Hộp số tự động

Các hộp số tự động có thể được chia thành 2 loại chính, đó là các hộp số được sử dụng trong các xe FF (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh trước) và các xe FR (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh sau). Các hộp số của xe FF có một bộ dẫn động cuối cùng được lắp bên trong, còn các 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 cùng được bố trí trong cùng một vỏ hộp. Bộ dẫn động cuối cùng gồm một cặp bánh răng giảm tốc (bánh răng dẫn và bánh răng bị dẫn), và các bánh răng vi sai.

HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 67 Khái quát hộp số tự động 1.1 Khái qt chung Với xe có hộp số tự động người lái xe khơng cần phải suy tính cần chuyển số Các bánh tự động chuyển số tuỳ thuộc vào tốc độ xe mức đạp bàn đạp ga Một hộp số mà việc chuyển số bánh điều 68 khiển ECU (Bộ điều khiển điện tử - ECT) - gọi hộp số điều khiển điện tử, hộp số không sử dụng ECT gọi hộp số tự động thuỷ lực Hiện hầu hết xe sử dụng ECT Đối với số kiểu xe phương thức chuyển số chọn tuỳ theo ý muốn lái xe điều kiện đường xá Cách giúp cho việc tiết kiệm nhiên liệu, tính vận hành xe tốt 1.2 Phân loại hộp số tự động Các hộp số tự động chia thành loại chính, hộp số sử dụng xe FF (động phía trước, dẫn động bánh trước) xe FR (động phía trước, dẫn động bánh sau) Các hộp số xe FF có dẫn động cuối lắp bên trong, hộp số xe FR có dẫn động cuối (vi sai) lắp bên Loại hộp số tự động dùng xe FR gọi hộp truyền động Trong hộp số tự động đặt ngang, hộp truyền động dẫn động cuối bố trí vỏ hộp Bộ dẫn động cuối gồm cặp bánh giảm tốc (bánh dẫn bánh bị dẫn), bánh vi sai 69  Hộp số điều khiển điện tử (ECT) - Bộ biến mô: Để truyền khuyếch đại mômen động sinh - Bộ truyền bánh hành tinh: Để chuyển số giảm tốc, đảo chiều, tăng tốc, vị trí số trung gian - Bộ điều khiển thuỷ lực: Để điều khiển áp suất thuỷ lực cho biến mô truyền bánh hành tinh hoạt động êm - ECU động ECT: Để điều khiển van điện từ điều khiển thuỷ lực nhằm tạo điều kiện chạy xe tối ưu Hộp số sử dụng áp suất thuỷ lực để tự động chuyển số theo tín hiệu điều khiển ECU ECU điều khiển van điện từ theo tình trạng động xe cảm biến xác định, điều khiển áp suất thuỷ lực 70  Hộp số tự động thuỷ lực: Kết cấu hộp số tự động thuỷ lực tương tự ECT Tuy nhiên, hộp số điều khiển chuyển số học cách phát tốc độ xe thuỷ lực thông qua van điều tốc phát độ mở bàn đạp ga từ bướm ga thông qua độ dịch chuyển cáp bướm ga Bộ biến mô Bộ biến mô gồm bánh bơm, bánh tuabin, khớp chiều, stato vỏ biến mơ chứa tất phận Bộ biến mô điền đầy ATF bơm dầu cung cấp Động quay bánh bơm quay, dầu bị đẩy từ bánh bơm thành dòng mạnh làm quay bánh tua bin 71 2.1 Cấu tạo  Bánh bơm Bánh bơm bố trí nằm vỏ biến mô nối với trục khuỷu qua đĩa dẫn động Nhiều cánh hình cong lắp bên bánh bơm Một vòng dẫn hướng lắp mép cánh để đường dẫn dòng dầu êm 72  Bánh tua bin Rất nhiều cánh lắp lên bánh tuabin giống trường hợp bánh bơm Hướng cong cánh ngược chiều với hướng cong cánh bánh bơm Bánh tua bin lắp trục sơ cấp hộp số cho cánh bên nằm đối diện với cánh bánh bơm với khe hở nhỏ Bánh tua bin quay với trục sơ cấp hộp số xe chạy với vị trí cần số dải “D”, “2”, “L” “R” Tuy nhiên, khơng quay xe dừng, Khi vị trí số “P” “N” bánh tua bin quay tự bánh bơm quay  Stato Stato nằm bánh bơm bánh tua bin Qua khớp chiều lắp trục stato trục cố định vỏ hộp số - Hoạt động Stato Dòng dầu trở từ bánh tua bin vào bánh bơm theo hướng cản quay bánh bơm Do đó, stato đổi chiều dịng cho tác động lên phía sau cánh bánh bơm bổ sung thêm lực đẩy cho bánh bơm làm tăng mơmen  Khớp chiều Khớp chiều cho phép Stato quay theo chiều quay trục khuỷu động Tuy nhiên Stato định bắt đầu quay theo chiều ngược lại khớp chiều khố stato để ngăn khơng cho quay 73 2.2 Nguyên lý làm việc biến mô  Sự truyền mô men Khi tốc độ bánh bơm tăng lực ly tâm làm cho dầu bắt đầu chảy từ tâm bánh bơm phía ngồi Khi tốc độ bánh bơm tăng lên dầu bị ép 74 văng khỏi bánh bơm Dầu va vào cánh bánh tua bin làm cho bánh tua bin bắt đầu quay chiều với bánh bơm Dầu chảy vào dọc theo cánh bánh tua bin Khi chui vào bên bánh tua bin mặt cong cánh đổi hướng dầu ngược lại phía bánh bơm, chu kỳ lại đầu Việc truyền mơ men thực nhờ tuần hồn dầu qua bánh bơm bánh tua bin  Khuyếch đại mômen Việc khuyếch đại mômen biến mô thực cách dẫn dầu cịn lượng sau qua bánh tua bin trở bánh bơm qua cánh Stato Nói cách khác, bánh bơm quay mô men từ động mà mô men lại bổ sung dầu quay từ bánh tua bin Có thể nói bánh bơm khuyếch đại mô men ban đầu để dẫn động bánh tua bin  Tỉ số truyền mômen hiệu suất truyền Độ khuyếch đại mômen biến mô tăng theo tỉ lệ với dịng xốy Có nghĩa mômen trở thành cực đại bánh tua bin dừng Hoạt động biến mô chia thành hai dải hoạt động: 75 - Dải biến mô, có khuyếch đại mơmen - Dải khớp nối, tuý diễn việc truyền mômen khuyếch đại mômen không xảy Điểm ly hợp đường phân chia hai phạm vi Hiệu suất truyền động biến mơ cho thấy lượng truyền cho bánh bơm truyền tới bánh tua bin với hiệu Năng lượng công suất thân động cơ, tỉ lệ với tốc độ động (vịng/phút) mơmen động Do mômen truyền với tỉ số gần 1:1 khớp thuỷ lực nên hiệu suất truyền động dải khớp nối tăng tuyến tính tỉ lệ với tỉ số tốc độ Tuy nhiên, hiệu suất truyền động biến mô không đạt 100% thường đạt khoảng 95% Sự tổn hao lượng nhiệt sinh dầu ma sát Khi dầu tuần hồn làm mát làm mát dầu  Điểm dừng điểm ly hợp - Điểm dừng 76 - Cảm biến tốc độ bánh trung gian: Có nhiệm vụ phát tốc độ trục thứ cấp hộp số tự động  Cảm biến nhiệt độ nước Cảm biến phát nhiệt độ nước làm mát  Cảm biến tốc độ xe Cảm biến phát tốc độ xe  Cảm biến nhiệt độ dầu hộp số Cảm biến phát nhiệt độ dầu ATF (Dầu hộp số tự động) hộp số tự động  Cơng tắc O/D Cơng tắc O/D cơng tắc huỷ O/D Khi cơng tắc tắt “OFF”, khơng lên số O/D được, đạt tốc độ để sang số O/D Nếu công tắc tắt “OFF” lái số truyền tăng hộp số chuyển xuống số Ngoài ra, đèn báo O/D OFF bật sáng cơng tắc O/D “OFF” Với cần số kiểu cổng O/D triệt tiêu thao tác cần chuyển số Lúc khơng có đèn báo O/D OFF đèn báo vị trí sử dụng để vị trí cần chuyển số 127  Cơng tắc khởi động số trung gian Công tắc khởi động số trung gian truyền vị trí cần chuyển số đến ECU động & ECT ECU nhận thông tin vị trí mà hộp số hoạt động từ cảm biến vị trí chuyển số đặt cơng tắc khởi động số trung gian, sau định phương thức chuyển số thích hợp Các tiếp điểm cơng tắc sử dụng để bật đèn báo vị trí cần số để báo cho lái xe biết vị trí nằm cần số 128 Ngồi ra, ECU cịn điều khiển cho máy khởi động vận hành cần số vị trí “P” “N” cho cần số vị trí “R” tín hiệu chng báo số lùi xe phát đèn lùi bật sáng Các tín hiệu chuyển tới ECU từ cơng tắc khởi động số trung gian thay đổi tuỳ theo kiểu xe  Công tắc đèn phanh Khi bàn đạp phanh bị ấn xuống ECU động & ECT huỷ trạng thái khố biến mơ Điều tránh cho động khỏi bị chết khố biến mơ  Cơng tắc chọn phương thức lái Công tắc chọn phương thức lái cho phép người lái xe chọn chế độ lái Các công tắc chế độ lắp đặt tuỳ thuộc vào kiểu xe thị trường - Chế độ tải nặng: Chế độ đặt thời điểm chuyển số vào dãy tốc độ cao động - Chế độ tuyết : Chế độ đặt tốc độ số tốc độ chuyển bánh (xe bắt đầu chạy) - Chế độ tiết kiệm: Chế độ làm sớm thời điểm chuyển số để giảm tiêu hao nhiên liệu lái xe 129 - Chế độ điều khiển tay: Chế độ tạo khả giữ tốc độ việc sử dụng vị trí cần chuyển số b Bộ điều khiển điện tử (ECU động ECT)  Các điều khiển chính: ECU động & ECT thực điều khiển sau - Điều khiển thời điểm chuyển số - Điều khiển khố biến mơ - Điều khiển khố biến mô linh hoạt - Các điều khiển khác Xe dùng ECT lái cách êm dịu thuận tiện nhờ điều khiển  Điều khiển thời điểm chuyển số ECU động & ECT lập trình vào nhớ phương thức chuyển số tối ưu cho vị trí cần số chế độ lái Trên sở phương thức chuyển số, ECU Bật Tắt van điện từ theo tín hiệu tốc độ xe từ cảm biến tốc độ xe, tín hiệu góc mở bướm ga từ cảm biến vị trí bướm ga tín hiệu khác cảm biến/ công tắc 130 Với cách vậy, ECU vận hành van điện từ, mở đóng đường dẫn dầu vào ly hợp phanh, cho phép hộp số chuyển số lên xuống Quan hệ tốc độ xe số hộp số thay đổi theo góc mở bàn đạp ga chí số tốc độ xe Khi lái, giữ độ mở bàn đạp ga không đổi, tốc độ xe tăng lên hộp số chuyển lên số Khi bàn đạp ga nhả điểm A hình bên trái độ mở bàn đạp ga đạt điểm B, hộp số chuyển từ số lên số O/D 131 Ngược lại, tiếp tục đạp ga điểm A độ mở bàn đạp ga đạt điểm C, hộp số chuyển từ số số Khi nhiệt độ nước làm mát thấp hộp số khơng chuyển lên số O/D Tốc độ mà hộp số chuyển lên số cao tốc độ mà hộp số chuyển xuống số thấp xảy khoảng định số Khoảng gọi độ trễ Độ trễ đặc tính thiết kế cho hộp số tự động để ngăn không cho hộp số chuyển số lên xuống thường xuyên Sự điều khiển thời điểm chuyển số khác tuỳ theo chế độ công tắc chọn phuơng thức lái ECU xác định phương thức áp dụng điều khiển thời điểm chuyển số Ví dụ Đối với chế độ tăng tốc, điểm chuyển số điểm khoá biến mô đặt tốc độ động cao so với chế độ bình thường, cho phép lái xe thể thao với tốc độ động cao  Điều khiển khố biến mơ 132 ECU động & ECT lặp trình nhớ phương thức vận hành li hợp khố biến mô cho chế độ lái Trên sở phương thức khố biến mơ ECU Bật Tắt van điện từ tuỳ thuộc vào tín hiệu tốc độ xe tín hiệu mở bướm ga ECU bật van điện từ để vận hành hệ thống khố biến mơ điều kiện sau đồng thời tồn - Xe chạy số số số O/D (dãy ”D”) - Tốc độ xe cao tốc độ quy định góc mở bướm ga lớn trị số quy định - ECU không nhận tín hiệu huỷ hệ thống khố biến mơ ECU điều khiển thời điểm khố biến mơ nhằm giảm chấn chuyển số Nếu hộp số chuyển số lên xuống hệ thống khố biến mơ hoạt động ECU huỷ tác động hệ thống khố biến mơ Điều giúp cho việc giảm chấn chuyển số Sau việc chuyển số lên xuống hồn tất ECU tái kích hoạt hệ thống khoá Tuy nhiên, ECU buộc phải huỷ khố biến mơ điều kiện sau - Công tắc đèn phanh chuyển sang “ON” (trong phanh) - Các tiếp điểm IDL cảm biến vị trí bướm ga đóng - Nhiệt độ nước làm mát thấp nhiệt độ định 133 - Tốc độ xe tụt xuống khoảng 10 km/giờ thấp so với tốc độ định hệ thống điều khiển chạy xe tự động hoạt động  Điều khiển khố biến mơ linh hoạt Hệ thống ly hợp khố biến mơ linh hoạt mở rộng phạm vi hoạt động khố biến mơ cách ổn định giữ độ trượt nhẹ li hợp khoá biến mô để nâng cao mức tiết kiệm nhiên liệu ECU động & ECT định phạm vi hoạt động khố biến mơ linh hoạt từ góc mở bướm ga tốc độ xe, sau ECU phát tín hiệu tới van điện từ tuyến tính (SLU) Ngồi ra, ECU cịn sử dụng tín hiệu cảm biến tốc độ động tốc độ đầu vào hộp số để phát chênh lệch tốc độ bánh bơm biến mô (động cơ) tốc độ bánh tua-bin (hộp số) Điều tạo điều khiển phản hồi để tối ưu hoá việc phân bổ truyền công suất biến mô (truyền công suất qua dầu) li hợp khố biến mơ (truyền công suất học)  Các điều khiển khác ECT dùng cảm biến vị trí bướm ga để phát góc mở bàn đạp ga (tải) điều khiển áp suất Áp suất điều khiển nhờ van điện từ 134 tuyến tính (SLT) Thơng qua việc sử dụng van điện từ tuyến tính (SLT), áp suất điều khiển cách tối ưu phù hợp với thông tin mômen động cơ, với điều kiện vận hành bên biến mơ hộp số Theo đó, áp suất điều khiển xác theo công suất động cơ, điều kiện di chuyển nhiệt độ ATF, thực đặc tính chuyển số êm tối ưu hố tải trọng làm việc bơm dầu Để điều khiển áp suất số kiểu xe sử dụng cáp bướm ga theo cách giống hộp số tự động điều khiển thuỷ lực hoàn toàn Nếu van điện từ (SLT) hỏng van bên cố định phía (phía Hi), có chấn động lớn chuyển số - Điều khiển tối ưu áp suất ly hợp Van điện từ tuyết tính (SLT) sử dụng để điều khiển tối ưu áp suất ly hợp ECU giám sát tín hiệu từ loại cảm biến khác cảm biến tốc độ đầu vào tua-bin, cho phép van điện từ tuyến tính (SLT) điều khiển cách sát áp suất ly hợp theo công suất động điều kiện lái Kết đặc tính chuyển số êm thực - Điều khiển áp suất từ ly hợp tới ly hợp Khi hộp số tự động chuyển số áp suất thuỷ lực xả từ phần tử sử dụng cho phần tử khác Sự điều khiển áp suất từ ly hợp tới ly hợp thiết kế để làm cho trình diễn êm Việc điều khiển là: ECU phát tín hiệu tới van điện từ tuyến tính (SLT) áp suất thuỷ lực tác động lên phía đối áp tích tối ưu hố 135 - Điều khiển mơmen động Việc ăn khớp ly hợp phanh truyền bánh hành tinh hộp số điều khiển cách trơn chu cách làm chậm thời điểm đánh lửa động hộp số lên số xuống số 136 Khi ECU định thời điểm chuyển số theo tín hiệu từ cảm biến khác nhau, kích hoạt van điện từ điều khiển chuyển số để thực chuyển số Khi việc chuyển số bắt đầu ECU làm muộn thời điểm đánh lửa động để giảm mômen động Kết lực làm ăn khớp ly hợp phanh truyền bánh hành tinh bị yếu đi, việc chuyển số êm - Chống chúi xe chuyển từ "N" sang "D" Khi hộp số chuyển từ vị trí “N” sang vị trí “D” hệ thống chống chúi xe ngăn khơng cho chuyển trực tiếp chuyển số cách chuyển sang số 3, sau lùi số số Việc nhằm giảm chấn động chuyển số tượng chúi xe Chức điều khiển chống chúi xe hoạt động tất điều kiện sau đồng thời tồn + Xe dừng lại + Công tắc đèn phanh “ON” + Hộp số chuyển từ vị trí “N” sang “D” + Nước làm mát làm ấm lên - Điều khiển chuyển số lên dốc/xuống dốc Trong hộp số tự động thông thường tăng tốc/ giảm tốc dốc việc chuyển số diễn thường xuyên tuỳ thuộc vào điều kiện ảnh hưởng tới lái xe êm dịu Để thực điều khiển chuyển số lái lên dốc/ xuống dốc, 137 ECU động & ECT sử dụng cảm biến vị trí bướm ga tín hiệu cảm biến tốc độ để chọn vị trí số tối ưu Khi ECU xác định leo dốc việc chuyển lên số O/D bị hạn chế để việc lái êm Ngoài ra, ECU xác định xuống dốc có hoạt động phanh, hộp số chuyển xuống số phanh động hoạt động Việc leo dốc xuống dốc định việc so sánh gia tốc thực tế tính tốn từ tín hiệu cảm biến tốc độ với gia tốc tiêu chuẩn lưu nhớ ECU ABS  Chẩn đoán ECU động & ECT trang bị hệ thống tự chẩn đoán bên trong, cho phép kỹ thuật viên dễ dàng nhanh chóng phát phận mạch bị trục trặc chẩn đoán hư hỏng ECT ECU phát trục trặc tiến hành chẩn đốn ghi vào nhớ phận có hư hỏng 138 Trong vài kiểu xe đèn thị “O/D OFF” nháy ECU phát trục trặc Khi cơng tắc O/D “OFF” đèn thị “O/D OFF” sáng trường hợp có trục trặc khơng nháy Khơng có đèn thị “O/D OFF” kiểu xe trang bị cần chuyển số kiểu cổng Do đó, đèn thị phương thức lái nháy để cảnh báo cho lái xe Đèn báo hư hỏng (MIL) bật sáng trục trặc phát cảm biến tốc độ, van điện từ mạch - Chức nhớ Khi trục trặc lưu giữ hệ thống nhớ ECU giữ triệt tiêu sau cố xử lí Khi trục trặc ECU lưu giữ dịng điện dự phịng từ ắc quy giữ nhớ chí cơng tắc khố điện vị trí “OFF” - Các mã số chẩn đốn hư hỏng 139 Các mã số chẩn đoán hư hỏng (DTC) lưu giữ nhớ Có thể đọc DTC cách nối máy chẩn đoán với DLC3 để thông tin trực tiếp với ECU tạo ngắn mạch cực TE1 (TC) E1 (CG) DLC quan sát phương thức nháy MIL DTC xố cách nối máy chẩn đốn với DLC3 tháo bỏ cầu chì khố điện vị trí “OFF” Muốn biết chi tiết, tham khảo Sách cẩm nang sửa chữa  Chức an toàn ECU động & ECT có chức an tồn có cố, cho phép xe tiếp tục chạy, chí có vài trục trặc xảy hệ thống điện lái xe  Chức dự phịng van điện từ Xe tiếp tục chạy hai van điện từ bị trục trặc Sở dĩ ECU điều khiển hộp số sử dụng van điện từ không bị cố Hơn nữa, hai van điện từ trục trặc người lái xe lái xe cách thao tác cần chuyển số tay Hộp số điều khiển chức an tồn có cố có khác tuỳ theo kiểu loại xe 140 - Chức cảm nhận tốc độ dự phòng Nếu cảm biến tốc độ bắt đầu trục trặc ECU thực việc điều khiển việc chuyển số việc sử dụng tín hiệu tốc độ xe Trong trường hợp việc điều khiển không êm điều khiển hồn cảnh bình thường - Chức vận hành tay Nếu hệ thống điều khiển điện tử trở nên hồn tồn khơng hoạt động lí đó, ECT cho phép chuyển số cách học cách chuyển vị trí cần chuyển số 141 ... quát hộp số tự động 1.1 Khái quát chung Với xe có hộp số tự động người lái xe khơng cần phải suy tính cần chuyển số Các bánh tự động chuyển số tuỳ thuộc vào tốc độ xe mức đạp bàn đạp ga Một hộp số. .. cuối (vi sai) lắp bên Loại hộp số tự động dùng xe FR gọi hộp truyền động Trong hộp số tự động đặt ngang, hộp truyền động dẫn động cuối bố trí vỏ hộp Bộ dẫn động cuối gồm cặp bánh giảm tốc (bánh... theo tình trạng động xe cảm biến xác định, điều khiển áp suất thuỷ lực 70  Hộp số tự động thuỷ lực: Kết cấu hộp số tự động thuỷ lực tương tự ECT Tuy nhiên, hộp số điều khiển chuyển số học cách phát