1.3.1 Các cụm chi tiết chính trong hộp số tự động A140E
Biến mô
Bộ biến mô vừa truyền vừa khuyết đại mô men từ động cơ vào hộp số ( Bộ truyền bánh răng hành tinh) bằng việc sử dụng dầu hộp số tự động (ATF) như một môi chất. 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 đổi đó được đổ đầy ATF do bơm dầu cung cấp. Động cơ quay và bánh bơm quay, và dầu bị đẩy ra từ bánh bơm thành một dòng mạnh làm quay bánh tua bin.
Hình 1.6 Cấu tạo biến mô
Bộ bánh răng hành tinh
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 trung tâm của mỗi bánh răng hành tinh và làm cho các bánh răng hành chính xoay chung quanh. Với bộ các bánh răng hành tinh giống như các hành tinh quay xung quanh mặt trời, và do đó chúng
được gọi là các bánh răng hành tinh. Thông thường nhiều bánh răng hành thinh được phối hợp với nhau trong bộ truyền bánh răng hành tinh.
Hình 1.7 Bộ bánh răng hành tinh thứ nhất
Nguyên lý vận hành: Bằng cách thay đổi vị trí đầu vào, đầu ra, phần và các phần tử cố định có thể giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc.
Hình 1.8 Cấu tạo của bộ bánh răng hành tinh
1. Giảm tốc
Đầu vào: Bánh răng bao Đầu ra: Cần dẫn
Cố định: Bánh răng mặt trời
Hình 1.9 Hoạt động của bánh răng hành tinh khi giảm tốc
2. Đảo chiều
Đầu vào: Bánh răng mặt trời Đầu ra: Bánh răng bao Cố định: Cần dẫn
Hình 1.10 Hoạt động của bánh răng hành tinh khi đảo chiều
3. Nối trực tiếp
Đầu vào: Bánh răng mặt trời, bánh
răng bao
Đầu ra: Cần dẫn
Hình 1.11 Hoạt động của bánh răng hành tinh khi nối trực tiếp
4.Tăng tốc
Đầu vào: Cần dẫn Đầu ra: Bánh răng bao Cố định: Bánh răng mặt trời
Hình 1.12 Hoạt động của bánh răng hành tinh khi tăng tốc
Bảng 1.2 Bảng chế độ hoạt động của bộ bánh răng hành tinh
Các phanh (B0,B1,B2, B3)
Có hai kiểu phần tử cố định phanh: Kiểu dải và kiểu nhiều đĩa ướt. Trong đó kiểu dải được sở dụng cho phanh B1 và kiểu nhiều đĩa ướt được sử dụng cho phanh B2 và B3. Trong một số hộp số tự động, hệ thống nhiều đĩa ướt còn được sử dụng cho phanh B1:
- Phanh kiểu dải (B1)
Dải phanh được quấn vòng lên đường kính ngoài của trống phanh. Một đầu của dải phanh được hãm chặt vào vỏ hộp số bằng một chốt , còn đầu kia tiếp xúc với pittong phanh qua cần đẩy pittong chuyển động bằng áp suất thủy lực. Pittong phanh có thể chuyển động trên cần đẩy pittong nhờ việc nén các lò xo.
Hình 1.13 Hoạt động của phanh dải
Khi áp suất thủy lực tác động lên pittong thì pittong di chuyển sang phía trái trong xi lanh và nén các lò xo. Cần đẩy pittong chuyển sang bên trái cùng với pittong và đẩy một đầu của dải phanh. Do đầu kia của dải phanh bị cố định vào vỏ hộp số nên đường kính của dải phanh fiamr xuồn và dải phanh xiết vào trống làm cho nó không chuyển động được. Ngoài ra, lò xo trong có hai chức năng: để hấp thu phản lực từ trống phanh và để giảm va đập sinh ra khi dải phanh xiết trống phanh.
- Phanh loại nhiều đĩa ướt (B2, B3 và B0)
Phanh B2 hoạt động thông qua khớp một chiều số 1 để ngăn không cho các bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ, Các đĩa ma sát được gài bằng then hoa vào vòng lăn trong của khớp một chiều số 1 và các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số. Mục đích của phanh B3 là ngăn không cho cần dẫn sau quay. Các đĩa ma sát
ăn khớp với moay ơ B3 của cần dẫn sau. Moay ơ B3 và cần dẫn sau được bố trí liền một cụm à quay cùng nhau. Các đĩa thép đưuọc cố định vào vỏ hộp số.
Hình 1.14 Phanh loại nhiều đĩa ướt
Hoạt động của phanh kiểu nhiều đĩa ướt (B2, B3 Và B0)
Khi áp suất thủy lực tác động lên xi lanh pit tông sẽ dịch chuyển và ép các đĩa thép và đĩa ma sát. Kết quả là cần dẫn hoặc bánh răng mặt trời bị khóa vào vỏ hộp số. Khi dầu có áp suất được xả ra khỏi xi lanh thì pít tông bị lò xo phản hồi đẩy về vị trí ban đầu của nó và làm nhả phanh
Hình 1.15 Hoạt động của phanh loại nhiều đĩa ướt
Ly hợp
Hình 1.16 Ly hợp C1 và C2
Hoạt động của chúng là khi dầu có áp suất chảy vào trong xi lanh pít tông, nó sẽ đẩy viên bi van của pittong đóng kín van một chiều và làm pít tông di động trong xi lanh và các đĩa ép tiếp xúc với các đĩa ma sát. Do lực ma sát lớn giữ các đĩa theo và đĩa ma sát nên các đĩa thép dẫn và đĩa ma sát bị dẫn quay theo cùng một tốc độ.
Hình 1.17 Hoạt động của ly hợp lúc bình thường và ăn khớp, nhả khớp
Ly hợp nhả khớp khi áp suất của dầu được xả thì áp suất dầu trong xi lanh giảm xuống. Điều này cho phép viên bi rời khỏi van một chiều nhờ lực li tâm tác động lên nó,
và trong xi lanh được cả ra ngoài qua van một chiều. Kết quả pittong trở lại vị trí ban đầu nhờ lo xo hồi.
Khớp một chiều
Khi bộ bánh răng hành tinh được thiết kế mà không tính đến va đập khi chuyển số thì B2, F1, F2 và F0 là không cần thiết. Chỉ cần C0, C1, C2, B0, B1, B3 là đủ. Ngoài ra, rất khó thực hiện việc áp suất thủy lực tác động lên phanh đúng vào thời điểm áp suất thủy lực vận hành li hợp được xả. Do đó, khớp một chiều số 1 (F1) tác động qua phanh B2 để ngăn không cho bánh 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 chiều kim đồng hồ. Vòng lăn ngoài của khớp một chiều số 2 được cố định vào vỏ hộp số, Nó đượclắp ráp sao cho nó sẽ khóa khi vòng lăn trong (cần dẫn sau) xoay ngược chiều kim đồng hồ. Với cách này có thể sử dụng các khớp một chiều để chuyển các số bằng cách luôn ấn hoặc nhả sap suất thủy lực lên một phần tử. Nghĩa là, chức năng của khớp 1 chiều là đảm bảo chuyển số được êm.
Hệ thống điều khiển thủy lực
Hệ thống điều khiển thủy lực bao gồm: bơm dầu, thân van, các van điện từ, cũng như các đường dầu để nối tất cả các chi tiết này. Dựa trên áp suất dầu được sinh bởi bơm, hệ thống điều khiển thủy lực điều chỉnh áp suất dầu tác dụng lên biến mô, các ly hợp, các phanh phù hợp với điều khiện chuyển động của xe.
Hình 1.19 Hệ thống điều khiển thủy lực
Các bộ phận của hệ thống điều khiển điện tử
Hệ thống điều khiển điện tử của ECT điều khiển thời điểm chuyển số và khóa biến mô trogn ECT, bao gồm 3 kiểu chi tiết: Cảm biến khác nhau, một ECU và các loại van điện từ. Sơ đồ sau chỉ ra mối liên hệ giữa các chi tiết này trong A140E
1.3.2 Sơ đồ kết cấu của hộp số tự động A140E
Kết cấu mặt cắt dọc của hộp số tự động A140E
Hình 1.21 Kết cấu mặt cắt dọc hộp số tự động A140E
1 – Vỏ biến mô; 2 – Bơm dầu; 3 - Ống thông hơi; 4 – Ly hợp truyền thẳng C2; 5 – Ly hợp số tiến C1; 6 – Phanh ma sát ướt B2; 7 – Khớp một chiều F2; 8 – Phanh ma sát ướt B3; 9 – Xylanh điều khiển phanh B3; 10 – Bánh răng chủ động trung gian; 11 – Xylanh điều khiển phanh B0; 12 – Phanh ma sát ướt số truyền tăng B0; 13 – Xylanh điều khiển ly hợp C0; 14 – Trục trung gian hộp số; 15 – Lò xo hồi vị; 16 – Trục thứ
cấp của hộp số; 17 – Bánh răng bị động trung gian; 18 – Phớt chắn dầu; 19 - Ổ bi đỡ; 20 – Vi sai; 21 – Cảm biến tốc độ.
1011
12
14 13
1716
15 - Sơ đồ nguyên lý hộp số tự động A140E như hình .
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Hình 1.22 Sơ đồ nguyên lý hộp số tự động A140E
1 – Phanh số truyền tăng B0; 2 – Ly hợp số truyền tăng C0; 3 – Bánh răng hành tinh OD; 4 – Phanh ma sát ướt B3; 5 – Khớp một chiều F2; 6 – Phanh ma sát ướt B2; 7 – Ly hợp C1; 8 – Phanh dải B1; 9 – Ly hợp C2; 10 – Bơm dầu; 11 – Biến mô thủy lực; 12 – Trục sơ cấp của hộp số; 13 – Trục trung gian của hộp số; 14 – Khớp một chiều F1; 15 – Truyền lặc chính; 16 – Trục thứ cấp của hộp số; 17 – Khớp một chiều F0.
- Sơ đồ khối hoạt động của các tay số.
Hình 1.23 Sơ đồ khối hoạt động của hộp số tự động A140E
1- Trục sơ cấp; 2 – Cần dẫn bánh răng hành tinh trước; 3 – Bánh răng hành tinh trước; 4 – Bánh răng bao trước; 5 – Bánh răng mặt trời trước sau; 6 – Bánh răng bao sau; 7 – Trung trung gian của hộp số; 8 – Cần dẫn bộ bánh răng hành tinh OD; 9 – Bánh răng hành tinh OD; 10 – Bánh răng mặt trời OD; 11 – Bánh răng bao OD; 12 – Bánh răng trung gian; 13 – Bánh răng hành tinh sau; 14 – Cần dẫn bánh răng hành tinh sau; 15 –
1.3.3 Hoạt động các tay số.
Các chi tiết chính trong hộp số tự động A140E
Hình 1.24 Mặt cắt của hộp số A140E
1 – Bánh răng trung gian; 2 – Bánh răng hành tinh sau; 3 – Phanh B3; 4 – Khớp 1 chiều F2; 5
– Phanh B2; 6 – Li hợp C1; 7 - Phanh B1; 8 – Li hợp C2; 9 – Trục sơ cấp; 10 – Bánh răng hành tinh trước; 11 – Khớp 1 chiều F0; 12 – Khớp 1 chiều F1; 13 – Bánh răng hành
tinh OD; 14 – Trục trung gian; 15 – Li hợp OD.
- Sơ đồ khối cấu tạo của hộp số tự động A10E:
Để dễ dàng hơn trong việc minh họa các chế độ hoạt động của hộp số ta sử dụng sơ đồ khối bao gồm đầy đủ các bộ phận của hộp số tự động A140E để mô tả.
Vị trí cần số Vị trí số Co C1 C2 Bo B1 B2 B3 F0 F1 F2 P Đỗ O R Lùi O O O N Trung gian O D Số 1 O O O O Số 2 O O O O O Số 3 O O O O O O/D O O O O 2 Số 1 O O O O Số 2 O O O O O O Số 3* O O O O O L Số 1 O O O O O Số 2* O O O O O O
Chức năng của các chi tiết trong bộ truyền bánh răng hành tinh:
Chi tiết Chức năng
C0 Ly hợp số truyền thẳng Nối cần dẫn bộ truyền OD với bánh răng mặt trời C1 Ly hợp số tiến Nối trục sơ cấp và bánh răng mặt trời bộ hành
tinh trước
C2 Ly hợp số truyền thẳng Nối trục trung gian và bánh răng mặt trời bộ hành tinh sau
B0 Phanh OD
Khóa bánh răng mặt trời OD ngăn không cho nó quay theo cả 2 chiều thuận và ngược chiều kim đồng hồ
B1 Phanh dải số 2
Khóa bánh răng mặt trời trước và sau không cho nó quay theo cả 2 chiều thuận và ngược chiều kim đồng hồ
B2 Phanh số 2
Khóa bánh răng mặt trời trước sau không cho nó quay ngược chiều kim đồng hồ đồng thời với F1 hoạt động
B3 Phanh số lùi và số 1
Khóa cần dẫn bộ truyền hành tinh sau, ngăn không cho quay theo cả 2 chiều thuận và ngược chiều kim đồng hồ
F0 Khớp 1 chiều OD
Khóa cần dẫn bộ truyền hành tinh OD, ngăn nó quay theo ngược chiều kim đồng hồ xung quanh bánh răng mặt trời
F1 Khớp một chiều số 1 Khi B2 hoạt động nó ngăn bánh răng mặt trời trước sau không cho quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ
F2 Khớp một chiều số 2 Khóa cần dẫn bộ truyền hành tinh trước sau, ngăn không cho nó quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ
Hoạt động của số 1 tại vị trí “D” và “2”.
- Đường truyền công suất tại tay số tại vị trí “D” và “2”
Hình 1.26 Hoạt động của tay số 1 tại vị trí “D” và “2”
- Đường truyền công suất tại số 2 tại vị trí “D”
- Đường truyền công suất tại số 3 tại vị trí D
Hình 1.28 Hoạt động của só 3 tại vị trí D
- Đường truyền công suất tại số truyền tăng của dải OD
Hình 1.29 Mô hình hoạt động ở dãy “D” số truyền tăng OD
Hình 1.30 Mô hình hoạt động ở dãy “2” số 2
- Đường truyền công suất của số 1 tại dãy L
- Mô hình hoạt động tại dải R
Hình 1.32 Mô hình hoạt động ở dãy “R”
- Dãy “N” và “P”
Khi cần chọn số đang ở vị trí “N” hay “P”, ly hợp số tiến (C1) và ly hợp số truyền thẳng (C2) không hoạt động, do vậy chuyển động của trục sơ cấp không được truyền đến bánh răng chủ động trung gian. Khi cần chọn chế độ số ở vị trí “P” một cóc hãm khi đỗ xe ăn khớp với bánh răng bị động đảo chiều bánh răng này lại ăn khớp then hoa với trục chủ động vi sai ngăn không cho xe chuyển động.
Chương 2 Nguyên lý điều khiển mô hình hộp số tự động.
2.1 Cơ sở lý thuyết về nguyên lý điều khiển mô hình hộp số tự động A140E2.1.1 Hệ thống điều khiển thủy lực 2.1.1 Hệ thống điều khiển thủy lực
Các ly hợp và phanh vận hành bộ truyền bánh răng làm việc nhờ áp suất thủy lực. Bộ điều khiển thủy lực sinh ra và điều chỉnh áp suất thủy lực này và thay đổi các đường dẫn nó. Áp suất thủy lực vận hành qua nhiều đường dẫn áp suất thủy lực khác nhau. Hình
2.1 bên dưới thể hiện mạch thủy lực của hộp số kiểu A140E.
Chức năng của bộ điều khiển thủy lực có ba chức năng sau.
- Tạo ra áp suất thủy lực: Bơm dầu có chức năng tạo ra áp suất thủy lực. Bơm dầu sản ra áp suất thủy lực cần thiết cho hoạt động của hộp số tự động bằng việc dẫn động vỏ bộ biến mô (động cơ).
- Điều chỉnh áp suất thủy lực: Áo suất thủy lực tạo ra từ bơm dầu được điều chỉnh bằng van điều áp sơ cấp.
- Chuyển các số ( làm cho các ly hợp và phanh hoạt động): Khi ly hợp và phanh của bộ truyền bánh răng hành tinh được đưa vào vận hành thì việc chuyển các số được thực hiện. Đường dẫn dầu được tạo ra tùy thuộc vào vị trí chuyên số do van điều khiển thực hiện. khi tốc độ xe tăng thì các tín hiệu được chuyển tới các van điện từ từ ECU động cơ và ECT các van điện từ sẽ vận hành các van chuyển số để có các số tốc độ.
Hình 2.2 Hệ thống điều khiển thủy lực
Các bộ phận chính của hệ thống điều khiển thủy lực. 2.1.1.1.1 Bơm dầu:
Bơm dầu được thiết kế để đưa dầu đến bộ phận biến mô, bôi trơn bộ bánh răng hành tinh và cung cấp áp suất suất hoạt động đến hệ thống điều khiển thủy lực. Các bánh
răng dẫn động của bơm dầu được dẫn động liên tục bằng động cơ qua các bánh bơm