Để tạo ra hướng dòng dầu sau khi ra khỏi cánh dẫn của stato tác dụng lên cánh dẫn của bánh bơm theo đòng chiều quay của bánh bơm thì khi này stato phải được cố định (khớp một ch[r]
(1)1
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm
LỜI GIỚI THIỆU
Việc tổ chức biên soạn giáo trình Bảo dưỡng sửa chữa hộp số tự động nhằm phục vụ cho công tác đào tạo trường Trường Cao đẳng Nghề Đà Lạt - Khoa Cơ khí Động lực - ngành cơng nghệ ơtơ Giáo trình cố gắng lớn tập thể Khoa Cơ khí Động lực công nghệ ôtô nhằm bước thống nội dung dạy học môn Sửa chữa bảo dưỡng hệ thống phanh
Nội dung giáo trình xây dựng sở thừa kế nội dung giảng dạy trường kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng phục vụ nghiệp công nghiệp hố, đại hố Giáo trình cẩm nang Sửa chữa bảo dưỡng hệ thống phanh riêng cho sinh viên Trường Cao đẳng Nghề Đà Lạt - Khoa Cơ khí Động lực
Giáo trình biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức phù hợp với ngành nghề đào tạo mà Khoa Cơ khí Động lực tự điều chỉnh cho thích hợp khơng trái với quy định chương trình khung đào tạo trường
Xin chân trọng cảm ơn Khoa Cơ khí Động lực - Trường Cao đẳng Nghề Đà Lạt giúp đỡ quý báu đồng nghiệp giúp tác giả hồn thành giáo trình
Mặc dù cố gắng chắn khơng tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp người đọc để lần xuất sau giáo trình hoàn thiện
Đà Lạt, ngày tháng năm 2017 Tham gia biên soạn
(2)2
MỤC LỤC TRANG
Bài 1: Cấu tạo nguyên lý làm việc hộp số tự động 4
1 Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hộp số
2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động hộp số
Bài 2: Kỹ thuật tháo - lắp hộp số tự động 58
1 Quy trình tháo lắp hộp số tự động 58
2 Các hư hỏng thường gặp hộp số tự động 77
3 Chuẩn đoán, bảo dưỡng kỹ thuật hộp số tự động 80
Bài 3: Kỹ thuật kiểm tra hộp số tự động 88
1 Đặc điểm sai hỏng hộp số tự động 88
2 Các phương pháp kiểm tra hộp số tự động điều khiển thủy lực 94 Kiểm tra chẩn đoán hộp số tự động 101
Bài 4: Kỹ thuật bảo dưỡng hộp số tự động 119
1 Quy trình bảo dưỡng hộp số tự động 119
2 Sửa chữa hộp số tự động 123
(3)3
CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN ĐÀO TẠO
BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG Mã số mô đun : MĐTC 04
I Thời gian thực mô đun: 45 giờ; (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 28 giờ; Kiểm tra: 02 giờ)
II. Mục tiêu mô đun: Về kiến thức:
+ Trình bày đầy đủ yêu cầu, nhiệm vụ, phân loại hộp số tự động ô tô
+ Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động hộp số tự động
Phân tích tượng, nguyên nhân sai hỏng trình bày phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng hộp số tự động
2 Về kỹ năng:
+ Tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng hộp số tự động quy trình
Sử dụng dụng cụ kiểm tra, bảo dưỡng hộp số tự động đảm bảo xác an tồn
3 Về lực tự chủ trách nhiệm:
Chấp hành quy trình, quy phạm nghề cơng nghệ ô tô Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ học viên
III MỤC TIÊU MÔ ĐUN:
+ Trình bày đầy đủ yêu cầu, nhiệm vụ, phân loại hộp số tự động ô tô
+ Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động hộp số tự động + Phân tích tượng, nguyên nhân sai hỏng trình bày
các phương pháp bảo dưỡng, kiểm tra sữa chữa
+ Tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa quy trình
+ Sử dụng dụng cụ kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa đảm bảo xác an tồn
(4)4
BÀI CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
1 Khái quát hộp số tự động
Hộp số tự động hộp số đại áp dụng ô tô nhằm giúp cho người lái tham gia giao thông thuận tiện q trình tham gia giao thơng Nội dung phần trình bày kiến thức hộp số tự động
Hộp số tự động cụm thuộc hệ thống truyền lực ô tô bao gồm hai phận biến mô men hộp số hành tinh Hai phận lắp chung vỏ lắp liền sau động Ngồi ra, cụm hộp số tự động cịn có hệ thống tự động điều khiển thuỷ lực điện tử thực tự
1.1. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
Hộp số ô tô dùng để thay đổi lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động cho phù hợp với lực cản tổng cộng đường Đặc tính kéo tơ có hộp
số thường thể hình sau:
Tốc độ xe Hình 1.1 Đặc tính kéo tơ
Đặc tính thể cho ơtơ có lắp hộp số khí bốn cấp Mỗi tay số
B
A
B
B
B
Lự
c
tr
uy
(5)5
sẽ cho đường đặc tính thể mối quan hệ lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động với tốc độ xe Với đặc tính này, người lái xe chọn điểm làm việc tay số phù hợp với lực cản chuyển động đường kết điểm làm việc chưa phải tối ưu Điểm làm việc coi tối ưu nằm đường cong A tiếp tuyến với tất đường đặc tính hộp số khí bốn cấp, đường cong gọi đường đặc tính lý tưởng Đường cong lý tưởng có sử dụng hộp số vô cấp Và tránh mát cơng suất so với sử dụng hộp số có cấp
Hộp số tự động dùng ô tô chưa cho đường đặc tính kéo trùng với đường đặc tính lý tưởng cho đường đặc tính gần trùng với
đường đặc tính lý tưởng Với hộp số tự động việc gài số truyền thực cách tự động tuỳ thuộc vào chế độ động sức cản mặt đường Vì ln tìm điểm làm việc đường đặc tính phù hợp với sức cản chuyển động bảo đảm chất lượng động lực học tính kinh tế nhiên liệu tơ
1.2. Yêu cầu:
Hộp số tự động đảm bảo yêu cầu sau:
- Thao tác điều khiển hộp số đơn giản nhẹ nhàng - Đảm bảo chất lượng động lực kéo cao
- Hiệu suất truyền động phải tương đối lớn - Độ tin cậy lớn, hư hỏng, tuổi thọ cao - Kết cấu phải gọn, trọng lượng nhỏ
1.3. Phân loại:
- Dựa vào đặc điểm hộp số tự động chia làm hai loại:
+ Loại hộp số sử dụng ô tô FF (động đặt trước, cầu trước chủ động)
(6)6 động)
Các hộp số sử dụng ôtô FF thiết kế gọn nhẹ so với loại sử dụng ôtô FR chúng lắp đặt khối với động
Các hộp số sử dụng cho ơtơ FR có truyền động bánh cuối với vi sai lắp bên ngồi Cịn hộp số sử dụng ơtơ FF có truyền bánh cuối với vi sai lắp bên trong, loại hộp số tự động sử dụng ơtơ FF cịn gọi "hộp số có vi sai" Hai loại hộp số tự động nói thể sau:
Hình 1.2 Hai kiểu hộp số FF FR lắp ô tô
- Phân loại dựa vào cách điều khiển hộp số tự động người ta phân chia thành hai loại:
+ Hộp số tự động điều khiển hoàn toàn thuỷ lực + Hộp số tự động điều khiển điện tử - thuỷ lực
(7)7
số mà tự động chuyển số dải làm việc tương ứng với tay số cần điều khiển Kết cấu hệ thống điều khiển thuỷ lực cồng kềnh phức tạp
Loại điều khiển điện tử việc chuyển số máy tính trung tâm dựa vào tín hiệu từ cảm biến để tính tốn đưa kết tối ưu để điều khiển chuyển số khố biến mơ men Loại cịn bao gồm chức chẩn đốn dự phịng ngồi chức điều khiển số khố biến mơ men Ưu nhược điểm hộp số tự động
Ưu điểm:
So với hộp số khí thơng thường hộp số tự động có tính vượt trội sau đây:
Chuyển số liên tục khơng cần cắt dịng lực từ động cơ:
Biến mơ men truyền dịng động lực thơng qua động dịng dầu thuỷ lực nên truyền động êm dịu, khơng gây tải trọng động Ngồi ra, cấu hành tinh với kết cấu li hợp khoá, phanh dải điều khiển tự động làm cho việc chuyển số nhẹ nhàng, liên tục
Tuổi thọ chi tiết hộp số tự động cao chi tiết thường xun ngâm dầu, việc bơi trơn làm mát chi tiết tốt Việc truyền động chi tiết êm dịu, không gây tải trọng động lực truyền đồng thời qua số cặp bánh ăn khớp nên ứng suất nhỏ Cơ cấu hành tinh ăn khớp nên đường kính vịng trịn ăn khớp lớn Các bánh hành tinh bố trí đối xứng nên triệt tiêu lực hướng trục
Giảm độ ồn làm việc
Hiệu suất làm việc cao, dịng lượng song song, ma sát sinh tiêu hao lượng chủ yếu chuyển động tương đối cịn khơng chịu ảnh hưởng chuyển động theo
Cho tỉ số truyền cao kích thước lại khơng lớn:
(8)8
truyền hành tinh nhỏ gọn với tỉ số truyền lớn Bên cạnh đó, biến mơ men thuỷ lực cịn làm cho mơ men từ động tăng lên đến 2,5 lần
Ngoài ra, việc bố trí hộp số tự động xe ô tô làm cho việc điều khiển xe dễ dàng thuận tiện Do khơng bố trí li hợp việc chuyển số hoàn toàn tự động người lái xe bớt nhiều thao tác phải chuyển số Nhất khởi hành lái xe thành phố… Nhược điểm
Bên cạnh ưu điểm mà hộp số tự động mang lại nêu không kể đến nhược điểm nó:
Giá thành hộp số tự động cao
Công nghệ chế tạo địi hỏi xác cao: trục lồng, bánh ăn khớp nhiều vị trí
Kết cấu phức tạp, nhiều cụm lồng, trục lồng, phanh dải, li hợp khoá, khớp chiều, … Do việc tháo lắp sửa chữa khó khăn phức tạp
Lực li tâm sinh bánh hành tinh lớn tốc độ góc lớn Nếu dùng nhiều li hợp phanh làm tăng tổn hao công suất chuyển số, hiệu suất giảm
Các nhược điểm khắc phục lựa chọn tối ưu sơ đồ cấu công nghệ chế tạo máy phát triển
Ứng dụng hộp số tự động
(9)9
điện tử, hộp số tự động ngày khắc phục nhiều nhược điểm phát huy nhiều ưu điểm kết cấu đơn giản, nhỏ gọn, giá thành chế tạo giảm, công tác kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng cho đường đặc tính gần giống với đường đặc tính lí tưởng
Trên ô tô đại, hộp số tự động sử dụng rộng rãi cho loại xe hầu hết hãng ô tô giới MERCEDES, BMW, TOYOTA, FORD, HONDA, AUDI… Với yêu cầu ngày cao chất lượng động học, động lực học xe đặc biệt độ êm dịu chuyển động, tính kinh tế nhiên liệu thuận tiện sử dụng làm việc ứng dụng hộp số tự động xe rộng rãi Vì hộp số tự động lựa chọn số cho xu phát triển xe ô tô tương lai
Ngày nay, ta không thấy hộp số tự động xe du lịch, xe có hai cầu chủ động mà ta cịn bắt gặp xe đa dụng, xe địa hình có hai cầu chủ động (4WD) Ngồi ra, số xe chuyên dùng với tải trọng kích thước lớn dùng hộp số tự động để tránh tượng rung giật chuyển số khởi hành xe
2. SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỘP SỐ Hộp số tự động điều khiển thuỷ lực hãng TOYOTA bao gồm số bộ phận sau
- Bộ biến mô thuỷ lực - Hộp số hành tinh
- Bộ điều khiển thuỷ lực (bộ truyền động bánh hành tinh) - Bộ truyền động bánh cuối
- Các điều khiển - Dầu hộp số tự động
2.1. Bộ biến mô men thuỷ lực
Bộ biến mô men thủy lực hộp số tự động nhằm thực chức sau:
(10)10 Vỏ biến mô Tua bin
Tua Vỏ biến
Trục
Từ bánh
Khớp chiều
- Đóng vai trị ly hợp thuỷ lực để truyền (hay không truyền) mô men từ động đến hộp số;
- Hấp thụ dao động xoắn động hệ thống truyền lực;
- Có tác dụng bánh đà để làm đồng chuyển động quay động Dẫn động bơm dầu hệ thống điều khiển thuỷ lực
Hình 1.3 Cấu tạo hộp số tự động hãng TOYOTA 2.1.1 Cấu tạo biến mô men thuỷ lực
Về cấu tạo, biến mô bao gồm: bánh bơm, bánh tuabin, stato, khớp chiều ly hợp khố biến mơ
(11)11 Hình 1.4 Bộ biến mơ men thuỷ lực
a Bánh bơm
Bánh bơm gắn liền với vỏ biến mơ Bánh bơm có nhiều cánh có biên dạng cong bố trí theo hướng kớnh bờn Vành dẫn hướng bố trí cạnh cánh bơm để dẫn hướng cho dịng chảy dầu Vỏ biến mơ nối với trục khuỷu động qua dẫn động Dưới sơ đồ cấu tạo vị trí bánh bơm biến mơ men thuỷ lực:
Hình 1.5 Bánh bơm b Bánh tua bin
(12)12 Hình 1.6 Bánh tuabin
c Stator khớp chiều
Stato đặt bánh bơm bánh tua bin Nó lắp trục stato, trục lắp cố định vào vỏ hộp số qua khớp chiều Các cánh dẫn stato nhận dũng dầu khỏi rô to tua bin hướng cho đập vào mặt sau cánh dẫn cánh bơm làm cho cánh bơm cường hoá
Khớp chiều cho phép stato quay chiều với trục khuỷu động Tuy nhiên stato có xu hướng quay theo chiều ngược lại, khớp chiều khóa stato lại khơng cho quay Do stato quay hay bị khóa phụ thuộc vào hướng dịng dầu đập vào cánh dẫn Sơ đồ cấu tạo stato khớp chiều thể hình sau
(13)13 2.1.2 Nguyên lý làm việc biến mô men
a.Nguyên lý truyền công suất
Chúng ta liên hệ làm việc biến mô men với làm việc hai quạt gió Quạt chủ động nối với nguồn điện, cánh đẩy khơng khớ sang quạt bị động (không nối với nguồn điện) đặt đối diện Quạt bị động quay chiều với quạt chủ động nhờ khơng khí đập vào
Hình 1.8 Nguyên lý truyền
Trong biến mô men, trình xảy tương tự thực qua chất lỏng Khi bánh bơm dẫn động quay từ trục khuỷu động cơ, dầu bánh bơm quay với bánh bơm Khi tốc độ bánh bơm tăng lên, lực ly tâm làm cho dầu bắt đầu văng chảy từ phía ngồi dọc theo bề mặt cánh dẫn Khi tốc độ bánh bơm tăng lên nữa, dầu bị đẩy khỏi bánh bơm đập vào cánh dẫn rô to tua bin làm cho rô to tua bin bắt đầu quay hướng với bánh bơm Sau dầu giảm lượng va đập vào cánh dẫn rô to tua bin, tiếp tục chảy dọc theo màng cánh dẫn rơ to tua bin từ ngồi vào để lại chảy ngược trở bánh bơm chu kỳ lại bắt đầu Nguyên lý tương tự ly hợp thuỷ lực
Sơ đồ thể nguyên lý truyền công suất từ bánh bơm sang bánh tua
bin thể hình sau:
(14)14
Hình 1.9 Nguyên lý truyền công suất biến mô men
Hình 1.10 Ngun lý khuyếch đại mơ men *Ngun lý khuyếch đại mômen
Việc khuyếch đại mô men biến mô thực cách cấu tạo biến mơ ngồi cánh bơm rơ to tuabin có stato Với cấu tạo cách bố trí bánh cơng tác dịng dầu thuỷ lực sau khỏi rô to tua bin qua cánh dẫn stato Do góc nghiêng cánh dẫn stato bố trí cho dịng dầu khỏi cánh dẫn stator có hướng trùng với hướng quay cánh bơm Vì cánh bơm truyền mô men từ động mà cịn bổ sung lượng mô men chất lỏng từ stato tác dụng vào Điều có nghĩa cánh bơm cường hóa khuyếch đại mơ men đầu vào để truyền đến rô to tua bin
b.Chức khớp chiều Stator:
(15)15
men có xu hướng làm stato quay theo hướng ngược với cánh bơm Để tạo hướng dòng dầu sau khỏi cánh dẫn stato tác dụng lên cánh dẫn bánh bơm theo đòng chiều quay bánh bơm stato phải cố định (khớp chiều khóa)
Hình 1.11 Hướng dịng dầu thay đổi khớp chiều khóa
Khi tốc độ quay rô to tua bin đạt gần đến tốc độ bánh bơm, lúc tốc độ quay dũng dầu sau khỏi rô to tuabin tác dụng lên cánh dẫn stato có xu hướng làm stato quay theo hướng cựng chiều bánh bơm Vì stato trạng thái cố định khơng khơng có tác dụng cường hố cho bánh bơm mà cịn gây cản trở chuyển động dũng chất lỏng gây tổn thất lượng Vì chế độ stato giải phóng để quay với rơ to tuabin bánh bơm (khớp chiều mở) Khi biến mô làm việc ly hợp thuỷ lực với mục đích tăng hiệu suất cho biến mơ
(16)16 Hình 1.12 Khớp chiều quay tự c. Cơ cấu khóa biến mơ men thuỷ lực
Khi ô tô chuyển động đường tốt, vận tốc tơ cao, mơ men cản chuyển động nhỏ nên số vịng quay bánh tua bin xấp xỉ số vòng quay bánh bơm Biến mơ làm việc chế độ ly hợp (stato giải phóng) hiệu suất nhỏ (từ 0,8 đến 0,9) Để hiệu suất truyền động biến mô đạt giá trị cao nhất, chế độ người ta sử dụng ly hợp để khóa cứng biến mơ Tức đường truyền mômen từ động tới hộp số thực trực tiếp thơng qua ly hợp khóa biến mơ truyền qua ly hợp ma sát bình thường lúc hiệu suất truyền
(17)17
a Ly hợp mở
b Ly hợp khóa
(18)18
cánh bơm rô to tua bin Việc đóng mở ly hợp khóa biến mơ men định thay đổi hướng dũng dầu thuỷ lực biến mô men
- Trạng thái mở ly hợp: ô tô chạy tốc độ thấp mômen cản lớn, biến mô men thuỷ lực làm việc chế độ biến mô men Khi nhờ cấu điều khiển thuỷ lực, dầu có áp suất chảy đến phía trước ly hợp khóa biến mơ, áp suất phía trước phía sau ly hợp nên ly hợp trạng thái mở
- Trạng thái khoá ly hợp: ô tô chạy tốc độ cao, ứng với mô men cản nhỏ van điều khiển thuỷ lực hoạt động hướng dòng dầu thuỷ lực có áp suất chảy đến phần sau ly hợp Do pit tông ép ly hợp vào vỏ biến mô, kết biến mô khóa vỏ trước biến mơ quay với cánh bơm rơ to tua bin
Nhờ có ly hợp khóa cứng biến mơ đặc tính thể hình
sau:
(19)19
Trong trình truyền lực biến mô men, quan tâm đến hai thông số độ trượt (s) hiệu suất (η) biến mô men
Gọi MB , MT , MD lần lượt mô men truyền bánh bơm, bánh tua bin stator; nT , nB số vòng quay bánh tua bin bánh bơm
Ta có: MT = M B ± M D
Trong phần lớn chế độ làm việc MT > MB Khi chiều MD chiều với MB và:
MT = M B + M D
Giá trị MT > MB đặc trưng biến mơ men
MT có giá trị lớn khởi hành xe (nT = 0) nhỏ MT = MB (tại giá trị số vịng quay nT0) Khi biến mơ men làm việc ly hợp thuỷ lực
Hiệu suất biến mô men xác định theo công thức sau:
ψ = MT · nT M B nB
Độ trượt s tính cơng thức:
s = −n nB
2.2. Hộp số hành tinh
(20)20
truyền hành tinh, phanh hãm, ly hợp khóa khớp chiều Hình 1.15 Cấu tạo hộp số
2.2.1 Bộ truyền hành tinh
Bộ truyền hành tinh hộp số tự động có chức sau:
- Cung cấp số tỉ số truyền để thay đổi mômen tốc độ bánh xe chủ động phối hợp với sức cản chuyển động đường nhu cầu sử dụng tốc độ ô tô
- Đảo chiều quay trục để thực lùi xe;
- Tạo vị trí trung gian cho phép xe dừng lâu dài động hoạt động Cấu tạo chung truyền hành tinh
Bộ truyền hành tinh bao gồm bánh mặt trời, Cần dẫn, bánh hành tinh bánh bao Bánh mặt trời có vành ngồi đặt trục quay Bánh bao có vành đặt trục quay khác đồng trục với bánh mặt trời Các bánh hành tinh nằm ăn khớp với bánh mặt trời bánh bao Trục bánh hành tinh liên kết với cần dẫn có trục quay đồng trục với bánh bao bánh mặt trời