34. Đồ án Tốt nghiệp Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
--------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

KHẢO SÁT HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
F4A4B TRÊN XE MITSUBISHI GRANDIS


Đà Nẵng - 2010
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG
--------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

KHẢO SÁT HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
F4A4B TRÊN XE MITSUBISHI GRANDIS

Sinh viên thực hiện:

Dương Phước Thảo

Lớp:

04C4B

Giáo viên hướng dẫn :

Th.S Nguyễn Văn Đông

Giáo viên duyệt

KS. Phạm Quốc Thái

:

2


Đà Nẵng - 2009

3


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA: CƠ KHÍ GIAO THƠNG
BỘ MƠN: Ơ TƠ VÀ MÁY CƠNG TRÌNH

NHIỆM VỤ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên:

Dương Phước Thảo

Lớp:
Ngành:
Cán bộ hướng dẫn:

04C4B, Khố 2004
Cơ khí động lực.
ThS. Nguyễn Văn Đông.

1. TÊN ĐỀ TÀI:
Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
2. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU.
3. NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TỐN :
1.TỔNG QUAN
1.1.Mục đích, ý nghĩa của đề tài.
1.2 Giới thiệu chung về xe MITSUBISHI GRANDIS.
1.2.1.Sơ đồ tổng thể và các thông số của xe.
1.2.2.Trang thiết bị trên xe .
2. KHẢO SÁT CHUNG VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG :
2.1. Lịch sử của hộp số tự động.
2.2. Phân loại hộp số tự động.
2.3. Các ưu điểm của Hộp Số Tự Động
2.4. Nguyên lý làm việc chung của hộp số tự động
2.5. Biến mô thủy lực
2.6. Cơ cấu hành tinh .
2.7. Hệ thống điều khiển thủy lực – điện từ của HSTĐ

4


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
3. KHẢO SÁT HỘP SỐ TỰ ĐỘNG F4A4B TRÊN XE MITUBISHI GRANDIS.
3.1. Giới thiệu chung về hộp số tự động F4A4B.
3.2. Các cụm chi tiết chính trong hộp số tự động F4A4B.
3.3. Các tay số trong hộp số tự động F4A4B .
3.4 Cơ cấu truyền lực.
3.5. Sơ đồ mạch thủy lực ứng với các chế độ làm việc trong hộp số F4A4B.
3.6. Hệ thống điều khiển điện từ F4A4B
4. TÍNH TỐN KIỂM TRA.
4.1. Tính tỷ số truyền hộp số tự động.
4.2. Tính kiểm tra một bộ ly hợp UD của hộp số tư động F4A4B.
5. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ KIỂM TRA BẢO DƯỠNG .
6. PHẦN BẢN VẼ.
1. Kết cấu tổng thể hộp số tự động F4A4B.
2. Kết cấu biến mô thủy lực trong hộp số tự động F4A4B.
3. Sơ đồ nguyên ly hộp số tự động F4A4B.
4. Mạch thủy lực ở các tay số (6 bảng).
5. Sơ đồ nguyên lý chung phần điều khiển hộp số.
7. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
18/2/2009.
8. NGÀY HỒN THÀNH NHIỆM VỤ: 29/5/2009.
Thơng qua bộ mơn
Thơng qua cán bộ hướng dẫn
Ngày… tháng…năm 2008
Ngày… tháng…năm 2008
TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Kết quả
đánh giá:
Th.S Lê Văn Tụy

Sinh viên đã hoàn thành và nộp
toàn bộ bản báo cáo cho bộ môn
Ngày…tháng…năm 2008

Th.S Nguyễn Văn Đông

Ngày…… Tháng…… năm 2007
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

5


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
LỜI NÓI ĐẦU
Trong xu thế hội nhập hiện nay, nền cơng nghiệp Việt Nam đang đứng trước
nhiều khó khăn, thử thách và cả những cơ hội đầy tiềm năng. Ngành ô tô Việt Nam
cũng không ngoại lệ. Khi thế giới bắt đầu sản xuất ô tô chúng ta chỉ được nhìn thấy
chúng trong tranh ảnh, hiện nay khi cơng nghệ về sản xuất ô tô của thế giới đã lên
tới đỉnh cao chúng ta mới bắt đầu sửa chữa và lắp ráp. Bên cạnh đó thị trường ơ tơ
Việt Nam là một thị trường đầy tiềm năng theo như nhận định của nhiều hãng sản
xuất ô tô trên thế giới nhưng hiện nay chúng ta mới chỉ khai thác được ở mức độ
buôn bán, lắp ráp và sửa chữa. Mức thuế 200% đối với xe nhập khẩu vẫn không
ngăn được người dân Việt Nam mua những chiếc xe trị giá cả vài trăm nghìn đến
hàng triệu đơ la, vì đây là một nhu cầu thiết yếu mà số ngoại tệ này là không nhỏ
đối với Việt Nam chúng ta nhất là trong thời kỳ phát triển đất nước như hiện nay.

Với sự phát triển mạnh mẽ của tin học trong vai trị dẫn đường, q trình tự
động hóa đã đi sâu vào các ngành sản xuất và các sản phẩm của chúng, một trong số
đó là ơ tơ, khơng chỉ làm cho người sử dụng cảm thấy thoải mái, gần gũi với chiếc
xe của mình, thể hiện phong cách của người sở hữu chúng. Mà sự tự động hóa cịn
nâng cao hệ số an toàn trong sử dụng. Đây là lý do tại sao các hệ thống tự động luôn
được trang bị cho dòng xe cao cấp và dần áp dụng cho các loại xe thơng dụng. Vì
vậy với đề tài chọn là nghiên cứu, khảo sát hộp số tự động em rất mong với đề tài
này em sẽ củng cố tốt hơn kiến thức đã được truyền thụ để khi ra trường em có thể
tham gia vào ngành ơ tơ của Việt Nam để góp phần vào sự phát triển chung của
ngành.
Em xin được gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn Nguyễn Văn Đông
đã chỉ bảo em tận tình, giúp em vượt qua những khó khăn vướng mắc trong khi
hồn thành đồ án của mình. Bên cạnh đó là thầy Phạm Quốc Thái và các thầy
trong khoa đã tạo mọi điều kiện để em hoàn thành thật tốt đồ án tốt nghiệp này.
Đà Nẵng ngày 28 tháng 05 năm 2009

Sinh viên thực hiện: Dương Phước Thảo

LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................1
6


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
MỤC LỤC...................................................................................................................2
1. Tổng quan ..............................................................................................................9
1.1. Mục đích ý nghĩa đề tài................................................................................9
1.2. Giới thiệu chung về xe MITUBISHI GRANDIS...........................................9
1.2.1 Sơ đồ tổng thể và các thông số của xe...................................................9
1.2.2.Trang thiết bị trên xe ...........................................................................11
2. Khảo sát chung về hộp số tự đông :......................................................................13

2.1. Lịch sử của hộp số tự động........................................................................13
2.2. Phân loại hộp số tự động...........................................................................14
2.3. Các ưu điểm của Hộp Số Tự Động............................................................15
2.3.1. Vì sao phải sử dụng hộp số tự động....................................................15
2.3.2. Các ưu điểm của Hộp Số Tự Động....................................................15
2.4. Nguyên lý làm việc chung của hộp số tự động...........................................15
2.5. Biến mô thủy lực (BMM)........................................................................16
2.5.1 . Cấu tạo biến mômen thủy lực ............................................................16
2.5.1.1. Cấu tạo :.......................................................................................16
2.5.2.2. Sơ đồ nguyên lý của biến mô .......................................................17
2.5.2 . Nguyên lý làm việc của biến mơmen .................................................18
2.5.3 Đặc tính của BMM...............................................................................19
2.5.3.1. Hệ số mơ men...............................................................................19
2.5.3.2. Hệ số biến mô men.......................................................................19
2.5.3.3. Tỷ số truyền động học..................................................................19
2.5.3.4. Hiệu suất......................................................................................19
2.5.4. Đặc điểm làm việc của BMM..............................................................21
2.5.4.1. BMM khác với ly hợp thủy lực bởi:.............................................21
2.5.4.2.Để đảm bảo khả năng truyền lực có hiệu quả nhất thì : ..............21
2.5.4.3. Khi nT = nB :...............................................................................22
2.5.4.4. Trên một số loại ôtô có hai bánh D . ..........................................22
2.5.4.5. Trong BMM sự chuyển năng lượng xảy ra khi :..........................22
2.5.5. Ly hợp khóa trong BMM (khóa LOCK-UP).......................................22
2.5.6- Khớp một chiều: ................................................................................25
2.6. Cơ cấu hành tinh .......................................................................................25
2.6.1. Các khái niệm cơ bản..........................................................................25
2.6.2. Phân loại............................................................................................27
2.6.2.1. Phân loại theo số bậc tự do..........................................................27
2.6.2.2. Phân loại theo đặc tính ăn khớp..................................................27
2.6.2.3. Phân loại theo kết cấu..................................................................28

2.6.3. Động học và động lực học bộ truyền hành tinh một dãy....................29
2.6.3.1. Động học......................................................................................29
2.6.3.2.Động lực học.................................................................................32
2.6.4. Tải trọng tác dụng lên các cơ cấu khố (điều khiển)..........................33
2.6.4.1. Mơmen khố................................................................................33
2.6.4.2. Khố bằng ly hợp khố...............................................................34
2.6.4.3. Điều kiện cơng nghệ của bánh răng trong CCHT.......................35
2.6.5. Các cơ cấu hành tinh thường gặp trên ôtô.........................................37
2.6.5.1. Cơ cấu hành tinh kiểu Wilson......................................................37
7


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
a.1. Sơ đồ cấu tạo..........................................................................................37
2.6.5.2 CCHT kiểu Simpson......................................................................41
2.6.5.3. CCHT kiểu Ravigneaux................................................................42
2.7. Hệ thống điều khiển thủy lực – điện từ của HSTĐ.............................44
2.7.1. Hệ thống điều khiển thủy lực .............................................................44
2.7.1.1. Nguồn cung cấp năng lượng........................................................45
2.7.1.2 Bộ chuyển đổi và truyền tín hiệu chuyển số.................................47
2.7.1.3. Bộ van thủy lực chuyển số............................................................49
2.7.1.4. Bộ tích năng giảm chấn ..............................................................51
2.7.2. Hệ thống điều khiển điện từ của hộp số tự động EAT........................52
2.7.2.1.Các cảm biến tín hiệu đầu vào......................................................53
2.7.2.2. Bộ chuyển đổi tín hiệu và các dạnh tín hiệu điều khiển...............55
2.7.2.3. Microcomputer.............................................................................56
2.7.2.4. Cơ cấu thừa hành : van điều khiển điện từ..................................58
2.7.2.5. Tự chẩn đoán..............................................................................59
2.7.2.6. Mối liên quan của EAT và động cơ..........................................60
2.7.2.7. Cơ cấu điều khiển ở khu vực cạnh người lái ...............................62

3. Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS....................65
3.1. Giới thiệu hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS..........65
3.1.1.Giới thiệu về hộ số tự đông F4A4B......................................................65
3.1.2 Dầu ATF được sử dụng trong hộp số...................................................65
3.1.2.1. Vai trò của ATF............................................................................65
3.1.2.2. Các yêu cầu đối với ATF..............................................................65
3.1.2.3. Yêu cầu đối với người sử dụng hộp số ........................................65
3.2. Các cụm chi tiết chính trong hộp số tự động F4A4B.................................66
3.2.1. Biến mô thủy lực..................................................................................66
3.2.1.1. Khái quát:....................................................................................66
3.2.1.2. Sự khác biệt giữa bộ biến mô và ly hợp thủy lực.........................71
3.2.1.3. Tác dụng của bánh phản ứng.......................................................72
3.2.1.4. Đặc tính của biến mơ :.................................................................72
3.2.2 .Bộ truyền bánh răng hành tinh:..........................................................73
3.2.2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc.....................................................73
3.2.2.2. Các dạng chuyển động cơ bản của bộ truyền bánh răng hành
tinh............................................................................................................74
3.3. Các tay số trong hộp số tự động F4A4B....................................................76
3.3.1. " Số 1 (vị trí Dãy “D” hoặc “2” hoặc "3" và " L")............................76
3.3.2. Số 2 (vị trí Dãy “D” hoặc “2” hoặc "3")..........................................77
3.3.3. Số 3 (vị trí Dãy “D” hoặc "3").........................................................78
3.3.4. Số 4 (vị trí Dãy “D”).........................................................................78
3.3.5. Số L (vị trí Dãy “D”).........................................................................79
3.3.6. Dãy “R” và “P”................................................................................80
3.4 Cơ cấu truyền lực trong hộp số...................................................................81
3.4.1. Hệ thống phanh trong hộp số F4A4B................................................81
3.4.2. Hệ thống ly hợp trong hộp số .............................................................82
3.4.2.1. Ly hợp điều khiển giảm số (UD)..................................................82
3.4.2.2. Ly hợp điều khiển số tăng (OD)...................................................83
8

Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
3.4.2.3. Ly hợp điều khiển số lùi (RV).......................................................85
3.4.3. Khớp một chiều .................................................................................86
3.5. Các mạch thủy lực trong hộp số tự động F4A4B.......................................87
3.5.1.Nguyên tắc cơ bản về thủy lực.............................................................87
3.5.2. Các thành phần cơ bản trong một hệ thống thủy lực..........................88
3.5.3. Sơ đồ mạch thủy lực ở vị trí các số ....................................................89
3.6. Hệ thống điều khiển điện từ của hộp số tự động F4A4B...........................95
3.6.1. Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển hộp số F4AB............................95
3.6.2. Phần điều khiển điện...........................................................................96
3.6.2.1. Các cảm biến tín hiệu đầu vào.....................................................96
3.6.2.2. Microcomputer.............................................................................99
3.6.2.3. Cơ cấu thừa hành : Van điều khiển điện từ..............................102
3.6.2.4. Khả năng tự chẩn đoán..............................................................103
3.6.3. Phần điều khiển thủy lực...................................................................104
3.6.3.1. Các van chính trong phần điều khiển thủy lực..........................104
3.6.3.2. Bộ tích năng giảm chấn (Accumulator).....................................106
4. Tính tốn kiểm tra tỉ số truyền của hộp số tự động F4A4B................................109
5. Hướng dẫn sử dụng và kiểm tra bảo dưỡng.......................................................116
5.1. Hướng dẫn sử dụng hộp số tự động F4A4B.............................................116
5.1.1. Phương pháp chuyển cần số...........................................................116
5.1.2.Bảng hướng dẫn :...............................................................................116
5.1.3. Chọn chế độ chạy theo tình trạng đường ......................................117
5.2. Kiểm tra bảo dưỡng hộp số......................................................................118
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................120

1. Tổng quan .
1.1. Mục đích ý nghĩa đề tài

Hiện nay các phương tiện giao thông vận tải là một phần không thể thiếu trong
cuộc sống con người. Cũng như các sản phẩm của nền công nghiệp hiện nay, ô tô
9


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
được tích hợp các hệ thống tự động lên các dòng xe đã và đang sản suất với chiều
hướng ngày càng tăng. Hộp số tự động sử dụng trong hệ thống truyền lực của xe là
một trong số những hệ thống được khách hàng quan tâm hiện nay khi mua xe ô tô,
đặc biệt là ở thị trường MỸ và CHÂU ÂU vì những tiện ích mà nó mang lại khi sử
dụng. Việc nghiên cứu hộp số tự động sẽ giúp chúng ta nắm bắt những kiến thức cơ
bản để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sửa chữa và cải tiến chúng. Ngồi
ra nó cịn góp phần xây dựng các nguồn tài liệu tham khảo phục vụ nghiên cứu
trong q trình học tập và cơng tác.
Các dịng xe ra đời với các bước đột phá về nhiên liệu mới và tiêu chuẩn khí
thải đựợc chấp thuận trong ngành sản xuất ô tô nhằm bảo vệ môi trường thì bên
cạnh đó cơng nghệ sản xuất khơng ngừng ngày càng nâng cao, công nghệ điều
khiển và vi điều khiển ngày càng được ứng dụng rộng rãi thì việc địi hỏi phải có
kiến thức vững vàng về tự động hóa của cán bộ kỹ thuật trong ngành cũng phải
nâng lên tương ứng mới mong có thể nắm bắt các sản phẩm được sản xuất cũng như
dây chuyền đi kèm, có như vậy mới có thể có một cơng việc vững vàng sau khi ra
trường.
Khi xem những chiếc xe ô tô của các nước sản xuất em không chỉ ngỡ ngàng
và thán phục nền công nghiệp sản xuất ô tô của thế giới mà em còn tự hỏi: Bao giờ
Việt Nam chúng ta cũng sẽ sản xuất được những chiếc xe như thế? Đây là câu hỏi
em hy vọng thế hệ trẻ chúng em sẽ trả lời được dưới sự giúp đỡ tận tình của các
Thầy và các bậc đàn anh đi trước.
Vì những lý do trên em chọn đề tài "Khảo sát hộp số tự động F4A4B lắp trên
xe MITSUBISHI GRANDIS" để làm đề tài tốt nghiệp.
1.2. Giới thiệu chung về xe MITUBISHI GRANDIS

1.2.1 Sơ đồ tổng thể và các thơng số của xe.

1555 1665

165
1550
1795

900

2830

1035
1700

4765

Hình 1-1. Sơ đồ tổng thể của xe MITUBISHI GRANDIS
Mục
Kích thước
xe

NA4WLRUYL
Vết bánh trước

1

1550

Chiều rộng tổng thể

2

1795
10


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
Độ nhơ ra phía trước

3

900

Khoảng cách hai trục bánh xe

4

2830

Độ nhơ ra phía sau

5

1035

Chiều dài tổng thể

6

4765

Khoảng sáng gầm xe

7

165*

Vết bánh sau

8

1555

Khơng có roof
rail

9

1665*

có roof rail

10 1700*

Chiều cao tổng thể
(khi không tải)
Trọng lượng
xe (kg)

Trọng lượng không tải

1625

Tổng trọng lượng tối đa

2250

Trọng lượng tối đa phân bố lên cầu trước

1060

Trọng lượng tối đa phân bố lên cầu sau

1190

Số chổ ngồi
Động cơ

7
Mã động cơ

4G69

Tổng dung tích

Hộp số
Hoạt động

Cơng suất tối đa EEC-NET

Kw -phút

121/6000

Mômen kéo cực đại EECNET Nm/v-phút

217/4000

Mã model

F4A4B

Loại

4 số tự động

Tốc độ tối đa km/h

190

Bán kính quay vịng tối
thiểu
Hệ thống
nhiên liệu

cc 2378

Hệ thống cung cấp nhiên liệu

Mâm xe

16inch

5.5
MPI

1.2.2.Trang thiết bị trên xe .

11


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
Bên ngồi
Đèn pha halogen

Kính trong suốt

Đèn sương mù

×

Gương chiếu hậu có đèn báo rẽ

Điện

Đèn báo phanh lắp trên cao
Đèn sau

×
Kính trong suốt

Sưởi kính sau

×

Gạt nước kính trước có tốc độ theo vận tốc xe

×

Gạt nước kính sau

×

Cánh lướt gió sau có đèn phanh

×

Thanh đỡ giá hành lý mui xe

×

Thanh trang trí bảng số sau

×

Mạc hiệu sau xe

×

Tay mở cửa ngồi
Kính cửa màu sậm

Mâm bánh xe
Sơn thân xe

Mạ crơm
×
Hợp kim
Sơn Metallic/pearl

BÊN TRONG
Đồng hồ tốc độ động cơ
Máy điều hịa

×
Hai giàn lạnh

Cửa kính điều khiển bằng điện

×

Ngăn dưới dụng cụ bên dưới ghế sau

×

Hệ thống khóa cửa trung tâm

×

Khóa cửa từ xa

×

Cơng tắc chính với chìa được mã hóa chống trộm

×

Khóa cửa bảo vệ tre em

×

Tay mở cửa trong

Mạ crơm

Khay đựng vật dụng trung tâm với giá để

×

Túi chứa vật dụng phía sau ghế

×

DVD với màn hình LCD & 6 loa

×

12


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
Bọc ghế

Da

Dây an tồn cho tất cả các ghế

×

Ghế lái xe có thể điều chỉnh độ nghiêng& độ cao

×

Gác tay với giá để ly ở tất cả các hàng ghế

×

Cơ cấu mở nắp xăng trong xe

×

Túi khí an tồn đơi

×

Hệ thống phanh chống bó cứng

×

Hệ thống phân phối lực phanh điện tử

×

2. Khảo sát chung về hộp số tự đơng :
2.1. Lịch sử của hộp số tự động
Xuất phát từ yêu cầu cần thiết bị truyền công suất lớn ở vận tốc cao để trang bị
trên các chiến hạm dùng trong quân sự, truyền động thủy cơ đã được nghiên cứu và

13


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
sử dụng từ lâu. Sau đó, khi các hãng sản xuất ô tô trên thế giới phát triển mạnh và
bắt đầu có sự cạnh tranh thì từ u cầu thực tế muốn nâng cao chất lượng xe của
mình, đồng thời tìm những bước tiến về cơng nghệ mới nhằm giữ vững thị trường
đã có cùng tham vọng mở rộng thị trường các hãng sản xuất xe trên thế giới đã bước
vào cuộc đua tích hợp các hệ thống tự động lên các dòng xe xuất xưởng như: hệ
thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh, hệ thống chỉnh góc đèn xe tự động, hệ
thống treo khí nén, hộp số tự động, hệ thống camera cảnh báo khi lùi xe, hệ thống
định vị toàn cầu,…Đây là bước tiến quan trọng thứ hai trong nền công nghiệp sản
xuất ô tô sau khi động cơ đốt trong được phát minh và xe ô tô ra đời.
Bắt đầu từ năm 1977 hộp số tự động được sử dụng lần đầu tiên trên xe
CROWN và số lượng hộp số tự động được sử dụng trên xe tăng mạnh. Ngày nay
hộp số tự động được trang bị thậm chí trên cả xe hai cầu chủ động và xe tải nhỏ.
Ngồi ra cịn các hãng chế tạo xe trên thế giới như: MITSUBISHI, HONDA, BMW,
MERCEDES, GM,…Cũng đưa hộp số tự động áp dụng trên xe của mình ở gần mốc
thời gian này. Dưới đây là sơ đồ phát triển của hộp số tự động.
1

AT

AT loả

i âiãư
u khiãø
n hon ton bàị
ng thy lỉû
c
âiãư
u khiãø
n chuø
n säúvthåìi âiãø
m khọa
ECT

cháø
n âoạn
dỉûphng
cạc chỉïc nàng khạc

Sơ đồ mơ tả sự phát triển cơ bản của hộp số tự động.
AT: Hộp số tự động (Automatic Transmission).
: Loại hộp số này có bộ phần truyền lực cơ bản giống loại ECT.
ECT: Hộp số điều khiển điện (Electronic Controlled Transmission).
Các bộ phận truyền lực của hộp số tự động điều khiển thủy lực và ETC về cơ
bản là giống nhau, nhưng phương pháp điều khiển sang số rất khác nhau.Tiêu biểu
trong phần này nói về hộp số tự động điều khiển bằng điện trên xe MITSUBISHI
GRANDIS
2.2. Phân loại hộp số tự động.
Hộp số tự động có thể chia thành hai loại, chúng khác nhau về hệ thống sử
dụng để điều khiển chuyển số và thời điểm khóa biến mơ. Một loại là điều khiển
bằng thủy lực hồn tồn, nó chỉ sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển và lọai kia
là loại điều khiển điện, dùng ngay các chế độ được thiết lập trong ECU (Electronic

Controlled Unit: bộ điều khiển điện tử) để điều khiển chuyển số và khóa biến mơ,

14


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
loại này bao gồm cả chức năng chẩn đoán và dự phịng, cịn có tên gọi khác là ECT
(hộp số điều khiển điện).
Ngoài phân loại theo cách điều khiển thủy lực hay diều khiển điện hộp số tự
động còn được phân loại theo vị trí đặt trên xe. Loại dùng cho các xe động cơ đặt
trước - cầu trước chủ động và động cơ đặt trước - cầu sau chủ động (như hình 2-1).
Các hộp số được sử dụng trên xe động cơ đặt trước - cầu trước chủ động thiết kế
gọn nhẹ hơn so với loại lắp trên xe động cơ đặt trước - cầu sau chủ động do chúng
được lắp đặt trong khoang động cơ nên bộ truyền động bánh răng cuối cùng (vi sai)
lắp ở ngay trong hộp số, cịn gọi là “hộp số có vi sai”. Hộp số sử dụng cho xe động
cơ đặt trước - cầu sau chủ động có bộ truyền động bánh răng cuối cùng (vi sai) lắp ở
bên ngoài.
Cả hai loại động cơ đặt trước - cầu trước chủ động và động cơ đặt trước - cầu
sau chủ động đều được xây dựng và phát triển trên các dòng xe du lịch đầu tiên khi
u cầu tự động hóa cho xe ơ tô phát triển, nhưng hiện nay hộp số tự động cịn được
dùng cho cả xe tải và xe có hai cầu chủ động hay xe sử dụng ở địa hình khơng có
đường đi.

Hình 2-1. Sơ đồ đặt của hộp số tự động.
Ngồi cách phân loại trên cịn có một số cách phân loại khác như theo cấp số
tiến của hộp số có được (4 cấp, 5 cấp..) và hiện nay số cấp mà hộp số tự động có
được cao nhất là 7 cấp. Phân loại theo thiết kế cho dòng xe lắp đặt chúng như ô tô
du lịch, xe tải, xe siêu trọng.
2.3. Các ưu điểm của Hộp Số Tự Động
2.3.1. Vì sao phải sử dụng hộp số tự động

Khi tài xế đang lái xe có hộp số thường, cần sang số được sử dụng để
chuyển số để tăng hay giảm mômen kéo ở các bánh xe. Khi lái xe lên dốc hay khi
động cơ khơng có đủ lực kéo để vượt chướng ngại ở số đang chạy, hộp số được
chuyển về số thấp hơn bằng thao tác của người lái xe.
15


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
Vì lý do này nên điều cần thiết đối với người lái xe là phải thường xuyên
nhận biết tải và tốc độ động cơ để chuyển số một cách phù hợp. Ở xe sử dụng hộp
số tự động những nhận biết như vậy của lái xe là không cần thiết vì việc chuyển đến
số thích hợp nhất ln được thực hiện một cách tự động tại thời điểm thích hợp nhất
theo tải động cơ và tốc độ xe.
2.3.2. Các ưu điểm của Hộp Số Tự Động
So với hộp số thường, hộp số tự động có các ưu điểm sau
Giảm mệt mỏi cho người lái qua việc loại bỏ thao tác ngắt và đóng ly hợp
cùng thao tác chuyển số.
Chuyển số một cách tự động và êm dụi tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái
xe.
Tránh cho động cơ và dẫn động khỏi bị quá tải vì ly hợp cơ khí nối giữa động
cơ và hệ thống truyền động theo kiểu cổ điển đã được thay bằng biến mô thủy lực
có hệ số an tồn cao hơn cho hệ thống truyền động ở phía sau động cơ.
Tối ưu hóa các chế độ hoạt động của động cơ một cách tốt hơn so với xe lắp
hộp số thường, điều này làm tăng tuổi thọ của động cơ được trang bị trên xe.
2.4. Nguyên lý làm việc chung của hộp số tự động
Dịng cơng suất truyền từ động cơ qua biến mô đến hộp số và đi đến hệ thống
truyền động sau đó (như hình 2-1), nhờ cấu tạo đặc biệt của mình biến mơ vừa đóng
vai trị là một khớp nối thủy lực vừa là một cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực,
cũng vừa là một bộ phận khuyếch đại mô men từ động cơ đến hệ thống truyền lực
phía sau tùy vào điều kiện sử dụng. Hộp số không thực hiện truyền công suất đơn

thuần bằng sự ăn khớp giữa các bánh răng mà còn thực hiện truyền công suất qua
các ly hợp ma sát, để thay đổi tỷ số truyền và đảo chiều quay thì trong hộp số sử
dụng các phanh và cơ cấu hành tinh đặc biệt với sự điều khiển tự động bằng thủy
lực hay điện tử..

16


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS

Trủ
c khuu âäü
ng cå
Táú
m dáù
n âäü
ng
Biãú
n mä thy lỉû
c
Trủ
c så cáú
p ca häü
p säú
Bäütruư
n hnh tinh, cạc ly håü
p
Trủ
c thỉïcáú
p ca häü

p säú
Dịng truyền cơng suất trên xe có sử dụng hộp số tự động.
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại hộp số tự động, phát triển theo xu
hướng nâng cao sự chính xác và hợp lý hơn trong q trình chuyển số, kèm theo là
giá thành và cơng nghệ sản xuất, tuy nhiên chức năng cơ bản và nguyên lý hoạt
động là giống nhau. Trong hộp số tự động sự vận hành tất cả các bộ phận và kết hợp
vận hành với nhau ảnh hưởng đến toàn bộ hiệu suất làm việc của cả hộp số tự động
nên yêu cầu về tất cả các cụm chi tiết hay bộ phận cấu thành nên hộp số điều có yêu
cầu rất khắt khe về thiết kế cũng như chế tạo.
2.5. Biến mô thủy lực (BMM).
2.5.1 . Cấu tạo biến mômen thủy lực .
2.5.1.1. Cấu tạo :
BMM thừơng có cấu trúc gồm :
- Phần chủ động gồm có bánh bơm (B)
- Phần bị động được gọi là bánh tuabin (T)
- Phần dẫn hướng được gọi là bánh dẫn hướng (D)

Hình 2-2. Cấu tạo BMM của hãng MITSUBISHI .

17


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
Cấu tạo cụ thể được chỉ ra trên hình 1-3. Nếu ghép đầy đủ cả ba phần
B,T,D, chúng có cấu trúc ở dạng hình xuyến. Tồn bộ xuyến quay quanh một đường
tâm cố định, và nằm trong một vỏ kín có chứa dầu ở áp suất lớn hơn áp suất khí
quyển .
2.5.2.2. Sơ đồ ngun lý của biến mơ .
Bánh B được nối với động cơ thông qua trục bánh bơm, bánh T được nối với
trục của hộp số hành tinh thơng qua trục của nó. Bánh D nối với vỏ của cụm thông

qua khớp một chiều (một chiều quay cho phép, một chiều bị khóa )

a)

b)
Hình 2-3. Cấu tạo BMM (a) và cách mô tả nguyên lý làm việc (b)
Cấu tạo bên trong của bánh B,bánh T, bánh D đều có cánh, các cánh này đều được
sắp xêp sao cho ở trạng thái làm việc, chất lỏng được chuyển động (từ trong ra
ngoài, và quay trở vào trong, tuần hồn kín ) theo hình xuyến xoắn ốc tạo nên bởi
các cánh .
Để thuận lợi trong bố trí, cánh B được đặt sau bánh T (tính từ động cơ tới
HSHT). Bánh T đặt trước, phần ngồi của nó có tiết diện nhỏ hơn phần trong. Bánh
D đặt giữa bánh T và bánh B khép kín tiết diện của biến mơ. Trục của bánh T đặt
trong cùng, trục của bánh T nằm trong cùng, trục của bánh D có dạng ống lồng và
liên kết với vỏ của HSHT. Trên trục này có đặt khớp một chiều .
Cánh của các bánh B, T, D có cấu tạo theo quy luật tạo nên khơng gian dịng
chảy của chất lỏng ở gần tâm lớn, càng ra ngoài càng thu nhỏ, tạo điều kiện nâng
cao tốc độ dòng chảy khi chất lỏng đi ra xa tâm quay với động năng lớn. Cấu trúc
này dựa trên cơ sỡ các thiết bị thủy động có cánh trên các máy thủy lực hiện nay
18


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
2.5.2 . Nguyên lý làm việc của biến mômen .
Chúng ta liên hệ sự làm việc của BMM với sự làm việc của hai quạt gió. Quạt
chủ động được nối với nguồn điện, cánh của nó đẩy khơng khí sang quạt bị động
(không nối với nguồn điện ) đặt đối diện. Quạt bị động sẽ quay cùng chiều với quạt
chủ động nhờ khơng khí đập vào. Như vậy sự truyền năng lượng được thực hiện
thơng qua khơng khí .

Hình 2-4. Mơ hình ngun lý tạo thành BMM
Trong BMM qúa trình cũng xảy ra tương tự, nhưng thực hiện qua chất lỏng
Ở đây chất lỏng có áp suất đóng vai trị truyền năng lượng giữa B và T. Cụ thể là
B,T, D đặt trong dầu có áp suất và được bao bọc bởi vỏ kín, khi B quay cùng với
động cơ dầu chuyển động, dưới tác dụng của lực ly tâm dầu chảy ra phía ngồi và
tăng tốc độ. Ở tại mép biên ngoài dầu đạt tốc độ cao nhất và hướng theo các cánh
trong bánh B đập vào cánh của T, tại bánh T dầu truyền năng lượng và giảm dần tốc
độ thao các cánh dẫn của bánh T chạy vào phía trong. Khi dầu tới mép trong của
bánh T, bik rơi vào bánh D và theo các cánh dẫn chuyển sang bánh B. Cứ như vậy
chất lỏng chuyển động tuần hoàn theo đường xoắn ốc trong giới hạn của hình xuyến
( B→T→D→B ) như hình 2-5.

Hình 2-5. Hướng chuyển động của dòng chất lỏng trong BMM.
Người ta gọi quá trình dầu di chuyển trong bánh B là quá trình tích năng, q
trình dầu di chuyển trong bánh T là q trình truyền năng lượng, cịn q trình ở

19


Khảo sát hộp số tự động F4A4B trên xe MITSUBISHI GRANDIS
trong bánh D là quá trình đổi hướng chuyển động. Để làm tốt quá trình truyền năng
lượng khe hở giữa B,T, D, B, là rất nhỏ và các ổ bi phảo đảm bảo dơ dão .
2.5.3 Đặc tính của BMM.
2.5.3.1. Hệ số mô men
Phản ánh quan hệ giữa mô men và các thông số làm việc của biến mô men:

Ở đây
ơ men bánh tua bin có được (N.m).


ơ men bánh bơm cung cấp (N.m).

 - Trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3)
nb, nt - Số vòng quay của bánh bơm và bánh tuabin (vg/ph)
D - Đường kính lớn nhất trên đĩa bơm (m).
Trong phần lớn chế độ làm việc Mt > M b, khi đó chiều của MP cùng chiều với M b .
Và
Mt = M +MP
b

Gía trị của Mt > M b là đặc trưng của BMM
Sự thay đổi của Mt theo số vòng quay nt chỉ ra trên hình 2-6, có giá trị lớn
nhất tại giá trị nt = 0 ( khi khởi hành xe )và nhỏ nhất ở nto . Khi Mt = M b BMM làm
việc như một ly hợp thủy lực .
2.5.3.2. Hệ số biến mô men
Là tỷ số giữa mô men quay tác dụng lên trục bánh tuabin với mô men quay
tác dụng lên trục bánh bơm.

2.5.3.3. Tỷ số truyền động học.
Là tỷ số giữa số vòng quay bánh tuabin với số vòng quay bánh bơm.

2.5.3.4. Hiệu suất
Do tổn thất một phần công suất cho ma sát và va đập khi chất lỏng tuần hồn
trong biến mơ men nên :
N t = N b - N R = Nb
Trong đó: NR - Cơng suất tổn hao.
20