Đang tải... (xem toàn văn)
cấu tạo, hoạt động hộp số tự động
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG I. Giới thiệu về hộp số tự động: 1. Sơ lược về hộp số tự động: Đối với xe sử dụng hộp số thường, cần sang số được sử dụng để chuyển số khi đạp chân ga nhằm mục đích tăng tốc độ xe. Khi lái xe lên dốc hay khi động cơ không đủ lực để leo dốc tại số đang chạy, hộp số được chuyển về số thấp. Vì lý do trên nên điều kiện cần thiết đối với lái xe là phải thường xuyên nhận biết tải động cơ và tốc độ xe để chuyển số một cách phù hợp. Ở hộp số tự động, lái xe không cần phải chuyển số mà việc chuyển lên hay xuống đến số thích hợp nhất được thực hiện một cách tự động tại thời điểm thích hợp nhất theo tải động cơ và tốc độ xe. Việc điều khiển xe đối với xe có hộp số tự động đã được đơn giản hóa, người lái xe không còn phải thường xuyên đạp ly hợp và chuyển cần sang số như ở hộp số thường vì xe sử dụng hộp số tự động không có bàn đạp ly hợp nhờ việc dùng biến mô thủy lực. Theo cách điều khiển có thể chia hộp số tự động thành hai loại, chúng khác nhau về hệ thống sử dụng để điều khiển chuyển số và thời điểm khóa biến mô. Một loại là điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực, loại kia là loại điều khiển điện tử (ECT), nó cũng sử dụng số liệu trong ECU để điều khiển nhưng có thêm chức năng chẩn đoán và dự phòng. Hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực hoạt động bởi sự biến đổi một cách cơ khí tốc độ của xe thành áp suất ly tâm và độ mở bướm ga thành áp suất bướm ga rồi dùng các áp suất thủy lực này để điều khiển hoạt động của các ly hợp và phanh trong cụm bánh răng hành tinh, do đó điều khiển thời điểm lên xuống số. Nó được gọi là phương pháp điều khiển thủy lực. Mặt khác, đối với hộp số điều khiển điện tử ECT, các cảm biến phát hiện tốc độ xe và độ mở bướm ga biến chúng thành tín hiệu điện và gửi về bộ điều khiển điện tử (ECU). ECU sau đó điều khiển hoạt động các ly hợp, phanh trên cơ sở những tín hiệu này. Vì vậy điều khiển thời điểm chuyển số. 2. Chức năng của hộp số tự động: Về cơ bản, hộp số tự động có chức năng như một hộp số thường. Tuy nhiên, hộp số tự động cho phép đơn giản hóa việc điều khiển hộp số, quá trình chuyển số êm dịu, không cần ngắt đường truyền công suất từ động cơ xuống khi sang số. Hộp số tự động tự chọn tỉ số truyền phù hợp với điều kiện hoạt động của ôtô, do đó tạo điều kiện sử dụng gần như tối ưu công suất động cơ. Hộp số tự động có những chức năng cơ bản sau: - Tạo ra các cấp tỉ số truyền phù hợp nhằm thay đổi mômen xoắn từ động cơ đến các bánh xe chủ động phù hợp với mômen cản luôn thay đổi và nhằm tận dụng tối đa công suất của động cơ. - Giúp cho xe thay đổi chiều chuyển động. - Đảm bảo cho xe dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc tách ly hợp. Ngoài ra, ở hộp số tự động điều khiển điện tử (ECT) còn có các chức năng an toàn. Nếu có hư hỏng xảy ra trong hệ thống khi đang lái xe ECT sẽ hoạt động ở chế độ dự phòng, cho phép xe tiếp tục hoạt động ở chế độ đã được định trước. 3. Lịch sử phát triển của hộp số tự động: Ngay từ những năm 1900, ý tưởng về một loại hộp số tự động chuyển số đã được các kĩ sư hàng hải của Đức nghiên cứu chế tạo. Sau mấy thập kỉ nghiên cứu và thử nghiệm, đến năm 1938, hộp số tự động đầu tiên ra đời khi hãng GM giới thiệu chiếc Oldsmobile được trang bị hộp số tự động. Việc điều khiển ôtô được đơn giản hóa bởi vì không còn bàn đạp ly hợp. Tuy nhiên, hộp số thường vẫn được sử dụng phổ biến nhờ kết cấu đơn giản, dễ sửa chữa và giá thành thấp. Đến những năm 70, hộp số tự động đã thực sự hồi sinh khi hàng loạt các hãng ôtô cho ra các loại xe mới với hộp số tự động đi kèm. Từ đó đến nay hộp số tự động đã phát triển không ngừng và dần thay thế cho hộp số thường. Khi mới ra đời, hộp số tự động là loại có cấp được điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực. Để chính xác hóa thời điểm chuyển số và để tăng cường tính an toàn trong sử dụng các nhà sản xuất ôtô đã cho ra đời hộp số tự động có cấp điều khiển bằng điện tử (ECT). Vẫn chưa hài lòng với các cấp tỉ số truyền của ECT, các nhà sản xuất ôtô đã nghiên cứu – chế tạo thành công một loại hộp số tự động có vô số cấp tỉ số truyền (hộp số vô cấp) vào những năm cuối của thế kỉ XX. Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu sử dụng của khách hàng và để tăng tính an toàn trong quá trình sử dụng, các nhà chế tạo đã cho ra đời loại hộp số điều khiển điện tử có thêm chức năng sang số bằng cần sang số như là ở hộp số thường. Ngày nay, hộp số tự động đã được sử dụng khá phổ biến trên các loại xe du lịch, thậm chí trên xe 4WD và xe tải nhỏ. Ở nước ta, hộp số tự động đã xuất hiện từ những năm 1990 trên các xe nhập về từ Mỹ và Châu Âu. Tuy nhiên, do khả năng công nghệ của nước ta lúc đó còn hạn chế, việc sửa chữa – bảo dưỡng rất khó khăn cùng với việc người lái xe chưa thấy được ưu điểm của hộp số tự động nên ít trang bị hộp số tự động trên xe. Hiện nay, cùng với những tiến bộ của khoa học kĩ thuật, công nghệ chế tạo hộp số cũng được hoàn chỉnh. Hộp số tự động đã khẳng định được khả năng ưu việt của nó so với hộp số thường và ngày càng được người lái xe ưa chuộng. HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 4 TỐC ĐỘ VỚI LY HỢP KHÓA II. Ưu điểm của hộp số tự động: So với hộp số thường, hộp số tự động có các ưu điểm sau: - Nó làm giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thường xuyên phải chuyển số. - Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái xe do vậy giảm bớt cho lái xe sự cần thiết phải thành thạo các kỹ thuật lái xe khó khăn và phức tạp như vận hành ly hợp. - Nó tránh cho động cơ và dòng dẫn động khỏi bị quá tải, do nó nối chúng bằng thủy lực (qua biến mô) tốt hơn so với bằng cơ khí. - Hấp thu va đập trên hệ thống truyền lực nhờ chứa dầu bên trong. Tuy nhiên, hộp số tự động có giá thành cao, khó bảo dưỡng - sửa chữa hơn hộp số thường. III. Phân loại hộp số tự động: Hiện nay, sử dụng trên xe có hai loại hộp số tự động: - Hộp số tự động có cấp. - Hộp số tự động vô cấp. Hộp số tự động vô cấp ít được sử dụng hơn do công nghệ chế tạo phức tạp, giá thành cao. Theo cách bố trí trên xe hộp số tự động được chia làm loại: - Hộp số sử dụng trên xe FF ( động cơ đặt trước – cầu trước chủ động): loại này bao gồm cả bộ truyền lực cuối cùng (vi sai) ở trong hộp số. Hình 1.2: Hộp số trên xe FF - Hộp số sử dụng trên xe FR ( động cơ đặt trước – cầu sau chủ động) : loại này có bộ truyền lực cuối cùng ở ngoài hộp số. Hình 1.3: Hộp số trên xe FR Theo cách điều khiển, hộp số tự động chia thành 2 loại: - Loại điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực. - Loại điều khiển điện tử. IV. Các chế độ lái xe với hộp số tự động và phạm vi sử dụng: Hiện nay có nhiều loại hộp số tự động khác nhau, chúng được cấu tạo theo một vài cách khác nhau. Do đó, mỗi loại có các vị trí chuyển số không hoàn toàn giống nhau, phổ biến nhất là loại có 6 vị trí chuyển số: P-R-N-D-2-L sử dụng 2 bộ truyền bánh răng hành tinh để tạo ra 4 cấp số tiến ( bao gồm 1 số O/D) và 1 cấp số lùi. Hình 1.4: Một số cần chọn chế độ lái xe của hộp số tự động P: Đỗ xe R: Số lùi N: Số trung gian (số 0) D 4 , D, D: Xe hoạt động đủ hết các cấp số (gồm cả O/D) S: Xe hoạt động đủ hết các cấp số (trừ số O/D) 3: Xe hoạt động ở số 1, 2 và 3 2: Xe chỉ hoạt động ở số 1 và 2 L: Xe chỉ hoạt động ở số 1 Để tăng tính an toàn trong quá trình sử dụng, ở hộp số tự động còn có một cơ cấu ở cần chuyển số. Cơ cấu này chỉ cho phép dịch chuyển cần chuyển số khi kéo, đẩy hay ấn nút trên cần chọn số hoặc đạp phanh. FORD MITSUBISHI Hình1.5: Cần chọn số Kí hiệu: * MITSUBISHI: : Phải nhấn vào nút trên cần chuyển số khi chuyển sang số khác. : Không cần nhấn vào nút trên cần chuyển số khi chuyển sang số khác. * FORD: : Cần chuyển số có thể dịch chuyển trực tiếp theo hướng mũi tên. : Kéo cần chuyển số trước khi chuyển sang vị trí khác. : Đạp phanh và kéo cần chuyển số trước khi chuyển sang vị trí khác. Khi điều khiển xe trên các loại đường khác nhau cần phải chọn dãy hoạt động của hộp số một cách hợp lý nhằm tận dụng tối đa công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giúp xe vượt qua các loại địa hình khác nhau. Dưới đây là bảng giới thiệu chức năng và hướng dẫn sử dụng các vị trí của cần chọn chế độ lái xe: - Chức năng các vị trí trên cần số: Vị trí Tay số Khởi động động cơ Cơ cấu khóa trục thứ cấp Chức năng P Được Có Xe đứng yên, dùng để đỗ xe R Không Không Xe chạy lùi N Được Không Xe đứng yên D Không Không Tự động chuyển số giữa các dãy số 1,2,3,4 – khi công tắc O/D: ON Tự động chuyển số giữa các dải số 1,2,3 – khi công tắc O/D: OFF Không có tác dụng phanh động cơ ở dãy số 1 2 Không Không Tự động chuyển số giữa dãy số 1 và 2 Xuống số khi tốc độ của xe thấp hơn tốc độ định sẵn Không có tác dụng phanh động cơ ở dãy số 1 L Không Không Chỉ chạy ở số 1 Xuống số khi tốc độ của xe thấp hơn tốc độ định sẵn Có tác dụng phanh bằng động cơ - Hướng dẫn cách sử dụng các vị trí của cần chọn số: V. Cấu tạo chung của hộp số tự động: Hiện nay, hộp sô tự động trên xe có 3 cụm bộ phận chính: - Bộ biến mô. - Bộ truyền động bánh răng hành tinh. - Bộ điều khiển thủy lực (đối với hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực) hoặc bộ điều khiển điện tử kết hợp thủy lực (đối với hộp số điều khiển bằng điện tử). Ngoài ra, trên hộp số tự động còn có các cơ cấu và các hệ thống điều khiển khác như: cơ cấu chuyển số cơ khí, hệ thống làm mát dầu hộp số, hệ thống khóa cần số (shift-lock system), hệ thống khóa công tắc máy (key interlock system)… Loại điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực Loại điều khiển điện tử kết hợp thủy lực Hình1.6: Cấu tạo chung hộp số tự độngCHƯƠNG II: BỘ BIẾN MÔ I. Các bộ phận chính và chức năng: Hình 2.1 : Biến mô thủy lực Biến mô thủy lực được lắp ở đầu vào của trục sơ cấp của hộp số và được bắt bằng bulông vào trục sau của trục khuỷu thông qua tấm dẫn động. Biến mô được cấp đầy bằng dầu hộp số tự động, nó làm tăng mômen do động cơ tạo ra và truyền mômen này đến hộp số hoặc là đóng vai trò như một khớp nối thủy lực truyền mômen đến hộp số. Trên xe có lắp hộp số tự động, bộ biến mô cũng có tác dụng như bánh đà của động cơ. Do không cần có một bánh đà nặng như vậy trên xe có hộp số thường nên xe có hộp số tự động sử dụng tấm dẫn động có vành bên ngoài dạng vành răng dùng cho việc khởi động động cơ bằng môtơ khởi động. Khi tấm dẫn động quay với tốc độ cao cùng với biến mô thủy lực, trọng lượng của nó sẽ tạo nên sự cân bằng tốt nhằm ngăn chặn rung động khi quay với tốc độ cao. Chức năng của biến mô thủy lực: - Làm tăng mômen xoắn do động cơ tạo ra. - Đóng vai trò như một ly hợp thủy lực truyền (hay không truyền) mômen xoắn của động cơ đến hộp số. - Hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực. - Có tác dụng như một bánh đà để làm cân bằng chuyển động quay của động cơ. - Dẫn động bơm dầu của hệ thống điều khiển thủy lực. II. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động: 1. Cấu tạo: Bộ biến mô bao gồm các bộ phận sau: cánh bơm, cánh tuabin, stator, khớp một chiều và bộ khóa biến mô. Hình 2.2: Cấu tạo bộ biến mô a. Cánh bơm: Cánh bơm gắn liền với vỏ biến mô và được dẫn động bằng trục khuỷu động cơ thông qua tấm dẫn động, vì vậy cánh bơm luôn quay cùng với trục khuỷu. Cánh bơm được cấu tạo bởi nhiều cánh có dạng cong và được lắp theo hướng kính ở bên trong vỏ biến mô. Có một vòng dẫn hướng được lắp trên cạnh trong của cánh bơm để dẫn hướng cho dòng dầu chảy trong đó được êm. Trục của cánh bơm dẫn động bơm dầu. Hình 2.3:Caáu taïo caùnh bôm
