động
a) Nguyên lý truyền động và chuyển số trong hộp sốtự động tự động
Khác với hộp số điều khiển bằng tay, đối với hộp số tự động, ngời lái xe không cần phải thực hiện các thao tác sang số trong lúc lái xe mà hộp số sẽ tự động gài số phù hợp với các điều kiện tải trọng và tốc độ thực tế của xe. Do đó, điều kiện làm việc của ngời lái đợc cải thiện đáng kể.
Hộp số tự động thờng sử dụng các bộ truyền động bánh răng
hành tinh vì loại bộ truyền này có u điểm là gọn nhẹ và dễ thực hiện gài số tự động hơn so với các bộ truyền động bánh răng ăn khớp ngoài. Chỉ có một số ít hộp số tự động sử dụng các cặp bánh răng ăn khớp ngoài.
Hình 13.3-9 giới thiệu một bộ bánh răng hành tinh đơn giản gồm bánh răng trung tâm 1 ăn khớp với các bánh răng hành tinh 3 và các bánh răng hành tinh này lại ăn khớp với vành răng trong 4. Các bánh răng hành tinh có trục quay đợc lắp trên giá 2 và giá này có thể quay quanh bánh răng trung tâm trong khi các bánh răng ăn khớp truyền động. Trục quay của bánh răng trung tâm, của giá đỡ các bánh răng hành tinh và trục quay của vành răng có thể quay độc lập, phụ thuộc nhau hoặc một trong các trục có thể cố định. Mỗi trờng hợp sẽ cho một tỷ số truyền và đặc điểm truyền động khác nhau giữa trục bị động và trục chủ động, trục bị động có thể giảm tốc, tăng tốc, đồng tốc hoặc quay ngợc chiều so với trục chủ động.
Nếu giữ cố định bánh răng trung tâm 1 và quay vành răng 4 thì giá đỡ các bánh răng hành tinh sẽ quay theo nhng với tốc độ chậm hơn. Nh vậy trờng hợp này ta có tỷ số truyền thấp và mô
men trục bị động (trục giá đỡ các bánh răng hành tinh) cao hơn so với mô men trục chủ động (trục vành răng). Nếu vẫn giữ cố định bánh răng trung tâm 1 nhng quay giá đỡ các bánh răng hành tinh thì vành răng quay theo với tốc độ nhanh hơn. Trờng hợp này ta có tỷ số truyền tăng và mô men giảm trên trục bị động. 36 1 2 3 4 (a) (b)
Hình 13.3-9. Sơ đồ bộ bánh răng hành tinh (a) và kết cấu các cụm chi tiết (b) 1- bánh răng trung tâm; 2- giá đỡ các bánh răng hành tinh; 3- bánh răng hành tinh; 4- vành răng trong.
Nếu giữ cố định vành răng 4 và quay bánh răng trung tâm 1 thì ta có sự giảm tốc của giá đỡ các bánh răng hành tinh, hoặc nếu quay giá đỡ các bánh răng hành tinh thì ta có sự tăng tốc của bánh răng trung tâm.
Nếu khoá hai thành phần bất kỳ trong bộ truyền cố định với nhau thì thành phần thứ 3 cũng sẽ bị khoá cùng và cả 3 bộ phận trở thành một khối cứng không có dịch chuyển so với nhau, tức là nếu quay một trục thì các trục kia cũng quay theo cùng tốc độ. Đây là trờng hợp số truyền thẳng (tỷ số truyền bằng 1).
Nếu giữ cố định giá đỡ các bánh răng hành tinh và quay một trong hai chi tiết bánh răng trung tâm hoặc vành răng thì chi tiết còn lại sẽ quay ngợc chiều. Trờng hợp này áp dụng cho số lùi.
Tóm lại, đặc điểm truyền động của bộ bánh răng hành tinh với các trờng hợp chọn trục chủ động và bị động khác nhau có thể đợc tóm tắt trong bảng 13.3-1.
Bảng 13.3-1. Đặc điểm truyền động của bộ bánh răng hành tinh
Các thành phần của bộ truyền
Đặc điểm truyền động
Giảm tốc Truyền thẳng Tăng tốc Quay ngợc
1 2 1 2 3 1 2 1 2 Bánh răng trung tâm CĐ DĐ DĐ DĐ BĐ BĐ CĐ BĐ DĐ Vành răng DĐ CĐ DĐ BĐ DĐ CĐ BĐ DĐ BĐ Giá đỡ BR hành tinh BĐ BĐ BĐ DĐ DĐ DĐ DĐ CĐ CĐ Chú thích: CĐ = Cố định; DĐ = Dẫn động (chủ động); BĐ = bị động.
Nếu quay một thành phần bất kỳ trong ba thành phần của bộ truyền bánh răng hành tinh mà không giữ cố định một trong hai thành phần còn lại thì mô men sẽ không đợc truyền đến trục bị động. Bộ truyền ở trạng thái không gài truyền động.
Theo bảng 13.3-1, chỉ một bộ truyền bánh răng hành tinh đơn giản đã có thể cho các tỷ số truyền khác nhau tơng đơng với 5 số tiến (2 số giảm tốc, 1 số truyền thẳng và 2 số tăng tốc) và một số lùi. Với việc tính toán quan hệ kích thớc (đờng kính, số răng) giữa ba thành phần bánh răng trung tâm, bánh răng hành tinh và vành răng một cách hợp lý ngời ta sẽ có các tỷ số truyền
cần thiết giữa trục bị động và trục chủ động. Tuy nhiên, để đáp ứng đợc phạm vi thay đổi rộng của tỷ số truyền, các hộp số tự động trên các ô tô hiện đại thờng sử dụng các bộ truyền động bánh răng hành tinh kết hợp hoặc ghép nối nhiều bộ truyền động bánh răng hành tinh với nhau.
Nh vậy, nếu sử dụng một cơ cấu hãm để có thể cố định một trong ba thành phần của bộ truyền bánh răng hành tinh nói trên hoặc dùng cơ cấu ly hợp để ngắt hoặc nối liên kết cứng hai thành phần với nhau thì ta sẽ có các tỷ số truyền động yêu cầu. Do đó cơ cấu gài số trong hộp số tự động sẽ là các cơ cấu hãm và ly hợp mà không dùng cơ cấu đồng tốc gài số nh ở hộp số điều khiển bằng tay. Các cơ cấu hãm và ly hợp gài số hoạt động nhờ hệ thống thuỷ lực đợc điều khiển bằng điện tử hoặc bằng các cảm biến thuỷ lực.