CÁC LOẠI hộp số tự ĐỘNG

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Mục Lục
Phần I:
Mục Lục..................................................................................................................................................1
Tổng quan về hộp số tự động.................................................................................................................4
1.1.Giới Thiệu Chung :........................................................................................................................4
1.1.1..Khái quát :............................................................................................................................4
1.1.2.Lịch sử phát triển...................................................................................................................5
1.1.3.Phân loại...............................................................................................................................7
1.1.4.Chức năng của hộp số tự động:...........................................................................................13
1.2. Điều kiện làm việc của hộp số tự động......................................................................................13
1.3. Ưu , nhược điểm của hộp số tự động........................................................................................13
1.4.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số tự động:.................................................................15
1.4.1.Bộ biến mô..........................................................................................................................15

1.4.1.1.Cấu tạo của bộ biến mô:.......................................................................................16
1.4.1.2.Nguyên lý hoạt động của bộ biến mô:...................................................................18
1.4.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh.................................27

1.4.2.1.Cấu tạo bánh răng hành tinh................................................................................29
Với bộ các bánh răng nối với nhau kiểu này thì các bánh răng hành tinh giống như các
hành tinh quay xung quanh mặt trời, và do đó chúng được gọi là các bánh răng hành
tinh.Thông thường nhiều bánh răng hành tinh được phối hợp với nhau trong bộ truyền
bánh răng hành tinh. 1.4.2.2.Nguyên lý............................................................................30
1.4.3. Bộ điều khiển thủy lực........................................................................................................41
Việc chuyển sô xảy ra như thế nào ? Khi tăng vòng quay máy nhờ dẫm thêm ga , Áp thấp trong ống
hút tăng lên , làm mở lớn van dẫn dầu áp lực , tới một mức độ nào đó , áp lực này đủ tác động lên
cần điều khiển bộ số , ở một mức tải trọng và vận tốc nhất đinh , vị trí bướm ga ( do người lái quyết
định ) và áp lực hút nơi buồng hút không đổi thì áp lực dầu làm việc cũng không đổi, bộ số được duy
trì ở một mức cố định cho đến khi có những tác đọng mới. Ở một số loại xe , người ta thiết kế thêm

một van điều khiển được tác động bởi việc Đạp Bàn ga của người lái , gọi là khóa Kick-Down , nhờ bộ
khóa này mà áp lực dầu tác động đóng mở các cấp số cao thấp được thực thi trực tiếp , nhanh chóng
thông qua ứng xử của Người lái , rút ngắn thời gian tác động so với việc điều khiển thông qua các cảm
biến khác mà không có Kick-Down.......................................................................................................42
Phần II: Các Loại Hộp Số Tự Động.........................................................................................................43
2.2 Hộp Số Tự Động Điều Khiển Bằng Điện Tử(ECU,ECT)..................................................................48
2.2.1.Khái quát chung..................................................................................................................48
2.2.2.Cảm biến/Công tắc..............................................................................................................48

2.2.2.1. Cảm biến vị trí bướm ga/ cảm biến vị trí bàn đạp ga..........................................49

1


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
2.2.2.2. Công tắc bàn đạp ga............................................................................................56
sơ.......................................................................................................................................56
2.2.2.3. Cảm biến tốc độ hộp số........................................................................................57
.....................................................................................................................................................58

2.2.2.4. Cảm biến nhiệt độ nước(Water temperature sensor, Engine Temperature sensorETS, Cooling temperature sensor)....................................................................................59
2.2.2.5. Cảm biến tốc độ xe (Cảm biến tốc độ của xe phát hiện tốc độ thực của xe đang
chạy)..................................................................................................................................62
2.2.2.6. Cảm biến nhiệt độ dầu hộp số..............................................................................66
2.2.2.7. Công tắc chính O/D.............................................................................................67
2.2.2.8. Công tắc khởi động số trung gian........................................................................68
2.2.2.10. Công tắc đèn phanh.......................................................................................................68

2.1.2.9. Công tắc chọn phương thức lái............................................................................69
2.2.Mô tả..........................................................................................................................................69

2.2.1.Điều khiển thời điểm chuyển số...........................................................................................70
2.2.2.Điều khiển khoá biến mô.....................................................................................................72
2.2.3.Điều khiển khoá biến mô linh hoạt......................................................................................73
2.2.4.Các điều khiển khác:............................................................................................................74

2.3.7.1. Điều khiển tối ưu áp suất cơ bản.........................................................................74
2.3.7.2. Điều khiển tối ưu áp suất li hợp...........................................................................75
2.3.7.3. Điều khiển áp suất tới li hợp từ ECU...................................................................76
2.3.7.4. Điều khiển mômen động cơ..................................................................................76
2.3.7.5.Điều khiến chống chúi xe khi chuyển từ "N" sang "D".........................................77
2.3.7.6. Điều khiển chuyển số khi lên dốc/xuống dốc.......................................................78
2.3.Chẩn đoán...................................................................................................................................79
2.3. 1. Khái quát...........................................................................................................................79
2.3.2. Chức năng nhớ...................................................................................................................79
2.3.3. Các mã số chẩn đoán hư hỏng...........................................................................................79
2.4.Hộp Số Vô Cấp 2.4.1.:Những nét cơ bản của hộp số vô cấp(CVT):..............................................81

2.4.1.1.Hộp số vô cấp sử dụng pully – dây đai:...............................................................86
2.4.1.1.2. Hoạt Động Của Hộp Số:...........................................................................87
2.4.1.2.Hộp số vô cấp kiểu con lăn(Torodial CVT):.........................................................88
2.4.1.2.1 Cấu Tạo:.....................................................................................................89
2.4.1.3. Hydrostatic CVT:.................................................................................................90
2.4.3. Hệ thống điều khiển thủy lực – điện từ của hộp số tự động CVT........................................93

2.4.3.1. Hệ thống điều khiển thuỷ lực:..............................................................................93
2.4.3.1.1. Bơm dầu CVT:..........................................................................................94
2.4.3.1.2. Van điều chỉnh áp suất (Regulator valve) :...............................................94
2.4.3.1.3. Van tăng cường.........................................................................................95
2.4.3.1.4. Bộ van mở đường dầu chuyển số điều khiển bằng tay (Manual valve:
MV)...........................................................................................................................96

2.4.3.1.5. Bộ van thuỷ lực chuyển số (Shift Valve: SV) :.........................................97

2


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
2.4.3.2.1. Điều khiển chuyển động và áp suất đường ống........................................98
2.4.3.2.2. Điều khiển áp suất của bộ ly hợp..............................................................98
2.4.3.2.3. Sơ đồ mạch thuỷ lực điều khiển CVT:......................................................99

3


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

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

4


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

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.

 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).

5


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

 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

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.

6


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

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: 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

Hình: 1.3 Hộp số tự động vô cấp
• 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.

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

7


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

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.
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

8

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

 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


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

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

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

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

Hình1.8: Hộp số tự động 8 cấp của trung quốc
loại FF

11


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

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


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

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.
1.2. 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.
1.3. 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 % ).
- Thời gian sang số và hành trình tăng tốc nhanh.
- Không bị va đập khi sang số, không cần bộ đồng tốc .

13


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

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 cấp
điều
khiển
bằng dây đai

Hộp Số Vô
cấp
điều
khiển
bằng
con lăn

Hộp số tự động có cấp
Hộp Số Có Cấp loại
thường
Số tự động
loại
chuyển
số
bằng
Côn
điều
khiển
Thủy lực

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.

Đặc Điểm:
Sử dụng biến
mô và côn để

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

Số tự động
loại
thường
chuyển số
bằng Côn
và
Phanh.Điều
khiển thủy
lực
Đặc Điểm:
Sử
dụng
biến mô và
côn, phanh
để chuyển
số
một
cách
tự
động.Điều

khiển
chuyển số
bằng Thủy
lực thuần
túy

Hộp Số Có Cấp loại điện tử

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

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

14

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

1.4.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)
1.4.1.Bộ biến mô

Hình 1.4.1:Sơ đồ cấu tạo bộ biến mô
Bộ biến mô vừa truyền vừa khuyếch đại mômen từ động cơ vào hộp số ( bộ
truyền bánh răng hành tinh ) bằng việc sử dụng dầu hộp số tự động (ATF) như một
môi chất thông qua bộ biến mô làm thay đổi momen truyền .Momen được biến đổi sẽ
được truyền tới trục sơ cấp của động cơ.

15


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

1.4.1.1.Cấu tạo của bộ biến mô:
Cấu tạo bộ biến mô gồm:
• bánh bơm (impeller pump)
• bánh dẫn hướng( Startor)
• bánh bị động ( tuabine)

• khớp một chiều và giảm chấn
• vỏ biến mô( cover) chứa tất cả các bộ phận đó.
Bộ biến đổi được đổ đầy ATF do bơm dầu cung cấp .Động cơ quay và bánh
bơm quay , và dầu bị đẩy ra từ bánh bơm thành một dòng mạnh làm quay bánh
tuabin.Thông qua bánh dẫn hướng và khớp một chiều sẽ điều chỉnh hoạt động của
biến mô.

Hình 1.4.1.1a: Cấu tạo của bộ biến mô
1.Bánh bơm:
Bánh bơm được bố trí nằm trong vỏ bộ biến mô và nối với trục khuỷu qua đĩa
dẫn động. Nhiều cánh hình cong được lắp bên trong bánh bơm. Một vòng dẫn hướng
được lắp trên mép trong của các cánh để đường dẫn dòng dầu được êm

16


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Hình 1.4.1.1b:Nguyên lý hoạt động của bánh bơm
2.Bánh tuabin :
Rất nhiều cánh được lắp lên bánh tuabin giống như trường hợp bánh bơm.
Hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của cánh của bánh bơm.
Bánh tuabin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số saocho các cánh bên trong nó nằm
đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa. Gợi ý: Bánh tua
bin quay cùng với trục sơ cấp của hộp số khi xe chạy với vị trí của cần số ở dải “D”,
“2”, “L” hoặc “R” Tuy nhiên, nó sẽ không quay khi xe dừng, Khi vị trí số ở “P” hoặc
“N” thì bánh tua bin quay tự do khi bánh bơm quay.

Hình 1.4.1.1c:Nguyên lý hoạt động của bánh tuabine
3.Stato:

17


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Stato nằm giữa bánh bơm và bánh tua bin. Qua khớp một chiều nó được lắp
trên trục stato và trục này được cố định trên vỏ hộp số.
 Hoạt động của Stato: Dòng dầu trở về từ bánh tua bin vào bánh bơm theo
hướng cản sự quay của bánh bơm.Do đó, stato đổi chiều của dòng dầu sao
cho nó tác động lên phía sau của các cánh trên bánh bơm và bổ sung thêm lực
đẩy cho bánh bơm do đó làm tăng mômen.
 Hoạt động của khớp một chiều: Khớp một chiều cho phép Stato quay theo
chiều quay của trục khuỷu động cơ. Tuy nhiên nếu Stato định bắt đầu
quay theo chiều ngược lại thì khớp một chiều sẽ khoá stato để ngăn không cho
nó quay.

Hình 1.4.1.1d:Nguyên lý hoạt động của stator
1.4.1.2.Nguyên lý hoạt động của bộ biến mô:
 Sự truyền mô men : Khi tốc độ của bánh bơm tăng thì lực li tâm làm cho dầu
bắt đầu chảy từ tâm bánh bơm ra phía ngoài. Khi tốc độ bánh bơm tăng lên nữa
thì dầu sẽ bị ép văng ra khỏi bánh bơm. Dầu va vào cánh của bánh tua bin làm
cho bánh tua bin bắt đầu quay cùng chiều với bánh bơm. Dầu chảy vào trong
dọc theo các cánh của bánh tua bin. Khi nó chui được vào bên trong bánh tua
bin thì mặt cong trong của cánh sẽ đổi hướng dầu ngược lại về phía bánh bơm,
và chu kỳ lại bắt đầu từ đầu. Việc truyền mô men được thực hiện nhờ sự tuần
hoàn dầu qua bánh bơm và bánh tua bin.

18

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Hình 1.4.1.2a:Nguyên lý hoạt động của bộ biến mô
 Khuyếch đại mômen :Việc khuyếch đại mômen do bộ biến mô thực hiện bằng
cách dẫn dầu khi nó vẫn còn năng lượng sau khi đã đi qua bánh tua bin trở về
bánh bơm qua cánh của Stato. Nói cách khác, bánh bơm được quay do mô men
từ động cơ mà mô men này lại được bổ sung dầu quay về từ bánh tua bin. Có
thể nói rằng bánh bơm khuyếch đại mô men ban đầu để dẫn động bánh tua bin.

Hình 1.4.1.2b:Nguyên lý Khuyếch đại mômen của bộ biến mô
 Tính năng của biến mô:Tỉ số truyền mômen và hiệu suất truyền Độ khuyếch
đại mômen do bộ biến mô sẽ tăng theo tỉ lệ với dòng xoáy. Có nghĩa là

19


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

mômen sẽ trở thành cực đại khi bánh tua bin dừng. Hoạt động của bộ biến
mô được chia thành 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.

Hình 1.4.1.2c:Hiệu suất truyền moomen của biến mô

20

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

 Điểm dừng và điểm li hợp :
 Điểm dừng :Điểm dừng chỉ tình trạng mà ở đó bánh tua bin không
chuyển động. Sự chênh lệch về tốc độ quay giữa bánh bơm và bánh tua bin là
lớn nhất. Tỉ số truyền mô men 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.
Gợi ý: ở phần thử điểm dừng mô tả dưới đây, tính năng của bộ biến mô và
công suất ra của động cơ được kiểm tra khi động cơ chạy ở chế độ mở hết
cỡ bướm ga (toàn tải) ở điểm dừng này.
 Điểm li hợp :Khi bánh tua bin 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 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.

Hình 1.4.1.2d:tỉ số truyền mômen của bộ biến mô ở điểm dừng và điểm li hợp

21


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

 Chức năng khớp một chiều của stato:
Mô tả :Hướng của dầu đi vào stato từ bánh tuabin phụ thuộc vào sự
chênh lệch tốc độ quay giữa bánh bơm và bánh tuabin
1.Khi chênh lệch lớn về tốc độ quay: Thì dầu tác động lên mặt trước của
cánh stato làm cho stato quay theo chiều ngược lại với chiều quay của bánh

bơm.Tuy nhiên, bánh bơm không thể quay theo chiều ngược lại vì stato bị khớp
một chiều khoá lại. Do đó hướng của dòng dầu được đổi.
2.Khi chênh lệch nhỏ về tốc độ quay: Một lượng dầu từ cánh tuabin chảy
vào măt sau của cánh rô to. Khi chênh lệch về tốc độ ở mức nhỏ nhất thì phần
lớn dầu từ cánh tuabin ra sẽ tiếp xúc với mặt sau của cánh stato. Trong trường
hợp đó các cánh stato sẽ cản trở dòng dầu. Khớp một chiều làm cho stato
quay trơn cùng chiều với bánh bơm, và dầu sẽ trở về cánh bơm một cách
thuận dòng.

Hình 1.4.1.2e:Nguyên lý hoạt động của khớp một chiều

22


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Hoạt động của biến mô:Dưới đây là mô tả chung về hoạt động của bộ biến mô khi
cần số được chuyển vào “D”, "2", "L" hoặc "R".

Hình 1.4.1.2f:Nguyên lý hoạt động củabộ biến mô khi ở các cấp số D, 2 ,L,R
Động cơ chạy không tải, xe dừng :Khi động cơ chạy không tải thì mômen
do động cơ sinh ra là nhỏ nhất. Nếu gài phanh (phanh tay và/hoặc phanh
chân) thì tải trên bánh tuabin rất lớn vì nó không thể quay được. Tuy nhiên,
do xe bị dừng nên tỷ số truyền tốc độ của bánh tuabin so với cánh bơm bằng
không trong khi tỷ số truyền mô men ở trị số lớn nhất. Do đó, bánh tua bin
luôn sẵn sàng để quay với một ômen lớn hơn mô men do động cơ sinh ra.

Hình 1.4.1.2g:Nguyên lý hoạt động củabộ biến mô khi xe dừng

23

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Xe bắt đầu chuyển động :Khi nhả các phanh thì bánh tuabin có thể quay
cùng với trục sơ cấp của hộp số. Do đó, bánh tuabin quay với một mômen
lớn hơn mô men do động cơ sinh ra khi đạp bàn đạp ga. Như vậy xe bắt đầu
chuyển động.

Hình 1.4.1.2h:Nguyên lý hoạt động củabộ biến mô khi xe chuyển động
Xe chạy với tốc độ thấp: Khi tốc độ xe tăng lên, thì tốc độ quay của bánh
tua bin sẽ nhanh chóng tiến gần tới tốc độ quay của bánh bơm.Vì vậy, tỷ số
truyền mômen nhanh chóng tiến gần tới 1.0. Khi tỷ số truyền tốc độ giữa
bánh tua-bin và bánh bơm đạt tới điểm li hợp thì stato bắt đầu quay.Và sự
khuyếch đại mô men giảm xuống. Nói cách khác, bộ biến mô bắt đầu hoạt
động như một khớp nối thuỷ lực. Do đó, tốc độ xe tăng gần như theo tỷ lệ
thuận với tốc độ động cơ.

Hình 1.4.1.2i:Nguyên lý hoạt động củabộ biến mô khi xe chạy với tốc độ thấp

24


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Xe chạy ổn định ở tốc độ trung bình hoặc tốc độ cao: Bộ biến mô chỉ
hoạt động như một khớp nối thuỷ lực. Bánh tua bin quay ở tốc độ gần đúng
tốc độ của bánh bơm.

Hình 1.4.1.2j:Nguyên lý hoạt động củabộ biến mô khi xe chuyển động ở tốc độ

trung bình hoặc tốc độ cao
 Cơ cấu li hợp khoá biến mô :
Mô tả :
Cơ cấu li hợp khoá biến mô truyền công suất động cơ tới hộp số tự động
một cách trực tiếp và cơ học. Do bộ biến mô sử dụng dòng thuỷ lực để gián
tiếp truyền công suất nên có sự tổn hao công suất.Vì vậy, li hợp được lắp
trong bộ biến mô để nối trực tiếp động cơ với hộp số để giảm tổn thất công
suất. Khi xe đạt được một tốc độ nhất định, thì cơ cấu li hợp khoá biến mô
được sử dụng để nâng cao hiệu quả sử dụng công suất và nhiên liệu. Li hợp
khoá biến mô được lắp trong moayơ của bánh tuabin, phía trước bánh uabin.
Lò so giảm chấn sẽ hấp thụ lực xoắn khi ăn khớp li hợp để ngăn không
cho sinh ra va đập. Một vật liệu ma sát (cùng dạng vật liệu sử dụng trong
các phanh và đĩa li hợp) được gắn lên vỏ biến mô hoặc píttông khoá của bộ
biến mô để ngăn sự trượt ở thời điểm ăn khớp li hợp.

25