Bài tiểu luận: Chức năng nguyên lý làm việc của các phần tử điều khiển trong các hộp số tự động

Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆTNAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT CS2
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

THIẾT KẾ MÔN HỌC

TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT
NHÓM 3
Tên và tóm tắt yêu cầu, nội dung bài tập lớn: chức năng nguyên lý làm việc của các
phần tử điều khiển trong các hộp số tự động
Nội dung của bảng thuyết minh, các yêu cầu chính:
1. Tổng quan hộp số tự động
2. Cấu tạo và các cụm chi tiết chính trong hệ thống điều khiển của hộp số
3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển của hộp số
4. Kết luận và đánh giá
Phần 1: Nguyễn Thanh Huy
Phần 2,3,4: Lê Văn Khá, Đặng Ngọc Khánh, Lê Danh Lam
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU CHÍ
SVTH: NGUYỄN THANH HUY
LÊ VĂN KHÁ
ĐẶNG NGỌC KHÁNH
LÊ DANH LAM
Nhóm: 3
Lớp: Cơ điện tử-K53
1

Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ
MỤC LỤC

Nhận xét của GVHD:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
2


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

I. Tổng quan về hộp số tự động
1.1. Giới Thiệu Chung:
1.1.1..Khái quát:
Trên xe sử dụng hộp số thường, thì lái xe phải thường xuyên nhận biết tải và
tốc độ động cơ để chuyển số một cách phù hợp.
Khi sử dụng hộp số tự động, những sự nhận biết như vậy của lái xe là không
cần thiết. Việc chuyển đến vị trí số thích hợp nhất được thực hiện một cách tự động
theo tải động cơ và tốc độ xe.
Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi
nào cần lên số hoặc xuống số. Các bánh răng tự động chuyển số tuỳ thuộc vào tốc

độ xe và mức đạp bàn đạp ga.

Một hộp số mà trong đó việc chuyển số bánh răng được điều khiển bằng
một ECU (Bộ điều khiển điện tử) được gọi là ECT-Hộp số điều khiển điện tử, và
một hộp số không sử dụng ECU được gọi là hộp số tự động thuần thuỷ lực. Hiện
nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT. Đối với một số kiểu xe thì phương thức
chuyển số có thể được chọn tuỳ theo ý muốn của lái xe và điều kiện đường xá.
3


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Cách này giúp cho việc tiết kiệm nhiên liệu, tính năng và vận hành xe được tốt
hơn.

Hình 1.1: Sử dụng hộp số tự động
1.1.2. Lịch sử phát triển.
Ngay từ những năm 1900, ý tưởng về một loại hộp số tự động chuyển số đã
được các kỹ sư hàng hải Đức nghiên cứu chế tạo. Đến năm 1938, hộp số tự động
đầu tiên ra đời khi hãng GM giới thiệu chiếc Oldsmobile được trang bị hộp số tự
động. Việc điều khiển ô tô được đơn giản hóa bởi không còn bàn đạp ly hợp. Tuy
nhiên do chế tạo phức tạp và khó bảo dưỡng sửa chữa nên nó ít được sử dụng.
Đến những năm 70 Hộp số tự động thực sự hồi sinh khi hàng loạt hãng ô tô
cho ra các loại xe mới với hộp số tự động đi kèm. Từ đó đến nay hộp số tự động đã
phát triển không ngừng và dần thay thế cho hộp số thường. Khi mới ra đời, hộp số
tự động là loại có cấp và được điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực. Để chính xác
hóa thời điểm chuyển số và để tăng tính an toàn khi sử dụng, hộp số tự động có cấp
điều khiển bằng điện tử (ECT) ra đời.

Vẫn chưa hài lòng với các cấp tỷ số truyền của ECT, các nhà sản xuất ô tô đã
nghiên cứu, chế tạo thành công một loại hộp số tự động với vô số cấp tỷ số truyền
(hộp số tự động vô cấp) vào những năm cuối của thế kỷ XXcụ thể như sau:
 Hộp số tự động (HSTD), theo công bố của tài liệu công nghiệp ô tô
CHLB Đức, ra đời vào 1934 tại hãng Chysler. Ban đầu HSTD sử dụng
Ly hợp thủy lực và Hộp số hành tinh, điêu khiển hoàn toàn bằng van con
trượt thủy lực, sau đó chuyển sang dùng Biến mômen thủy lực đến ngày
nay, tên gọi ngày nay dùng là AT.
4


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

 Tiếp sau đó là hãng ZIL (Liên xô cũ 1949) và các hãng Tây Âu khác
(Đức, Pháp, Thụy sĩ). Phần lớn các HSTD trong thời kỳ này dùng hộp số
hành tinh 3, 4 cấp trên cơ sở của bộ truyền hành tinh 2 bậc tự do kiểu
Willson, kết cấu AT.
 Sau những năm 1960 HSTD dùng trên ô tô tải và ô tô buýt với Biến
mômen thủy lực và hộp số cơ khí có các cặp bánh răng ăn khớp ngoài,
kết cấu AT.
 Sau năm 1978 chuyển sang loại HSTD kiểu EAT (điều khiển chuyển số
bằng thủy lực điện tử), loại này ngày nay đang sử dụng.
 Một loại HSTD khác là hộp số vô cấp sử dụng bộ truyền đai kim loại
(CVT) với các hệ thống điều khiển chuyển số bằng thủy lực điện tử,
(cũng là một dạng HSTD).
 Ngày nay đã bắt đầu chế tạo các loại truyền động thông minh, cho phép
chuyển số theo thói quen lái xe (thay đổi tốc độ của động cơ băng chân
ga) và tình huống mặt đường, HSTD có 8 số truyền …. Hệ thống truyền

lực sử dụng HSTD được gọi là hệ thống truyền lực cơ khí thủy lực điện
tử, là khu vực có nhiều ứng dụng của kỹ thuật cao, sự phát triển rất
nhanh chóng, chẳng hạn, gần đây xuất hiện loại hộp số có khả năng làm
việc theo hai phương pháp chuyển số: bằng tay, hay tự động tùy thuộc
vào ý thích của người sử dụng.
Hiện nay để đáp ứng nhu cầu của khách hàng và để tăng tính an toàn khi sử
dụng, các nhà chế tạo đã cho ra đời loại hộp số điều khiển bằng điện tử có
thêm chức năng sang số bằng cần như hộp số thường.

Hình1.2:Hộp số tự động ngày nay
5


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Ngày nay hộp số tự động đã được sử dụng khá rộng rãi trên các xe du lịch,
thậm chí trên xe 4WD và xe tải nhỏ. Ở nước ta, hộp số tự động đã xuất hiện từ
những năm 1990 trên các xe nhập về từ Mỹ và châu Âu. Tuy nhiên do khả năng
công nghệ còn hạn chế, việc bảo dưỡng, sửa chữa rất khó khăn nên vẫn còn ít sử
dụng. Hiện nay, cùng với những tiến bộ của khoa học kỹ thuật, công nghệ chế tạo
hộp số tự động cũng được hoàn chỉnh, hộp số tự động đã khẳng định được tính ưu
việt của nó và dần thay thế cho hộp số thường.
1.1.3. Phân loại
Có nhiều cách để phân loại hộp số tự động.
1. Phân loại theo tỉ số truyền :
• Hộp số tự động vô cấp: Là loại hộp số có khả năng thay đổi tự động,
liên tục tỷ số truyền nhờ sự thay đổi bán kính quay của các puly.
Hộp số vô cấp trên ô tô chủ yếu là kiểu truyền động bằng thủy lực.

6


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Hình: 1.3 Hộp số tự động vô cấp
Ưu điểm: kết cấu đơn giản, hiệu suất truyền động cao, kích thước nhỏ gọn. Động
cơ không bị chuyển trạng thái đột ngột, giúp tối ưu hóa quá trình hoạt động và gián
tiếp giảm mức ăn xăng.
Nhược điểm: Có tỷ số truyền giới hạn, có tay số giới hạn và khi ra vào số phải thay
đổi chế độ làm việc của động cơ. Chế tạo phức tạp dẫn tới giá thành cao.
Phạm vi sử dụng: hiện nay được sử dụng nhiều trên các loại xe du lịch, xe yêu cầu
kích cỡ nhỏ gọn.
Kết cấu gọn gàng, chắc chắn, dễ điều khiển bảo dưỡng và sửa chữa, giá thành hạ.
Hộp số tự động có cấp: Khác với hộp số vô cấp, hộp số tự động có cấp cho phép
thay đổi tỷ số truyền theo các cấp số nhờ các bộ truyền bánh răng.
Kiểu hộp số có cấp gồm một số cấp hữu hạn ( thường từ 3 đến 20 cấp), ứng với
mỗi cấp giá trị mô men và do đó tốc độ truyền qua hộp số là không đổi.
Ưu điểm: kết cấu đơn giản, hiệu suất truyền động cao, kích thước nhỏ gọn.
Nhược điểm: có tỷ số truyền giới hạn, có tay số giới hạn và khi ra vào số
phải thay đổi chế độ làm việc của động cơ.
Phạm vi sử dụng: được sử dụng rộng dãi trên hầu hết các dòng xe hiện nay.

7


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Hình 1.4: Hộp số tự động có cấp
2. Phân loại theo cách điều khiển:

Theo cách điều khiển có thể chia hộp số tự động thành hai loại, chúng khác
nhau về hệ thống sử dụng để điều khiển chuyển số và thời điểm khóa biến mô. Một
loại là điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực, loại kia là điều khiển điện tử (ECT), nó
sử dụng ECU để điều khiển và có thêm chức năng chẩn đoán và dự phòng.
Hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực hoạt động bỡi sự biến đổi một cách
cơ khí tốc độ xe thành áp suất ly tâm và độ mở bướm ga thành áp suất bướm ga rồi
dùng các áp suất thủy lực này để điều khiển hoạt động của các ly hợp và phanh
trong trong cụm bánh răng hành tinh, do đó điều khiển thời điểm lên xuống số. Nó
được gọi là phương pháp điều khiển thủy lực.
Mặt khác, đối với hộp số điều khiển điện tử ECT, các cảm biến phát hiện tốc
độ xe và độ mở bướm ga biến chúng thành tín hiệu điện và gởi chúng về bộ điều
khiển ECU. Dựa trên tín hiệu này ECU điều khiển hoạt động các ly hợp, phanh
thông qua các van và hệ thống thủy lực.
- Hộp số tự động điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực: điều khiển chuyển số cơ
học bằng cách phát hiện tốc độ xe bằng thuỷ lực thông qua van điều tốc và phát
hiện độ mở bàn đạp ga từ bướm ga thông qua độ dịch chuyển của cáp bướm ga.
 Loại điều khiển điện tử kết hợp thủy lực
Loại này sử dụng ECU- ECT để điều khiển hộp số thông qua các tín hiệu điều
khiển điện tử.
8


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Sơ đồ tín hiệu điều khiển:
Tín hiệu điện của các cảm biến ( cảm biến tốc độ , cảm biến vị trí chân ga….)
và tín hiệu thủy lực từ bàn đạp ga ( qua cáp chân ga →bướm ga→cảm biến vị
trí bướm ga)→ ECU động cơ → ECT- ECU → Van điện từ → các can sang số
→ bộ bánh răng hành tinh và bộ biến mô

Hình 1.5: Hộp số tự động toytota
 Loại điều khiển điện tử hoàn toàn thủy lực:
Loại này sử dụng cáp bướm ga và các tín hiệu điện tử điều khiển để điều khiển
hộp số tự động.
Sơ đồ tín hiệu điều khiển:
Bàn đạp ga → cáp dây ga → cáp bướm ga → van bướm ga, van ly tâm → van
sang số → bộ truyền bánh răng hành tinh và bộ biến mô.

9


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Hình1.6: Hộp số tự động điều khiển hoàn toàn thủy lực

• Hộp số tự động điều khiển bằng điện tử: Hộp số này sử dụng áp suất
thuỷ lực để tự động chuyển số theo các tín hiệu điều khiển của ECU.
ECU điều khiển các van điện từ theo tình trạng của động cơ và của xe do
các bộ cảm biến xác định, từ đó điều khiển áp suất dầu thuỷ lực.
Sơ đồ tín hiệu điều khiển:

Tín hiệu điện từ các cảm biến (cảm biến chân ga, cảm biến dầu hộp số,
cảm biến tốc độ động cơ, cảm biến tốc độ xe, cảm biến đếm vòng quay,
cảm biến tốc độ tuabin .. vv )và tín hiệu điện từ bộ điều khiển thủy lực
→ ECT độngcơ và ECT → tín hiệu điện đến các van điện từ → bộ biến
mô và bánh răng hành tinh.

10


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Hình1.7: Sơ đồ nguyên lý hộp số tự động điều khiển bằng điện

3. Phân loại theo cấp số truyền
Có nhiều loại hộp số tự động, hiện nay thông dụng nhất là loại 4, 5, 6 cấp số, có
một số loại xe còn được trang bị hộp số tự động 8 cấp.
4. Phân loại theo cách bố trí trên xe.
- Loại FF:
Hộp số tự động sử dụng cho xe có động cơ đặt trước, cầu trước chủ động. Loại
này được thiết kế gọn do chúng được bố trí ở khoang động cơ.

11


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Hình 1.9: Hộp số tự động loại FF
- Loại FR: Hộp số tự động sử dụng cho xe có động cơ đặt trước, cầu sau chủ
động. Loại này có bộ truyền bánh răng cuối cùng (vi sai) lắp ở bên ngoài nên nó
dài hơn.

Hình 1.10: Hộp số tự động loại FR

12


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

1.1.4. Chức năng của hộp số tự động:
Về cơ bản hộp số tự động có chức năng như hộp số thường, tuy nhiên hộp số
tự động cho phép đơn giản hóa việc điều khiến hộp số, quá trình chuyển số êm dịu,
không cần ngắt đường truyền công suất từ động cơ xuống khi sang số. Hộp số tự
động tự chọn tỉ số truyền phù hợp với điều kiện chuyển động của ô tô, do đó tạo
điều kiện sử dụng gần như tối ưu công suất động cơ.
Vì vậy, hộp số tự động có những chức năng cơ bản sau:
- Tạo ra các cấp tỉ số truyền phù hợp nhằm thay đổi moment xoắn từ động cơ
đến các bánh xe chủ động phù hợp với moment cản luôn thay đổi và nhằm tận
dụng tối đa công suất động cơ.
- Giúp cho xe thay đổi chiều chuyển động.
- Đảm bảo cho xe dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc tách ly hợp.
Ngoài ra ECT còn có khả năng tự chẩn đoán.
1.1.5 Điều kiện làm việc của hộp số tự động
Hộp số tự động làm việc trong điều kiện tỷ số truyền luôn thay đổi vì vậy
trong quá trình làm việc các chi tiết nhanh bị mài mòn.

Hộp số tự động nằm dưới gầm xe nên dễ bị bụi bẩn và có khả năng bị va đập
gây hỏng hóc.
1.1.6 Ưu, nhược điểm của hộp số tự động
a) Ưu điểm:
- Nó giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và
thường xuyên phải chuyển số.
- Nó chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế
độ lái xe do vậy giảm bớt cho lái xe sự cần thiết phải thành thạo các kĩ thuật
lái xe khó khăn và phức tạp như vận hành ly hợp.
- Nó tránh cho động cơ và dòng dẫn động được tình trạng quá tải do nó nối
chung bằng thủy lực qua biến mô tốt hơn so với nối bằng cơ khí.
- Hộp số tự động dùng ly hợp thủy lực hoặc biến mô thủy lực việc tách nối
công suất từ động cơ đến hộp số nhờ sự chuyển động của dòng thủy lực từ
cánh bơm sang tua bin mà không qua một cơ cấu cơ khí nào nên không có sự
ngắt quãng dòng công suất vì vậy đạt hiệu suất cao (98 %).
13


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

- Thời gian sang số và hành trình tăng tốc nhanh.
- Không bị va đập khi sang số, không cần bộ đồng tốc.
b) Nhược điểm
- Kết cấu phức tạp hơn hộp số cơ khí.
- Tốn nhiều nhiên liệu hơn hộp số cơ khí.
- Biến mô nối động cơ với hệ thống truyền động bằng cách tác động dòng
chất lỏng từ mặt này sang mặt khác trong hộp biến mô, khi vận hành có thể gây ra
hiện tượng “trượt” hiệu suất sử dụng năng lượng bị giảm, đặc biệt là ở tốc độ thấp.

Tóm lại ta có thể tóm tắt một cách đầy đủ về các loại hộp số như sau:
Hộp số tự động
Hộp số vô cấp
Hộp Số Vô Hộp Số Vô Hộp Số Có
cấp
điều cấp
điều thường
khiển bằng khiển bằng
dây đai
con lăn
Số tự động
loại
chuyển số
bằng Côn
điều khiển
Thủy lực

Hộp số tự động có cấp
Cấp loại Hộp Số Có Cấp loại điện
tử
Số
tự
động loại
thường
chuyển số
bằng Côn
và
Phanh.Đi
ều khiển
thủy lực

Số tự động
chuyển số
bằng
côn
điều khiển
Thủy lực và
Điện
Tử(ECT,EC
U)

Số tự động
chuyển số
bằng điều
Côn
và
Phanh
khiển Thủy
lực và Điện
Tử(ECT,E
CU).

14


Lớp: Cơ điện tử - K53
Đặc Điểm:
Loại hộp số
CVT
vận

hành
trên
một hệ thống
pu-li, dây đai
thông minh,
hệ thống này
cho
phép
một
khả
năng
biến
thiên vô hạn
giữa số thấp
nhất và số
cao nhất mà
không không
có sự ngắt
quãng giữa
các số.

Đặc Điểm:
Loại hộp số
CVT
vận
hành
trên
một
hệ
thống

đĩa
con
lăn
thông minh,
hệ
thống
này
cho
phép
một
khả
năng
biến thiên
vô hạn giữa
số thấp nhất
và số cao
nhất
mà
không
không có sự
ngắt quãng
giữa các số.

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ
Đặc Điểm:
Sử
dụng
biến mô và
côn để vào
số

một
cách
tự
động.Điều
khiển
chuyển số
bằng thuần
thủy
lực
túy

Đặc
Điểm:
Sử dụng
biến mô
và côn,
phanh để
chuyển số
một cách
tự
động.Điề
u khiển
chuyển số
bằng
Thủy lực
thuần túy

Đặc Điểm:
Sử
dụng

biến mô và
côn để vào
số một cách
tự
động.
Chuyển số
bằng
côn
điều khiển
Thủy lực và
Điện
Tử
(ECT,
ECU).

Đặc Điểm:
Sử
dụng
biến mô và
côn, phanh
để chuyển
số
một
cách
tự
động.Điều
khiển
chuyển số
bằng Thủy
lực và Điện

Tử (ECT,
ECU).

* Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số tự động
Hiện nay, hộp sô tư động trên xe có 3 cụm bộ phận chính
1. Bộ biến mô.
2. Bộ truyền động bánh răng hành tinh.
3. Bộ điều khiển thủy lực (đối với hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực)
hoặc bộ điều khiển điện tử kết hợp thủy lực (đối với hộp số điều khiển bằng
điện tử). Ngoài ra, trên hộp số tự động còn có các cơ cấu và các hệ thống điều
khiển khác như: cơ cấu chuyển số cơ khí, hệ thống làm mát dầu hộp số, hệ
thống khóa cần số (shift-lock system), hệ thống khóa công tắc
máy(keyinterlocksystem)
II.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử điều khiển HSHT
Các phần tử điều khiển trong HSHT Gồm:
15


Lớp: Cơ điện tử - K53
•
•
•
•
•
•

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Các loại phanh dải
Các loại ly hợp khóa làm việc trong dầu

Các khớp một chiều
Khớp an toàn khóa trục bị động
Hệ thống van
Cảm biến

2.1 Các loại Phanh dải
Trong HSHT phanh dải dung để khóa 1 chi tiết nào đó với vỏ hộp số hoặc dung để
khóa trục bị động của hộp số khi cần chọn số nằm ở vị trí “P” .Cấu tạo phanh dải
bao gồm: bề mặt trụ của chi tiết cần khóa được gọi là tang trống, hai đầu của phanh
có cấu trúc đa dạng phụ thuộc vào cơ cấu điều khiển. Cấu tạo phanh dải có thể chia
thành 2 loại:
*Loại điều khiển trực tiếp: tác động điều khiển đặt vào 1 đầu dải phanh thông qua
xy lanh điều khiển, một đầu nằm tựa trên vỏ. Một trong 2 đầu của phanh cho phép
điều chỉnh khi cần thiết.
*Loại điều khiển tác động kép vào cả 2 đầu, được gọi là kết cấu servo
a. Một số kết cấu phanh dải điều khiển một đầu
Dải phanh được cấu tạo từ thét lá mỏng, bề mặt trong được dáng 1 lớp atbet có
chiều dày 0,8 đến 1,2mm làm bề mặt ma sát . Cấu trúc hai đầu của dải phanh tạo
nên các điểm tỳ. Tang trống là bề mặt hình trụ tròn .Giữa hai bề mặt làm việc có
khe hở nhỏ đảm bảo tang trống quay tự do .Khe hở này được quyết định bởi cơ cấu
có bu lông điều chỉnh .Khi phanh momen ma sát truyền qua các đầu tỳ tác dụng
vào vỏ hộp số.

16


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Hình 1-11 Cấu tạo của phanh dải trên hộp số NISSAN BLUBIRD
a) Cấu tạo chi tiết ; b) Mặt cắt
Cụm pittong xy lanh điều khiển nằm trên vách ngăn của hộp số, một đầu cần đẩy
tỳ vào pittong, còn đầu kia tỳ vào điểm tỳ của phanh dải. Trong kết cấu của HSHT
này và trên nhiều hộp số khác sử dụng hai pittong điều khiển. Một pittong lớn
dung để đóng phanh, pittong bé nằm trong pittong lớn điều khiển mở phanh. Trong
hệ thống thủy lực dufnh hai thùng dầu tới xy lanh. Nếu một đường dầu có áp suất
cao thì đường dầu kia là đường dầu hồi và ngược lại. Nhờ kết cấu như vậy việc
đóng mở phanh diễn ra trong thời gian quá độ rất ngắn đảm bao cho quá trình
chuyển số dứt khoát và êm dịu. Loại này được gọi là xy lanh pittong kép.
+ Phanh dải của hang FORD (H 1-12)
Cấu tạo tương tự như hình 1-11, nhưng ở cấu trúc này đòn tỳ ở dạng đòn nối nhằm
tăng khả năng tự lựa cho cơ cấu khi làm việc đảm bảo tiếp xúc đều trên toàn chu vi
của dải phanh .Đầu tỳ tựa lên vỏ tạo điều kiện điều chỉnh khe hở giữa dải phanh và
tang trống .Đầu vít tỳ nằm ở phần dưới của vỏ hộp số, khi điều chỉnh không cần
tháo đáy dầu.

17


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Hình 1-12. Cấu tạo phanh dải của hãng FORD
Phanh dải điều khiển một đầu một đầu với xy lanh điều khiển dạng đơn , trong cơ
cấu bố trí lò xo có độ cứng cao để nhả phanh nhanh chóng .Một số phanh dải có
kết cấu đầu tựa cố định không điều chỉnh được như trên hình 1-13 . Việc điều
chỉnh thực hiện trên đầu tựa điều khiển .Khi tiến hành điều chỉnh sẽ phải tháo đáy
dầu của hộp số .Công việc điều chỉnh sẽ được tiến hành đồng thời với việc tháo rửa

lưới lọc của hệ thống thủy lực
b. Phanh dải điều khiển hai đầu
Phanh dải điều khiển hai đầu bằng một xy lanh tác dụng một chiều như trên hình 114. Phần điều khiển có các đòn làm việc ở dạng liên đồng

18


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Hình 1-13 Cấu tạo phanh dải của hãng FIAT
Cơ cấu điều chỉnh khe hở dải phanh, tang trống, theo dạng cam tỳ giữa hai
đoàn kéo, và tạo nên điểm tựa khi làm việc. Phanh dải loại này có hiệu quả tạo nên
momen phanh lớn , được dung cho các số truyền thấp mà kích thước kết cấu bên
trong không lớn

19


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Hình 1-14 Cấu tạo dải hai đầu điều khiển của hãng FORD
Các loại phanh dải đều cần phải kiểm tra, điều chỉnh định kỳ. Khe hở của dải
phanh với tang trống quyết định trạng thái làm việc của phanh dải, vì vậy sau quá
trình sử dụng khe hở giữa chúng lớn dần dẫn tới giảm hiệu quả phanh. Khi tháo lắp
cần kiểm tra chất lượng bề mặt của dải phanh và tang trống nhằm phát hiện các vết
tróc rỗ trên suốt chiều dài của dải phanh, đồng thời điều chỉnh đúng ke hở cần

thiết. Phanh dải làm việc trong dầu có độ bền rất cao. Nhưng trong quá trình sử
dụng thường hay hỏng, nguyên nhân chủ yếu là do không sử dụng đúng chế độ làm
việc của hộp số. Các nguyên nhân hư hỏng có thể là:
- Để cần chọn số ở vị trí thấp lại tăng chân ga quá mức với thời gian dài.
- Dầu thiếu hoặc dầu không đúng chủng loại quy định dẫn tới hiện tượng tăng
nhiệt độ dầu quá mức hoặc bị nung nóng cục bộ dải phanh, dải phanh có thể
bị bong tróc và gây ra hiện tượng kẹt số bất thường.
- Phanh dải dùng cho việc khóa trục di động của hộp số cũng có kết cấu tương
tự, song thường được điều khiển nhờ cơ cấu cam dẫn động trực tiếp từ cam
định vị của cần chọn số.

20


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

2.2 Các loại ly hợp khóa làm việc trong dầu
Ly hợp khóa
Trong tổ hợp của HSTĐ chúng ta thường gặp Ly hợp khóa dùng cho HSHT: loại
nay có số lượng tùy theo sơ đồ truyền lực của CCHT trên xe. Dạng thường gặp của
ly hợp khóa là:
+ Khóa một bộ phận của CCHT với nhau tạo nên liên kết cùng quay với tốc
độ như nhau.
Ly hợp khóa cho BMTL: loại này có tác dụng khóa giữa bánh B và bánh T khi số
vòng quay nT gần bằng nB. Cả hai loại này đều dùng áp lực dầu điều khiển.
a. Cấu tạo ly hợp khóa hai bộ phận với nhau
Ly hợp khóa dùng ở dạng ly hợp ma sát nhiều đĩa làm việc trong dầu, hoạt động
bằng áp lực dầu của hệ thống thủy lực điều khiển. Cấu tạo của bộ ly hợp khóa gồm

các đĩa ma sát có răng trong và ngoài. Các đĩa ma sát răng trong gắn với phần thân
trong của một bộ phận này, còn các đĩa ma sát răng ngoài gắn với một bộ phận
khác và tạo nên vỏ của ly hợp. Trên ôtô có hai dạng ly hợp khóa đơn và ly hợp
khóa kép.
+ Dạng ly hợp khóa đơn
Cấu tạo chung như hình 1-15a, các chi tiết của một ly hợp dạng này trên ôtô
NISSAN BLUBIRD ở hình 1-15b. Các đĩa ma sát được bố trí thành cặp giữa các
đĩa răng trong và đĩa răng ngoài, khóa giữa trục và vỏ ly hợp. Các đĩa xen kẽ nhau:
một đĩa bằng thép chịu mài mòn và một đĩa có bề mặt ma sát làm bằng vật liệu
atbet hay bằng hợp kim gốm sứ. Ly hợp có đĩa ép dạng pittông, sử dụng vành khăn
cao su bao kín. Không gian giữa vỏ ly hợp và đĩa ép tạo nên buồng chứa dầu. Đĩa
ép luôn bị lò xo dạng đĩa hoặc trụ đẩy ra không ép đĩa ma sát, cấu trúc ly hợp
thường mở. Đĩa ép ép các đĩa ma sát bắng lực dầu cấp vào buồng chứa dầu nhờ
một đường dẫn dầu. Việc điều khiển dầu thông qua van con trượt riêng nằm trong
hệ thống dầu điều khiển các phần tử khóa.
Khi ly hợp mở, đường dẫn dầu không có áp suất lò xo đẩy đĩa ép ra tạo nên khe hở
nhỏ giữa các đĩa ma sát 0,1 - 0,05mm. Hai phần tử của CCHT được tách khỏi nhau
(trạng thái mở). Khi có áp suất dầu điều khiển, đĩa ép di chuyển: ban đầu thắng lực
lò xo, sau đó ép các tấm ma sát vào vơi nhau tạo nên trạng thái đóng ly hợp. Hai
phần tử của CCHT được khóa với nhau.
Khi áp suất dầu nhỏ lực của lò xo ép đẩy dầu trở về hệ thống cung cấp và mở ly
hợp. Quá trình đóng mở xảy ra rất nhanh, trong quá trình này luôn có được hiện
tượng trượt và sinh nhiệt, đồng thời vì thể tích khoan chất lỏng lớn các quá trình
nạp dầu và xả dầu thường gây nên biến động áp suất. Do vậy để đảm bảo điều
khiển nhanh và êm dịu ly hợp khóa trên đường dầu điều khiển có thể có thêm các
buồng tích năng giảm chấn.
21


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Hình 1-15 Cấu tạo chung và các chi tiết chính của các ly hợp dạng đơn
a) Cấu tạo chung b) ly hợp khóa dạng đơn trên NSSAN BLUBIRD
+Dạng ly hợp khóa kép thường gặp trên ôtô bao gồm hai ly hợp lắp liền theo chức
năng liên hoàn của hệ thống điều chỉnh CCHT. Khi một ly hợp này mở thì ly hợp
khác sẽ là đóng. Sơ đồ cấu tạo của ly hợp và quá trình điều khiển trình bày trên
hình 1-16. Cấu tạo một ly hợp khóa dùng trên ôtô con của hãng FORD trên hình 117. Các răng cảu đĩa ở đây là dạng chữ nhật (trên một số xe khác có thể răng thân
khai, hay tròn), các đĩa có thể di chuyển nhẹ nhàng trên rãnh khi không có lực ép.
Ly hợp có hai bề mặt tựa: một cố định, một di động theo đĩa pittông ép. Để tạo
điều kiện lắp ráp bề mặt tựa được khóa bởi vòng khóa. Trong ly hợp sử dụng lò xo
trụ và lò xo màng, khi áp suất dầu nhỏ có thể tách các đĩa ma sát. Khi mở ly hợp,
dưới tác dụng của lò xo các tấm ma sát tách ra, đồng thời đẩy dầu ra khỏi khoảng
làm việc.

22


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

Hình 1-16 Sơ đồ cấu tạo và quá trình điều khiển của ly hợp kép
a) Sơ đồ cấu tạo ; b) Qúa trình điều khiển
b) t- thời gian ; p áp suất dầu điều khiển ; 1,2 – các ly hợp
Trên các pittông ép có các vành khăn bao kín, đảm bảo pittông di chuyển và bao
kín dầu có áp suất. Các tấm ma sát khi mở ly hợp có khe hở nhỏ khoảng 0,15mm,
trong quá trình sử dụng khe hở này tăng lên, làm chậm quá trình điều khiển, ôtô
chuyển động bị rung giật, cần thiết thay thế kịp thời. Kết cấu không cho phép điều

chỉnh như trong ly hợp chính.

Hình 1-17 Cấu tạo các chi tiết chính một ly hợp khóa của hãng FORD
23


Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

b. Ly hợp khóa với vỏ hộp số
Trên HSHT ly hợp khóa một phần tử của CCHT với vỏ hộp số có hai dạng cấu
trúc:
*Các đĩa có răng ngoài ăn khớp trực tiếp với vỏ hộp số và đứng yên.

Hình 1-18 Cấu tạo ly hợp khóa với vỏ của SUBARU
+ Các đĩa có răng ngoài ăn khớp thông qua vỏ của bộ ly hợp, vỏ này được cố định
trên vỏ hộp số. Kiểu này thường gặp trong kết cấu, vì nó có khả năng tạo điều kiện
bao kín khoang dầu điều khiển tốt hơn. Trên hình 1-18 là cấu tạo của 2 ly hợp khóa
với vỏ của hai bộ truyền số lùi và số thấp của hộp số tự động ô tô SUBARU.
2.3 Các khớp một chiều
Khớp một chiều
Khớp một chiều trong HSHT bố trí ở bánh dẫn hướng của BMTL, hay trong cơ cấu
điều khiển của CCHT. Tác dụng của khớp một chiều là nhằm xác định một chiều
quay giữa các phân tử có chuyển động tương đối với nhau. Trong BMTL khớp một
chiều tạo điều kiện cho bánh D quay không truyền tải nữa. Trong HSHT khớp một
chiều làm tốt chức năng của phần tử điều khiển trong quá trình chuyển số, hoặc tạo
điều kiện giảm bớt sự sai lệch vận tốc góc giữa các phần tử có chuyển động tương
24

Lớp: Cơ điện tử - K53

GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ

đối. Do vậy khớp một chiều thường đứng song song với ly hợp khóa làm nhiệm vụ
của cơ cấu an toàn tránh quá tải cho ly hợp khóa.
Khớp một chiều có các dạng cấu tạo sau:
- Dạng cam
- Dạng bi
- Dạng trụ
a. Khớp dạng cam
Khớp một chiều dạng cam gòm hai vành trụ đồng tâm, mỗi vành trụ nối với một
chi tiết khác nhau có chuyển động tương đối. Giữa hai vành trụ này đặt các cam
hình vỏ đỗ nghiêng tựa trên lò xo. Cam nằm trong vòng cách và định vị nhờ lò xo.
Lò xo luôn có xu hướng đẩy cam nằm nghiêng theo một chiều nhất định để tạo nên
sự tiếp xúc giữa cam và các vành trụ. Vị trí của cam cho phép khớp một chiều làm
việc ở trạng thái không chịu tải hoặc chịu tải. Trong HSHT các vành cam trong và
ngoài có liên kết rất đa dạng. Một kết cấu tiêu biểu mô tả trên hình 1-19a.

Hình 1-19 Cấu tạo các trạng thái làm việc của khớp dạng cam
a) Cấu tạo ; b) trạng thái cam chịu tải ; c) trạng thái cam không chịu tải
Khi vành trong và ngoài cùng tốc độ hoặc vành trong có tốc độ lớn hơn vành ngoài
(theo chiều kim đồng hồ), khớp ở trạng thái không chịu tải (h.1-19b). Khi xuất hiện
sự chuyển động tương đối (vành ngoài quay nhanh hơn vành trong), với tác dụng
của lò xo tỳ và lực ma sát của đầu cam với các vành cam, cam xoay theo hướng
25