phân tích đặc điểm cấu tạo và thiết kế, chế tạo mạch điều khiển hộp số tự động trên ôtô

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ÔTÔ VÀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ

2

1.1 TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ
1.1.1 Giới thiệu về ô tô
Hiện nay ô tô là phương tiện vận tải được sử dụng phổ biến tại hầu hết các
quốc gia trên thế giới. Không những vậy ngành công nghiệp ô tô đã đóng góp một
phần lớn vào sự phát triển nền kinh tế. Khoa học ngày càng phát triển thì ngày nay
nhiều hãng xe đang cố gắng để cải thiện tất cả các tính năng của chiếc xe nhằm
nâng cao chất lượng cũng như tăng số lượng bán ra thị trường để phục vụ cho nhu
cầu sử dụng của con người. Để làm được điều đó đòi hỏi phải trải qua quá trình
nghiên cứu phát triển lâu dài của các hãng xe đặc biệt là công nghệ mới.
Ô tô hay xe hơi là loại phương tiện giao thông chạy bằng bánh có chở theo
chính động cơ của nó. Tên gọi ô tô được nhập từ tiếng Pháp (automobile),tên tiếng
Pháp xuất phát từ từ ‘auto’(tiếng Hy Lạp nghĩa là tự thân) và từ mobilis (tiếng
Lating nghĩa là vận động). Từ automobile ban đầu chỉ những loại xe tự di chuyển
được bao gồm “xe không ngựa” và “xe có động cơ”.Còn ôtô trong tiếng Việt Nam
dùng để chỉ các loại xe 4 bánh.
Ô tô được phân loại bằng kích thước,kiểu dáng,số cửa và mục đích sử dụng. Cho dù
kiểu dáng và loại xe khác biệt nhau như thế nào đi nữa thì ô tô vẫn luôn được định
nghĩa là một chiếc xe có gắn động cơ để nó có thể di chuyển trên đất liền.
Lần đầu tiên ra mắt ôtô được hoan nghênh như một phương tiện cải tiến về môi
trường so với ngựa. Tuy nhiên năm 2006 thì ô tô được đánh giá là một trong những
phương tiện gây ô nhiểm không khí và tiếng ồn ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
1.1.2 Cấu tạo chung của ô tô

Hình 1.1: Cấu tạo chung của ô tô
3

Khoảng 5000 bộ phận rời rạc được lắp ghép lại với nhau để tạo thành một
chiếc xe ngày nay các bộ phận này được gom lại từng nhóm trong hệ thống. Tuy ô

tô có nhiều kiểu dáng mẩu mã khác nhau nhưng tất cả đều có chung một cấu tạo căn
bản. Ngày nay các hệ thống trên xe đều được kiểm soát và điều khiển bằng điện tử.
Đôi khi người ta gọi hệ thống điện tử này
là một máy vi tính, các hệ thống và bộ
phận trong ô tô đều được chia thành 3 bộ
phận chính:
1) Động cơ
Động cơ là nguồn cung cấp công
suất cho chiếc xe. Động cơ ôtô hiện nay
là loại động cơ đốt trong vì công suất tạo
ra do hỗn hợp hòa khí nhiên liệu được
đốt cháy sinh công tại buồng đốt trong
xylanh động cơ. Hầu hết các loại ô tô đều
được trang bị động cơ có từ 4,6 đến 8
xylanh. Để động cơ có thể hoạt động liên tục cần 4 hệ thống hỗ trợ:nhiên liệu, đánh
lửa, làm mát, bôi trơn.
2) Hệ thống truyền động

Hình 1.3: Hệ thống truyền động trên ô tô

Hình 1.2:
4

Hệ thống truyền động có tác dụng đưa công suất của động cơ đến các bánh xe
chủ động để di chuyển chiếc xe. Hệ thống bao gồm ly hợp, hộp số, trục truyền
động, cầu chủ động, bộ vi sai…
3) Hệ thống điện
Hệ thống điện trên ô tô bao gồm các hệ thống sau: hệ thống khởi động, hệ
thống cung cấp điện, hệ thống phun xăng đánh lửa, hệ thống chiếu sáng và tín hiệu,
hệ thống điều khiển động cơ, hệ thống điều hòa nhiệt độ…Mỗi hệ thống có cấu tạo

và tính năng riêng phục vụ từng mục đích nhất định tạo thành một hệ thống điện
riêng biệt trong mạch điện ô tô.

Hình 1.4: Mô hình hệ thống điện trên ô tô
Sau khi chế tạo và lắp ráp xong ta sẽ có 1 chiếc xe ô tô hoàn thiện

Hình 1.5: Ô tô Toyota

5

1.2 GIỚI THIỆU VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
1.2.1 Lịch sử của hộp số tự động
Cho đến nửa đầu của thập kỷ 70, hộp số được TOYOTA sử dụng phổ biến
nhất là loại hộp số thường, nhưng bắt đầu từ năm 1977, với việc giới thiệu hộp số tự
động A40D trên xe CROWN, số lượng hộp số tự động tăng mạnh. Ngày nay, hộp số
tự động có thể thấy thậm chí ngay cả trên xe 4WD (hai cần chủ động) và xe tải nhỏ.
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 mô. Một loại là điều khiển
hoàn toàn bằng thủy lực, nó chỉ sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển, loại kia là
loại điều khiển điện, nó cũng sử dụng số liệu (chế độ chuyển số và khóa biến mô)
lưu trong ECU (bộ điều khiển điện tử) để điều khiển.
Loại điều khiển điện bao gồm cả chức năng chẩn đoán và dự phòng ngoài chức
năng điều khiển chuyển số và thời điểm khóa biến mô và được gọi là ECT (hộp số
điều khiển điện).
Các bộ phận truyền lực của hộp số tự động điều khiển thủy lực và ECT về cơ
bản là giống nhau, nhưng phương pháp điều khiển sang số rất khác nhau. Hộp số tự
động A540E sau sẽ được phân tích kỷ hơn.
1.2.2 Nhiệm vụ và yêu cầu
1) Nhiệm vụ
Tìm hiểu và nghiên cứu về đặc điểm cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động

của hộp số tự động trên ô tô. Thiết kế mạch điều khiển hộp số tự động để đi số tại
thời điểm cần chuyển số.
2) Yêu cầu
 Thiết lập được mô hình hộp số tự động để đưa vào phục vụ việc dạy-
học cho sinh viên.
 Phải chuyển số một cách tự động khi tải động cơ và tốc độ ôtô thay đổi
 Mô hình phải gọn nhẹ kết cấu đơn giản dễ vận hành và sử dụng.
1.2.3 Định nghĩa, phân loại và ưu điểm
1) Định nghĩa
Đối với hộp số thường khi ô tô di chuyển, cần sang số phối hợp với bàn đạp
ga và bàn đạp điều khiển ly hợp để thay đổi số (tăng hay giảm số) mục đích thay đổi
mômen hoặc tăng tốc độ cho ô tô nhằm tăng hiệu quả sử dụng và tiết kiệm nhiên
6

liệu. Cho nên, điều cần thiết đối với người điều khiển là phải thường xuyên nhận
biết tải và tốc độ ô tô để chuyển số cho phù hợp. Những nhận biết của người điều
khiển về tải và tốc độ của ô tô là không cần thiết đối với hộp số tự động, mà việc
chuyển số 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 vận tốc ô tô.
2) Phân loại
» Phân loại theo cách điều khiển
 Loại điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực, nó chỉ sử dụng hệ thống thủy
lực để điều khiển.
 Loại điều khiển điện, nó sử dụng bộ điều khiển điện tử (ECT) để điều
khiển.
» Phân loại theo kết cấu của ô tô
 Các hộp số sử dụng trên ô tô FF (động cơ đặt trước cầu – cầu trước chủ
động).
 Các hộp số sử dụng trên ô tô FR (động cơ đặt trước - cầu sau chủ động)
 Các hộp số sử dụng trên ô tô FF được thiết kế gọn nhẹ hơn so với loại lắp

trên ô tô FR do chúng được lắp trên khoang động cơ. Các hộp số sử dụng
trên ô tô FR có bộ truyền động cuối cùng lắp ở ngoài, nhưng các hộp số
sử dụng trên ô tô FF lại lắp ở bên trong. Loại hộp số sử dụng trên ô tô FF
còn được gọi là “hộp số có vi sai”.
3) Ưu điểm
So với hộp số thường, hộp số tự động có các ưu điểm.
 Nó làm giảm mệt mỏi cho người điều khiển ô tô bằng cách loại bỏ các
thao tác cắt ly hợp và thường xuyên phải chuyển số.
 Nó chuyển số một cách êm dịu tại các vận tốc thích hợp với chế độ vận
hành ô tô, do vậy giảm bớt cho người điều khiển ô tô sự cần thiết phải
thành thạo các kĩ thuật điều khiển ô tô 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 nhau
bằng thủy lực (qua biến mô) tốt hơn so với nối bằng cơ khí.
1.3 KẾT CẤU (Hình 1.6)

7


Các bộ phận chính của hộp số tự động
- Biến mô
- Bộ truyền bánh răng hành tinh
- Bộ điều khiển thủy lực
- Bộ truyền động bánh răng cuối cùng
- Các thanh điều khiển
- Dầu hộp số tự động

Hình 1.6: Hộp số tự động
1. Bộ truyền bánh răng hành tinh; 2. Bộ biến mô; 3. Bộ truyền động cuối cùng.
1) Biến mô (hình 1.7)

Chức năng
 Tăng mômen do động cơ tạo ra.
 Đóng vai trò như một ly hợp thủy lực để truyền (hay không truyền)
mômen 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 đều các chuyển động quay của động
cơ.
 Dẫn động bơm dầu của hệ thống điều khiển thủy lực.
 Bộ biến mô thủy lực được lắp ở đầu vào của chuỗi bánh răng truyền
động hộp số và được bắt bằng bu lông vào trục sau của trục khuỷu thông qua tấm
truyền động.
 Bộ biến mô được đổ 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 thủy lực truyền mômen đến hộp số.
 Trên ô tô 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 trên ô tô có hộp số
thường, nên ô tô có hộp số tự động sử dụng tấm truyền động có vành bên ngoài
dạng vành răng dùng cho việc khởi động động cơ bằng mô tơ 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.
8




Hình 1.7: Bộ biến mô
a. Cấu tạo biến mô; b. Các bộ phận chính
1. Khớp một chiều; 2. Stator; 3. Cánh bơm; 4. Lò xo giảm chấn;
5. Cánh tuabin; 6. Tấm dẫn động; 7. Khóa biến mô; 8. Mayơ rôto tuabin;
9. Khớp khóa.

Cấu tạo
Biến mô cấu tạo gồm các bộ phận sau:
 Khớp một chiều
 Stator
 Cánh bơm
 Lò xo giảm chấn
 Khóa biến mô
 Mayơ
 Rôto tuabin
 Khớp khóa

2) Bộ truyền bánh răng hành tinh (hình 1.8)
Bộ bánh răng hành tinh được đặt trong vỏ hộp số chế tạo bằng hợp kim
nhôm. Nó thay đổi tốc độ đầu ra của hộp số và chiều quay, sau đó truyền chuyển
động này đến bộ truyền động cuối cùng.
9


Hình 1.8: Bộ truyền bánh răng hành tinh
1. Ly hợp số truyền tăng (C
0
); 2. Phanh số truyền tăng (B
0
);
3. Phanh số lùi và số 1 dãy L (B
3
); 4. Khớp một chiều số 2 (F
2
); 5. Phanh số 2 (B
2

);
6. Ly hợp số tiến (C
1
); 7. Phanh quán tính số 2 (B
1
); 8. Ly hợp truyền thăng (C
2
);
9. Trục sơ cấp; 10. Bộ bánh răng hành tinh trước; 11. Khớp một chiều số 1(F
1
);
12. Bộ bánh răng hành tinh phía sau; 13. Trục trung gian;
14. Cần dẫn bộ hành tinh sau; 15. Bộ bánh răng hành tinh truyền tăng;
16. Khớp một chiều ly hợp số truyền tăng.
* Chức năng
 Cung cấp một vài tỷ số truyền bánh răng để đạt được mômen và tốc độ
quay phù hợp với các chế độ chạy ô tô và điều khiển của người điều
khiển ô tô.
 Cung cấp bánh đảo chiều quay để chạy lùi.
 Cung cấp vị trí số trung gian để cho phép động cơ chạy không tải khi đỗ ô
tô.
 Các bánh răng hành tinh để thay đổi tốc độ đầu ra.
 Ly hợp và phanh hãm dẫn động bằng áp suất (dầu) thủy lực để điều khiển
hoạt động của bộ bánh răng hành tinh.
 Các trục để truyền công suất động cơ.
 Và các vòng bi giúp cho chuyển động quay của trục được êm dịu.
* Kết cấu bộ truyền bánh răng hành tinh
+) Bộ các bánh răng hành tinh (hình 1.9)
10

Hình 1.9: Bộ bánh răng hành tinh
a. Thứ tự các chi tiết; b. Các chi tiết
1. Bộ bánh răng hành tinh; 2. Tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời;
3. Bánh răng mặt trời; 4. Cần dẫn; 5. Bánh răng hành tinh; 6. Bánh răng bao.
Cấu tạo
Một bộ các bánh răng hành tinh là một loạt các bánh răng ăn khớp trong bao
gồm: bánh răng mặt trời, các bánh răng hành tinh, cần dãn nối các bánh răng hành
tinh với bánh răng bao và một bánh răng bao.
Các bánh răng này được gọi là bộ các bánh răng hành tinh do các bánh răng
hành tinh quay tương tự như các hành tinh quay xung quanh mặt trời.
+) Phanh hãm
Chức năng
Phanh hãm giữ cố định một trong các bộ phận của bánh răng hành tinh
(bánh răng mặt trời, bánh răng bao hay cần dẫn) để đạt được tỷ số truyền cần thiết
nó được dẫn động bằng áp suất thủy lực.
Có hai loại phanh
 Phanh hãm
11



Hình 1.10: Phanh hãm
a. Thứ tự các chi tiết; b. Các chi tiết
1. Mặt bích; 2. Đĩa ép; 3. Đĩa ma sát; 4. Lò xo hồi pittông; 5. Phanh hãm.
Phanh nhiều đĩa loại ướt (hình 1.10)Ở loại này các đĩa ép được lắp cố định
với vỏ hộp số, và đĩa ma sát quay liền một khối với từng bộ bánh răng hành tinh,
chúng bị ép vào nhau để giữ cho một trong các bộ phận của bánh răng hành tinh bất
động.

 Phanh dải (hình 1.11)

Hình 1.11: Phanh dải
1. Dải phanh; 2. Tang trống; 3. Lò xo ngoài; 4. Cần đẩy pittông;
5. Lò xo trong; 6. Pittông.
Ở loại phanh này, một dải phanh được quấn quanh trống phanh, trống này
được gắn với một trong các bộ phận của bánh răng hành tinh. Khi áp suất thủy lực
12

tác dụng lên pittông, pittông sẽ tiếp xúc với dải phanh, dải phanh sẽ xiết vào trống
phanh để giữ bất động bộ phận đó của bộ truyền hành tinh.
+) Ly hợp và khớp một chiều
 Ly hợp (hình 1.12)
Chức năng
Các ly hợp sẽ nối bộ biến mô với các bánh răng bộ truyền hành tinh để
truyền mômen động cơ đến trục trung gian cũng như ngắt bộ biến mô khỏi các bánh
răng hành tinh để ngừng sự truyền mômen.

Hình 1.12: Ly hợp
a. Thứ tự các chi tiết; b. Các chi tiết
1. Đĩa ép; 2. Đĩa ma sát; 3. Mặt bích; 4. Phanh hãm.
Cấu tạo
Ly hợp nhiều đĩa loại ướt thường được sử dụng trong hộp số tự động ngày
nay, nó bao gồm: một vài đĩa thép và đĩa ly hợp được bố trí xen kẽ, áp suất thủy lực
được dùng để nối và ngắt ly hợp.
 Khớp một chiều (hình 1.13)
Chức năng
Khớp một chiều đảm bảo chuyển số được êm và chỉ cho truyền mômen theo
một hướng.
13

Hình 1.13: Khớp một chiều
a. Thứ tự các chi tiết; b. Khớp một chiều
1. Phanh hãm; 2. Đệm chặn; 3. Khớp một chiều; 5. Vòng lăn ngoài; 6. May ơ
Khớp một chiều bao gồm vòng trong và vòng ngoài, các con lăn được đặt ở
giữa.
Vòng lăn ngoài của khớp một chiều được cố định vào vỏ hộp số. Nó được
lắp ráp sao cho nó sẽ khóa khi vòng lăn trong (cần dẫn sau) xoay ngược chiều kim
đồng hồ. Với cách này có thể sử dụng các khớp một chiều để chuyển các số bằng
các luân ấn hoặc nhả áp suất thủy lực lên một phần tử.
3) Bộ điều khiển thủy lực
Chức năng
 Cung cấp dầu thủy lực đến bộ biến mô
 Điều chỉnh áp suất thủy lực do bơm dầu tạo ra
 Chuyển hóa tải động cơ và tốc độ ô tô thành tín ‘’hiệu’’ thủy lực
 Cung cấp áp suất thủy lực đến các ly hợp và phanh để điều khiển hoạt
động của bánh răng hành tinh
 Bôi trơn các chi tiết chuyển động quay bằng dầu
 Làm mát biến mô và hộp số bằng dầu
14


Hình 1.14: Bộ điều khiển thủy lực
1. Van điều khiển; 2. Thân van trên; 3. Van điện từ; 4. Thân van dưới;
5. Các tấm đệm.
Cấu tạo
Hệ thống điều khiển thủy lực bao gồm các te dầu có tác dụng như một bình
chứa dầu, bơm dầu để tạo ra áp suất thủy lực: các loại van với các chức năng khác

nhau, các khoang và các ống dẫn dầu để đưa dầu đến các ly hợp, phanh và các bộ
phận khác nhau của hệ thống điều khiển thủy lực. Phần lớn các van trong hệ thống
điều khiển thủy lực được đặt vào bộ thân van nằm bên dưới các bánh răng hành
tinh.
4) Bộ truyền động bánh răng cuối cùng
Chức năng
Bộ truyền động cuối cùng cũng giống như trên ô tô có cầu sau chủ động,
nhưng nó dùng các bánh răng xoắn làm các bánh răng giảm tốc cuối cùng (bánh
răng nhỏ và bánh răng lớn). Do vậy, trong bộ truyền động cuối cùng của hộp số tự
động có vi sai, dầu hộp số tự động được sử dụng thay cho dầu bánh răng hypoxit.

Hình 1.15: Bộ truyền động bánh răng cuối cùng
a. Thứ tự các chi tiết; b. Chi tiết bộ bánh răng truyền động cuối
1. Miếng chắn; 2. Bộ bánh răng truyền động cuối cùng; 3. Bạc côn ngoài;
4. Miếng chêm.
15

Trong hộp số tự động có vi sai được đặt nằm ngang, hộp số và bộ truyền
động cuối cùng được đặt chung trong cùng một vỏ. Bộ truyền động cuối cùng bao
gồm một cặp bánh răng giảm tốc cuối cùng (bánh răng chủ động và bánh răng bị
động) và các bánh răng vi sai.
5) Các thanh điều khiển
Hộp số tự động chuyển lên số cao và xuống số thấp một cách tự động. Tuy
nhiên cũng có hai liên kêt để cho phép người điều khiển ô tô điều khiển hộp số tự
động bằng tay.
Các liên kết này bao gồm: cần và cáp chọn số, cáp chân ga và cáp bướm ga

Hình 1.16: Các thanh điều khiển
Cần chọn số tương ứng với cần sang số ở hộp số thường. Nó được nối với
nhau thông qua cáp hay thanh nối. Người điều khiển ô tô có thể chọn chế độ vận

hành ô tô tiến hay lùi, số trung gian hay đỗ ôtô bằng cách dùng cần chọn số này.
Trên phần lớn hộp số tự động, chế độ tiến gồm có 3 dãy “D” (Drive – lái ôtô), “2”
(Second – dải tốc độ thứ 2) và “L” (Low – tốc độ thấp).
6) Dầu hộp số tự động
 Dầu khoáng có gốc từ dầu mỏ cấp cao đặc biệt được hòa lẫn với một số
phụ gia đặc biệt dùng để bôi trơn hộp số tự động .
Loại dầu này được gọi là dầu hộp số tự động (viết tắt là “ATF”) để phân biệt
nó với các loại dầu khác.
16

Việc sử dụng đúng loại dầu và đúng lượng dầu hộp số tự động là rất quan
trọng nó ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của hộp số tự động.
Chức năng của dầu hộp số tự động (AFT)
 Truyền mômen trong bộ biến mô.
 Điều khiển hệ thống điều khiển thủy lực cũng như hoạt động của ly hợp
và phanh trong hộp số.
 Bôi trơn các bánh răng hành tinh và các chi tiết truyền động khác.
 Làm mát các chi tiết truyền động.

17










CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

18

2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
 Nghiên cứu về lý thuyết hộp số tự động A540E : đặc điểm cấu tạo,
nguyên lý hoạt động và cách thức chuyển số.
 Nghiên cứu mạch điều khiển dựa trên những tính năng của họ Vi điều
khiển, khả năng lập trình với sự hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình.
 Thử nghiệm, áp dụng trên mô hình.
2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.2.1 Phân tích nguyên lý hoạt động hộp số tự động
1) Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động
Nếu bạn đã từng điều khiển một chiếc ô tô số tự động, chắc chắn bạn sẽ nhận
ra hai điều khác biệt rõ ràng giữa một chiếc xe số tự động và chiếc xe sử dụng số cơ
khí gài bằng tay.
Trên hộp số tự động, bạn sẽ không tìm thấy bàn đạp ly hợp và cũng không có cần
chuyển số (1, 2, 3, 4 ). Bạn chỉ cần thao tác duy nhất là đưa cần chọn số vào nấc D
(drive), sau đó mọi thứ đều là tự động.

Hình 2.1: Hộp số tự động gắn ở cầu trước
Cả hộp số tự động (với bộ biến mô-men) và hộp số cơ khí (với ly hợp ma sát khô)
đều có chức năng giống nhau, nhưng về nguyên lý làm việc lại hoàn toàn khác
19

nhau. Và nếu tìm hiểu sâu, chúng ta sẽ thấy hộp số tự động thực hiện những điều vô
cùng kinh ngạc.
Cũng giống như hộp số cơ khí, nhiệm vụ chính của hộp số tự động là cho phép tiếp
nhận công suất động cơ ở một phạm vi tốc độ nhất định nhưng cung cấp theo phạm
vi tốc độ lớn hơn ở đầu ra.

Hộp số sử dụng các bánh răng để lợi dụng hiệu quả mô-men của động cơ và giúp
động cơ cung cấp cho bánh xe vùng tốc độ phù hợp nhất theo các chế độ tải trọng
và theo ý muốn của người điều khiển.
Sự khác biệt chủ yếu của hộp số tự động và hộp số cơ là hộp số cơ thay đổi
việc gài các bánh răng ăn khớp với nhau để tạo nên tỷ số truyền khác nhau giữa trục
sơ cấp ( nối liền với động cơ ) và trục thứ cấp ( nối liền với trục truyền ra các cầu
chủ động. Trong khi ở hộp số tự động thì khác hẳn, bộ bánh răng hành tinh sẽ thực
hiện tất cả những nhiệm vụ phức tạp đó.
2) Nguyên lý làm việc của bộ truyền bánh răng hành tinh
Khi nhìn vào bên trong hộp số tự động, bạn thấy có sự sắp đặt thành từng
phần riêng rẽ ở từng không gian hợp lý. Trong số những thứ đó, bạn thấy:
 Một bộ truyền bánh răng hành tinh.
 Một bộ phanh đai dùng để khóa các phần của bộ truyền bánh răng hành tinh.
 Một bộ gồm ba mảnh ly hợp ướt làm việc trong dầu dùng để khóa các phần
của bộ truyền.
 Một hệ thống thủy lực để điều khiển các ly hợp và phanh đai.
 Một bộ bơm bánh răng lớn để luân chuyển dầu trong hộp số tự động.
Quan trọng nhất trong hệ thống là bộ truyền bánh răng hành tinh. Việc đầu tiên là
chế tạo ra chúng có các tỷ số ăn khớp nhau và sau đó là giúp chúng hoạt động như
thế nào. Một hộp số tự động bao gồm các bộ truyền bánh răng hành tinh cơ sở
nhưng được kết hợp thành một khối trong hộp số.
Bất cứ bộ truyền bánh răng hành tinh cơ sở nào cũng có 3 phần chính:
 Bánh răng mặt trời ( S )
 Các bánh răng hành tinh và giá bánh răng hành tinh ( C )
20

 Vành răng ngoài ( R )

Hình 2.2: Bộ truyền bánh răng hành tinh
Khi khoá hai trong ba thành phần lại với nhau sẽ khoá toàn bộ cơ cấu thành một

khối (tỷ số truyền là 1:1). Chú ý rằng danh sách tỷ số đầu tiên ở trên (A) là số
truyền giảm – tốc độ trục thứ cấp (đầu ra) nhỏ hơn tốc độ trục sơ cấp (đầu vào). Thứ
hai (B) là số truyền tăng – tốc độ trục thứ cấp lớn hơn tốc độ trục sơ cấp. Cuối cùng
cũng là số truyền giảm, nhưng chiều chuyển động của trục sơ cấp ngược với trục
thứ cấp, tức là số lùi. Bạn có thể kiểm tra chúng theo sơ đồ mô phỏng sau:
Một bộ truyền bánh răng cơ sở này có thể thực hiện các tỷ số truyền khác nhau mà
không cần gài ăn khớp hay nhả khớp với bất cứ bánh răng khác. Với hai bộ truyền
bánh răng cơ sở ghép liền, chúng ta có thể nhận được 4 tốc độ tiến và một tốc độ
lùi.
Hộp số tự động ghép liền này cũng là một bộ truyền bánh răng hành tinh, gọi là bộ
truyền hành tinh kép, cấu trúc giống như bộ bánh răng hành tinh đơn nhưng cấu trúc
là hai bộ bánh răng hành tinh kết hợp lại. Nó có một vành răng ngoài luôn gắn với
trục thứ cấp của hộp số, nhưng nó có hai bánh răng mặt trời và hai bộ bánh răng
hành tinh.
21


Hình 2.3 : Bánh răng hành tinh
3) Tỷ số truyền
Bảng 2.1 : Các thông số về tỷ số truyền của các số trong hộp số
Thông số Tỷ số truyền
Số 1 2,810
Số 2 1,549
Số 3 1,000
Số truyền tăng 0,734
Số
Số lùi 2,296
Bánh răng bộ truyền lực chính 3,625
Hộp số 6,5 Dung tích (lít)
Biến mô 0,8

Loại dầu ATF type DEXRON II

4) Dãy số hoạt động chính của hộp số
Dãy số là khoảng tốc độ (phạm vi hoạt động của hộp số) từ nhỏ nhất đến lớn
nhất mà hộp số tạo ra tương ứng với độ mở bướm ga từ nhỏ nhất đến lớn nhất.
22

Hộp số tự động A540E có 6 dãy số là: P, R, N, D, 2, L. Ở mỗi
dãy số sẽ nhiều tỷ số truyền (nhiều số) để phù hợp với các chế độ
điều khiển khác nhau cụ thể.
DÃY “P” (PARKING) VÀ “N” (NEUTRAL)
Dãy “P” là dừng ôtô, dãy “N” là dãy trung gian.
Khi muốn dừng ôtô tạm thời mà động cơ vẫn chạy người điều
khiển ôtô chuyển cần số về vị trí một trong hai dãy này.
Khi cần chọn số nằm ở vị trí dãy “P” hay “N”, ly hợp (C
0
)
hoạt động còn các ly hợp số tiến (C
1
) và ly hợp số truyền tăng (C
2
)
không hoạt động. Do vậy, chuyển động của trục sơ cấp không
được truyền đến bánh răng chủ động trung gian.
Khi cần ở vị trí “P” một cóc hãm khi đỗ ôtô ăn khớp với bánh răng bị động
đảo chiều bánh răng này lại ăn khớp then hoa với trục chủ động vi sai, ngăn không
cho ôtô chuyển động.
DÃY “R” (REVERSE)
Khi cần chọn số ở vị trí “R” các ly hợp (C
0

), (C
2
) và phanh (B
3
) hoạt động để
ôtô di chuyển theo hướng ngược lại.
DÃY “D” (DRIVE)
Dãy “D” là dãy điều khiển ôtô chính có giá trị vận tốc lớn nhất, ở dãy “D”
hộp số hoạt động với 4 cấp độ vận tốc tương ứng với 4 số là.
- Số 1
Khi hộp số hoạt động ở số 1 của dãy “D” thì các ly hợp (C
0
), (C
1
) và các
khớp một chiều (F
0
) và (F
2
) hoạt động tác dụng đến các bộ bánh răng hành tinh phù
hợp với tốc độ của số 1.
- Số 2
Khi hộp số hoạt động ở số 2 của dãy “D” thì các ly hợp (C
0
), (C
1
), phanh
(B
2
) và các khớp một chiều (F

0
) và (F
1
) hoạt động tác dụng lên các bộ bánh răng
hành tinh phù hợp với tốc độ của số 2.
- Số 3
Hình 2.4: Dãy số
23

Khi hộp số hoạt động ở số 3 dãy “D” thì các ly hợp (C
0
), (C
1
), (C
2
), phanh
(B
2
) và khớp một chiều (F
0
) hoạt động tác dụng lên các bộ bánh răng hành tinh phù
hợp với tốc độ số 3.
- Số OD
Khi hộp số hoạt động ở số OD dãy “D” các ly hợp (C
1
), (C
2
), các phanh (B
0
)

B
2
hoạt động tác dụng lên các bộ bánh răng hành tinh phù hợp với tốc độ số OD.
DÃY ”2” (SECOND)
Dãy “2” là dãy tốc độ thứ 2 có giá trị vận tốc lớn nhất nhỏ hơn giá trị vận tốc
của dãy “D” và lớn hơn của dãy “L”, ở dãy “2” hộp số hoạt động với 3 cấp độ vận
tốc tương ứng với 3 số là.
- Số 1
Khi hộp số hoạt động ở số 1 của dãy “2” thì các ly hợp (C
0
), (C
1
) và các
khớp một chiều (F
0
) và (F
2
) hoạt động tác dụng đến các bộ bánh răng hành tinh
phù hợp với tốc độ của số 1.
- Số 2
Khi hộp số hoạt động ở số 2 của dãy “2” thì các ly hợp (C
0
), (C
1
), phanh
(B
1
),

(B

2
) và các khớp một chiều (F
0
), (F
1
) hoạt động tác dụng lên các bộ bánh răng
hành tinh phù hợp với tốc độ của số 2.
- Số 3
Khi hộp số hoạt động ở số 3 dãy “2” thì các ly hợp (C
0
), (C
1
), (C
2
), phanh
(B
2
) và khớp một chiều (F
0
) hoạt động tác dụng lên các bộ bánh răng hành tinh phù
hợp với tốc độ số 3.
DÃY “L” (LOW)
Dãy “L” là dãy số thấp có giá trị vận tốc nhỏ nhất nhưng giá trị mômen thì
lớn nhất, ở dãy số “L” hộp số hoạt động ở hai cấp tốc độ tương ứng với 2 số là.
- Số 1
Khi hộp số hoạt động ở số 1 của dãy “L” thì các ly hợp (C
0
), (C
1
), phanh (B

3
)
và các khớp một chiều (F
0
), (F
2
) hoạt động tác dụng đến các bộ bánh răng hành tinh
phù hợp với tốc độ của số 1.
24

- Số 2
Khi hộp số hoạt động ở số 2 của dãy “L” thì các ly hợp (C
0
), (C
1
), phanh
(B
1
),

(B
2
) và các khớp một chiều (F
0
), (F
1
) hoạt động tác dụng lên các bộ bánh răng
hành tinh phù hợp với tốc độ của số 2.
Bảng 2-2. Bảng tóm tắt sự làm việc của các ly hợp, phanh và các khớp một chiều tại
các số ở các dãy số.

Dãy số Số C
0
C
1
C
2
B
0
B
1
B
2
B
3
F
0
F
1
F
2
P Đỗ ôtô x
R Lùi ôtô x x x
N Trung gian x
Số 1 x x x x
Số 2 x x x x x
Số 3 x x x x x
D
OD x x x x
Số 1 x x x x
Số 2 x x x x x x

2
Số 3 x x x x x
Số 1 x x x x x
L
Số 2 x x x x x x
Ghi chú: x- hoạt động
Tại những vị trí của những dãy số người điều khiển ô tô phải chú ý một vài
trường hợp không đi số khi vận hành ôtô.
Không bao giờ chuyển cần số lên vị trí “R” khi ôtô đang di chuyển về phía
trước do nó có thể làm hỏng hộp số.
Không bao giờ chuyển cần lên vị trí “P” khi ôtô đang di chuyển, do nó có thể
làm hỏng hộp số.
Không nhấn ga khi đạp phanh mà hộp số vẫn đang ở số tiến hay số lùi, do
điều đó sẽ làm quá tải hay làm hỏng hộp số.
25

Để đỗ ô tô tạm thời khi động cơ đang chạy, cần chuyển cần chọn số về vị trí
“P”, “N” và kéo phanh tay. Nếu cần số ở các vị trí khác, ô tô có thể chuyển động.
5) Công tắc khởi động số trung gian
+) Sơ đồ bố trí các dãy số của công tắc trung gian



Hình 2.5:Sơ đồ bố trí các dãy số của công tắc
trung gian
Công tắc khởi động số trung
gian truyền vị trí cần chuyển số
đến bộ điều khiển điện tử (ECT),
bộ điều khiển điện tử (ECT) nhận
thông tin về vị trí mà hộp số đang

hoạt động từ cảm biến vị trí
chuyển số đặt trong công tắc khởi
động số trung gian sau đó quyết
định phương thức chuyển số thích
hợp.

+) Mạch điện của công tắc trung gian

Hình 2.6:Sơ đồ mạch điện công tắc khởi động trung gian