Trong một hộp số tự động thông thường khi tăng tốc/ giảm tốc trên dốc thì việc chuyển số diễn ra thường xuyên tuỳ thuộc vào các điều kiện ảnh hưởng tới sự lái xe êm dịu. Để thực hiện điều khiển chuyển số khi lái lên dốc/ xuống dốc, thì ECU động cơ & ECT sử dụng cảm biến vị trí bướm ga và các tín hiệu cảm biến tốc độ để ch ọn vị trí số tối ưu. Khi ECU xác định leo dốc thì việc chuyển lên số O/D bị hạn chế để việc lái được êm. Ngoài ra, khi ECU xác định xuống dốc và có hoạt động của phanh, hộp số được chuyển xuống số 3 và phanh bằng động cơ hoạt động.
Hình2.3.7e: Điều KHiển Chuyển Số Khi Lên Dốc Và Xuống Dốc
được tính toán từ tín hiệu cảm biến tốc độ với gia tốc tiêu chuẩn được lưu trong bộ nhớ của ECU, ABS.
2.3.Chẩn đoán 2.3. 1. Khái quát
ECU động cơ & ECT được trang bị một hệ thống tự chẩn đoán bên trong, cho phép kỹ thuật viên dễ dàng và nhanh chóng phát hiện các bộ phận hoặc các mạch bị trục trặc trong khi chẩn đoán hư hỏng ECT. ECU phát hiện một trục trặc sẽ tiến hành chẩn đoán và ghi vào bộ nhớ bộ phận có hư hỏng.
Hình 2.3.8a:Chẩn Đoán ECU,ECT.
Ghi chú:
• Trong một vài kiểu xe thì đèn chỉ thị “O/D OFF” sẽ nháy khi ECU phát hiện một trục trặc. Khi công tắc chính O/D ở “OFF” thì đèn chỉ thị “O/D OFF” vẫn sáng cả trong trường hợp có trục trặc nhưng nó sẽ không nháy.
• Không có đèn chỉ thị “O/D OFF” trong các kiểu xe được trang bị cần chuyển số kiểu cổng. Do đó, đèn chỉ thị phương thức lái sẽ nháy để cảnh báo cho lái xe. • Đèn báo hư hỏng (MIL) sẽ bật sáng khi một trục trặc được phát hiện trong cảm
biến tốc độ, van điện từ hoặc trong các mạch.
2.3.2. Chức năng nhớ
• Khi một trục trặc được lưu giữ trong hệ thống bộ nhớ của ECU thì nó sẽ được giữ ở đó cho đến khi được triệt tiêu sau khi sự cố đã được xử lí.
• Khi một trục trặc được ECU lưu giữ thì dòng điện dự phòng từ ắc quy sẽ giữ nó trong bộ nhớ thậm chí cả khi công tắc khoá điện ở vị trí “OFF”.
2.3.3. Các mã số chẩn đoán hư hỏng
được DTC bằng cách nối máy chẩn đoán với DLC3 để thông tin trực tiếp với ECU hoặc tạo ngắn mạch giữa các cực TE1 (TC) và E1 (CG) của DLC và quan sát phương thức nháy của MIL. DTC có thể được xoá bằng cách nối máy chẩn đoán với DLC3 hoặc tháo bỏ một cầu chì nào đó trong khi khoá điện ở vị trí “OFF”.
2.4.Hộp Số Vô Cấp
2.4.1.:Những nét cơ bản của hộp số vô cấp(CVT):
Không giống như các hộp số tự động truyền thống, hộp số tự động vô cấp không có các bánh răng ăn khớp vào nhau. Loại hộp số CVT có điểm chung nhất là vận hành trên một hệ thống pu-li thông minh, hệ thống này cho phép một khả năng biến thiên vô hạn giữa số thấp nhất và số cao nhất mà không không có sự ngắt quãng giữa các bước số.
Hình 2.4.1:Hộp Số Vô Cấp
Không giống như những hộp số tự động truyền thống, hộp số vô cấp CTV không có các cặp bánh răng để tạo tỷ số truyền. Điều này có nghĩa là nó không có sự ăn khớp giữa các bánh răng. Loại CVT thông thường nhất hoạt động trên một hệ thống puli (ròng rọc) và dây đai truyền cho phép một sự thay đổi vô cấp và liên tục giữa giới hạn thấp nhất và cao nhất mà không có sự tách biệt riêng rẽ các vị trí số.
hộp số vô cấp CTV không có các cặp bánh răng để tạo tỷ số truyền
Nếu ở hộp số tự động kiểu hành tinh, ta sẽ thấy sự phức tạp của cả một “thế giới” bánh răng, phanh và đĩa ly hợp cùng các thiết bị điều khiển hoạt động thì ở hộp số vô cấp CVT lại đơn giản hơn nhiều. Hầu hết hộp số vô cấp CVT đều có ba phần tử cơ bản:
- Đai truyền bằng kim loại hay cao su có công suất cao - Một hệ puli có đầu vào thay đổi gắn với trục quay động cơ - Một hệ puli đầu ra dẫn đến bánh xe.
CVT cũng có bộ vi xử lý và các cảm biến để theo dõi và điều khiển nhưng ba phần tử chính trên là những nhân tố chìa khóa cho phép ý tưởng này trở thành hiện thực.Hiện nay có 2 loại hộp số vô cấp là Hộp số vô cấp dùng con lăn và hộp số vô cấp trên cơ sở pu-li. Hai loại hộp số này có cấu tạo khác nhau nhưng các chức năng cơ bản và nguyên lý hoạt động của chúng là giống nhau.
Hệ puli với đường kính thay đổi là đặc trưng của CVT. Mỗi puli được tạo thành từ hai khối hình nón có góc nghiêng 20 độ và đặt đối diện với nhau. Một dây đai chạy trong rãnh giữa hai khối hình nón này. Dây đai hình chữ V có ưu điểm hơn nếu chúng được làm từ cao su vì có ma sát cao, hạn chế trượt.
Hai khối hình nón này có thể thay đổi khoảng cách giữa chúng. Khi hai khối hình nón tách ra xa nhau, dây đai ngập sâu vào trong rãnh và bán kính của dây đai quấn quanh puli sẽ giảm đi. Khi hai khối hình nón này ở gần nhau thì bán kính của dây đai tăng lên. CVT có thể sử dụng áp suất thủy lực hoặc lò xo để tạo ra lực cần thiết thay đổi khoảng cách giữa hai khối hình nón.
Hệ puli và dây đai có đường kính thay đổi này thường đi với nhau thành một cặp. Một trong số đó là puli chủ động được nối với trục quay của động cơ. Puli chủ động cũng được gọi là puli đầu vào bởi vì nó nhận năng lượng trực tiếp từ động cơ đưa vào hộp số. Puli thứ hai gọi là puli bị động nối với puli chủ động hay còn gọi là puli đầu ra và nó truyền momen đến trục truyền động dẫn đến bánh xe.
Khoảng cách giữa trục của puli tới điểm quấn của dây đai được gọi là bán kính quay (picth radius). Tỷ số của bán kính quay trên puli chủ động và bán kính quay của puli bị động xác lập nên “số” của hộp số.
Khi một puli tăng bán kính của nó và cái khác giảm bán kính để giữ cho dây đai luôn bám chặt vào giữa hai khối hình nón, chúng sẽ tạo ra vô số các tỷ số truyền từ mức thấp nhất cho đến cao nhất. Ví dụ khi bán kính quay nhỏ trên puli chủ động và lớn trên puli bị động thì tốc độ quay của puli bị động sẽ giảm kết quả là có được “số thấp”. Khi bán kính quay của puli chủ động lớn và của puli bị động nhỏ thì tốc độ của puli bị động tăng lên và kết quả là được “số cao”. Về mặt nguyên lý, hộp số CVT hoạt động với vô số cấp độ có thể chạy ở bất cứ thời điểm nào, đối với bất cứ loại động cơ và tốc độ xe nào của xe.
Sự đơn giản của CVT đã biến chúng trở thành ý tưởng tuyệt vời cho hộp số dành cho nhiều loại máy và thiết bị khác nhau không chỉ riêng xe hơi. CVT đã được sử dụng nhiều năm qua trên các máy gia công kim loại. Nó cũng có mặt trên nhiều loại phươn tiện khác nhau bao gồm đầu kéo (tractor), xe trượt tuyết (snowmobile) và scooter. Trong tất cả các ứng dụng này, hộp số đều dựa trên loại dây đai cao su chất lượng tốt và đàn hồi thấp. Tuy nhiên nó vẫn bị trượt và kéo dãn ra do đó giảm đi hiệu quả làm việc.
Những loại vật liệu mới cũng được giới thiệu để chế tạo ra hộp số vô cấp CVT có độ tin cậy và hiệu quả làm việc cao hơn nữa. Một trong những cải tiến quan trọng nhất đó là thiết kế và phát triển một dây đai mới nối giữa hai puli. Đây là loại dây phức hợp được làm từ một vài lá thép mỏng (khoảng từ 9-12) kết hợp cùng với những phiến thép có độ cứng cao, được tạo hình ôm chặt lấy các lá kim loại. Dây đai bằng kim loại
không bị trượt và có độ bền cao hơn, cho phép CVT có thể làm việc với mô-men động cơ cao hơn và êm hơn so với dây đai cao su.
2.4.1.1.Hộp số vô cấp sử dụng pully – dây đai:
2.4.1.1.1.Cấu Tạo:
Hình 2.4.2a:Sơ Đồ Cấu Tạo Chung Hộp số vô cấp (CVT) có các bộ phận cơ bản:
Dây đai bằng thép chịu lực cao hoặc bằng cao su . Một pu-li 1 sơ cấp chủ động có thể thay đổi cấp độ . Một pu-li 2 bị động thứ cấp .
Một cặp bánh răng hành tinh : cặp bánh răng hành tinh này có cấu tạo và hoạt động giống như cặp bánh răng hành tinh đã trình bày ở phần hộp số tự động kiểu hành tinh.
Một bơm dầu: có vai trò ,cấu tạo và nguyên lý hoật động tương tự như bơm dầu ở phần hộp số tự động kiểu hành tinh.
Các cặp ly hợp và phanh cũng giống như phanh và côn như đã trình bày ở phần hộp số tự động kiểu hành tinh.
2.4.1.1.2. Hoạt Động Của Hộp Số:
Hình 2.4.2b: Cấu Tạo Của PuLy – Dây Đai
Các pu-li có thể thay đổi đường kính làm việc được . Mỗi pu-li được chế tạo bởi hai bề mặt côn quay vào nhau. Một dây đai chạy trong rãnh của hai mặt côn này. Dây đai chữ "V" thường được làm bằng cao su. Dây đai được gọi là chữ "V" do mặt cắt của nó có hình chữ V.
Khi hai mặt côn của pu-li cách xa nhau (khi đường kính làm việc giảm xuống), dây đai sẽ chạy ở vị trí thấp (đáy) của rãnh, và bán kính của vòng đai xung quanh pu-li trở nên nhỏ hơn. Khi hai mặt côn sát lại gần nhau (khi đường kính làm việc tăng lên), dây đai chạy ở vị trí cao của rãnh, bán kính của vòng đai quanh pu-li trở nên lớn hơn. CVT có thể dùng áp suất thủy lực, lực ly tâm hoặc lực của lò xo để tạo một lực cần thiết để điều chỉnh hai nửa của pu-li.
*
Tạo ra các "Số" :
Khoảng cách từ tâm của puli đến điểm tiếp xúc của dây đai trong rãnh được gọi là bán kính dốc (pitch radius). Khi hai mặt puli cách xa nhau, dây đai chạy xuống thấp và bán kính dốc giảm. Khi hai nửa puli lại gần nhau, dây đai chạy lên cao hơn và bán kính
dốc tăng. Tỷ số giữa bán kính dốc của puli chủ động và bán kính dốc của puli bị động tạo nên số.
Khi một puly tăng bán kính của nó, thì puli còn lại sẽ giảm bán kính để giữ cho đai bám chặt. Khi hai puli thay đổi bán kính tương xứng với nhau, nó tạo ra vô số tỷ số truyền - tất cả các mức giữa hai điểm thấp và cao. Ví dụ, khi bán kính dốc ở puli chủ động nhỏ và bán kính dốc ở puli bị động lớn, khi đó tốc độ quay của puli bị động giảm, tạo ra "số mạnh". Khi bán kính dốc ở puli chủ động lớn và bán kính dốc ở puli bị động nhỏ, lúc này tốc độ quay của puli bị động tăng lên tạo ra "số nhanh". Như vậy, về mặt lý thuyết, một CVT có vô số "số" mà nó có thể tạo ra bất cứ khi nào, ở bất cứ tốc độ nào của động cơ.
*
Các số cụ thể:
• Số P: mômen từ bộ biến mô truyền đến trục sơ cấp hộp số rồi đến bánh răng mặt trời đến bánh răng hành tinh cùng chuyển động với nhau.
• Số R: Mômen từ bộ biến mô truyền đến trục đến bánh răng mặt trời đến bánh răng hành tinh rồi đến bánh răng ăn khớp bánh răng bao rồi đến puly 1 rồi đến dây đai rồi tuyền đến pully 2 rồi đến bộ bánh răng cuối cùng rồi đến vi sai ra bánh xe.
• Số N: Mô men được truyền đến bộ biến mô đến trục rồi đến bánh răng mặt trời đến bánh răng hành tinh .
• Số D: Mô men được truyền đến bộ biến mô đến trục rồi đến bánh răng mặt trời rồi đến bánh răng hành tinh đến ly hợp rồi đến pully 1 rồi đến dây đai đến pully 2 đến ly hợp đến bộ truyền động cuối cùng rồi ra bộ vi sai đến bánh xe.
• Khi 2 pully mở rộng ra hay co lại đều được điều khiển bởi các pítông điều khiển áp suất dầu làm 2 nửa puly mở ra hoặc co lại làm căng dây đai hoặc trùng dây đai lại.
2.4.1.2.Hộp số vô cấp kiểu con lăn(Torodial CVT):
Hình2.4.3:Hộp số dạng con lăn của chiếc Nissan Extroid
Các đĩa và con lăn có vai trò như dây đai và puli trong hộp số vô cấp kiểu puli dây đai.vì thế mà hoạt động của nó cũng tưong tự như loại puli.
2.4.1.2.1 Cấu Tạo:
Hình 2.4.3:Sơ Đồ Cấu Tạo Cấu tạo của hộp số gồm 3 phần cơ bản:
Một đĩa chủ động sơ cấp có thể thay đổi được cấp độ. Một đĩa bị động thứ cấp.
2.4.1.2.2. Nguyên lý hoạt động :
Một cái đĩa nối với động cơ. Chi tiết này tương đương với bánh đai chủ động. Một cái đĩa khác nối với trục dẫn động. Chi tiết này tương đương với bánh đai
bị động.
Các con lăn, hoặc các bánh xe, nằm giữa các đĩa họat động như dây đai, truyền lực từ đĩa này sang đĩa kia.
Các bánh xe có thể xoay theo hai trục. Chúng quay quanh trục ngang và lên hoặc xuống quanh trục dọc, cho phép các bánh xe tiếp xúc vào các chỗ khác nhau trên đĩa. Khi các bánh xe này tiếp xúc gần tâm của đĩa chủ động, thì chúng sẽ phải tiếp xúc tại gần mép của đĩa bị động, kết quả là tốc độ giảm nhưng momen xoắn tăng (số thấp). Khi các bánh xe tiếp xúc với đĩa chủ động gần mép đĩa, chúng sẽ tiếp xúc với đĩa bị động tại tâm, kết quả là tốc độ tăng nhưng momen xoắn giảm (số cao). Góc nghiêng thay đổi đơn giản của các bánh xe tạo nên những thay đổi lớn đến tỷ số truyền, mang lại sự êm ái, tỷ số truyền gần như được thay đổi tức thời.
2.4.1.3. Hydrostatic CVT:
Cả hai loại CVT puli-dây đai và Toroidal là những ví dụ về hộp số vô cấp dựa trên cơ sở ma sát trượt làm việc bằng thay đổi bán kính của điểm liên kết giữa hai vật quay. Có một loại nữa được gọi là hộp số vô cấp thủy tĩnh (hydrostatic CVT). Chúng sử dụng bơm để thay đổi lưu lượng chất lỏng chảy qua motor thủy tĩnh. Loại hộp số này, động cơ làm quay trục máy bơm để bơm chất lỏng ở bên nhánh chủ động. Ở bên nhánh bị động, dòng chất lỏng chuyển động qua mô tơ thủy tĩnh biến thành chuyển động quay của trục động cơ.
Thông thường, hộp số thủy tĩnh kết hợp cùng với bộ bánh răng hành tinh và ly hợp để tạo thành hệ thống hybrid được gọi là hộp số cơ khí thủy lực. Hộp số cơ khí thủy lực chuyển công suất từ động cơ đến các bánh xe thông qua ba chế độ khác nhau. Tại tốc độ thấp, công suất được truyền bằng thủy lực, ở tốc độ cao nó được truyền bằng cơ khí. Ở khoảng giá trị trung bình sử dụng cả hai cơ cấu thủy lực và cơ khí để truyền công suất. Hộp số cơ khí thủy lực là ý tưởng phù hợp cho các ứng dụng tải trọng nặng như các máy nông nghiệp và xe địa hình.
2.4.2.Hệ Thống Điều Khiển Điện:
Hình2.4.4:Sơ Đồ Hệ Thống Điều Khiển Điện
1 – cảm biến tốc độ pully ban đầu, 2- cảm biến tốc độ đầu ra hộp số.3- cảm biến áp suất ban đầu , 4- cảm biến áp suất đầu ra.5- công tắc dừng,6- cảm biến trạng thái tay ga.7-công tắc nguồn,8- ECU.9- Động cơ, 10- các bộ phận van, 11- tín hiệu cảm biến van.12- cảm biến thay đổi áp suất, 13- van điều khiển áp suất côn,14- van điều khiển