thiết lập mô hình hộp số tự động a540e của ôtô phục vụ dạy - học tại bộ môn kỹ thuật ôtô, khoa cơ khí

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ
1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI
1.1.1. Định nghĩa
 Hộp số chuyển số bằng tay (hộp số thường)
Khi ôtô 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 ôtô nhằm tăng hiệu quả sử dụng và tiết kiệm nhiên liệu.
Cho nên, điều cần thiết đối với người điều khiển là phải thường xuyên nhận
biết tải và tốc độ ôtô để chuyển số cho phù hợp.
 Hộp số tự động
Những nhận biết của người điều khiển về tải và tốc độ của ôtô 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 ôtô.
1.1.2. Phân loại, ưu điểm
1.1.2.1. 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 ôtô
 Các hộp số sử dụng trên ôtô FF (động cơ đặt trước cầu – cầu trước
chủ động).
 Các hộp số sử dụng trên ôtô FR (động cơ đặt trước - cầu sau chủ
động)
 Các hộp số sử dụng trên ôtô FF được thiết kế gọn nhẹ hơn so với
loại lắp trên ôtô FR do chúng được lắp trên khoang động cơ. Các
hộp số sử dụng trên ôtô FR có bộ truyền động cuối cùng lắp ở ngoài,
nhưng các hộp số sử dụng trên ôtô FF lại lắp ở bên trong. Loại hộp
số sử dụng trên ôtô FF còn được gọi là “hộp số có vi sai”.

2

2

1.1.2.2. Ưu điểm của hộp số tự động
So với hộp số thường, hộp số tự động có các ưu điểm.
 Nó làm giảm mệt mỏi cho người điều khiển ôtô 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 ôtô, do vậy giảm bớt cho người điều khiển ôtô sự cần thiết
phải thành thạo các kĩ thuật điều khiển ôtô 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.
1.2. CẤU TẠO

Các bộ phận chính của hộp số tự
động
- Bộ biến mô
- Bộ 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 1.1. Hộp số tự động có vi sai

1. Bộ truyền bánh răng hành tinh; 2. Bộ biến mô; 3. Bộ truyền động cuối cùng.
1.2.1. Bộ biến mô
Chức năng của biến mô
 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.


3

3




Hình 1.2. 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 roto tuabin;
9. Khớp khóa.
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 ôtô 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 ôtô có hộp số
thường, nên ôtô 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.







4

4

1.2.2. Bộ truyền bánh răng hành tinh
Bộ bánh răng hành tinh được đặt trong vỏ hốp 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.

Hình 1.3. 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 ôtô và điều khiển của người
điều khiển ôtô.
 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 ôtô.
Bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm:
 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.


5

5

1.2.2.1.Bộ các bánh răng hành tinh



Hình 1.4. 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.
1.2.2.2. 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.


6

6

Có hai loại phanh
 Phanh hãm


Hình 1.6. 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 1.6). 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 1.7. Phanh dải
1. Dải phanh; 2. Tang trống; 3. Lò xo ngoài; 4. Cần đẩy pittông;
5. Lò xo trong; 6. Pittông.


7

7

Phanh dải (hình 1.7). 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 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.
1.2.2.3. Ly hợp và khớp một chiều

Ly hợp (hình 1.8)
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 1.8. 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 1.9)
Chức năng: khớp một chiều đảm bảo chuyển số được êm và chỉ cho
truyền mômen theo một hướng.



8

8




Hình 1.9. 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.
1.2.2.4. 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 ôtô 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


9

9


Hình 1.9. 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.
1.2.2.5. Bộ truyền động bánh răng cuối cùng

Chức năng: bộ truyền động cuối cùng cũng giống như trên ôtô 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 1.10. Bộ truyền động 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.


10

10

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.
1.2.2.6. 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 ôtô 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 1.11. 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 ôtô có thể chọn chế
độ vận hành ôtô 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).
1.2.2.7. 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 .


11

11

Loại dầu này được gọi là dầu hộp số tự động (viết tắt là “ATF”) để
phân biệt nó với các loại dầu khác.
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.

12

12

CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ ĐIỀU
KHIỂN THỦY LỰC TRÊN HỘP SỐ A540E
2.1. MỘT SỐ THÔNG SỐ VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÍNH
2.1.1. 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
2.1.2. 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.
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.
Hình 2.1. Dãy số


13

13

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
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.



14

14

- 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 lớn nhất nhỏ 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.
- 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.







15

15

Bảng 2.1- 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 - là hoạt động
Tại những vị trí của những dãy số người điều khiển ôtô 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.
Để đỗ ôtô 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, ôtô có thể chuyển động.





16

16

2.1.3. Công tắc khởi động số trung gian
2.1.3.1. Sơ đồ bố trí các dãy số của công tắc trung gian

Hình 2.2. 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.

2.1.3.2. Mạch điện của công tắc trung gian

Hình 2.3. Sơ đồ mạch điện công tác khởi động trung gian



17

17

Nguyên lý hoạt động của công tắc trung gian khi chuyển số.
Khi cần chuyển số được gạt đến vị trí nào đó, sẽ làm tiếp điểm tại đó được
nối lại với nhau. Các tiếp điểm này cũng được nối với các đèn báo vị trí số trên táp
lô để người điều khiển ôtô biết vị trí số đang đi một cách thuận tiện. Đồng thời vị trí
đi số cũng được gửi về bộ điều khiển điện tử (ECT) để bộ điều khiển điện tử (ECT)
quyết định phương thức đi số.
2.2. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ (ECT – Electronic Control
Tranmission)
2.2.1. Sơ đồ khối sự điều khiển của bộ điều khiển điện tử (ECT) khi chuyển số

Hình 2.4. Sơ đồ khối sự điều khiển của bộ điều khiển điện tử (ECT) khi chuyển số
Bộ điều khiển điện tử (ECT) điều khiển thời điểm chuyển số, và khóa biến
mô bằng cách điều khiển các van điện từ của bộ điều khiển thủy lực để duy trì điều
Công tắc khởi động số trung
gian
Công tắc chọn phương thức
lái (tín hiệu lái)
Công tắc chính OD
Cảm biến vị trí bướm ga
(tín hiệu mở độ bướm ga)
Cảm biến tốc độ ô tô
(tín hiệu totóc độ ô tô)
ECT
Chọn phương thức sang số
Điều khiển thời điểm chuyển số
Van điện từ 1 Van điện từ 2
Các van chuyển số
Thân van

Các ly hợp và phanh
Bộ bánh răng hành tinh

18

18

kiện vận hành ôtô tối ưu với việc dùng các tín hiệu từ các cảm biến, các công tắc lắp
trên động cơ và hộp số tự động.
2.2.2. Van điện từ và cảm biến tốc độ
2.2.2.1. Van điện từ
 Chức năng và phân loại
- Chức năng
Van điện từ hoạt động nhờ các tín hiệu từ bộ điều khiển điện tử (ECT), để
vận hành các van chuyển số và điều khiển áp suất thủy lực.
- Phân loại
Có hai loại van điện từ:
Một van điện từ đóng và mở các đường dẫn dầu theo tín hiệu của bộ điều
khiển điện tử (ECT) (mở đường dẫn dầu theo tín hiệu mở, đóng đường dẫn dầu theo
tín hiệu đóng). Một van điện từ tuyến tính điều khiển áp suất thủy lực tuyến tính
theo dòng điện phát ra từ bộ điều khiển điện tử (ECT).

Hình 2.5. Van điện từ chuyển số
1. Van điện từ số 1; 2. Van điện từ số 2.








19

19

 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van điện từ chuyển số

Hình 2.6. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van điện từ
a. Van điện từ ngắt (OFF; b. Van điện từ mở (ON))
1. Cuộn dây; 2. Lò xo hồi; 3. Lõi từ.
Khi không có tín hiệu từ bộ điều khiển điện tử (ECT) gửi tới thì cuộn dây
không có điện và lúc này lò xo hồi đẩy lõi từ về vị trí ban đầu đóng đường dẫn dầu
lại (hình 2.6a). Khi có tín hiệu từ bộ điều khiển điện tử (ECT) gửi tới cuộn dây (tín
hiệu gửi tới là tín hiệu điện áp) lúc này cuộn dây tạo ra một từ trường hút lõi từ ép
lò xo hồi lại và mở đường dẫn dầu (hình 2.6b).
2.2.2.2. Cảm biến tốc độ
 Chức năng
Phát hiện tốc độ trục thứ cấp của hộp số tự động, biến đổi tốc độ của trục thứ
cấp thành dạng tín hiệu để gửi về cho bộ điều khiển điện tử (ECT) của hộp số xử lý
và bộ điều khiển điện tử (ECT) gửi tín hiệu đển các van điện từ thực hiện việc
chuyển số.




Hình 2.7. Cảm biến tốc độ


20

20

 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Hình 2.8. Cấu tạo cảm biến tốc độ
1. Lõi từ; 2. Cuộn dây; 3. Rôto
Cảm biến tốc độ dùng trong hộp
số là loại cảm biến nam châm đứng yên.
Cảm biến được đặt trên vỏ hộp số gồm
một rôtor có bốn răng, một cuộn dây
quấn quanh một lõi từ cạnh một nam
châm vĩnh cửu. Cuộn dây và lõi từ được
đặt đối diện với các cảm biến rôtor và
được cố định trên vỏ hộp số. Khi rôtor
quay các bánh răng sẽ lần lượt tiến lại
gần và lùi ra xa cuộn dây

Khi rôtor ở vị trí như (hình 2.9a), điện áp trên cuộn dây cảm biến bằng 0.
Khi răng cảm biến của cảm biến rôtor tiến lại gần cực từ của lõi thép, khe hở giữa
rôtor và lõi thép giảm dần và từ trường mạnh dần lên. Sự biến thiên của từ thông
xuyên qua cuộn dây sẽ tạo nên một sức điện động e (hình 2.9b). Khi răng cảm biến
rôtor đối diện với lõi từ, độ biến thiên của từ trường bằng 0 và sức điện động trong
cuộn cảm biến nhanh chóng giảm về 0 (hình 2.9c). Khi rôtor đi xa lõi từ, từ thông
qua lõi từ giảm dần và sức điện động xuất hiện trong cuộn dây cảm biến có chiều
ngược lại (hình 2.9d). Sức điện động sinh ra ở hai đầu dây cuộn cảm biến phụ thuộc
vào tốc độ của hộp số.

Hình 2.9. Vị trí tương đối của rôtor với cuộn nhận tín hiệu


21

21


Hình 2.10. Sự thay đổi từ thông trong cuộn nhận tín hiệu và sức điện động
2.2.3. Cơ sở lý thuyết điều khiển của ECT
2.2.3.1. Điều khiển thời điểm chuyển số

Hình 2.11. Sơ đồ chuyển số của hộp số


22

22

Quan hệ giữa tốc độ ôtô và số của hộp số thay đổi theo góc mở của bàn đạp ga
thậm chí trong cùng một tốc độ của ôtô. Khi điều khiển ôtô, trong khi vẫn giữa bàn
đạp ga không đổi, tốc độ ôtô tăng lên và hộp số được chuyển lên số trên.
Khi bàn đạp ga được nhả ra ở điểm A trong hình bên trái (hình 2.11) và độ
mở của bàn đạp ga đạt điểm B, thì hộp số sẽ chuyển từ số 3 lên số O/D. Ngược lại
tiếp tục đạp ga ở điểm A và độ mở của bàn đạp ga đạt điểm C, thì hộp số sẽ chuyển
từ số 3 về số 2.
Độ trễ của hộp số tự động: tốc độ mà ở đó hộp số chuyển lên số cao và tốc độ
mà ở đó hộp số chuyển xuống số thấp xảy ra trong một khoảng nhất định bất kỳ ở
số một số nào đó. Khoảng này được gọi là độ trễ. Độ trễ là một đặc tính được thiết
kế cho mọi hộp số tự động để ngăn không cho hộp số chuyển số lên và xuống quá
thường xuyên.



23

23


Hình 2.12. Sơ đồ chuyển số ở hai chế độ tải
Sự điều khiển thời điểm chuyển số khác nhau tùy theo chế độ của công tắc
chọn phương thức điều khiển ôtô.
Bộ điều khiển điện tử (ECT) xác định phương thức áp dụng và điều khiển
thời điểm chuyển số. Với chế độ tải khác nhau thì thời điểm chuyển số trong cùng
một số cũng khác nhau (hình 2.12), cụ thể với chế độ tải nặng thì tốc độ chuyển số
phải lớn hơn so với chế độ tải bình thường trong cùng một số.






24

24

2.2.3.2. Thời điểm làm việc của các van điện từ
Khi bộ điều khiển điện tử (ECT) nhận được các tín hiệu gửi về (góc mở
bướm ga, tốc độ trục thứ cấp hộp số…), những tín hiệu gửi về được bộ điều khiển
điện tử (ECT) tiếp nhận và xử lý để thông báo chuyển số lên cao hay xuống thấp.
Tùy theo các tín hiệu gửi về mà bộ điều khiển điện tử (ECT) sẽ gửi đi các tín hiệu
(điện áp) để ngắt hoặc mở các van điện từ để thực hiện việc chuyến số lên cao hay
xuống thấp. Với từng số trong từng dãy thì thứ tự làm việc của các van sẽ được lập
trình trong bộ điều khiển điện tử (ECT) để điều khiển phù hợp với cần chọn số (van
điều khiển).

2.2.3.3. Điều khiển khóa biến mô

Hình 2.13. Sơ đồ khối điều khiển khóa biến mô của bộ điều khiển điện tử (ECT)
Bộ điều khiển điện tử (ECT) đã lập trình trong bộ nhớ của nó phương thức
vận hành li hợp khóa biến mô cho từng chế độ vận hành.
Công tắc khởi động trung gian
Công tắc chọn phương thức lái
ECT
Chọn phương thức khóa biến mô
Điều khiển thời điểm khóa biến mô
Van điện từ
Van tín hiệu khóa biến mô
Ly hợp khóa biến mô
Cảm biến tốc độ ô tô
Cảm biến vị trí bướm ga
Tín hiệu chức năng khóa biến
mô


25

25

Trên cơ sở phương thức khóa biến mô này bộ điều khiển điện tử (ECT) sẽ
bật hoặc tắt van điện từ tùy thuộc vào tốc độ ôtô và các tín hiệu bướm ga.
Bộ điều khiển điện tử (ECT) sẽ bật van điện từ để vận hành khóa biến mô
nếu 3 điều kiện sau đây đồng thời tồn tại:
Ôtô đang chạy ở số 2, 3 hoặc số OD ở dãy D.
Tốc độ ôtô bằng hoặc cao hơn tốc độ quy định và góc mở bướm ga bằng
hoặc cao hơn trị số quy định.

Bộ điều khiển điện tử (ECT) không nhận được tín hiệu hủy khóa biến mô.
Bộ điều khiển điện tử (ECT) điều khiển khóa biến mô nhằm giảm chấn trong
khi chuyển số. Nếu hộp số chuyển số lên hoặc xuống trong khi hệ thống khóa biến
mô đang hoạt động thì bộ điều khiển điện tử (ECT) sẽ hủy tác động của hệ thống
khóa biến mô.
Điều này giúp cho việc giảm chấn khi chuyển số lên hoặc xuống được hoàn
tất thì bộ điều khiển điện tử (ECT) sẽ tái kích hoạt hệ thống khóa biến mô. Tuy
nhiên bộ điều khiển điện tử (ECT) sẽ phải hủy sự khóa biến mô trong các trường
hợp sau.
- Công tắc đèn phanh chuyển sang “ON “ (trong khi phanh).
- Các tiếp điểm IDL của cảm biến vị trí bướm ga đóng.
- Nhiệt độ nước làm mát thấp hơn nhiệt độ nhất định.
- Tốc độ ôtô tụt xuống khoảng 10 km/h hoặc thấp hơn tốc độ đã định trong
hệ thống điều khiển chạy ôtô tự động vẫn đang hoạt động.
2.2.3.4. Chức năng dự phòng
Bộ điều khiển điện tử (ECT) có chức năng an toàn khi gặp sự cố cho phép
ôtô tiếp tục di chuyển, thậm chí cả khi có một trục trặc xảy ra ở hệ thống điện trong
khi ôtô đang di chuyển.
 Chức năng dự phòng của van điện từ
Ôtô có thể di chuyển nếu một hoặc cả hai van điện từ bị trục trặc. Sở dĩ như
vậy vì bộ điều khiển điện tử (ECT) điều khiển hộp số bằng sử dụng van điện từ