ML H= MMS Do vậy, lực nén tổng hợp P s ẽ l à:
III.4 Hộp số điều khiển tự động
Từ năm 1975, ở Liên Xơ và một số nước phát triển, đã nghiên cứu và phát triển hộp
số tự động. Đến năm 1977, Toyota chế tạo và lắp hộp số tự động A40D cho ơtơ du lịch
Crown. Từ đĩ về sau, hộp số tự động ngày càng được sử dụng cho con và ơtơ hai cầu
chủ động (4WD) do cĩ nhiều ưu điểm so với hộp số điều khiển bằng tay(quen gọi là hộp
số sàn).
Hộp số tự động cĩ thể chia làm hai loại, chỉ cơ bản khác nhau về cách điều khiển
chuyển số và khĩa biến mơ.
- Loại thứ nhất, điều khiển hoàn tồn bằng thủy lực (ĐKTL, tiếng Anh: AT)
- Loại thứ hai, điều khiển bằng điện tử thơng qua bộ điều khiển điện tử (ĐKĐT,
tiếng Anh: ECT). Loại này cịn bao gồm cả chức năng chẩnđốn và dự phịng hư hỏng.
Hộp số tự động:AT: điều khiển hoàn tồn bằng thủy lực.
ECT:điều khiển chuyển số và thời điểm khĩa
- Chẩn đốn và dự phịng, - Các chức năng khác
a. Những ưu điểm của hộp số tự động
So với hộp số thường, hộp số tự động cĩ những ưu điểm sau đây:
- Giảm mệt mỏi cho người lái vì khơng phải sử dụng ly hợp;
- Chuyển số tự động,êm dịu, thích ứng với tình trạng mặt đường;
-Tránh cho động cơ và hệ thống truyền lực khơng bị quá tải.
- Những năm gần đây, hộp số tự động 3 và 4 cấp được thay băng hộp số tự động 5
hoặc 6 cấp. Ngoài ra cịn cĩ loại hộp số vơ cấp (CVT), mới được thương mại hĩa rộng
rãi. Một trong những thành tựu mới nhất là hộp số bán tự động (DSG) của Volkswagen.
Mỗi hãng cĩ các quan điểm khác nhau về hộp số tự động , Mercedes sử dụng loại 7 cấp
cho hầu hết các sản phẩm của mình, Lexus thì sử dụng loại 8 cấp, hộp số nhiều cấp nhất
hiện nay trên thế giới cho mẫu hạng sang LS – series. GM và Ford từng sử dụng hệ dẫn độnghộp số vơ cấp nhưng giờ đây lại tập trung vào loại 6 cấp.
- Tại sao lại cần nhiều cấp như vậy? Với hộp số càng nhiều cấp, khoảng tỉ số truyền
càng nới rộng, ở số truyền thấp, tỉ số truyền thấp khiến xe tận dụng được mơ men xoắn
từ động cơ. Nhờ đĩ tăng tốc tốt hơn mà khơng cần nhấn nhiều chân ga. Do việc tăng tốc
dễ nên động cơ khơng cần tăng tốc quá nhiều, giúp cải thiện mức tiêu hao nhiên liệu.
Những xe cĩ động cơ cơng suất nhỏ thậm chí cĩ tính năng khơng thua kém xe cở lớn nếu
sử dụnghộp sốcĩ nhiều cấp hơn. Ford tuyên bố,hộp số của mình cĩ khả năng tiết kiệm
nhiên liệu từ 4-6% so vớikiểu 4 hoặc 5 cấp thơng thường. Ngoài ra vớihộp số cĩ nhiều
cấp, tỷ số truyền ở số cao cao hơn nên đặc biệt hữu ích khi đi trên đường trường. Ở
tiết kiệm nhiên liệu. Ngồi ra, việc phân chia nhiều cấp khiến điều khiển nhẹ nhàng êm
ái hơn, động cơ khơng bị chuyển trạng thái đột ngột, giúp tối ưu hĩa quá trình hoạt động
và tiêu tốn ít nhiên liệu hơn.
Bên cạnh hộp số AT, cịn cĩ hộp số vơ cấp, đĩ là hộp số vơ cấp, đúng như tên gọi,
là kiểu hộp số sử dụng các puly và dây đai để truyền động. Ở đây độ rộng của puly cĩ
thể thay đổi, cho phép dây đai (curoa) cĩ thể ở vị trí cao hay thấp, việc thay đổi này cho
phép thay đổi tỷ số truyền.
Hộp số vơ cấp cĩ vẻ đơn giản nhưng cơng nghệ chế tạo lại hết sức phức tạp. Các
chi tiết kim loại phải được thiết kế và chế tạo hết sức chính xác trong khi hệ thống điều
khiển phải đảm bảo hộp số tương thích với tính năng của động cơ.
Với nhiều kiểu đang cĩ mặt, vậy đâu là tương lai của hộp số?
Nhiều chuyên gia cho rằng với kiểu hộp số tay điều khiển bằng máy tính sẽ thống
trị ngành cơng nghiệp ơtơ trong tương lai. Cơng nghệ này đang được Volkswagen thương mại hĩa dưới tên gọi hộp số bán tự động, hộp số này cĩ 2 ly hợp nên cịn gọi là hộp số ly hợpkép. Khi nhấn ga, máy tính sẽ gài ly hợp thứ nhất, ơtơ chuyển động. Khi
sang số II, ly hợp thứ nhất nhả và ly hợp thứ 2 được kích hoạt. Để chuyển sang số III,
máy tính lại nhả lyhợp thứ 2 và gài ly hợp thứ nhất và đưa từ số I lên số III. Việc chuyển
sang số IV lại được ly hợp thứ hai đảm nhiệm. Ở ly hợp kép, một ly hợp đảm nhiệm việc
sang các số lẻ (I, III, V) ly hợp cịn lại đảm nhiệm việc sang các chẵn (II, IV và VI). Ưu điểm của phương pháp này là động cơ luơn luơn được nối liền với hộp số, khơng ngắt
quảng khi người lái đạp ly hợp như việc sử dụng hộp số điều khiển bằng tay bình
thường. Hộp số ly hợp kép cịn được gọi là hộp số bán tự động (HSBTĐ), đang ngày càng phổ biến, hãng Porsche đang sử dụng trên các mác ơtơ đua, Audi và Volkswagen
thì đối phĩ với việc Ford đang tận dụng cơng nghệ này. Hãng Ford đã tung ra hộp số Powershift, được cho là tiết kiệm nhiên liệu đến 10% so với kiểu hộp số thơng thường.
Hình III.18. Hộp số tự động trên Ơtơ
b. Phân loại
Hộp số điều khiểntự động cĩ thể chia ra làm hai loại:
b.1. Nếu Hộp số điều khiển tự động phân theo cầu chủ động, thì:
- Các hộp số sử dụng trên sử dụng trên ơtơ cĩ động cơ đặt phía trước và cầu chủ động là phía trước;
- Các hộp số sử dụng trên sử dụng trên ơtơ cĩ động cơ đặt phía trước và cầu chủ động là phía sau.
Hình III.18.
b.2. Nếuhộp số điều khiển tự động phân theo cách đặt vi sai, thì:
- Bộ truyền động cuối cùng (vi sai) lắp ở bên ngồi hộp số thì gọi là hộp số điều
khiển tự động “khơng cĩ vi sai”;
- Bộ truyền động cuối cùng (vi sai) lắp ở bên trong hộp số thì gọi là hộp số điều
khiển tự động “cĩ vi sai”.
b.3.Phân theo cách điều khiển số, thì: -Điều khiển hoàn tồn bằng thủy lực;
- Điều khiển hoàn tồn bằng điện tử, loại này bao gồm cả chức năng chẩn đốn và dự phịng hư hỏng.
III.4.2. Kết cấu của hộp số tự động
Cụmhộp số tự độnglà một cụm cĩ chung một vỏ, được lắp liền sau động cơ. Ở hệ
thống truyền lực AT, thường gặp tổ hợp: Biến mơ thủy lực là bộ truyền vơ cấp, hộp số
hành tinh là bộ truyền cĩ cấp, hệ thống điều khiển thủy lực điện từ phức tạp làm việc với
Trong hộp số tự động chỉ cĩ cần chọn số khơng cĩ cần chuyển số. Cần chọn số
nhằm xác định giới hạn khả năng tự động điều khiển của quá trình chuyến số trong một
khoảng nhất định.
Hình III.18. Cấu trúc chung của hộp số tự động
III.4.2.1. Biến mơmen thủy lực (BM)
Biến mơ thủy lực được lắp ngay ở đầu vào của hộp số tự động, bắt bằng bulơng vào mặt bích của đuơi trục khuỷu động cơ. Trong trường hợp này, biến mơ đĩng vai trị của
bánh đà nên động cơ khơng cĩ bánh đà thơng thường nữa, thay bằng mộtvỏ biến mơdẫn động mỏng cĩ vành răng ngồi để khởi động (Hình III.19)
a. Chức năng củabiến mơthủy lực
- Đĩng vai trị của ly hợp thủy lực, để truyền và khuyếch đại mơmen do động cơ
sinh ra và truyền đến hộp số;
- Hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực;
- Thay thế chức năng của bánh đà;
- Dẫn động bơm dầu của hệ thống truyền lực.
b. Kết cấu
Biến mơ là bộ truyền thủy lực vơ cấp, bao gồm các bánh: bơm (B),được dẫn động
từ trục khuỷu, rơto của tua bin (T) được nối với trục sơ cấp hộp số, bộ cánh dẫn hướng
(D) nối với vỏ hộp số thơng qua khớp một chiều, cho phép quay một chiều cịn một
chiềukhơng cho phép quay. (xem hình 3.2B-4).
Các bánh này (B,T,D) được lắp đồng tâm trên cùng một đường tâm trục bằng các
dạng trục lồng. Các trục được lắp ghép chính xác trên vỏ nhờ các ổ lăn, khe hở giữa các
bềmặt các bánh rất nhỏ và phụ thuộc vào độ rơ của các ổ lăn. Khi các ổ lăn bị mịn, khe hở này cĩ thể thay đổi, và cĩ thể xãy ra va chạm giữa các bánh hay làm tăng độ trượt và giảm khả năng chịu lực, tăng nhiệt độ dầu.
Việc truyền năng lượng từ bánh bơm (B) sang bánh tua bin (T)được thực hiện bởi
chất lỏng cĩ áp suất cao. Do vậy, các phớt chắn dầu phải kín khít, bơm phải tạo đủ áp
suất vàlưu lượng phảibảo đảm cho khả năng truyền lực của biến mơ
Hình III.19. Biến mơ thủy lực
Hình III.19.Sơ đồ biến mơthủy lực và cấu tạo biến mơcĩ khĩa LOCK-UP
Hình III.20.Đặc tính của biến mơ.