Cơ cấu chuyển số gồm 3 thành phần chính là cơ cấu chọn số, cơ cấu chọn dãy số, càng chuyển số - trục càng chuyển số
❖ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cơ cấu chọn số - Cấu tạo:
Hình 4.42 Cấu tạo cơ cấu chọn số
+ Cơ cấu chọn số bao gồm
• Motor 3 pha: bên trong motor gồm stator và rotor. Trước motor có một bộ chuyển đổi dòng 1 chiều thành dòng xoay chiều 3 pha. Gồm 2 motor điều khiển 2 tay chọn số lẻ và chẵn.
• Trục vít: được nối với motor, có chức năng chuyển đổi chuyển động quay của motor thành chuyển động tịnh tiến của đai ốc bi. Trục vít và đai ốc bi liên kết bởi các viên bi để giảm ma sát, giúp quá trình chọn số diễn ra nhẹ nhàng.
• Đai ốc bi: liên kết bởi trục vít bằng các viên bi để tạo ma sát lăn. Đai ốc bi có các thanh răng để ăn khớp với trục chuyển số. Từ đó biến chuyển động tịnh tiến của nó thành chuyển động quay của trục chuyển số.
36 • Trục chuyển số: gồm trục chuyển số chẵn và trục chuyển số lẻ. Trên trục chuyển số có cung răng để giúp biến chuyển động tịnh tiến của đai ốc bi thành chuyển động quay của trục chuyển số.
• Tay chuyển số: bao gồm tay chuyển số chẵn và tay chuyển số lẻ. Được gắn trên trục chuyển số, nó được gắn với càng chuyển số giúp chọn các số chẵn, lẻ, số lùi.
Hình 4.43 Chuyển động của các chi tiết trong cơ cấu chọn số
- Nguyên lý hoạt động: Motor sau khi nhận tín hiệu từ bộ điều khiển hộp số (TCM – Transmission Control Module), nó sẽ quay cùng chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ tùy vào số mà TCM chọn, chuyển động quay của motor thông qua trục vít chuyển thành chuyển động tịnh tiến của đai ốc bi; chuyển động tịnh tiến của đai ốc bi thông qua cơ cấu thanh răng (trên đai ốc bi), cung răng (trên trục chuyển số) biến thành chuyển động quay của trục chuyển số, tay chuyển số. Mỗi cơ cấu chọn số sẽ điều khiển việc điều khiển số lẻ hoặc số chẵn, vì vậy khả năng chuyển số diễn ra rất nhanh và chính xác.
37 - Tương tự như motor 3 pha điều khiển ly hợp, motor 3 pha điều khiển chuyển số cũng gồm 3 dây pha là U, V, W. Chúng được điều khiển nhờ các tín hiệu của bộ điều khiển hộp số (TCM) thông qua các chân B68, B64, B60 (hay chân B67, B63, B59 ở motor 2). Mỗi cảm biến gồm 5 chân; chân B27, B13, B14 (tương tự chân B55, B41, B42 ở cảm biến 2) là các chân tín hiệu đưa tín hiệu của các pha U, V, W về TCM; chân B26, B54 là chân cấp nguồn cho cảm biến, có giá trị 5V; chân B28, B58 là chân mass của cảm biến.
Hình 4.45 Sơ đồ khối mạch điện điều khiển motor chuyển số
❖ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cơ cấu chọn dãy số - Cấu tạo:
38 + Cơ cấu chọn dãy số bao gồm
• Solenoid : có cấu tạo gồm 1 cuộn dây và 1 thanh trụ giữa cuộn dây, cuộn dây có điện trở 0.7mΩ, nó hoạt động với dòng điện khoảng 20A. Thanh trụ của solenoid được nối với cụm chọn dãy số. Khi có dòng điện qua cuộn dây, nhờ lực điện từ mà nó sẽ kéo/đẩy thanh trụ.
• Càng xoay: một đầu được nối với thanh trụ của solenoid, đầu kia nối với trục chuyển số. Nó có một chốt cố định ở giữa, nhờ vậy mà nó có thể xoay được, biến chuyển động tịnh tiến ngang của thanh trụ solenoid thành chuyển động tịnh tiến theo phương dọc của trục chuyển số.
Hình 4.47 Truyền chuyển động của càng xoay
- Nguyên lý hoạt động:
+ Cơ cấu chọn số có chức năng xoay trục chuyển số để chọn số, còn cơ cấu chọn dãy số có chức năng dịch chuyển trục chuyển số để chọn dãy số điều khiển.
+ Khi TCM tính toán số cần gài và cấp điện cho solenoid, nó sẽ kéo hoặc đẩy thanh trụ tùy vào số được chọn, thanh trụ được nối với càng xoay nên làm nó quay quanh chốt, kết quả sẽ làm cho trục chuyển số chuyển động lên xuống tùy vào số được chọn ở dãy nào. Trục chuyển số có các tay chuyển số, nó sẽ di chuyển càng chuyển số để gài số. Cơ cấu chọn dãy số sẽ chọn từng dãy số thích hợp để điều khiển việc gài số. Chẳng hạn nó sẽ điều khiển để gài số ở dãy số 2-R, dãy số 4-6, dãy 7-1 hoặc dãy số 3-5. Có 2 cơ cấu chọn dãy số tương ứng với dãy số chẵn, dãy số lẻ nên việc điều khiển trục chuyển số diễn ra rất nhanh, chính xác. Chính nhờ điều này mà việc chuyển số không gây mất mát công suất như việc chuyển số bằng tay.
39 + Trong mỗi solenoid đều có cảm biến vị trí, nó gửi tín hiệu cho TCM qua chân A26, A22. Các cảm biến này nhận nguồn 5V và mass từ TCM. Khi có tín hiệu vị trí của solenoid, TCM sẽ cấp điện cho solenoid kéo hoặc đẩy thanh trụ qua các chân A11, A4, A8, A12.
Hình 4.48 Mạch điện điều khiển solenoid
❖ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của càng chuyển số và trục càng chuyển số
- Cấu tạo: càng chuyển số được lắp trên trục càng chuyển số. Bao gồm 2 trục càng chuyển số và 4 càng chuyển số, một trục càng sẽ gắn 2 càng và điều khiển việc chuyển số trên một trục thứ cấp. Đầu càng chyển số được liên kết với các tay chuyển số để gài số.
Hình 4.49 Cấu tạo càng chuyển số và trục càng chuyển số
Trục càng chuyển số Càng chuyển số
40 - Nguyên lý hoạt động: Càng và trục càng chuyển số liên kết cố định với nhau. Chúng sẽ trượt dọc theo chiều trục càng chuyển số khi được điều khiển bởi cơ cấu chọn số và cơ cấu chọn dãy số. Tay chuyển số vừa có khả năng chuyển động tịnh tiến vừa có khả năng chuyển động quay. Chẳng hạn, khi xe đang ở số 2 và muốn chuyển số lùi, TCM sẽ tính toán và đưa tín hiệu đến motor, solenoid số chẵn, nó sẽ điều khiển trục chuyển số chẵn xoay ngược lại để gài vào số lùi. Khi xe từ số 2 muốn chuyển lên số 3, TCM sẽ gửi tín hiệu điều khiển đến motor và solenoid điều khiển chuyển số lẻ, giúp đẩy trục chuyển số xuống dưới và xoay qua phải để gài số 3.
Hình 4.50 Sơ đồ chọn số trong cơ cấu chọn số