KIỂM NGHIỆM hộp số tự ĐỘNG XE SIÊU TRỌNG HD 785 5

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
1
1. Nhiệm vụ, yêu cầu
1
1.1. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hộp số trên ô tô
1
1.2. Phân tích ưu nhược điểm của hộp số tự động với hộp số cơ khí
2
2. Các bộ phận cơ bản của hộp số tự động
7
2.1. Biến mô thủy lực
7
2.2. Bộ bánh răng hành tinh
10
2.3. Hệ thống thủy lực
15
2.4. Hệ thống điều khiển
17
2.5. Các cảm biến và công tắc
17
CHƯƠNG 2: KIỂM NGHIỆM HỘP SỐ TỰ ĐỘNG XE SIÊU TRỌNG HD 785-5
18
1.Giới thiệu về xe tải tự đổ HD 785-5
18
1
1
2. Bố trí chung hệ thống truyền lực
19
3. Hộp số tự động xe HD 785-5

19
3.1. Sơ đồ động học và đi số
19
3.2. Tính toán động học hộp số hành tinh
20
3.3. Tính toán kiểm nghiệm tỉ số truyền
31
3.4. Xây dựng đặc tính ngoài của động cơ
37
3.5. Xây dựng đặc tính kéo của biến mô
39
3.6. Đánh giá hộp số hành tinh
47
4. Hệ thống van biến mô và van điều khiển đi số của xe HD785-5
50
4.1. Van khóa biến mô
50
4.2. Van điều khiển đi số
56
5. Hệ thống điều khiển điện tử hộp số trên xe HD 785-5
66
5.1. Nhiệm vụ
66
5.2. Sơ đố nguyên lý hệ thống điều khiển hộp số
66
2
2
5.3. So sánh đánh giá
74
KẾT LUẬN

75
TÀI LIỆU THAM KHẢO
76
LỜI NÓI ĐẦU
3
3
Ngày nay, cùng với sự phát triển của nền kinh tế, những chiếc ôtô cũng ngày càng yêu cầu
khắt khe hơn đối với việc nâng cao tính tiện nghi, giảm tối đa thao tác điều khiển xe, tiết
kiệm nhiên liệu, thân thiện với môi trường.
Hộp số hành tinh với sự tham gia của biến mô trong hệ thống truyền lực và khả năng điều
khiển chuyển số một cách tự động đã đáp ứng những yêu cầu về tính tiện nghi trong các
trang thiết bị trên ô tô, đem lại tính thẩm mỹ trong buồng lái, đồng thời mang đến khả năng
thân thiện với môi trường trong suốt quá trình hoạt động của xe, mở ra hướng phát triển
mới của ô tô trong tương lai là những chiếc xe thông minh, thân thiện. Với đề tài “KIỂM
NGHIỆM HỘP SỐ TỰ ĐỘNG XE SIÊU TRỌNG HD 785-5”, những nội dung mà đồ án
sẽ thực hiện bao gồm:
Trình bày kết cấu chung các hệ thống.
Vẽ lại bản vẽ mặt cắt hộp số hành tinh, biến mô, van đi số, van biến mô.
Tính toán động học hộp số hành tinh, sơ đồ động học, sơ đồ đi số.
Xây dựng đặc tính ngoài động cơ, đặc tính kéo của biến mô thủy lực…
Xin chân thành cảm ơn PGS.TS thầy giáo VÕ VĂN HƯỜNG đã tận tình giúp đỡ em
trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn Ô tô
và xe chuyên dụng cùng các bạn sinh viên đã giúp đỡ để hoàn thiện đồ án này.
Hà Nội, tháng 6 năm 2012
Sinh viên
Nguyễn Hữu Dũng
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hộp số
1.1. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hộp số trên ôtô
1.1.1. Nhiệm vụ

Hộp số tự động có nhiệm vụ là:
4
4
• Truyền và biến đổi mômen từ động cơ tới bánh xe chủ động sao cho
phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mômen cản sinh ra trong
quá trình ôtô chuyển động .
• Cắt dòng truyền mômen trong thời gian ngắn hoặc dài.
• Thực hiện đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho
ôtô.
• Tạo khả năng chuyển động mềm mại và tính năng việt dã cần thiết trên
đường.
1.1.2. Yêu cầu của hộp số
Yêu cầu đối với hộp số khi thiết kế cho ô tô là:
• Có dãy tỉ số truyền phù hợp, phân bố các khoảng thay đổi tỉ số truyền
tối ưu để tận dụng tối đa công suất động cơ.
• Hiệu suất truyền lực của hộp số phải cao để tăng tính năng vận hành
của xe.
• Số lượng các phần tử điều khiển (PTĐK) thích hợp, được bố trí phù
hợp đối với dạng xe cầu trước hoặc sau chủ động. Các chế độ làm việc
của các phần tử điều khiển phải hợp lý giảm tổn thất trong quá trình
hoạt động ổn định của xe. Quá trình chuyển số nhanh chóng và chính
xác thông qua các cơ cấu điều khiển thủy lực và điện tử,không gây ra
rung giật và tiếng ồn.
• Kích thước hộp số phải nhỏ gọn, khối lượng không quá lớn nhằm tăng
khoảng sáng gầm xe, nâng cao khả năng thông qua cho xe ở đường gồ
ghề và giảm bớt trọng lượng của xe.
• Ngoài ra kết cấu của hộp số thuận lợi nhất có thể cho sửa chữa, bảo
dưỡng, chẩn đoán sự cố trên xe…Hiện nay, trên xe ôtô sử dụng hai loại
hộp số chính là : hộp số cơ khí và hộp số tự động.
1.2. Phân tích ưu nhược điểm của hộp số tự động so với hộp số cơ khí

5
5
1.2.1. Sơ đồ hệ truyền lực của ôtô dùng hộp số cơ khí và ôtô dùng hộp số tự động
Hộp số sử dụng trên ôtô gồm có hai loại: hộp số cơ khí và hộp số tự động. Hệ thống
truyền lực trên xe được bố trí như sau
Hình 1.1 Hệ thống truyền lực của xe lắp hộp số cơ khí
Hình 1.2 Hệ thống truyền lực của xe lắp hộp số tự động
Xe lắp hộp số tự động có:
• Đặc tính kéo giống với đặc tính kéo lý tưởng của xe.
• Xe đạt được moomen lớn nhất ngay từ đầu.
• Khả năng truyền lực vô cấp với biến mô thủy lực.
6
6
1.2.2. Phân tích đặc điểm động lực học của ôtô dùng hộp số tự động và
ôtô dùng hộp số thường
Tính lực kéo tiếp tuyến F
k
ở bánh xe chủ động theo vận tốc chuyển động của xe, với
xe sử dụng hộp số thường ta có công thức:
F
k
=
k
b
M
r
=
e h o
M .i .i .
t

b
r
η
Hình 1.3 Đồ thị lực kéo của xe lắp hộp số thường
Trong đó:
M
e
: momen trục ra của động cơ.
i
h
,i
0
: Tỉ số truyền của hộp số chính và của truyền lực chính.
t
η
: Hiệu suất của biến mô.
r
b
: Bán kính làm việc trung bình của bánh xe.
Với xe sử dụng hộp số tự động có lắp biến mô thì:
F
k
=
k
b
M
r
=
h o
M .i .i .

t t
b
r
η
Trong đó:
M
t
: Momen bánh tua bin.
Xuất phát từ phương trình cân bằng lực kéo của ôtô khi chuyển động tổng quát trên dốc
với đầy đủ các thành phần lực được biểu diễn theo dạng sau:
k f w i j m
F F F F F F= + ± ± +
Phương trình có thể viết dưới dạng khai triển :
7
7
0
2
1
cos sin
2
e f h t
j m m
b
M i i i
Gf cAV G Mj n G
r
η
α ρ α δ ψ
= + ± ± +
Trong đó:

-
0
. . . .
e f h t
k
b
M i i i
F
r
η
=
: Lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động.
-
. .cos
f
F G f
α
=
: Lực cản lăn.
-
2
1
2
w
F cAV
ρ
=
: Lực cản không khí.
-
.sin

i
F G
α
=
: Lưc cản lên dốc.
-
. .
j j
F M j
δ
=
: Lực cản quán tính.
-
. .
m m m
F n G
ψ
=
: Lực cản keo móc.
-
j
δ
: Hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng của các chi tiết
quay khi tăng tốc.
2
2
11
1
σσδ
++= hi

j
với:
04,003,0
05,004,0
1
1
÷=
÷=
σ
σ
-
ψ
: Hệ số cản tổng cộng của mặt đường.
Quan hệ giữa lực kéo phát ra tại các bánh xe chủ động F
k
và các lực cản chuyển
động phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ôtô F
k
= f(v) . Trục tung là các giá trị của lực
và trục hoành là các giá trị của vận tốc, đồ thị biểu diễn quan hệ các lực đó và vận tốc của
ôtô chính là đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô.
Nhận xét : Đồ thị hình 1.3 và hình 1.4 cho thấy sự khác biệt của đường đặc tính
kéo ở xe lắp hộp số thường và xe lắp hộp số tự động như sau: lực kéo F
k
ở bánh xe chủ
động của xe lắp hộp số tự động lớn hơn F
k
của xe lắp hộp số hộp số thường, với xe lắp hộp
số tự động thì lực cản tăng thì lực kéo tăng theo, đồ thị lực kéo của xe lắp hộp số thường
với mỗi tay số có vùng làm việc ổn định phía bên phải và vùng làm việc không ổn định bên

trái, xe lắp hộp số thường lực cản tăng thì lực kéo giảm.
8
8
Hình 1.4 Đồ thị đặc tính kéo của xe lắp hộp số tự động
1.2.3. Đặc điểm vận hành của xe dùng hộp số tự động và dùng hộp số cơ
khí
Trong hộp số tự động, momen xoắn được chuyển đến các bánh xe chủ động một
cách êm dịu và gần như liên tục tương ứng với lực cản chuyển động và tốc độ chuyển động
của ôtô.Do quá trình chuyển số là tự động nên làm giảm các thao tác của người lái,giảm sự
mệt mỏi,trong khi ở hộp số thường người lái phải thường xuyên phái cắt ly hợp và chuyển
số,điều này làm tăng tính tiện nghi của xe. Hộp số tự động dùng bộ biến mô thủy lực để
nối và ngắt dòng công suất của hệ thống truyền động nên tránh cho động cơ bị quá tải,tăng
tuổi thọ cho các chi tiết so với khi sử dụng hộp số thường. Có ưu điểm trong quá trình vận
hành có thể dừng xe mà không phải đóng ngắt ly hợp và về số 0. Có tốc độ truyền thẳng
cũng như truyền tăng.
2. Các bộ phận cơ bản của hộp số tự động
2.1. Biến mô thủy lực
Biến mô thủy lực được lắp ở đầu vào của chuỗi bánh răng truyền động hộp số và
được bắt bằng bulông vào trục sau của trục khuỷu thông qua tấm truyền động.Biến mô làm
tăng momen do động cơ tạo ra,truyền momen này đến hộp số,nó còn đóng vai trò như một
khớp nối thủy lực truyền momen đến hộp số,hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ
thống truyền lực.Biến mô có tác dụng như một bánh đà để làm đều chuyển động quay của
động cơ,ngoài ra nó còn có chức năng dẫn động bơm dầu của hệ thống thủy lực. Cấu tạo
biến mô : phần chủ động gọi là bánh bơm(B) nối với trục khuỷu động cơ,phần bị động gọi
là bánh tuabin (T) nối với trục vào bộ truyền bánh răng hành tinh,phần phản ứng gọi là
bánh dẫn hướng (D) được lắp giữa bánh bơm và bánh tuabin.
2.1.1. Cánh bơm
Gắn liền với vỏ biến mô,các cánh bơm có biên dạng cong hướng kính.Vành dẫn
hướng được lắp trên cạnh trong của cánh quạt để dẫn hướng cho dòng chảy của dầu được
êm.

9
9
Hình 1.5 Biến mô
2.1.2. Roto tuabin
Gồm nhiều cánh quạt lắp trong roto tuabin,hướng cong của các cánh ngược chiều
với các cánh bơm,được lắp trên trục sơ cấp hộp số sao cho nó đối diện với các cánh trên
cánh bơm,và khe hở giữa chúng rất nhỏ.
2.1.3. Stato
Stato được đặt giữa cánh bơm và roto tuabin,trục stato lắp cố định vào vỏ hộp số
qua khớp một chiều,các cánh của stato nhận dòng dầu khi nó đi ra khỏi roto tuabin và
hướng cho nó đập vào mặt sau của cánh quạt trên cánh bơm làm cho cánh bơm được
cường hóa. Khớp một chiều cho phép stato quay cùng chiều với trục khuỷu động cơ,nếu
stato có xu hướng quay theo chiều ngược lại thì khớp một chiều sẽ khóa stato lại không
cho nó quay.
2.1.4. Đặc tính cơ bản của biến mô
Việc khuyếch đại mômen do biến mô sẽ tăng theo tỷ lệ với dòng xoáy, điều đó có
nghĩa là nó lớn nhất khi roto tuabin không quay. Hoạt động của biến mô được chia làm hai
dải hoạt động: dải biến mô trong đó có sự khuyếch đại mômen, dải khớp nối trong đó chỉ
thuần tuý diễn ra việc truyền mômen và sự khuyếch đại mômen không xảy ra.
10
10
Hình 1.6 Đồ thi đặc tính không thứ nguyên của biến mô
Điểm ly hợp
Là đường phân chia giữa hai giai đoạn đó hiệu suất truyền động của bộ biến mô
cho thấy năng lượng truyền cho bánh bơm được truyền đến bánh tuabin với hiệu quả ra
sao. Năng lượng ở đây là công suất của bản thân động cơ tỉ lệ với tốc độ của động cơ
(vòng/phút) và mômen động cơ do mômen được truyền với tỉ số gần 1:1 trong khớp thuỷ
lực nên hiệu suất truyền động trong dải khớp nối sẽ tăng tuyến tính và tỉ lệ với tốc độ. Tuy
nhiên hiệu suất truyền động của bộ biến mô không đạt được 100% và thường đạt được
khoảng 95%. Sự tổn hao năng lượng là do nhiệt sinh ra trong dầu và ma sát. Khi dầu tuần

hoàn nó được bộ làm mát dầu làm mát.
Điểm dừng và điểm li hợp
Điểm dừng chỉ tình trạng ở đó mà bánh tuabin không chuyển động. Sự chênh lệch
tốc độ quay giữa bánh bơm và bánh tuabin la lớn nhất. Tỉ số truyền mômen của bộ biến mô
là lớn nhất tại điểm dừng ( thường trong phạm vi từ 1,7 đến 2,5 ) hiệu suất truyền động
bằng 0.
Điểm ly hợp khi bánh tuabin bắt đầu quay và tỉ số truyền tốc độ tăng lên, sự chệnh
lệch tốc độ quay giữa bánh tua bin và bánh bơm bắt đầu giảm xuống. Tuy nhiên, ở thời
điểm này hiệu suất truyền động tăng. Hiệu suất truyền động đạt lớn nhất ngay trước điểm li
11
11
hợp. Khi tỷ số tốc độ đạt tới một trị số nào đó thì tỉ số truyền mômen trở nên gần bằng 1:1.
Nói cách khác, Stato bắt đầu quay ở điểm li hợp và bộ biến mô sẽ hoạt động như một khớp
nối thuỷ lực để ngăn không cho tỉ số truyền mômen tụt xuống dưới 1.
2.2. Bộ bánh răng hành tinh
Bộ bánh răng hành tinh được đặt trong vỏ hộp số chế tạo bằng hợp kim nhôm. Nó
có thể thay đổi tốc độ đầu ra hoặc chiều quay của hộp số, sau đó truyền chuyển động này
đến bộ truyền động cuối cùng. Bộ bánh răng hành tinh bao gồm : các bánh răng hành tinh,
các li hợp và phanh. Bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyền bánh răng hành tinh
sau được nối với các li hợp và phanh, là các bộ phận nối và ngắt công suất. Những cụm
bánh răng này chuyển đổi vị trí của phần sơ cấp và các phần tử cố định để tạo ra các tỷ số
truyền bánh răng khác nhau và vị trí số trung gian.
Cấu tạo của HSHT trên ôtô và các phương tiện giao thông khá phức tạp HSHT
được tổ hợp từ các cơ cấu hành tinh cơ bản hoặc các cơ cấu hành tinh tổng hợp.Trên ôtô
dùng ba loại cơ bản sau:CCHT kiểu Wilson độc lập, CCHT theo sơ đồ Simson, CCHT
Ravigneaux.
2.2.1. Cơ cấu hành tinh Wilson
Hình 1.7. Cơ cấu hành tinh Wilson
Được cấu tạo từ ba phần tử cơ bản có cùng trục quay gồm một bánh răng mặt trời,
một bánh răng bao và một cần dẫn. Các bánh răng hành tinh quay trơn trên cần dẫn ăn

khớp đồng thời với bánh răng mặt trời và bánh răng bao, đóng vai trò như phần tử trung
12
12
gian nối giữa ba phần tử cơ bản. Các phần tử của CCHT Wilson có 2 ràng buộc về hình
học và 2 ràng buộc về động học :
C
r
c
ω
=
SS
r
ω
.
+
PP
r
ω
.
,
C
r
=
S
r
+
P
r
R
r

R
ω
=
CC
r
ω
.
+
PP
r
ω
.
,
R
r
=
C
r
+
P
r
Gọi Z =
R
S
r
r
là đặc tính của CCHT Wilson, ta rút ra được phương trình liên kết 3 phần tử cơ
bản của cơ cấu:
(1 + Z)
C

ω
=
S
ω
+ Z·
R
ω
Từ phương trình liên kết, nhận thấy chỉ cần xác định được chuyển động của 2 phần tử là
xác định được chuyển động của cả cơ cấu. Bởi vậy, CCHT Wilson có 2 bậc tự do.
2.2.2. Cơ cấu hành tinh Simpson
Các phần tử M
1
, N
1,
H
1
, G
1
(S
1
, R
1
, P
1
, C
1
) CCHT Simpson gồm hai CCHT
cơ bản Wilson. Các phần tử
1
M

,
1
N
,
1
H
,
1
G
(
1
S
,
1
R
,
1
P
,
1
C
) thuộc dãy hành tinh thứ
nhất
2
M
,
2
N
,
2

H
,
2
G
(
2
S
,
2
R
,
2
P
,
2
C
) thuộc dãy hành tinh thứ hai. Rút ra được các
ràng buộc về động học và hình học của các phần tử trong CCHT Simpson:
1C
r
1C
ω
=
SS
r
ω
.
1
+
1

.1
PP
r
ω
,
1C
r
=
1S
r
+
1P
r
1R
r
1R
ω
=
11
.
CC
r
ω
+
11
.
PP
r
ω
,

1R
r
=
1C
r
+
1P
r
2C
r
1C
ω
=
SS
r
ω
.
2
+
22
.
PP
r
ω
,
2C
r
=
2S
r

+
2P
r
2R
r
2R
ω
=
12
.
CC
r
ω
+
22
.
PP
r
ω
,
2R
r
=
2C
r
+
2P
r
13
13

Hình 1.9: Cơ cấu hành tinh Simpson
Hình 1.8: Cơ cấu hành tinh Simpson.
Từ đặc tính của 2 dãy hành tinh Wilson trong CCHT Simpson là
1
K
=
1
1
R
S
r
r
và
2
K
=
2
2
R
S
r
r
có thể rút ra được phương trình liên kết các phần tử cơ bản của bộ
truyền simson:
1 1 1 1
2 2 2 1
. (1 ).
. (1 )
S R C
S R R

K K
K K
ω ω ω
ω ω ω
+ = +


+ = +

Từ hệ phương trình liên kết trên, chỉ cần xác định được chuyển động của 2 phần tử trong
cả CCHT là có thể xác định được chuyển động của cả cơ cấu. Do đó CCHT Wilson gồm 2
bậc tự do.
2.2.3. Cơ cấu hành tinh Ravigneaux
14
14
Cấu tạo của CCHT kiểu ravigneaux gồm 2 bánh răng mặt trời
1
M
(
1
S
),
2
M
(
2
S
) nối với 2 trục khác nhau. Hai nhóm bánh răng hành tinh
1
H

(
1
P
),
2
H
(
2
P
) ăn
khớp với nhau và nằm trên một giá hành tinh G(C), một bánh răng bao N(R) ăn khớp với
2
H
còn
1
H
ăn khớp với
2
M
. Sơ đồ cấu tạo như hình vẽ.
Hình 1.9: Cơ cấu hành tinh Ravigneaux
CCHT Ravigneaux có 4 ràng buộc động học và 4 ràng buộc hình học:
CC
r
ω
.
1
=
11
.

SS
r
ω
+
11
.
PP
r
ω
,
1C
r
=
1S
r
+
1P
r
CC
r
ω
.
2
=
22
.
SS
r
ω
+

22
.
PP
r
ω
,
2C
r
=
2S
r
+
2P
r
(
2C
r
-
1C
r
)
C
ω
=
11
.
PP
r
ω
+

22
.
PP
r
ω
,
2C
r
-
1C
r
=
2P
r
+
1P
r
RR
r
ω
.
=
CC
r
ω
.
2
+
22
.

PP
r
ω
,
R
r
=
2C
r
+
2P
r
15
15
Từ các ràng buộc trên và đặc tính của dãy hành tinh cơ bản Wilson
1
K
=
1
R
S
r
r
và dãy hành
tinh bánh răng hành tinh kép
2
K
=
2
R

S
r
r
có được hệ phương trình liên kết các phần tử cơ bản
của CCHT Ravigneaux như sau:
1 1 1
2 2 2
. ( 1). 0
. ( 1) 0
S R C
S R C
K K
K K
ω ω ω
ω ω ω
+ − + =


− + − − =

Từ hệ phương trình liên kết trên, nhận thấy chỉ cần xác định được chuyển động của 2 phần
tử trong đó là xác định được chuyển động của toàn bộ CCHT Ravigneaux. Do đó, CCHT
Ravigneaux có 2 bậc tự do.
Khi đã xác định được số bậc tự do của các CCHT, nhận thấy số bậc tự do của CCHT nhỏ
hơn so với số phần tử cơ bản của từng CCHT riêng biệt nên luôn luôn có thể tạo ra được
nhiều số truyền bằng cách thay đổi lần lượt các phần tử điều khiển được trong CCHT đang
xét, tức là thay đổi đầu ra, đầu vào của hộp số. Tuy nhiên, khi thực hiện sẽ khiến kết cấu
của hộp số phức tạp. Do đó, với những CCHT đặt ở cuối hộp số thì đầu ra thường cố định,
không thay đổi, trong khi đó, đầu vào hộp số có thể thay đổi bằng các ly hợp khóa. Như
vậy, khả năng tạo tỉ số truyền tối đa của các CCHT đã giảm xuống. Để có được số lượng số

truyền mong muốn cần sử dụng nhiều CCHT khác nhau trong hộp số.
Hộp số chính dùng trên ô tô có thể chia ra: một hoặc nhiều nhóm tỉ số truyền. Hộp số có
một nhóm tỉ số truyền gồm các CCHT đơn lẻ kiểu Simpson, Ravigneaux hay được tổ hợp
từ các CCHT kiểu Wilson. Hộp số có hai hay nhiều nhóm tỉ số truyền gồm các CCHT đã
được tổ hợp như trên cùng với CCHT đơn giản. Các ô tô con hiện đại thường bố trí các
loại động cơ có số vòng quay lớn, hộp số cần có nhiều số truyền và tỉ số truyền thay đổi
trong giới hạn rộng, trong khi đó không gian chỉ cho phép trong giới hạn nhất định, vì vậy
hộp số đã được cấu tạo thành hai phần nhằm giảm bớt tỉ số truyền cho các bộ truyền, thu
gọn kích thước chung. Đối với loại hộp số được cấu tạo từ nhiều phần, hộp số được chia
ra: phần chính hộp số, phần phụ hộp số. Phần phụ hộp số có thể đặt trước hoặc đặt sau
phần chính. Để tạo nên nhiều tỉ số truyền cho hộp số, giữa các phần của hộp số cần có mối
16
16
liên hệ nhất định với nhau. Sự liên hệ này tạo ra khả năng tổ hợp giữa các CCHT riêng biệt
với nhau. Có hai cách tổ hợp các CCHT liên tiếp là nối tiếp và song song. Với dạng nối
tiếp, đầu ra của cơ cấu này có thể là đầu vào của cơ cấu tiếp theo, vì thế tỉ số truyền của cả
tổ hợp là tích các tỉ số truyền thành phần. Với dạng song song, dòng truyền công suất có
thể được chia nhỏ, do vậy, hiệu suất truyền sẽ được tăng lên đồng thời tạo điều kiện để
điều khiển các dòng công suất riêng biệt.
2.3. Hệ thống thủy lực
Hệ thống thủy lực bao gồm các thành phần chính sau:
• Hệ thống bơm van và vi mạch thủy lực.
• Hệ thống điều khiển điện tử và các cảm biến.
Hệ thống điều khiển thủy lực có chức năng điều chỉnh sự hoạt động và
kiểm soát sự hoạt động của các van. Hệ thống bơm van có chức năng tạo ra áp suất thủy
lực thích hợp với công suất phát ra của động cơ.Hệ thống điều khiển đóng mở các ly hợp
và phanh để thực hiện chuyển số.
Phanh kiểu nhiều đĩa ướt : Khi áp suất thuỷ lực tác động lên xi lanh pít
tông sẽ dịch chuyển và ép các đĩa thép và đĩa ma sát tiếp xúc với nhau. Do đó tạo nên một
lực ma sát lớn giữa mỗi đĩa thép và đĩa ma sát. Kết quả là cần dẫn hoặc bánh răng mặt trời

bị khoá vào vỏ hộp số.Khi dầu có áp suất được xả ra khỏi xi lanh thì píttông bị lò xo phản
hồi đẩy về vị trí ban đầu của nó và làm nhả phanh.
Hình 1.10. Cấu tạo phanh nhiều đĩa ướt
17
17
Ly hợp ma sát ướt: Các đĩa ma sát được lắp bằng then với moayơ của li hợp
truyền thẳng còn các đĩa thép được lắp bằng then với tang trống li hợp truyền thẳng. Tang
trống li hợp truyền thẳng ăn khớp với tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời và tang
trống này lại được ăn khớp với các bánh răng mặt trời trước và sau. Kết cấu được thiết kế
sao cho ba cụm đĩa ma sát, đĩa thép và các tang trống quay cùng với nhau.
Hình 1.11. Cấu tạo ly hợp nhiều đĩa ướt
2.4. Hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển nhận tín hiệu từ các cảm biến và có nhiệm vụ điều khiển các
trạng thái làm việc của hộp số hành tinh như : Điều khiển thời điểm chuyển số, điều khiển
khóa biến mô, điều khiển tối ưu áp suất cơ bản.
18
18
Hình 1.12. Nguyên lý hệ thống điều khiển điện tử ECT
2.5. Các cảm biến và công tắc
Các cảm biến đóng vai trò thu thập các dữ liệu khác nhau để xác định thời điểm chuyển
số và khóa biến mô thích hợp, và biến nó thành các tín hiệu điện rồi truyền tới ECU. Các
cảm biến cơ bản sử dụng trong hộp số tự động bao gồm:
Cảm biến Chức năng
Công tắc chọn chế độ hoạt động Xác định thời điểm chuyển số và khóa biến
mô sẽ áp dụng trong chế độ bình thường
hoặc tải nặng
Công tắc khởi động trung gian Phát hiện vị trí số(‘L’,’2’, và ‘N’)
Cảm biến vị trí bướm ga Phát hiện góc mở của bướm ga
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Phát hiện nhiệt độ nước làm mát
Cảm biến tốc độ Phát hiện tốc độ xe

Công tắc đèn phanh Phát hiện mức độ đạp chân ga
19
19
Công tắc chính số truyền tăng Ngăn không cho chuyển lên số truyền tăng
nếu công tắc chính số truyền tăng ngắt
ECU điều khiển chạy tự động Khi tốc độ xe giảm xuống dưới tốc độ đặt
trong hệ thống điều khiển chạy tự động, nó
phát ra một tín hiệu hủy số số truyền tăng và
hủy khóa biến mô
CHƯƠNG 2: KIỂM NGHIỆM HỘP SỐ TỰ ĐỘNG XE SIÊU TRỌNG HD 785-5
1. GIỚI THIỆU VỀ XE TẢI TỰ ĐỔ HD 785-5
Xe tải tự đổ HD 785-5 do hãng KOMATSU Nhật Bản sản xuất, đang được sử dụng
tại một số khai trường của Tập Đoàn Than-Khoáng Sản Việt Nam, hiện tại ở Việt Nam mới
chỉ có 4 chiếc HD 785-5.
HD 785-5 là loại xe tải siêu trọng đứng thứ hai ở Việt Nam hiện nay sau xe CAT 777D,
khối lượng toàn tải của xe lên tới 158005 kg (khoảng 158 tấn).
2. SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CHUNG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE HD 785-
5
Hệ thống truyền lực bao gồm các bộ phận chính sau:
1. Động cơ.
2. Trục ra.
3. Trục các đăng trước.
4. Bơm dầu làm mát phanh.
5. Bơm dầu số và biến mô.
6. Bộ trích công suất.
7. Biến mô.
8. Hộp số.
9. Trục các đăng sau.
10. Bộ vi sai có tỉ số truyền cố định là 3,467.
20

20
11. Bán trục.
12. Phanh.
13. Lốp xe.
14. Truyền lực cạnh (giảm tốc cạnh) có tỉ số truyền cố định là 6,5.
15. Phanh dừng.
16. Bơm ben+lái.
Hình 2.1 trang bên thể hiện sơ đồ hệ thống truyền lực.
3. HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
3.1. Sơ đồ
3.1.1. Sơ đồ động học
Hình 2.2 và hình 2.3 thể hiện sơ đồ động học hộp số hành tinh.
Cụm biến mô và cụm hộp số được tách thành 2 cụm riêng biệt, và nối liền với nhau.
Hộp số hành tinh trên sơ đồ hình 2.3 gồm có 5 bộ truyền hành tinh WILSON, 2 bộ li
hợp và 5 bộ phanh để phối hợp đi số. Việc đi số được điều khiển bởi các cụm van đi số. Ở
mỗi số truyền sẽ có 2 trong số 7 bộ phanh và li hợp cùng hoạt động một lúc.
Thứ tự các bộ li hợp và phanh được đánh số từ 1 đến 7, tính từ bộ ngoài cùng bên trái.
3.1.2. Sơ đồ đi số
Hình 2.4 thể hiện sự hoạt động của các cụm van đi số, tương ứng với sự hoạt động
của các bộ li hợp và phanh khi hộp số làm việc thể hiện trêncác hình vẽ từ 2.5 đến 2.12.
3.2. Tính toán động học hộp số hành tinh
3.2.1. Thông số
a. Bộ hành tinh Wilson thứ nhất:
• Bánh răng mặt trời: 34 răng (SG1).
• Bánh răng hành tinh: 32 răng (PP1).
• Bánh rang bao: 98 răng (RG1).
b. Bộ hành tinh Wilson thứ hai:
• Bánh răng mặt trời: 46 răng (SG2).
• Bánh răng hành tinh: 20 răng (PP2).
• Bánh rang bao: 86 răng (RG2).

c. Bộ hành tinh Wilson thứ ba:
• Bánh răng mặt trời: 38 răng (SG3).
• Bánh răng hành tinh: 20 răng (PP3).
21
21
• Bánh rang bao: 86 răng (RG3).
d. Bộ hành tinh Wilson thứ tư:
• Bánh răng mặt trời: 42 răng (SG4).
• Bánh răng hành tinh: 28 răng (PP4).
• Bánh răng bao: 98 răng (RG4).
e. Bộ hành tinh Wilson thứ năm:
• Bánh răng mặt trời: 26 răng (SG5).
• Bánh răng hành tinh: 35 răng (PP5).
• Bánh rang bao: 96 răng (RG5).
3.2.2. Kiểm nghiệm điều kiện thiết kế
Các điều kiện thiết kế đối với các bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm: điều
kiện đồng trục, điều kiện lân cận, điều kiện lắp.
Dạng cơ cấu hành tinh trên hộp số HD 785-5:
Cơ cấu hành tinh loại A: Cơ cấu với các cặp bánh răng hành tinh đơn và các cặp
bánh răng ăn khớp trái dấu.
Cơ cấu hành tinh loại D: Cơ cấu hành tinh với các bánh răng hành tinh hai dãy và
các cặp bánh răng hành tinh ăn khớp trái dấu.
22
22
Hình 2.13: Cơ cấu hành tinh loại A
23
23
Hình 2.14: Cơ cấu hành tinh loại D
Trong đó:
-

a
z
−
số răng của bánh răng trung tâm.
-
b
z
−
số răng của bánh răng bao.
-
,
g f
z z
−
số răng của bánh răng hành tinh.
Điều kiện đồng trục: Để đảm bảo cho các bánh răng trung tâm của cơ
cấu hành tinh nằm trên cùng một trục cần thỏa mãn điều kiện: cặp bánh
răng ăn khớp giữa các bánh răng trung tâm với các bánh răng hành tinh
có cùng khoảng cách trục.
2
a g b
z z z+ =
( Đối với các cơ cấu hành tinh 3 khâu kiểu A)
1 2
( ) ( )
a g b f
m z z m z z± = ±
( Đối với các cơ cấu hành tinh hai dãy)
Trong đó:
24

24
Dấu (+) sử dụng đối với cặp bánh răng ăn khớp ngoài, còn dấu(-)
sử dụng đối với cặp bánh răng ăn khớp trong;
Điều kiện kề: Điều kiện này nhằm đảm bảo khoảng cách tối thiểu giữa
các bánh răng hành tinh. Để đạt được điều kiện này thì tổng các bán
kính đỉnh răng của các bánh răng hàng tinh liền kề phải nhỏ hơn
khoảng giữa các trục của chúng:
w
2 sin
e
D a
n
π
<
Trong đó:
-
e
D
: Đường kính đỉnh răng của các bánh răng hành tinh.
- n: Số bánh răng hành tinh.
Trên thực tế khoảng cách giữa các bánh răng hành tinh cần phải lớn
hơn giá trị được tính, bởi vì giữa chúng còn cần có đủ không gian để bố
trí cần dẫn và đảm bảo độ cứng vững của nó.
Điều kiện lắp: Điều kiện lắp đối với cơ cấu hành tinh được coi là bảo
đảm nếu số răng của các bánh răng thỏa mãn điều kiện:
a b
p
z z
N
n

+
=
(Đối với cơ cấu hành tinh dạng A và D có 2 cặp ăn khớp
ngoài)
a b
p
z z
N
n
−
=
(Đối với cơ cấu hành tinh dạng D có 2 cặp ăn khớp trong)
Trong đó:
p
n −
số bánh răng hành tinh.
N −
số nguyên.
Bộ hành tinh Wilson thứ nhất:
• Điều kiện đồng trục:
Ta có:
2 34 2.32 98
a g b
z z z+ = ⇔ + =
Như vậy bộ hành tinh thứ nhất thỏa mãn điều kiện đồng trục
.
• Điều kiện kề:
25
25