Van điều khiển:

2. Cấu tạo và chức năng của các van chính trong hệ thống điều khiển thuỷ lực

2.3. Van điều khiển:

Hình 3.5. Van điều khiển

Van thường được hoạt động bởi người lái xe để đặt hộp số ở các dãy “P”, “R”, “N”, “D”, “2”, “L” và các dãy khác nếu cĩ. Cơ cấu liên kết là thanh đẩy và cáp nối. Van điều khiển được dịch chuyển đến vị trí chọn của người lái. Từ van điều khiển, áp suất đường ống sẽ đi đến píttơng điều khiển thắng hoặc ly hợp.

Vị trí chuyển số Tới cụm bánh răng hành tinh

P B3 R C2, B3 N - D C1 2 C1, B1 L C1, B3

Van điều áp sơ cấp điều chỉnh áp suất thủy lực (áp suất chuẩn) đến từng bộ phận tương ứng với cơng suất của động cơ để tránh mất mát cơng suất của bơm.

Ở vị trí bên dưới của van điều áp sơ cấp lực căng của lò xo và áp suất của bộ điều biến (C*áp suất bộ điều biến bướm ga) tác dụng lên phần 1 của van, cĩ tác dụng làm cho van bị đẩy lên. Ở vị trí bên dưới, (A*áp suất chuẩn) cĩ tác dụng ấn van xuống. Áp suất chuẩn được điều chỉnh bằng sự cân bằng của hai lực trên.

Khi xe đang chạy lùi, áp suất chuẩn từ van điều khiển tác dụng lên phần 2 và lực ([B-C]*áp suất chuẩn) kết hợp với lực (C*áp suất bộ điều biến bướm ga), nĩ tác

Hình 3.6: Van điều áp sơ cấp

dụng lên phần một ấn van lên trên. Điều đĩ tạo ra một áp suất chuẩn cao hơn so với khi ở dãy “D” và “2”. Nĩ tránh cho các phanh và ly hợp khỏi bị trượt do mơmen xoắn cao. Hơn nữa, do áp suất bộ điều biến thấp cao hơn so với áp suất bộ điều biến bướm ga tại vị trí 1 tác dụng ở dãy “L”, nên áp suất chuẩn trong dãy “L” cao hơn so với dãy “D” hay “2”.

2.5. Van điều áp thứ cấp

Van này điều chỉnh áp suất bộ biến mơ và áp suất bơi trơn. Lực căng của lò xo trong van tác dụng theo hướng lên trên, trong khi (A*áp suất biến mơ) cĩ tác dụng nhu một lực ấn xuống. Sự cân bằng của hai lực này sẽ điều chỉnh áp suất dầu của biến mơ và áp suất bơitrơn.

2.6. Van bướm ga

Hình 3.8: Van bướm ga

Van bướm ga tạo ra áp suất bướm ga tuơng ứng vớigĩc nhấn của bàn đạp ga (cơng suất đầu ra của động cơ). Khi đạp chân ga, chốt chuyển xuống số thấp bị ấn lên trên qua cáp dẫn động bướm ga và cam bướm ga. Do đĩ van bướm ga dịch chuyển lên trên bằng lò xo, mở khoang áp suất tạo ra áp suất bướm ga.

Áp suất này cũng tác dụng lên phần B của van bướm ga, và cùng với áp suất cắt giảm áp từ van cắt giảm áp, áp suất này tác dụng lên phần A, cố gắng đẩy van bướm ga xuống một chúc. Van bướm ga do đĩ đĩng khoang áp suất chuẩn lại khi lực ấn van bướm ga xuống và lực lò xo ( được xác định bởi vị trí của chốt chuyển xuống số thấp, cĩ nghĩa là gĩc mở của bướm ga ) cân bằng nhau. Theo cách này, áp suất buớm ga được xác định bởi độ cân bằng giữa lực ấn lên và lực ấn xuống trên van bướm ga. Do vậy áp suất buớm ga phụ thuộc vào gĩc mở của bướm ga của động cơ và tốc độ xe. Van bướm ga cấp áp suất bướm ga đến từng van chuyển số (1-2, 2-3 và 3-4) và cĩ tác dụng ngược với áp suất ly tâm. Cùng lúc đĩ, áp suất bộ điều biến bướm ga, áp suất này dựa trên áp suất bướm ga tác dụng lên van điều áp sơ cấp và điều chỉnh áp suât chuẩn phụ thuộc vào gĩc mở của bướm ga và tốc độ xe ( áp suất cắt giảm áp).

Hình 3.9: Van ly tâm

Van ly tâm được dẫn động (quay) bằng bánh răng bị động ly tâm, nĩ ăn khớp với bánh răng chủ động vi sai, và tạo ra áp suất dầu (áp suất ly tâm) tương ứng với số vòng quay của bánh răng chủ động vi sai (tốc độ xe). Nĩ cân bằng áp suất chuẩn từ van điều khiển (dãy “D”, “2”, “L”) và lực ly tâm của khối lượng ly tâm để tạo ra áp suất thủy lực tương ứng với tốc độ xe.

Khi thân van ly tâm quay, lực ly tâm của các khối lượng ly tâm bên trong và bên ngồi cũng như lò xo làm cho các khối lượng này văng ra ngồi, van ly tâm bị ấn xuống bằng cầu nối của khối lượng ly tâm trong. Ở đầu bên kia, van ly tâm được ấn lên bằng áp suất ly tâm A, và sự cân bằng giữa hai lực này trở thành áp suất ly tâm tại tốc độ đĩ của xe.

Khi tốc độ quay của bánh răng chủ động vi sai tăng lên (tốc độ trung bình hay cao), khối lượng ly tâm ngồi bị chặn lại bởi thân van. Sau đĩ, lực ly tâm của khối lượng trong và lực lò xo (cả hai lực này đều ấn van đi xuống) cùng kết hợp để cân bằng lực thủy lực tác dụng lên phần dưới của van. Áp suất thủy lực cuối cùng là áp suất ly tâm. Như vậy van ly tâm hoạt động theo hai giai đoạn.

2.8. Van tín hiệu khĩa biến mơ và van rơle khĩa biến mơ

Van này cảm nhận áp suất ly tâm và xác định thời điểm khĩa biến mơ bằng việc điều khiển áp suất tác dụng lên van rơle khĩa biến mơ thơng qua áp suất tín hiệu.

Ở dưới một áp suất ly tâm nhất định, áp suất chuẩn từ ly hợp số truyền tăng (C0) được cấp đến lò xo van tín hiệu khĩa biến mơ và van tín hiệu khĩa biến mơ bị ấn xuống. Ở trên một áp suất ly tâm nhất định, van tín hiệu khĩa biến mơ bị ấn lên và áp suất B0 từ van chuyển số 3-4 (hay áp suất C2 từ van chuyển số 2-3 trong xeri hộp số A130) tác dụng lên phần dưới của van rơ le.

Sự trễ trong khĩa biến mơ xảy ra do sự thay đổi diện tích (khi từ B đến B-A) ở đầu dưới, mà tiếp xúc với áp suất ly tâm của van tín hiệu, như trong trường hợp van chuyển số 2-3 và 3-4 (hay van chuyển số 2-3 trong hộp số tự động A130). Van rơle khĩa biến mơ sẽ đảo ngược dòng dầu chảy qua bộ biến mơ (ly hợp khĩa biến mơ) phụ thuộc vào áp suất tín hiệu từ van tín hiệu khĩa biến mơ. Khi áp suất tín hiệu tác dụng lên phần dưới của van rơle khĩa biến mơ, van này sẽ bị ấn xuống. Điều đĩ làm mở khoang phía sau của ly hợp khĩa biến mơ, làm cho nĩ ăn khớp. Nếu áp suất tín hiệu bị cắt, van rơle khĩa biến mơ bị ấn xuống bằng áp suất chuẩn và lực lò xo tác dụng lên phần đầu của van rơle. Điều đĩ làm mở khoang dầuđến phía trứơc của ly hợp khĩa biến mơ, làm cho nĩ nhả khớp. Các van này đĩng - mở khố biến mơ. Van rơle khố biến mơ đảo chiều dòng dầu thơng qua bộ biến mơ (ly hợp khố biến mơ) theo một áp suất tín hiệu từ van tín hiệu khố biến mơ.

Khi áp suất tín hiệu tác động lên phía dưới của van rơle khố biến mơ thì van rơle khố biến mơ được đẩy lên và mở đường dẫn dầu sang phía sau của ly hợp khố biến mơ và làm cho nĩ hoạt động.

(b)

Hình 3.10. Van tín hiệu khĩa biến mơ và van rơle khĩa biến mơ

a: Khĩa biến mơ Off; b: Khĩa biến mơ On

Nếu áp suất tín hiệu bị cắt thì van rơle khố biến mơ bị đẩy xuống phía dưới do áp suất cơ bản và lực lò xo tác động lên đỉnh van rơle, và sẽ mở đường dẫn dầu vào phía trớc của ly hợp khố biến mơ làm cho nĩ được nhả ra.

2.9. Van điều khiển bộ tích năng

Van điều khiển bộ tích năng làm giảm rung động khi vào số bằng cách giảm áp suất hồi của bộ tích năng cho ly hợp số truyền thẳng (C2) và bộ tích năng cho phanh số 2 (B2) khi gĩc mở bướm ga là nhỏ.

Hình 3.11: Van điều khiển bộ tích năng

Nếu gĩc mở bướm ga còn nhỏ, do mơ men tạo bởi động cơ còn thấp nên cả áp suất hồi về bộ tích năng và do đĩ áp suất ban đầu dùng để hoạt động các phanh và ly hợp đều giảm xuống, ngăn chặn va đập mà nếu khộng sẽ xảy ra khi nối phanh và ly hợp.

Ngược lại, khi mơ men tạo bởi động cơ lớn nếu gĩc mở của bướm ga lớn, áp suất hồi về bộ tích năng tăng lên, do đĩ ngăn sự trượt xảy ra khi ly hợp và phanh ăn khớp.

2.10. Van chuyển số

Để cho phép hộp số thay đổi số lên suống, một đường ống được thêm vào đi từ đường ống áp suất chính đến van chuyển số. Van chuyển số đưa áp suất thủy lực đến các bộ phận giữ của hộp số để tạo ra các số khác nhau trong dãy dẫn động. Sự dịch chuyển của van chuyển số là nguyên nhân làm hộp số chuyển lên hay xuống giữa hai số. Dầu rời van chuyển số và thốt ra. Một đường dẫn sẽ đi đến nhánh ly hợp số cao, một đường dẫn khác đến nhánh số thấp. Van chuyển số hoạt động bởi van bướm ga và van ly tâm.

Khi van điều khiển được mở, áp suất dầu hoạt động píttơng phanh số thấp. Và xe dịch chuyển về phía trước ở số thâp. Áp suất dầu cũng dịch chuyển van chuyển số và van và van ly tâm. Khi xe đạt đến một tốc độ định trước, van ly tâm sẽ mở đủ để cho phép áp suất dầu đi đến van chuyển số và mở nĩ. Khi mở van chuyển số,áp suất dầu đi đến píttơng ly hợp và phanh.

Khi áp suất tăng lên trong ly hợp, tương ứng áp suất tăng lên trong píttơng. Áp suất trong van chuyển số bằng với áp suất trên bề mặt kia của píttơng, lò xo hồi ngắt phanh.

2.11. Các van khác

2.11.1. Van điều áp thứ cấp

Van này điều chỉnh áp suất bộ biến mơ và áp suất bơi trơn. Sự cân bằng của hai lực này điều chỉnh áp suất dầu của bộ biến mơ và áp suất bơi trơn. Áp suất bộ biến mơ được cung cấp từ van điều áp sơ cấp và được truyền tới van rơle khố biến mơ.

Hình 3.13: Van điều áp thứ cấp

2.11.2.Van ngắt giảm áp

Van này điều chỉnh áp suất ngắt giảm áp tác động lên van bướm ga, và được kích hoạt do áp suất cơ bản và áp suất bướm ga. Tác động áp suất ngắt giảm áp lên van bướm ga bằng cách này sẽ làm giảm áp suất bướm ga để ngăn ngừa tổn thất cơng suất khơng cần thiết từ bơm dầu.

Hình 3.14. Van ngắt giảm áp

2.11.3. Van điều biến bướm ga

Van này tạo ra áp suất điều biến bớm ga. Áp suất điều biến bướm ga hơi thấp hơn so với áp suất bướm ga khi van bướm ga mở to. Việc này làm cho áp suất điều biến bướm ga tác động lên van điều áp sơ cấp để cho các thay đổi trong áp suất cơ bản phù hợp hơn với cơng suất phát ra của động cơ.

Hình 3.15. Van điều áp bướm ga

3.Hệ thống điều khiển điện tử (Electronic control module – ECM):

3.1. Điều khiển chuyển đổi tốc độ bằng điện tử

Một số hộp số và transxle được điều khiển bằng điện tử. Các cảm biến sẽ kiểm tra tình trạng vận hành của xe chẳng hạn như tốc độ, tải của động cơ và nhiệt độ dung dịch làm mát. Những thơng tin này được chuyển đến bộ điều khiển điện tử (ECM). ECM xử lý những thơng tin này để để xác định thực hiện việc đổi tốc lúc nào và như thế nào. Các tín hiệu được gửi đến các solenoid để đĩng hoặc mở đường dẫn dầu đến cơ cấu phanh và ly hợp.

3.2. Bộ điểu khiển hộp số (Transmission control module – TCM)

TCM cĩ nhiệm vụ kiểm sốt và điều khiển các chức năng hộp số đồng thời chia sẻ các thơng tin với hộp số như tải, tốc độ động cơ. ECM và TCM

được tích hợp thành bộ điều khiển hệ thống truyền lực (Powertrain control modunle – PCM).

Hoạt Động Của TCM: các cảm biến trên xe gửi thơng tin về xe cho TCM. Sau đĩ máy tính sử dụng chương trình nạp sẵn gửi tín hiệu để điều khiển solenoid sang số, khĩa biến mơ.

Solenoid mở hoặc đĩng đường dầu để làm hoạt động hộp số.

Hình 3.16. Sơ đồ hoạt động của TCM

3.3. Solenoid:

Hình 3.17. Solenoid

Hình 3.18. Solenoid điều khiển áp suất tới van và Solenoid di chuyển van điều

hịa

TCM hoặc PCM gửi điện qua dây dẫn của solenoid. Khi dòng điện di qua cuộn dây của Solenoid sẽ tạo ra lực từ làm hoạt động van. Solenoid di chuyển van điều khiển để thay đổi áp suất thủy lực và dòng dầu trong hộp số. TCM và solenoid thay thế cơ cấu cơ khí và áp thấp, cải thiện hiệu quả hoạt động của hộp số

3.4. Cơng tắc chọn chế độ hoạt động

Cơng tắt chọn chế độ hoạt động cho phép người lái chọn chế độ hoạt động mong muốn (bình thường hay tải nặng).

ECT ECU Từ Đèn báo chế độ Hình 3.19 Cơng tắc chọn chế độ hoạt động Đèn báo ế đ ắc PWR NOR M PW GN

ECT ECU chọn sơ đồ chuyển số, khố biến mơ và chế độ hoạt động đã chọn. ECT ECU cĩ cực PWR nhưng khơng cĩ cực NORMAL. Khi chọn chế độ hoạt động, điện áp 12V được cấp lên cực PWR và ECT ECU nhận biết rằng đã chọn chế độ POWER. Khi chọn chế độ NORMAL, điện áp 12V khơng được cấp lên cực PWR nữa và ECT ECU biết rằng đã chọn chế độ NORMAL.

Chế đơ hoạt động Điện áp cực PWR

NORMAL 0V

POWER 12V

Các tiếp điểm của cơng tắc này cũng được sử dụng để bật một trong các đèn báo vị trí của cơng tắc để báo cho người lái biết chế độ hoạt động.

3.4.1. Cơng tắc khởi động số trung gian

ECT ECU nhận thơng tin về số đang gài từ cảm biến vị trí gài số được gắn trong cơng tắc khởi động trung gian, sau đĩ xác định chế độ gài số tương ứng.

Hình 3.20 Sơ đồ mạch khởi động số trung gian Các cực được nối điện với nhau

Trong ECT, cơng tắt khởi động số trung gian cĩ tiếp điểm cho mọi vị trí số. Nếu cực N, 2 hay L của ECU được nối với cực E, ECU xác định được rằng hộp số đang ở hoặc ở số N, 2 hay L.

Nếu khơng cĩ cực nào trong các cực N, 2 hay L được nối với cực E, ECU xác định rằng hộp số đang ở số D.

Chú ý:

Ở số P, D và R, cơng tắc khởi động số trung gian khơng gửi các tín hiệu để báo cho ECU về vị trí cần số. Ở một vài kiểu hộp số, cơng tắc khởi động số trung gian gửi các tín hiệu ở số R.

Tiếp điểm của cơng tắc này cũng được sử dụng để bậttrong các đèn báo vị trí cần số, báo cho người lái biết vị trí cần số hiệntại.

Bảng 3.1. Trạng thái đĩng – mở của mỗi tiếp điểm được .

: Các cực được nối điện với nhau Chú ý:

Nếu tín hiệu ECT ECU khơng bình thường, ECU sẽ phản ứng như sau: Hở mạch tín hiệu “2”: Khi ở vị trí “2”, ECU chuyển sơ đồ cho vị trí D. Tuy nhiên do cách chế tạo mạch thủy lực, hộp số chỉ được gài lên số 3.

Hở mạch tín hiệu “L”: Khi ở vị trí “L”, ECU chọn vị trí gài cho vị trí D. Tuy nhiên do cách chế tạo mạch thủy lực chỉ được gài lên số 2.

Hở mạch tín hiệu “N”: Từ “N” sang “D” khơng cĩ điều khiển chống nhấc đầu.

3.4.2. Cảm biến vị trí bướm ga:

P L 2 P E NB B

Các đèn báo vị trí cần chuyển số Cho cơng tắc khởi

động số trung gian CỰC SỐ

Cổ họng hút

Hình 3.21 Cảm biến vị trí bướm ga và sơ đồ mạch điện

Cảm biến này được gắn trên bướm ga và cảm nhận bằng điện mức độ mở bướm ga sau đĩ nĩ gởi những dữ liệu này đến ECU (dưới dạng tín hiệu điện) để điều khiển thời điểm chuyển số và khố biến mơ.

Kiểu gián tiếp: A140E là kiểu mà ECU động cơ được gắn giữa vị trí cảm biến bướm ga ECT ECU như hình vẽ trên.

Cảm biến vị trí bướm ga biến đổi một cách tuyến tính lúc mở bướm ga thành