Giáo trình hộp số tự động

Chun :H ps t ng…………………………………………………………… .˜ Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG I CHỨC NĂNG CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG: Ở hộp số tự động, việc người lái xe phải thường xuyên điều khiển chuyển số trình xe chạy không cần thiết Hộp số tự động tự định thời điểm điều khiển trình chuyển lên hay xuống số cách thích hợp dựa hai tín hiệu tải động tốc độ xe Ngoài chức điều khiển trình chuyển số, hộp số tự động điều khiển điện tử có thêm số chức khác như: - Tự kiểm tra, chẩn đoán báo lỗi - Có chế độ dự phòng (an toàn) II ƯU ĐIỂM CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG: So với hộp số thường, hộp số tự động có ưu điểm sau: - Giảm mệt mỏi cho người lái xe cách loại bỏ thao tác cắt ly hợp thường xuyên phải chuyển số - Thời điểm chuyển số xác êm dịu tốc độ thích hợp với chế độ lái xe - Tránh cho động hệ thống truyền lực khỏi bị tải, nối chúng thủy lực (qua biến mô) tốt so với khí - Hấp thu va đập hệ thống truyền lực Tuy nhiên, hộp số tự động có giá thành cao, kết cấu phức tạp, khó kiểm tra, sửa chữa hộp số thường III LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG: Năm 1938, hộp số tự động đời xe Oldsmobile General Motor Việc điều khiển ôtô đơn giản hóa không bàn đạp ly hợp Tuy nhiên, hộp số thường sử dụng phổ biến nhờ kết cấu đơn giản, dễ sửa chữa giá thành thấp Đến năm 70, hộp số tự động thực phát triển hàng loạt hãng ôtô cho loại xe với hộp số tự động kèm Từ đến hộp số tự động phát triển không ngừng dần thay cho hộp số thường Khi đời, hộp số tự động loại có cấp điều khiển hoàn toàn thủy lực Đến năm 80, nhờ ứng dụng kỹ thuật điều khiển điện tử đại ôtô phát triển vượt bậc, hộp số tự động điều khiển điện tử (ECT) đời Hiện nay, loại hộp số tự động vô cấp (CVT), loại hộp số tự động có thêm chức chuyển số khí song song với chế độ chuyển số tự động sử dụng phổ biến số dòng xe Ngày nay, hộp số tự động xu hướng nghiên cứu phát triển mạnh công nghệ ôtô Nó sử dụng phổ biến dòng xe du lịch, pick-up, việt dã, mà trang bị Trang Chun :H ps t ng…………………………………………………………… .˜ nhiều dòng xe tải, đầu kéo, xe giới xe chuyên dùng khác IV PHÂN LOẠI HỘP SỐ TỰ ĐỘNG: * Theo tỉ số truyền: - Hộp số tự động có cấp - Hộp số tự động vô cấp * Theo cách điều khiển, hộp số tự động chia thành loại: - Loại điều khiển hoàn toàn thủy lực - Loại điều khiển điện tử * Theo cách truyền động hộp số: - Bộ truyền động bánh hành tinh loại đơn (Simpson) - Bộ truyền động bánh hành tinh loại kép (Ravigneaux) - Bộ truyền động bánh trụ (a) (b) Hình 1.1: Hộp số xe FF (a) xe FR (b) V CẤU TẠO CHUNG CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG: Một hộp sốâ tự động có cụm phận chính: - Bộ biến mô: Truyền mơment từ động đến trục sơ cấp hộp số - Bộ truyền động bánh hành tinh: cung cấp cấp số có tỉ số truyền khác để có mơment tốc độ phù hợp với điều kiện chế độ chuyển động ôtô - Hệ thống điều khiển thủy lực điện tử: nhận biết tín hiệu tải động cơ, tốc độ xe số tín hiệu khác để điều khiển trình chuyển số, khóa biến mô, tự Hình 1.2: Cấu tạo chung chẩn đoán báo lỗi,… hộp số tự động Trang Chun :H ps t ng…………………………………………………………… .˜ VI CÁC CHẾ ĐỘ LÁI XE VỚI HỘP SỐ TỰ ĐỘNG: Vòng Con đội Vấu hãm đỗ xe Vị trí P- Số đậu xe Vị trí D (Các số tiến) - Chạy đường thành phố, đường trường, đường Dãy số - Chạy lên dốc Số L- Phanh động Chạy xuống dốc Số R - Số lùi Không để vị trí N xuoáng doác Trang Chuyên :H ps t ng…………………………………………………………… .˜ Chương 2: BỘ BIẾN MÔ I CHỨC NĂNG: Hình 2.1: Bộ biến mô Bộ biến mô lắp đầu hộp số bắt bulông vào đóa dẫn động trục khuỷu động Chức biến mô: - Làm tăng mơment xoắn động tạo - Đóng vai trò ly hợp thủy lực truyền mơment xoắn động đến hộp số - Hấp thụ dao động xoắn động hệ thống truyền lực - Có tác dụng bánh đà - Dẫn động bơm dầu hệ thống điều khiển thủy lực II CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG: Bộ biến mô bao gồm phận sau: cánh bơm, cánh turbine, stator, khớp chiều khóa biến mô Cánh bơm: Cánh bơm gắn liền với vỏ biến mô dẫn động trục khuỷu động thông qua dẫn động, cánh bơm quay với trục khuỷu Cánh bơm cấu tạo nhiều cánh có dạng cong lắp theo hướng kính bên vỏ biến mô Có vòng dẫn hướng lắp cạnh cánh bơm để dẫn hướng cho dòng dầu chảy Cánh turbine: Cũng giống cánh bơm, cánh turbine có nhiều cánh có dạng cong Hướng cong cánh ngược chiều với cánh cánh bơm để Trang Chun :H ps t ng…………………………………………………………… .˜ hướng dòng dầu quay trở lại cánh bơm Chính turbine có lỗ then hoa để gắn vào trục sơ cấp hộp số Cánh turbine lắp đối diện với cánh bơm, không ghép chặt vào cánh bơm, cánh turbine quay cách độc lập Giữa cánh turbine cánh bơm có khe hở nhỏ Trang Chun :H ps t ng…………………………………………………………… .˜ Hình 2.2: Cấu tạo cánh bơm cánh turbine Cánh stator: Cánh stator gắn cánh bơm cánh turbine ống lót lắp cố định vào vỏ hộp số, qua khớp chiều Các cánh stator nhận dòng dầu dầu khỏi cánh turbine Khi tốc độ quay cánh bơm cánh turbine chênh lệch lớn: stator có tác dụng khuếch đại mơment Khi tốc độ quay cánh bơm cánh turbine chênh lệch nhỏ: stator tác dụng, quay trơn Hình 2.3: Cấu tạo cánh stator Khớp chiều: Khớp chiều gồm: vòng lăn ngoài, vòng lăn lăn lắp Hình 2.4: Khớp chiều * Hoạt động khớp chiều: Khi vành quay theo hướng A, có xu hướng đầu lăn xoay phía l1 < l nên lăn nghiêng làm cho vành quay Ngược lại, vành quay theo hướng B, có xu hướng đầu lăn xoay phía l2 > l , làm cho lăn có tác dụng miếng chêm khóa vành giữ cho không chuyển động Trang Chuyên :H ps t ng…………………………………………………………… .˜ Nguyên lý hoạt động biến mô: Để thấy nguyên lý truyền công suất biến mô, ta xét ví dụ sau: Đặt hai quạt điện A B đối diện với khoảng cách vài cm, quạt A cắm điện quạt B không cắm, sau bật quạt điện A Quạt A quay làm cho quạt B quay hướng với quạt A, chuyển động quay quạt A tạo nên dòng không khí lưu thông hai quạt, dòng không khí đập vào cánh quạt B làm cho quay Nói cách khác, việc truyền công suất hai quạt thực môi trường không khí Bộ biến mô làm việc tương tự, không khí thay dầu, cánh bơm đóng vai trò quạt A, cánh turbine đóng vai trò quạt B Hình 2.5: Nguyên lý truyền công suất biến mô - Nguyên lý khuếch đại mơment: Như ví dụ trên, việc truyền mơment thực hai quạt khuếch đại mơment Tuy nhiên, nối thêm ống giữa, không khí qua quạt B quay lại quạt A từ phía bên ống Điều tăng cường dòng không khí cánh quạt A thổi lượng giữ lại không khí sau qua quạt B trợ giúp cho chuyển động quay cánh quạt quạt A Trong biến mô, stator đóng vai trò ống nối - Khuếch đại mơment biến mô: Được thực cách hồi dòng dầu đến cánh bơm, sau Hình 2.6: Nguyên lý khuếch đại mơment biến Trang Chun :H ps t ng…………………………………………………………… .˜ qua cánh turbine nhờ sử dụng cánh quạt stator Nói cách khác, cánh bơm quay mơment từ động thêm vào mơment dòng dầu thủy lực chảy hồi từ cánh turbine Điều có nghóa là, cánh bơm khuếch đại mơment đầu vào ban đầu để truyền đến cánh turbine Khi trục khuỷu động quay làm cho cánh bơm quay theo Khi tốc độ quay cánh bơm tăng lên, lực ly tâm làm cho dầu bắt đầu chảy phía cánh bơm dọc theo bề mặt bên cánh bơm Khi cánh bơm quay nhanh lực ly tâm lớn làm cho dầu bị đẩy khỏi cánh bơm Sau dầu khỏi cánh bơm đập vào cánh turbine, làm cho cánh turbine bắt đầu quay hướng với cánh bơm Sau va đập vào cánh turbine dòng dầu bị lượng, làm cho chảy vào dọc theo cánh turbine, bề mặt cong bên cánh turbine hướng dòng dầu chảy ngược lại cánh bơm, trình diễn ra.â - Khi xe đỗ, động làm việc không tải: Cánh bơm quay chậm nên có lượng nhỏ dầu đưa vào cánh turbine, không đủ làm quay cánh turbine làm cho ôtô đứng yên gài số Mặc dù vậy, rotor turbine sẵn sàng quay với mơment cao mơment động tạo - Khi xe khởi hành: Phanh nhả ra, cánh turbine quay trục sơ cấp hộp số Do vậy, đạp chân ga làm cho cánh turbine quay với mơment lớn mơment động tạo ra, làm cho xe bắt đầu chuyển động - Khi tốc độ động tăng lên: Trục khuỷu động quay nhanh làm cho cánh bơm quay nhanh có nhiều dầu văng lực ly tâm tăng làm cho cánh turbine quay Khi chênh lệch tốc độ quay cánh bơm cánh turbine lớn dòng dầu từ cánh turbine đến stator theo hướng làm ngăn cản chuyển động quay cánh bơm Dầu đập vào mặt trước cánh stator làm cho quay theo hướng ngược lại với hướng quay cánh bơm Nhưng stator bị khóa cứng khớp chiều nên không quay, cánh stator hướng dòng dầu thay đổi sau cho chúng trợ giúp chuyển động quay cánh bơm, làm cho cánh bơm quay nhanh thêm Điều có nghóa cánh bơm quay mơment từ động thêm vào mơment dòng dầu thủy lực chảy hồi cánh turbine qua stator, có nghóa cánh bơm khuếch đại mơment đầu vào để truyền đến cánh turbine - Khi tốc độ động nhanh, đều: Cánh bơm cánh turbine có tốc độ quay Lúc stator quay hướng với cánh bơm, làm cho biến mô không khuếch đại mơment mà trở thành ly hợp thủy lực III ĐẶC TÍNH CỦA BIẾN MÔ: Hoạt động biến mô chia thành hai giai đoạn: - Giai đoạn biến đổi mơment:Trong giai đoạn mơment khuếch đại Trang Chun :H ps t ng…………………………………………………………… .˜ - Giai đoạn khớp nối: Giai đoạn biến mô làm nhiệm vụ truyền mơment mà không khuếch đại Điểm ly hợp phân cách hai giai đoạn - Khi tỉ số truyền tốc độ (e) không, có nghóa cánh turbine không quay (động chạy cần số đặt vị trí “D” xe bị ngăn không chạy được), chênh lệch tốc độ quay cánh bơm cánh turbine lớn - Tiû số truyền mơment biến mô lớn nhất, thường khoảng 1,7 – 2,5 * Điểm ly hợp: - Khi cánh turbine bắt đầu quay làm tiû số truyền tốc độ (e) tăng lên, chênh lệch tốc độ quay cánh bơm cánh turbine bắt đầu giảm - Khi tiû số truyền tốc độ (e) đạt đến giá trị xác định lúc mà dòng dầu chảy xoáy nhỏ Và lúc tỉ số truyền moment (t) gần 1:1 - Ở thời điểm ly hợp, biến mô có tác dụng khớp nối thủy lực tránh cho tỉ số truyền mơment giảm xuống Trang Chuyên :H ps t ng…………………………………………………………… .˜ IV CÔ CẤU KHÓA BIẾN MÔ: Cơ cấu khóa biến mô có tác dụng để khóa cánh bơm cánh turbine xe chạy tốc độ cao, giúp cho biến mô không bị trượt, đồng thời tăng hiệu suất truyền động biến mô giảm tiêu hao nhiên liệu động Hình 2.7: Cấu tạo cấu khóa biến mô Trang 10 ... giới xe chuyên dùng khác IV PHÂN LOẠI HỘP SỐ TỰ ĐỘNG: * Theo tỉ số truyền: - Hộp số tự động có cấp - Hộp số tự động vô cấp * Theo cách điều khiển, hộp số tự động chia thành loại: - Loại điều khiển... TẠO CHUNG CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG: Một hộp số? ? tự động có cụm phận chính: - Bộ biến mô: Truyền mơment từ động đến trục sơ cấp hộp số - Bộ truyền động bánh hành tinh: cung cấp cấp số có tỉ số truyền khác... nhiều đóa tương tự ly hợp nhiều đóa, nhiên phanh nhiều đóa đóa ép lắp vào vỏ hộp số Số lượng đóa ma sát đóa ép khác tùy theo loại hộp số tự động Thậm chí hộp số tự động kiểu, số lượng đóa ma