Trong hộp số tự động A140E sư dụng hai loại phanh. Một là loại phanh dải B1,
hai là loại phanh ướt nhiêu đĩa B2, B3, B0.
2.5.4.1. Phanh dải. 2.5.4.1.1. Kết cấu.
Phanh dải B1 dùng trong hộp số tự động A140E là loại phanh dải điêu khiển một đầu. Dải phanh được quấn quanh vòng ngoài của trống phanh, một đầu của dải phanh này được bắt chặt vào vỏ hộp số bằng chốt trong khi đầu còn lại tiếp xúc với piston phanh qua cần đẩy piston. Cần này được dẫn động bằng áp suất thủy lực và khi không còn áp suất thủy lực dẫn động nó trơ vê vi trí cũ bằng lò xo hồi vi đặt trong xy lanh dẫn động.
2.5.4.1.2. Hoạt động.
Hình 2.25: Hoạt động của phanh dải B1.
a – Khi phanh B1 hoạt động; b – Khi phanh B1 không hoạt động; 1 – Vỏ hộp số tự động; 2 – Dải phanh; 3 – Chiều quay của tang trống phanh; 4 – Cần đẩy piston; 5 – Piston; 6 – Lò xo ngoài.
Khi áp suất thủy lực tác dụng lên piston, piston dich chuyển trong xy lanh nén lò xo ngoài lại. Cần đẩy piston dich chuyển vê bên trái cùng với piston và ấn vào một đầu của dải phanh, do đầu kia của dải phanh được bắt chặt vào vỏ của hộp số nên đường kính của dải phanh sẽ giảm xuống và dải phanh ôm sát vào trống phanh và giữ cho trống phanh đứng yên như hình 3.58a. Khi dầu dẫn động được xả ra khỏi xylanh, piston và cần đẩy được đưa trơ vê vi trí cũ bằng tác dụng của lò xo hồi vi bên ngoài và dải phanh rời khỏi trống phanh như hình 3.58b.
Khi trống phanh đang quay với tốc độ cao, dải phanh sẽ chiu một phản lực từ trống phanh khi nó kẹp vào. Nếu piston và cần đẩy được chế tạo liên piston sẽ bi rung động do phản lực này, vì vậy để ngăn chặn điêu này piston được lắp ghép với cần đẩy thông qua lò xo trong. Khi dải phanh chiu phản lực cần đẩy sẽ bi đẩy ngược lại nén vào lò xo trong và lò xo trong sẽ hấp thụ phản lực này.
Khi áp suất thủy lực trong xylanh tăng lên, piston và cần đẩy tiếp tục nén lò xo ngoài và di chuyển trong xylanh để ép dải phanh kẹp chặt vào trống phanh. Khi áp suất dầu trong xylanh tăng lên nữa nhưng cần đẩy không thể dich chuyển thêm trong xylanh mà là piston dich chuyển và nén cả lò xo trong và ngoài. Khi piston tiếp xúc với đệm cách trên cần đẩy thì piston sẽ ấn trực tiếp vào cần đẩy để thực hiện phanh.
2.5.4.2. Phanh ướt nhiều đĩa B2, B3 và B0. 2.5.4.2.1. Kết cấu.
Phanh ướt nhiêu đĩa gồm các chi tiết: vòng chặn, đĩa ma sát, đĩa ép, piston ép, lò xo hồi vi. Các phanh ướt nhiêu đĩa bố trí trong hộp số tự động A140E có các nhiệm vụ sau:
Phanh B2 hoạt động qua khớp một chiêu thứ nhất F1 để tránh cho bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiêu kim đồng hồ. Các đĩa ma sát được ăn khớp bằng then hoa với vành ngoài của khớp một chiêu F1 còn các đĩa ép được bắt cố đinh vào vỏ hộp số. Vành trong của khớp một chiêu F1 (bánh răng mặt trời trước và sau) được thiết kế sao cho khi quay ngược chiêu kim đồng hồ thì bi hãm lại. Nhưng khi quay theo chiêu kim đồng hồ thì có thể quay tự do.
Phanh B3 được thiết kế để không cho cần dẫn của bộ truyên hành tinh sau quay, các đĩa ma sát ăn khớp với moayơ phanh B3 của bộ truyên hành tinh sau, moayơ phanh B3 và cần dẫn bộ truyên hành tinh sau tạo thành một khối và quay cùng nhau, các đĩa ép được gắn cố đinh vào hộp số.
Phanh B0 để giữ bánh răng mặt trời OD cố đinh vào vỏ hộp số. Các đĩa ma sát ăn khớp với moayơ của bánh răng mặt trời OD, đĩa ép ăn khớp với các rãnh trên vỏ hộp số.
2.5.4.2.2. Điều khiển thủy lực.
Khi áp suất thủy lực tác dụng lên xylanh, piston dich chuyển bên trong xylanh ép các đĩa ép và các đĩa ma sát tiếp xúc và ép lên nhau tạo thành một khối khóa cứng cần dẫn (hay đối tượng cần hãm) vào vỏ hộp số (hình 2.26a). Trong quá trình nhả phanh, dầu có áp suất được xả ra khỏi xylanh ép, piston ép trơ vê vi trí ban đầu nhờ lò xo hồi vi (hình 2.26b).
Hình 2.26: Hoạt động của phanh ướt nhiều đĩa.
a – Khi phanh hoạt động; b – Khi phanh không hoạt động; 1 – Xylanh; 2 – Piston; 3 – Đĩa ép; 4 – Đĩa ma sát; 5 – Cần dẫn.
Giống như ly hợp, số lượng đĩa ma sát và đĩa ép cũng có thể khác nhau tùy loại và dòng hộp số tự động. Thậm chí trong cùng một loại hộp số tự động của cùng một kiểu số lượng đĩa ma sát cũng có thể khác nhau tùy loại động cơ lắp với nó.
2.5.5. Khớp một chiều F1 và F2.
Trên hình 2.27 là hình vẽ từng bộ phận của khớp một chiêu
Hình 2.27: Khớp một chiều
1 – Vành trong; 2 – Vành ngoài; 3 – Vành mang con lăn.
Khớp một chiêu (F1) hoạt động thông qua phanh (B2) để ngăn không cho bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiêu kim đồng hồ. Khớp một chiêu (F2) ngăn không cho cần dẫn bộ truyên hành tinh quay cùng chiêu kim đồng hồ, vành ngoài của (F2) được cố đinh vào vỏ hộp số. Cả hai khớp một chiêu sẽ cho phép chi tiết bi khóa quay cùng chiêu kim đồng hồ.
Ngoài ra, khớp môt chiêu trong bộ truyên hành tinh còn đảm bảo cho việc chuyển số diễn ra êm diu.
Nếu (B2) không hoạt động ơ số 3, nó sẽ cần thiết khi chuyển số xuống số 2. Để cung cấp áp suất thủy lực đến (B2) ngay tại thời điểm áp suất tại (C2) được xả ra. Tuy nhiên sẽ rất khó khăn khi thực hiện cả hai bước này cùng lúc và thậm chí nếu có sự sai lệch nhỏ vê thời gian cũng có thể tạo nên rung động khi chuyển số. Để ngăn chặn điêu này áp suất thủy lực được cung cấp đến (B2) ơ số 3 và áp suất thủy lực cấp đến (C2) được xả trong khi khớp một chiêu làm việc tại thời điểm chuyển xuống số 2. Do vậy việc cung cấp áp suất thủy lực đến (C2) làm cho khớp một chiêu nhả khóa để chuyển lên số 3.
Như mô tả ơ trên việc chuyển số bằng cách cung cấp hay xả áp suất thủy lực đến hay ra khỏi ly hợp hay phanh có thể thực hiện được nhờ khớp một chiêu. Công suất được truyên từ bánh răng bi động trung gian đến động cơ hay không phụ thuộc vào khớp một chiêu có được đưa vào truyên công suất hay không. Nếu khớp một chiêu được đưa vào, công suất từ bánh răng bi động trung gian không được truyên đến động cơ, còn nếu không công suất sẽ được truyên sẽ dẫn đến phanh động cơ.
2.6. SƠ ĐỒ KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG A140E ĐỘNG A140E
2.6.1. Sơ đồ kết cấu hộp số tự động A140E.
14 15 16 17 1819 20 21 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Hình 2.28: 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 – Phốt chắn dầu; 19 – Ổ bi đỡ; 20 – Vi sai; 21
1011
12
14 13
17 16
15
Sơ đồ nguyên lý hộp số tự động A140E như hình 3.22.
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Hình 2.29: 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 lực chính; 16 – Trục thứ cấp của hộp số; 17 – Khớp một chiều F0.
C1 1 C0 F0 C2 13 10 B0 14 F1 B3 11 F2 B2B1 15 12
2.6.2. Nguyên lý hoạt động hộp số tự động A140E. 2.6.2.1. Giới thiệu bộ truyền hành tinh hộp số tự động A140E.
Trong hộp số tự động A140E của TOYOTA sư dụng một bộ bánh răng hành tinh 3 tốc độ loại SIMPSON và một bộ truyên hành tinh OD loại WILLD cho số truyên tăng như trên hình 2.30.
Bộ bánh răng hành tinh 3 tốc độ loại SIMPSON là một bộ truyên có hai bộ bánh răng hành tinh đơn giản được bố trí trên cùng một trục. Chúng được bố trí ơ vi trí trước và sau trong hộp số và được nối với nhau thành một khối bằng bánh răng mặt trời. Mỗi bánh răng hành tinh của bộ truyên hành tinh được lắp trên trục hành tinh của cần dẫn và ăn khớp với bánh răng bao, bánh răng mặt trời của bộ truyên.
Bộ truyên hành tinh cho số truyên tăng được lắp bên cạnh bộ truyên hành tinh 3 tốc độ, nó gồm một bộ truyên hành tinh đơn giản (loại WILLD), một phanh số truyên tăng (B0) để giữ bánh răng mặt trời, một ly hợp số truyên tăng (C0) để nối bánh răng mặt trời và cần dẫn, một khớp một chiêu cho số truyên tăng (F0) như hình 2.30 Công suất được đưa vào cần dẫn số truyên tăng và đi ra từ bánh răng bao của bộ truyên hành tinh này.
Sơ đồ bố trí các bộ truyên hành tinh hộp số tự động A140E như hình 2.30. 9 8 7 6 5 4 3 2
Hình 2.30: Sơ đồ bố trí các bộ truyền hành tinh hộp số tự động A140E
1 – Trục sơ cấp của hộp số; 2 – Cần dẫn bộ truyền hành tinh trước; 3- Bánh răng hành tinh trước; 4 – Bánh răng bao trước; 5 – Bánh răng mặt trời trước và sau; 6 – Bánh răng bao sau; 7 – Trục trung gian; 8 – Cần dẫn số truyền tăng OD; 9 – Bánh răng bao số truyền tăng OD; 10 – Bánh răng mặt trời OD; 11 – Bánh răng chủ động trung gian;
12 – Bánh răng bị động trung gian; 13 – Cần dẫn bộ truyền hành tinh sau; 14 – Bánh răng hành tinh sau; 15 – Trục thứ cấp hộp số.
Bánh răng trung gian chủ động tương ứng với trục thứ cấp của hộp số, được lắp ghép bằng mối ghép then hoa với trục trung gian và ăn khớp với bánh răng bi động trung gian. Bánh răng mặt trời trước và sau quay cùng một khối với nhau. Cần dẫn bộ truyên hành tinh trước và bánh răng bao bộ truyên hành tinh sau ăn khớp bằng then hoa với trục trung gian như hình (2.30).
Chức năng của các bộ phận:
Ly hợp số truyên tăng OD (C0) nối cần dẫn bộ truyên OD với bánh răng mặt trời. Ly hợp số tiến (C1) dùng để nối trục sơ cấp với bánh răng bao của bộ truyên trước.
Ly hợp số truyên thẳng (C2) dùng nối trục sơ cấp với bánh răng mặt trời trước và sau.
Phanh OD (B0) khóa bánh răng mặt trời OD ngăn không cho nó quay theo cả hai chiêu thuận và ngược kim đồng hồ.
Phanh dải (B1) khóa bánh răng mặt trời trước và sau không cho chúng quay theo cả hai chiêu thuận và ngược chiêu kim đồng hồ.
Phanh ma sát ướt (B2) khóa bánh răng mặt trời trước và sau, không cho chúng quay theo chiêu kim đồng hồ trong khi khớp một chiêu F1 đang hoạt động. Phanh ma sát ướt (B3) khóa cần dẫn bộ truyên hành tinh sau ngăn không cho
chúng quay cả chiêu thuận và ngược chiêu kim đồng hồ.
Khớp một chiêu (F1) khi (B2) hoạt động, nó khóa cứng bánh răng mặt trời trước và sau không cho chúng quay ngược chiêu kim đồng hồ.
Khớp một chiêu OD (F0) khóa cần dẫn bộ truyên hành tinh OD, ngăn không cho nó quay cả thuận và ngược chiêu kim đồng hồ xung quanh bánh răng mặt trời. Khớp một chiêu (F2) khóa cần dẫn bộ truyên hành tinh sau, ngăn không cho nó
quay ngược chiêu kim đồng hồ.
2.6.2.2. Các dãy số
2.6.2.2.1. Dãy “D” hoặc “2” số 1
Trên hình 3.4 là mô hình hoạt động của các ly hợp, phanh và các bánh răng khi tay số ơ dãy “D” hoặc “2”, hộp số đang ơ số 1.
Ly hợp số tiến (C1) hoạt động ơ số 1. Chuyển động quay được truyên từ trục sơ cấp đến bánh răng bao bộ truyên hành tinh trước làm các bánh răng hành tinh trước quay xung quanh bánh răng mặt trời trước đồng thời nó cũng đang quay quanh trục của nó theo chiêu kim đồng hồ. Điêu đó làm cho bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiêu kim đồng hồ, kéo theo các bánh răng hành tinh sau có xu hướng quay theo chiêu kim đồng hồ và làm cho chúng kéo cần dẫn quay ngược chiêu kim đồng hồ xung quanh bánh răng mặt trời sau. Tuy nhiên cần dẫn bộ truyên hành tinh sau bi khớp một chiêu (F2) ngăn không cho quay ngược chiêu kim đồng hồ vì vậy nên các bánh răng hành tinh sau quay theo chiêu kim đồng hồ làm cho bánh răng bao sau quay theo chiêu kim đồng hồ.
Cùng lúc đó, do các bánh răng hành tinh trước đang quay theo chiêu kim đồng hồ nên cần dẫn trước cũng sẽ quay theo chiêu kim đồng hồ. Do bánh răng bao sau và cần dẫn trước điêu được lắp then hoa lên trục trung gian nên trục trung gian sẽ quay theo chiêu kim đồng hồ. Trục trung gian lại được lắp then hoa với bánh răng chủ động trung gian nên sẽ kéo theo bánh răng chủ động trung gian quay theo chiêu kim đồng hồ.
Cần dẫn của số truyên tăng quay theo chiêu kim đồng hồ. Các bánh răng hành tinh số truyên tăng bi quay cưỡng bức theo chiêu kim đồng hồ xung quanh bánh răng mặt trời số truyên tăng và quay ngược chiêu kim đồng hồ quanh trục của nó. Do tốc độ quay vành trong của khớp một chiêu số truyên tăng (F0) (quay cùng một khối với bánh răng mặt trời số truyên tăng) lớn hơn tốc độ quay vành ngoài của khớp (F0) đang quay cùng với cần dẫn của số truyên tăng khi (F0) bi khóa. Mặt khác cần dẫn và bánh răng mặt trời số truyên tăng được nối bằng ly hợp số truyên tăng (C0). Do vậy cần dẫn số truyên tăng và bánh răng mặt trời sẽ quay cùng một khối theo chiêu kim đồng hồ cùng với bánh răng bao. Kết quả là bộ bánh răng hành tinh số truyên tăng quay như một khối cứng như hình (2.31).
C1 1 F0 C0 C2 13 10 B0 14 F1 B3 F2 11 B2B1 15 12 9 8 7 6 5 4 3 2
.Hình 2.31: Mô hình hoạt động ở dãy “D” hoặc “2” số 1.
1 – Trục sơ cấp của hộp số; 2 – Cần dẫn bộ truyền hành tinh trước; 3- Bánh răng hành tinh trước; 4 – Bánh răng bao trước; 5 – Bánh răng mặt trời trước và sau; 6 – Bánh răng bao sau; 7 – Trục trung gian; 8 – Cần dẫn số truyền tăng OD; 9 – Bánh răng bao số truyền tăng OD; 10 – Bánh răng mặt trời OD; 11 – Bánh răng chủ động trung gian; 12 – Bánh răng bị động trung gian; 13 – Cần dẫn bộ truyền hành tinh sau; 14 – Bánh răng hành tinh sau; 15 – Trục thứ cấp hộp số.
Trên hình 3.5 là sơ đồ nguyên ly làm việc của hệ thống điêu khiển thủy lực – điện tư khi tay số ơ dãy “D” hoặc “2”, hộp số đang ơ số 1.
Để chuyển từ số trung gian sang số 1 thì đường dẫn dầu đến C1 được mơ bằng cách chuyển mạch van điêu khiển như hình (2.32).
Do van điện từ số 1 bật “ON” và van điện từ số 2 bi tắt “OFF” nên đường dẫn dầu đến C0 được mơ. Sự hoạt động của C1 và F2 tạo ra đường dẫn dầu cho số 1.
Ở các vi trí “D” và “2” phanh động cơ không bi tác động do hoạt động của F2. Ở vi trí “L” đường dẫn từ B3 được mơ và phanh bằng động cơ hoạt động.
Hình 2.32: Sơ đồ nguyên lý làm việc ở dãy “D” hoặc “2” số 1.