Trên toàn bộ khu vực côn bên trong vòng đồng tốc có các rãnh nhỏ để tăng ma sát Ngoài ra vòng này còn có

3 rãnh để các khóa chuyển số luồn vào

- Giữa quá trình đồng tốc: Khi dịch chuyển tiếp cần chuyển số, lực đặt lênống trượt sẽ thắng lực lò xo của khóa chuyển số và ống trượt trùm lên phần nhô racủa khóa này

- Kết thúc quá trình đồng tốc: Lực đang tác dụng lên vòng đồng tốc trở nênmạnh hơn và đẩy phần côn của bánh răng số Điều này làm đồng bô tốc độ củabánh răng so với tốc độ của ống trượt gài số Khi tốc độ của ống trượt gài số vàbánh răng số trở nên bằng nhau, vòng đồng tốc bắt đầu quay nhẹ theo chiều quanày Do đó các then của ống trượt gài số ăn khớp với các rãnh then của vòng đồngtốc.

- Kết thúc việc chuyển số: Sau khi then của ống trượt gài số ăn khớp với rãnhthen của vòng đồng tốc, ống trượt tiếp tục ăn khớp với rãnh then của vòng đồngtốc, ống trượt tiếp tục di chuyển và ăn khớp với rãnh then của bánh răng số Khi đóviệc chuyển số sẽ kết thúc

- Gài số 1: Di chuyển bộ đồng tốc No.2 sang bên phải, các bộ đồng tốc No.1

và No.3 ở vị trí trung gian Dòng truyền mô men thể hiện như sau:

Trục sơ cấp  Cặp bánh răng luôn ăn khớp (số 4)  Trục trung gian 

Bánh răng chủ động cặp bánh răng sô 1  Bánh răng bị động cặp bánh răng số

1  Bộ đồng tốc No.2  Trục thứ cấp

- Gài số 2: Đưa bộ No.2 về vị trí trung gian, sau đó di chuyển sang bên trái.Dòng truyền mô men như sau:

Trục sơ cấp  Cặp bánh răng luôn ăn khớp số 4  Trục trung gian 

Bánh răng chủ động cặp bánh răng số 2  Bánh răng bị động cặp bánh răng số

2  Bộ đồng tốc No.1  Trục thứ cấp

- Gài số 3: Dịch bộ đồng tốc No.1 sang bên phải, bộ đồng tốc No.2 và No.3 ở

vị trí trung gian Dòng truyền mô men như sau:

Trục sơ cấp  Cặp bánh răng luôn ăn khớp số 4  Trục trung gian 

Bánh răng chủ động cặp bánh răng số 3  Bánh răng bị động cặp bánh răng số

- Cài số 5: Gạt bộ đồng tốc No.3 sang bên phải Dòng truyền mô men :

Trục sơ cấp  Cặp bánh răng luôn ăn khớp số 4  Trục trung gian 

Bánh răng chủ động cặp bánh răng số 5  Bánh răng bị động cặp bánh răng số

5  Bộ đồng tốc No.3  Trục thứ cấp

- Cài số lùi: Khi cài số lùi thì các bộ đồng tốc No.1, No.2 và No.3 đều ở vị trítrung gian, tiến hành gạt bánh răng lồng không số lùi vào ăn khớp với cặp bánhrăng (13) Dòng truyền mô men như sau:

2.1.3 Ưu nhược điểm hộp số

Hộp số ba trục có các ưu điểm sau:

- Khi cùng kích thước bên ngoài như nhau loại hộp số này cho ta tỷ số truyền

thước bé, trọng lượng cũng bé hơn, do đó giảm được trọng lượng của ô tô.

- Trục sơ cấp và trục thứ cấp đặt đồng tâm cho nên có thể làm số truyềnthẳng nghĩa là trục sơ cấp và thứ cấp được gài cứng lại với nhau

- Rất quan trọng đối với ô tô bởi vì thời gian làm việc của ô tô ở số truyềnthẳng chiếm tỷ lệ khá cao từ 50% - 80%

Nhược điểm:

- Hộp sô có số truyền thẳng thường có khuyết điểm là ổ bi đằng trước( theochiều chuyển động của ô tô) của trục thứ cấp được đặt vào lỗ đằng sau của trục sơcấp Do điều kiện kết cấu của hộp sô (kích thước trục sơ cấp, ổ bi này không làm tođược, cho nên khi nào làm việc có lực tác dụng thì ổ bi này sẽ ở tình trạng căngthẳng) Trong hộp số các bánh răng có nhiệm vụ truyền động giữa các trục Đểtruyền động được các bánh răng trên các trục phải ăn khớp với nhau Bánh răngtrong hộp số được lắp cố định trên trục bằng then bán nguyệt, then bằng ( hoặc liềnkhối với trục), bánh răng lắp lồng không trên trục nhờ bạc lót

Loại hộp số hai trục gồm một trục sơ cấp gắn các bánh răng chủ động vàmột trục thứ cấp gắn các bánh răng bị động của các cấp số truyền tương ứng Loạihộp số hai trục không thể tạo ra được số truyền thẳng tuy nhiên vẫn có một cấp sốbằng 1 (ih = 1) vì phải thông qua một cặp bánh răng ăn khớp (dĩ nhiên là phải có sốrăng bằng nhau) Điều đó có nghĩa là hiệu suất của mọi cấp số truyền trong hộp sônày luôn nhỏ hơn 1 (η <1).

- Gài số 3: Bộ đồng tốc No.2 dịch chuyển sang phải, bộ đồng tốc No.1 vàNo.3 nằm ở vị trí trung gian Dòng truyền mô men như sau:

Trục sơ cấp  Bánh răng chủ động số 3  Bánh răng bị động số 3  Bộđồng tốc No.2  Trục thứ cấp

- Gài số 2: Bộ đồng tốc No.2 dịch chuyển sang trái, bộ đồng tốc No.1 và No.3nằm ở vị trí trung gian Dòng truyền mô men như sau:

Trục sơ cấp  Bánh răng chủ động số 4  Bánh răng bị động số 4  Bộđồng tốc No.2  Trục thứ cấp

- Gài số 5: Bộ đồng tốc No.3 dịch chuyển sang phải, bộ đồng tốc No.1 vàNo.2 nằm ở vị trí trung gian Dòng truyền mô men như sau:

Trục sơ cấp  Bánh răng chủ động số 5  Bánh răng bị động số 5  Bộđồng tốc No.3  Trục thứ cấp

- Gài số lùi: Gài khớp bánh răng trung gian số lùi với bánh răng số lùi củatrục sơ cấp, gài khớp bánh răng của trục thứ cấp với bánh răng trung gian số lùitruyền công suất để quay ngược chiều đến bộ vi sai qua bánh răng dẫn vi sai Bộđồng tốc No.1, No.2, No.3 nằm ở vị trí trung gian Dòng truyền mô men như sau:Trục sơ cấp  Bánh răng số lùi trục sơ cấp  Bánh răng trung gian số lùi Bánh răng số lùi trục thứ cấp  trục thứ cấp

2.1.3 Ưu nhược điểm của hộp số

Ưu điểm

- Có hiệu suất cao, bởi vì ở tất cả các số truyền làm việc giữa sự ăn khớp chỉqua một cặp bánh răng

- Có thể tăng nhiều độ cứng vững và độ bền của các chi tiết, bởi vì trong hộp

số này không có cụm nào bị hạn chế bởi điều kiện kích thước

- Kết cấu đơn giản tiện lợi khi sử dụng

Nhược điểm

- Hộp số này có kích thước lớn

Ngày nay hộp số hai trục được dùng rất phổ biến trên ô tô du lịch (xe có tảitrọng phân bố trên hai cầu tương đương nhau) Do đảm bảo tính gọn nhẹ của hệthống truyền lực, không sử dụng các đăng trong điều kiện gầm xe chật hẹp Kiểu

hộp số này gồm hai cụm bộ phận được lắp đặt chung trong vỏ hộp số: Cụm hộp sốsang số bằng tay và cụm vi sai Công suất động cơ được truyền đến trục sơ cấp rồiđến trục thứ cấp hộp số Bánh răng chủ động của trục thứ cấp truyền mô men cho

bộ vi sai làm quay bán trục

Hộp số hai trục lắp với truyền lực chính và bộ vi sai thành một cum Vỏ hộp

số bao kín truyền lực chính và bộ vi sai, vỏ hộp số được lắp với vỏ cầu trước nhờcác bu lông Hộp số hai trục không có trục trung gian, trục sơ cấp nối thẳng rabánh đà để truyền công suất

2.3 Hộp số tự động

Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi nàocần chuyển số Các bánh răng tự động chuyển số tuỳ thuộc vào tốc độ xe và mứcđạp bàn đạp ga Một hộp số mà trong đó việc chuyển số bánh răng được điềukhiển bằng một ECU (Bộ điều khiển điện tử - ECT) - được gọi là hộp số điềukhiển điện tử, và một hộp số không sử dụng ECT được gọi là hộp số tự động thuầnthuỷ lực Hiện nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT

2.3.1 Phân loại hộp số tự động

Các hộp số tự động chia thành 2 loại chính: các hộp số được sử dụng trongcác xe FF (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh trước) và các xe FR (động cơ ởphía trước, dẫn động bánh sau)

Các hộp số của xe FF có một bộ dẫn động cuối cùng được lắp bên trong, còncác hộp số của xe FR thì có bộ dẫn động cuối cùng (vi sai) lắp bên ngoài Loại hộp

số tự động dùng trong xe FR được gọi là hộp truyền động

Trong hộp số tự động đặt ngang, hộp truyền động và bộ dẫn động cuối cùngđược bố trí trong cùng một vỏ hộp Bộ dẫn động cuối cùng gồm một cặp bánh rănggiảm tốc (bánh răng dẫn và bánh răng bị dẫn), và các bánh răng vi sai

Hộp số điều khiển điện tử (ECT)

- Bộ biến mô: Để truyền và khuyếch đại mômen do động cơ sinh ra

- Bộ truyền bánh răng hành tinh: Để chuyển số khi giảm tốc, đảo chiều, tăngtốc, và vị trí số trung gian

- Bộ điều khiển thuỷ lực: Để điều khiển áp suất thuỷ lực sao cho bộ biến mô

và bộ truyền bánh răng hành tinh hoạt động êm

- ECU động cơ và ECT: Để điều khiển các van điện từ và bộ điều khiển thuỷ

lực nhằm tạo ra điều kiện chạy xe tối ưu

Hộp số này sử dụng áp suất thuỷ lực để tự động chuyển số theo các tín hiệuđiều khiển của ECU

ECU điều khiển các van điện từ theo tình trạng của động cơ và của xe do các bộcảm biến xác định, do đó điều khiển áp suất thuỷ lực

Hình 2.7 : Hốp số điều khiển điện tử (ECT) Hộp số tự động thuần thuỷ lực:Kết cấu của một hộp số tự động thuần thuỷlực về cơ bản cũng tương tự như của ECT

- Hệ thống điều khiển chuyển số ( thường là hệ thống thủy lực hoặc thủy điệntử: có nhiệm vụ xcs định điều kiện chuyển động của ô tô và thực hiện việc chuyển

số của hộp số cơ khí cho phù hợp với điều kiện chuyển động của ô tô

2.3.2.1 Bộ biến mô

Bộ biến mô gồm bánh bơm, bánh tuabin, khớp một chiều, stato và vỏ biến

mô chứa tất cả các bộ phận đó Bộ biến mô được điền đầy ATF do bơm dầu cungcấp Động cơ quay và bánh bơm quay, và dầu bị đẩy ra từ bánh bơm thành mộtdòng mạnh làm quay bánh tua bin

Hình 2.9: Kết cấu biến mô men Bánh bơm:

Hình 2.10: Hoạt động bánh bơm

Bánh bơm được bố trí nằm trong vỏ bộ biến mô và nối với trục khuỷu quađĩa dẫn động Nhiều cánh hình cong được lắp bên trong bánh bơm Một vòng dẫnhướng được lắp trên mép trong của các cánh để đường dẫn dòng dầu được êm.Bánh tua bin:

Rất nhiều cánh được lắp lên bánh tuabin giống như trường hợp bánh bơm.Hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của cánh bánh bơm.Bánh tua bin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong nónằm đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa

Bánh tua bin quay cùng với trục sơ cấp của hộp số khi xe chạy với vị trí củacần số ở dải “D”, “2”, “L” hoặc “R” Tuy nhiên, nó sẽ không quay khi xe dừng,Khi vị trí số ở “P” hoặc “N” thì bánh tua bin quay tự do khi bánh bơm quay

- Hoạt động của Stato

Dòng dầu trở về từ bánh tua bin vào bánh bơm theo hướng cản sự quay củabánh bơm Do đó, stato đổi chiều của dòng dầu sao cho nó tác động lên phía saucủa các cánh trên bánh bơm và bổ sung thêm lực đẩy cho bánh bơm do đó làm tăngmômen

Khớp một chiều:

Khớp một chiều cho phép Stato quay theo chiều quay của trục khuỷu động

cơ Tuy nhiên nếu Stato định bắt đầu quay theo chiều ngược lại thì khớp một chiều

sẽ khoá stato để ngăn không cho nó quay

Nguyên lý:

- Sự truyền mô men

Khi tốc độ của bánh bơm tăng thì lực ly tâm làm cho dầu bắt đầu chảy từ tâmbánh bơm ra phía ngoài Khi tốc độ bánh bơm tăng lên nữa thì dầu sẽ bị ép văng rakhỏi bánh bơm Dầu va vào cánh của bánh tua bin làm cho bánh tua bin bắt đầuquay cùng chiều với bánh bơm

Hình 2.12: Nguyên lý biến mô men

Dầu chảy vào trong dọc theo các cánh của bánh tua bin Khi nó chui được vàobên trong bánh tua bin thì mặt cong trong của cánh sẽ đổi hướng dầu ngược lại vềphía bánh bơm, và chu kỳ lại bắt đầu từ đầu

Việc truyền mô men được thực hiện nhờ sự tuần hoàn dầu qua bánh bơm vàbánh tua bin

- Khuếch đại mô men:

Việc khuyếch đại mômen do bộ biến mô thực hiện bằng cách dẫn dầu khi nóvẫn còn năng lượng sau khi đã đi qua bánh tua bin trở về bánh bơm qua cánh củaStato

Nói cách khác, bánh bơm được quay do mô men từ động cơ mà mô men nàylại được bổ sung dầu quay về từ bánh tua bin Có thể nói rằng bánh bơm khuyếchđại mô men ban đầu để dẫn động bánh tua bin

ECU động cơ và ECT

Hình 2.14: ECU động cơ và ECT

1- Công tắc khởi động trung gian (Phát hiện vị trí cần số), 2- cảm biến vị trí bướm ga (Phát hiện góc mở bướm ga), 3- cảm biến tốc độ (Phát hiện tốc độ xe), 4- Cảm biến tốc độ trục sơ cấp (Phát hiện tốc độ trục sơ cấp), 5- động cơ, 6- hộp số tự động, 7- Van điện từ, 8- Cần số

Máy tính nhận tín hiệu điện từ các cảm biến, truyền tín hiệu đến các van điện

từ trong bộ điều khiển thủy lực và điều khiển chuyển giữa các tay số

Cảm biến: Phát hiện tốc độ xe và góc mở bướm ga cùng với các thông sốkhác, và truyền tín hiệu điện đến ECU

Bộ điều khiển thủy lực:

Bộ phận này điều khiển áp suất thủy lực dùng để vận hành bộ truyền bánhrăng hành tin Các van tiêu biểu:

1- Van điều áp sơ cấp: Điều khiển áp suất thủy lực từ bơm dầu để tạo ra ápsuất chuẩn

2- Van chuyển số: Chuyển giữa các tay số

3- Van điều khiển: Chuyển đường dẫn áp suất chuẩn theo chuyển động củacần số

4- Van điện từ: Chuyển đường dầu thủy lực để chuyển số bằng các tín hiệuđiện từ ECU

5- Bơm đầu, 6- ECU động cơ và ECT, 7- Cần số

Hình 2.15: Bộ điều khiển ECU động cơ và ECT

Hình 2.16: Cấu tạo bộ truyền hành tinh

Bộ truyền bánh răng hành tinh gồm các bánh răng hành tinh, các ly hợp vàphanh Bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyền bánh răng hành tinh sau

được nối với các ly hợp và phanh, là các bộ phận nối và ngắt công suất Nhữngcụm bánh răng này chuyển đổi vị trí của phần sơ cấp và các phần tử cố định để tạo

ra các tỷ số truyền bánh răng khác nhau và vị trí số trung gian

Các bánh răng trong bộ truyền bánh răng hành tinh có 3 loại: bánh răng bao,bánh răng hành tinh và bánh răng mặt trời và cần dẫn Cần dẫn nối với trục trungtâm của mỗi bánh răng hành tinh và làm cho các bánh răng hành tinh xoay chungquanh

Nguyên lý

Bằng cách thay đổi vị trí đầu vào, đầu ra và các phần tử cố định có thể giảmtốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc

Hình 2.17: Hoạt động bộ truyền hành tinh

Đầu ra: Bánh răng bao

Cố định: Cần dẫn

Khi cần dẫn được cố định ở vị trí và bánh răng mặt trời quay thì bánh răngbao quay trên trục và hướng quay được đảo chiều

Tăng tốc: Đầu vào: Cần dẫn

Đầu ra: Bánh răng bao

Cố định: Bánh răng mặt trời

Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ thì bánh răng hành tinh chuyểnđộng xung quanh bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ Do đó bánh răng baotăng tốc trên cơ sở số răng trên bánh răng bao và trên bánh răng mặt trời.

2.3.3 Nguyên lý làm việc

Hoạt động khi chuyển số

Ở đây, ta sẽ giải thích điều kiện của mỗi số bằng sơ đồ nguyên lý của bộtruyền bánh răng hành tinh và sự tác động của các bộ phận như ly hợp, phanh

- Trong bánh răng hành tinh sau, cần dẫn sau được F2 cố định, nên bánhrăng mặt trời làm cho bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau quay theo chiềukim đồng hồ thông qua bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh sau

- Cần dẫn trước và bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau làm cho trụcthứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ Bằng cách này tạo ra được tỷ số giảm tốclớn

Ngoài ra, ở dãy "L", B3 hoạt động và phanh bằng động cơ sẽ hoạt động Độdài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men Mũi têncàng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn

- Cần dẫn trước làm cho trục thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ.

Tỷ số giảm tốc thấp hơn so với số 1 Ngoài ra, ở dãy "2", B1 hoạt động vàphanh bằng động cơ hoạt động Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộngcủa mũi tên chỉ mô men Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi têncàng rộng thì mô men càng lớn

Hình 2.20: Hoạt động ở số 3

Số 3:

- Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ hành tinh trước theo chiều kimđồng hồ nhờ C1, và đồng thời làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồnhờ C2

- Do bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước và bánh răng mặt trời quayvới nhau cùng một tốc độ nên toàn bộ truyền bánh răng hành tinh cũng quay vớicùng tốc độ và công suất được dẫn từ cần dẫn phía trước tới trục thứ cấp

Khi gài số ba, tỷ số giảm tốc là 1 Tuy ở số 3 tại dãy "D" phanh động cơ cóhoạt động, nhưng do tỉ số giảm tốc là 1 n ên lực phanh động cơ tương đối nhỏ Độ

dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men Mũi têncàng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn.

Việc phanh bằng động cơ xảy ra khi hộp số tự động được chuyển sang sốlùi, vì số lùi không sử dụng khớp một chiều để truyền lực dẫn động Độ dài củamũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men

Các dãy số “P” và “N”

Khi cần số ở "N" hoặc "P" thì li hợp số tiến (C1) và li hợp truyền thẳng (C2)không hoạt động, vì vậy công suất từ trục thứ cấp không được truyền tới trục dẫnđộng bộ vi sai.

Ngoài ra, khi cần số ở "P" vấu hãm của khoá phanh đỗ sẽ ăn khớp với bánhrăng đỗ xe mà bánh răng này được nối với trục dẫn động bộ vi sai bằng then nênngăn không cho xe chuyển động

Hình 2.22: Hoạt động ở số P va N

Cơ cấu khóa đỗ

Cơ cấu khoá đỗ xe cho xe FR

Khi cần số của một hộp số tự động của một xe FR ở dãy "P" thì vấu hãm củakhoá phanh đỗ được ăn khớp với bánh răng bao bộ truyền hành tinh trước hoặc sau

mà bánh răng bao này được nối bằng then với trục thứ cấp nên ngăn cản sự chuyểnđộng của xe

Tuy nhiên, trên các xe 4WD loại FR thì không thể ngăn chuyển động của xenếu cơ cấu hộp số phụ ở vị trí số trung gian, dù hộp số tự động đã được đặt ở"P"

Vì lý do đó hãy nhớ gài phanh đỗ xe khi đỗ xe

Hình 2.23: Cơ cấu khóa đỗ

2.3.4 Ưu nhược điểm của hộp số

2.4 Hộp số ly hợp kép (DTC)

2.4.1 Kết cấu hộp số ly hợp kép

Kết cấu đặc biệt của DCT chính là hệ trục trung tâm gồm hai trục đồng trụclồng nhau Trục thứ nhất (màu đỏ): một đầu (bên trái) liên kết với ly hợp thứ nhất(màu đỏ) bằng then hoa, trên thân trục bao gồm 3 bánh răng có kích thước khácnhau ăn khớp với các bánh răng trên trục thứ cấp thứ nhất, tạo ra các cấp số: 1, 3,

5 Trục còn lại (màu xanh), một đầu lắp với ly hợp thứ 2 (màu xanh), trên thân trụcgồm 2 bánh răng ăn khớp với 2 bánh răng trên trục thứ cấp thứ hai tạo ra 2 cấp số

2, 4 và thêm một số lùi

Hình 2.24: Cấu tạo hộp số ly hợp kép

1: Bánh răng xoắn ăn khớp với bộ vi sai; 2: bánh răng thuộc bộ vi sai; 3: trục sơ cấp số1; 4: trục khuỷu động cơ; 5: trục sơ cấp số 2; 6: Ly hợp 2; 7: Ly hợp 1; 8: bánh răng xoắn ăn khớp

với bộ vi sai; 9: bánh răng ăn khớp với bộ đồng tốc; BR: Cặp bánh răng số

Kết cấu của bộ ly hợp ma sát ướt: Giống như biến mô thuỷ lực, bộ ly hợp masát ướt sử dụng dầu để tạo áp suất điều khiển các bánh răng Và sự nối ngắt của lyhợp thông qua các pit-tông và lò xo hồi vị Điều khiển ly hợp này bằng cơ cấu điện

từ và thuỷ lực, giống như quá trình điều khiển của hộp số tự động

Trong khi đó, hộp số ly hợp kép lại sử dụng hai bộ ly hợp nhưng không cóbàn đạp bên trong khoang lái (bàn đạp côn) Vì hộp số ly hợp kép có cách vậnhành khá tương đồng với hộp số tự động nên có thể bạn sẽ thắc mắc khi khôngnhìn thấy cơ chế chuyển đối mô-men, biến mô (torque converter) trên hộp số lyhợp kép, trong khi đó trên hộp số tự động, biến mô là không thể thiếu giúp chuyểnđổi mô-men từ động cơ qua hộp số.

Hình 2.26: Sơ đồ nguyên lý hộp số ly hợp kép

Thật vậy, trên các hộp số ly hợp kép, cơ chế được sử dụng thay thế biến mô

là cơ chế 2 cụm ly hợp ướt hoặc 2 cụm ly hợp khô Ly hợp ướt là khi đĩa ly hợpđược ngâm trong dầu nhớt nhằm giảm ma sát và nhiệt phát sinh trong quá trìnhhoạt động Ly hợp khô có chức năng giống như ly hợp trên hộp số sàn Hầu hếtngày nay các hãng xe đều sử dụng công nghệ ly hợp ướt trong DCT

Cấu tạo đặc biệt của hệ trục trung tâm và bộ đôi ly hợp cho phép quá trìnhchuyển số nhanh hơn và êm hơn hộp số tay truyền thống Tại sao vậy? Chúng tahãy cùng hình dung lại thao tác sang số của hộp số tay: Khi người điều khiển muốnchuyển số, đầu tiên cần phải giảm ga sau đó tác động vào bàn đạp ly hợp để ngắt lyhợp, do vậy mô-men động cơ không truyền tới trục sơ cấp của hộp số và người láithực hiện việc chuyển số Tiếp đó, người lái nhả bàn đạp và ly hợp được nối lạiđồng thời công suất động cơ truyền tới hộp số Mô-men được phân bố theo trạngthái: ON-OFF-ON trong suốt quá trình chuyển số Như vậy, độ êm dịu của xe khisang số phụ thuộc rất nhiều vào kĩ năng của người điều khiển Khoảng thời gianOFF càng bé thì xe bớt bị rung, giật và giảm thiểu tổn hao công suất máy Tuy

nhiên, DCT hoàn toàn có thể khắc phục được điểm yếu trên của hộp số tay nhờ vào

sự hoạt động độc lập của hai ly hợp Quá trình chuyển số như sau: giả sử ở thờiđiểm hiện tại, xe đang di chuyển ở số 1, lúc này ly hợp 1 đóng (màu đỏ), ly hợp 2(màu xanh) mở, khi đó dòng công suất được từ động cơ qua ly hợp 1, qua trục và

bộ đồng tốc tới trục sơ cấp và tới bộ vi sai (xem hình vẽ) Xe tiếp tục gia tăng tốc

độ, máy tính sẽ tìm kiếm vị trí số kế tiếp, và bánh răng số 2 được chọn Khi ngườiđiều khiển chuyển số, ngay lập tức ly hợp 1 sẽ được ngắt, đồng thời ly hợp 2 đóng,

và dòng công suất sẽ vẫn tiếp tục truyền từ động cơ tới trục thứ cấp và dẫn động bộ

vi sai Như vậy, thời gian chuyển từ số 1 lên 2 rất bé, do vậy dòng mô-men gầnnhư không bị ngắt quãng Cũng theo nguyên lý đó, khi người lái giảm số chu trình

sẽ diễn ra ngược lại Toàn bộ quá trình chuyển số sẽ được máy tính kiểm soát và ralệnh cho cơ cấu chấp hành chọn bánh răng và đòng hoặc ngắt từng ly hợp Nếungười lái chọn chế độ tự động hoàn toàn hoặc chế độ điều khiển số tay: ở chế độ tựđộng thì bộ đôi ly hợp hoạt động như một biến mô thuỷ lực của hộp số tự độngtruyền thống, còn nếu sử dụng chế độ số tay, người lái cũng không phải mất thêmthao tác dùng chân trái để điều hành bàn đạp ly hợp

Khối điều khiển: Dựa vào thông tin từ các cảm biến: cảm biến vị trí số, cảmbiến tốc độ xe, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến tốc độ động cơ… đưa về, máytính sẽ ra lệnh điều khiển thông qua cơ cấu chấp hành

Cơ cấu chấp hành: Trong DCT van điều khiển điện từ đóng vai trò là cơ cấuchấp hành, thực hiện việc đóng mở các đường dầu Van điều khiển từ bao gồm lõithép từ, cuộn dây

2.4.3 Ưu nhược điểm của hộp số

Ưu điểm

- Với cách bố trí này, việc chuyển số gần như tức thời mà không hề ảnhhưởng tới lực truyền từ động cơ tới hộp Cơ chế nhảy số truyền thống cũng giúp nóđem lại cảm giác tăng tốc tốt hơn hẳn so với hộp số tự động vô cấp, rất mượt mà,

êm ái (CVT)

- Hộp số ly hợp kép thường rất nhỏ gọn và có trọng lượng nhẹ