CHƯƠNG 2: HỘP SỐ TỰ ĐỘNG U250E TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2009
2.2. Kết cấu và hoạt động của hộp số tự động U250E
2.2.3. Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động U250E
Trên xe camry 2.4G sử dụng hộp số tự động U250E gồm 5 số tiến và một số lùi. Trên cần chọn số gồm các vị trí: P, R, N, D,4, 3, 2, L. Nút nhả khóa để tránh chuyển nhầm số, công tắc số truyền tăng để có thể chuyển lên số 5 khi công tắc được bật và cần chọn số ở vị trí D.
Hình 2.32: Các vị trí trên cần chọn số
- Vị trí P (Park): sử dụng khi đỗ xe, người lái có thể rời xe, cần kéo thêm phanh tay; Dừng xe chờ không tắt máy; khởi động động cơ khi xe đang đứng yên.
- Vị trí R (Reverse): dùng để lùi xe. Khi xe đang lăn bánh không chuyển vào vị trí này.
- Vị trí N (Neutral): Dùng để tạo số trung gian (Mo); khởi động động cơ trong mọi trường hợp; dừng xe, người lái không rời khỏi xe.
- Vị trí D (Drive): là vị trí lái xe bình thường trên mặt đường tốt; xe có thể làm việc ở tất mọi số tiến.
- Vị trí 4: Dùng để xe chuyển động tiến với các số truyền giới hạn từ 1-4.
- Vị trí 3: Dùng để xe chuyển động tiến với các số truyền giới hạn từ 1,2,3; khi hoạt động trên đường ít trơn, dốc, kéo rơmooc, không cho phép phát huy tốc độ.
- Vị trí 2: Là vị trí dùng để xe chuyển động tiến với các số truyền giới hạn từ 1,2;
khi hoạt động trên đường trơn, dốc, hay mặt đường xấu, kéo rơmooc, không cho phép phát huy tốc độ; dùng để phanh bằng động cơ.
- Vị trí L: là vị trí xe chuyển động tiến với số truyền 1, xe hoạt động trên đường rất xấu, đây là vị trí phanh bằng động cơ mạnh nhất.
b) Nguyên lý và sơ đồ hoạt động của bộ truyền ở các số truyền
* Số 1 (Dãy D, 4, 3, hoặc 2)
Hình 2.33: Sơ đồ dòng truyền công suất của số 1 Các bộ phận điều khiển hoạt động:
+ Ly hợp: ly hợp số tiến (C1) + Phanh: Phanh U/D (B3)
+ Khớp một chiều: Khớp một chiều (F1), khớp một chiều U/D (F2).
Ly hợp số tiến (C1) hoạt động ở số 1, Chuyển động quay của trục sơ cấp được truyền đến bánh răng mặt trời của bộ truyền hành tinh trước, khi đó bánh răng mặt trời sẽ quay theo chiều kim đồng hồ, do vậy làm cho các bánh răng hành tinh trước quay ngược chiều kim đồng hồ quanh trục của nó và quay cùng chiều kim đồng hồ quanh bánh răng mặt trời trước. Vì bánh răng hành tinh trước quay ngược chiều kim đồng hồ quanh trục của nó nên nó kéo theo bánh răng bao trước quay ngược chiều kim đồng hồ, nhưng do khớp một chiều (F1) hoạt động nên nó ngăn cản không cho bánh răng bao trước quay ngược chiều kim đồng hồ. Như vậy cần dẫn sẽ quay chậm hơn so với trục sơ cấp do bánh răng hành tinh trước vừa quay quanh bánh răng mặt trời trước, vừa quay quanh trục của nó. Chuyển động quay từ cần dẫn của cụm hành tinh trước tiếp tục được truyền đến bánh răng bao của cụm hành tinh giảm tốc UD thông qua cặp bánh răng ăn khớp chủ động và bị động trung gian. Do bánh răng bao UD quay ngược
chiều kim đồng hồ nên nó kéo theo các bánh răng hành tinh UD quay ngược chiều kim đồng hồ, làm cho bánh răng mặt trời UD quay thuận chiều kim đồng hồ. Nhưng do khớp một chiều (F2) và phanh (B3) hoạt động nên bánh răng mặt trời UD không quay theo chiều kim đồng hồ. Do vậy bánh răng hành tinh UD vừa quay quanh bánh răng mặt trời, vừa quay quanh trục của nó nên tốc độ quay của cần dẫn nhỏ hơn bánh răng bao tạo nên chế độ giảm tốc. Chuyển động quay từ cần dẫn UD sau đó truyền đến cặp bánh răng chủ động và bị động vi sai thông qua trục thứ cấp.
Hình 2.34: Đường truyền công suất Số 1 (Dãy D, 4, 3, hoặc 2)
* Số 2 (Dãy D, 4, 3 hoặc 2)
Hình 2.35: Sơ đồ dòng truyền công suất của số 2 Các bộ phận điều khiển hoạt động:
+ Ly hợp: ly hợp số tiến (C1).
+ Phanh: Phanh số 2 và O/D (B1), phanh U/D (B3).
+ Khớp một chiều: Khớp một chiều U/D (F2).
Ly hợp số tiến (C1) cũng hoạt động ở số 2 như khi ở số 1. Chuyển động quay của trục sơ cấp do đó được truyền đến bánh răng mặt trời trước, nó làm cho các bánh răng hành tinh trước quay quanh bánh răng mặt trời trước theo chiều kim đồng hồ như ở số 1. Tuy nhiên cần dẫn trước lại kéo theo bánh răng bao của cụm hành tinh sau quay theo chiều kim đồng hồ, bánh răng bao sau lại kéo các bánh răng hành tinh sau quay theo chiều kim đồng hồ quanh bánh răng mặt trời sau và quanh trục của nó (Do bánh răng mặt trời sau bị khóa bởi phanh B1). Chuyển động quay của cần dẫn sau được truyền đến bánh răng bao trước, do vậy bánh răng hành tinh trước quay quanh bánh răng mặt trời trước nhanh hơn so với khi ở số 1 (vì bánh răng hành tinh trước phải quay quanh trục của bản thân nó ít hơn), điều đó làm cần dẫn trước ở số 2 quay nhanh hơn so với khi ở số 1. Chuyển động quay của cần dẫn trước tiếp tục được truyền đến cụm bánh răng hành tin UD và truyền đến cầu chủ động tương tự như khi ở số 1.
Hình 2.36: Đường truyền công suất Số 2 (Dãy D, 4, 3 hoặc 2)
* Số 3 (Dãy D, 4 hoặc 3)
Hình 2.37: Sơ đồ dòng truyền công suất của số 3 Các bộ phận điều khiển hoạt động:
+ Ly hợp: ly hợp số tiến (C1), ly hợp số truyền thẳng và OD (C0).
+ Phanh: Phanh U/D (B3)
+ Khớp một chiều: khớp một chiều U/D (F2).
Ly hợp số tiến (C1) và ly hợp số truyền thẳng (C0) đều hoạt động ở số 3. Chuyển động quay của trục sơ cấp do đó được truyền đến bánh răng mặt trời trước, đồng thời chuyển động quay của trục sơ cấp cũng được truyền qua trục trung gian, qua ly hợp (C0), qua cần dẫn cụm hành tinh sau, đến bánh răng bao cụm hành tinh trước. Do đó bánh răng mặt trời trước và bánh răng bao trước quay cùng tốc độ vì vậy các bánh răng hành tinh trước bị khóa và bộ truyền hành tinh trước bị nối cứng và quay cùng một khối với trục sơ cấp. Chính vì vậy, tốc độ quay của cần dẫn trước bằng tốc độ quay của trục sơ cấp. sau đó chuyển động quay tiếp tục được truyền đến cụm hành tinh giảm tốc U/D và truyền đến cụm vi sai.
Hình 2.38: Đường truyền công suất Số 3 (Dãy D, 4 hoặc 3)
* Số 4 (Dãy D hoặc 4)
Hình 2.39: Sơ đồ dòng truyền công suất của số 4 Các bộ phận điều khiển hoạt động:
+ Ly hợp: Ly hợp số truyền thẳng (C0).
+ Phanh: Phanh số 2 và O/D (B1), phanh U/D (B3).
+ Khớp một chiều: khớp một chiều U/D (F2).
Ly hợp (C0) làm việc như ở số 3. Chuyển động quay của trục sơ cấp được truyền trực tiếp đến cần dẫn sau qua ly hợp (C0). Do bánh răng mặt trời sau bị khóa bởi phanh (B1) nên các bánh răng hành tinh sau vừa quay quanh trục của nó theo chiều kim đồng hồ, vừa quay cùng với cần dẫn quanh bánh răng mặt trời sau theo chiều kim đồng hồ, điều đó làm cho bánh răng bao sau quay nhanh hơn, do đó cần dẫn của cụm hành tinh trước quay nhanh hơn trục sơ cấp. sau đó chuyển động quay lại tiếp tục được truyền đến cụm hành tinh U/D như ở các số 1, 2, 3 và truyền đến cầu chủ động thực hiện việc tăng tốc cho số 4.
Hình 2.40: Đường truyền công suất Số 4 (Dãy D hoặc 4)
* Số 5 (Dãy D)
Hình 2.41: Sơ đồ dòng truyền công suất của số 5 Các bộ phận điều khiển hoạt động:
+ Ly hợp: Ly hợp số truyền thẳng (C0), ly hợp U/D (C3).
+ Phanh: Phanh số 2 và O/D (B1).
Ly hợp (C0) và phanh (B1) hoạt động như ở số 4 tạo ra tôc độ trên cần dẫn của cụm hành tinh trước lớn hơn tốc độ trục sơ cấp. khi chuyển động quay này được truyền đến cụm hành tinh U/D, do ly hợp (C3) hoạt động nên bánh răng bao U/D và bánh răng mặt trời U/D được nối cứng với nhau và quay cùng một khối. Chuyển động quay này được truyền đến cụm bánh răng chủ động và bị động vi sai qua cần dẫn cụm U/D tạo nên tốc độ số 5.
Hình 2.42: Đường truyền công suất số 5 (dãy D)
* Dãy “L” (Số 1)
Hình 2.43: Sơ đồ dòng truyền công suất của số 1 (Dãy “L”) Các bộ phận điều khiển làm việc:
+ Ly hợp: Ly hợp số tiến (C1).
+ Phanh: Phanh số 1 và số lùi (B2), phanh UD (B3).
+ Khớp một chiều: Khớp một chiều (F1), khớp một chiều UD (F2).
Khi xe đang giảm tốc độ ở số 1 với cần chọn số ở vị trí “L”, ngoài các cơ cấu hoạt động như khi xe ở số 1 với cần chọn số ở vị trí “D”, “2” hoặc “3” ( có nghĩa là ly hợp số tiến [C1], khớp một chiều [F1], [F2], phanh [B3] ) thì phanh B2 cũng hoạt động.
Điều đó tạo nên hiện tượng phanh bằng động cơ. Phanh bằng động cơ sảy ra khi hộp số đang được các bánh xe dẫn động. Chuyển động quay của các bánh xe được truyền đến bánh răng chủ động vi sai do đó được truyền qua cụm hành tinh U/D, qua cặp bánh răng chủ động và bị động trung gian đến cần dẫn cụm hành tinh trước. Cần dẫn trước quay theo chiều kim đồng hồ làm cho bánh răng bao trước cố gắng quay theo chiều kim đồng hồ. Tuy nhiên bánh răng bao trước bị giữ không cho quay bởi phanh B2, điều đó làm cho các bánh răng hành tinh trước quay ngược chiều kim đồng hồ dẫn động cho bánh răng mặt trời trước quay thuận chiều kim đồng hồ. Chuyển động quay của bánh răng mặt trời trước được truyền đến trục sơ cấp tạo nên hiện tượng phanh động cơ.
Hình 2.44: Đường truyền công suất số 1 (dãy L)
* Dãy “R” (Số lùi)
Hình 2.45: Sơ đồ dòng truyền công suất của số lùi Các bộ phận điều khiển làm việc:
+ Ly hợp: Ly hợp số lùi (C2).
+ Phanh: Phanh số 1 và số lùi (B2), phanh U/D (B3).
Ly hợp (C2) hoạt động ở số lùi. Chuyển động quay của trục sơ cấp được truyền trực tiếp qua trục trung gian đến bánh răng mặt trời cụm hành tinh sau qua ly hợp (C2) làm bánh răng mặt trời sau quay thuận chiều kim đồng hồ. Do cần dẫn sau bị khóa bởi phanh (B2) cho nên bánh răng hành tinh sau chỉ có tác dụng thay đổi chiều quay làm cho bánh răng bao sau quay ngược chiều kim đồng hồ, điều đó làm cho cần dẫn trước cũng quay ngược chiều kim đồng hồ, thông qua cặp bánh răng chủ động và bị động trung gian chuyển động quay đảo chiều được truyền đến bộ truyền U/D (bánh răng mặt trời U/D bị cố định bởi phanh B3) vì vậy tạo nên chuyển động của số lùi.
Hình 2.46: Đường truyền công suất số lùi (dãy R)
Hoạt động của các phanh, ly hợp và khớp một chiều (O là hoạt động).
Bảng 2.5: Nguyên lý hoạt động
DẢI SỐ C0 C1 C2 C3 B1 B2 B3 F1 F2
"P" Đỗ xe O
"R" Lùi O O O
"N" Trung gian O
"D"
1 O O O O
2 O O O O
3 O O O O
4 O O O O
5 O O O
“4”
1 O O O O
2 O O O O
3 O O O O
4 O O O O
"3"
1 O O O O
2 O O O O
3 O O O O
"2"
1 O O O O
2 O O O O
"L" 1 O O O O O