Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm kết cấu và quy trình chẩn đoán, sửa chữa hộp số vô cấp K311 trên xe toyota Vios 2010

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Hưng Yên, ngày..........tháng..........năm 2017
Giáo viên hướng dẫn

1


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Hưng Yên, ngày..........tháng..........năm 2017
Giáo viên phản biện

2


MỤC LỤC

3


DANH MỤC BẢNG BIỂU

4


DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

5


Hiện nay các phương tiện giao thông vận tải là một phần không thể thiếu trong
cuộc sống con người. Cũng như các sản phẩm của nền công nghiệp hiện nay, ôtô được
tích hợp các hệ thống tự động lên các dòng xe đã và đang sản xuất với chiều hướng
ngày càng tăng. Hộp số sử dụng trong hệ thống truyền lực của xe là một trong số
những hệ thống được khách hàng quan tâm hiện nay khi mua xe ôtô, vì những tiện ích
mà nó mang lại khi sử dụng. Việc nghiên cứu “hộp số vô cấp” sẽ giúp chúng ta nắm
bắt những kiến thức cơ bản để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sửa chữa và
cải tiến chúng. Ngoài ra nó còn góp phần xây dựng các nguồn tài liệu tham khảo phục
vụ nghiên cứu trong quá trình học tập và công tác.
Ở nước ta, “hộp số vô cấp” xuất hiện từ khoảng những năm 1990 trên các xe
nhập về từ nước ngoài. Hiện nay, ngoài một phần lớn các xe nhập cũ đã qua sử dụng,
một số loại xe được lắp ráp trong nước cũng đã trang bị hộp số này ngày càng phổ
biến. Do vậy nhu cầu sửa chữa, bảo dưỡng là rất lớn. Để sử dụng và khai thác có hiệu
quả tất cả các tính năng ưu việt của “hộp số vô cấp” nói riêng và của ôtô nói chung,
việc nghiên cứu và nắm vững “hộp số vô cấp” là cần thiết. Công nghệ điều khiển tự
động ngày càng được ứng dụng rộng rãi thì việc đòi hỏi phải có kiến thức vững vàng
về tự động hóa của cán bộ kỹ thuật trong ngành.
Dựa trên các nguồn tài liệu liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu của đề tài, tiến
hành khảo sát nguyên lý làm việc của “hộp số vô cấp”, của các cụm chi tiết, giải thích
bản chất vật lý của các hiện tượng xảy ra trong quá trình hoạt động của “hộp số vô
cấp”, làm cơ sở cho nghiên cứu hỏng hóc,kiểm tra,chuẩn đoán.
Xuất phát từ thực tế đó em đã được khoa Cơ khí động lực-Trường đại học sư

phạm kỹ thuật Hưng Yên giao cho đề tài tốt nghiệp “NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM
KẾT CẤU VÀ QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN, SỬA CHỮA HỘP SỐ VÔ CẤP K311
TRÊN XE TOYOTA VIOS 2010” để làm đề tài tốt nghiệp.
Hưng Yên, ngày….tháng….năm 2017
Sinh viên thực hiện

6


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Bước sang thế kỷ 21, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước
sang một tầm cao mới. Rất nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật, các phát minh sáng chế
xuất hiện có tính ứng dụng cao.
Là một quốc gia có nền kinh tế đang phát triển, nước ta đã và đang có những
cải cách mở cửa mới để thúc đẩy nền kinh tế phát triển.Việc tiếp nhận và áp dụng
những thành tựu khoa học nhằm cải tạo và thúc đẩy sự phát triển của các ngành công
nghiệp mới, với mục đích đưa nước ta từ một nước nông nghiệp có nền kinh tế kém
phát triển thành một nước công nghiệp hiện đại.
Trải qua rất nhiều năm phấn đấu và phát triển, hiện nay nước ta đã là một thành
viên của khối kinh tế quốc tế WTO. Với việc tiếp cận với các quốc gia có nền kinh tế
phát triển chúng ta có thể giao lưu học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu và ứng dụng các
thành tựu khoa học tiên tiến để phát triển hơn nữa nền kinh tế trong nước, bước những
bước đi vững chắc trên con đường xây dựng chủ nghĩa xã hội.
Trong các ngành công nghiệp mới đang được nhà nước chú trọng phát triển thì
ngành công nghiệp ô tô là một trong những ngành có tiềm năng và được đầu tư phát
triển mạnh mẽ. Do sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật quá trình công nghiệp hóa, hiện
đại hóa phát triển mạnh mẽ, nhu cầu của con người ngày càng được nâng cao. Để đảm
bảo độ an toàn, độ tin cậy cho con người vận hành và chuyển động của xe, rất nhiều
hãng sản xuất như : FORD, TOYOTA, MESCEDES, KIA MOTORS, … đã có nhiều

cải tiến về mẫu mã, kiểu dáng công nghệ cũng như chất lượng phục vụ của xe nhằm
đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Để đáp ứng được những yêu cầu đó thì các hệ thống, cơ cấu điều khiển ô tô nói
chung và về “Hộp số vô cấp ” nói riêng phải có sự hoạt động mạnh mẽ trong cải tiến
và việc nghiên cứu và nắm vững “hộp số vô cấp” là cần thiết. Ngoài ra với việc tiến bộ
và phát triển của các hệ thống, cơ cấu khác, nó sẽ đòi hỏi sự kéo theo về các chi tiết
khác, hệ thống khác. Do vậy, đòi hỏi người kỹ thuật viên phải có trình độ hiểu biết học
hỏi, sáng tạo để bắt nhịp với khoa học kỹ thuật tiên tiến để có thể chẩn đoán hư hỏng
và đề ra phương pháp sửa chữa tối ưu.
Trên thực tế, trong các trường kỹ thuật của nước ta hiện nay thì trang thiết bị
cho học sinh, sinh viên còn thiếu thốn rất nhiều, chưa đáp ứng được nhu cầu dạy và
học, đặc biệt là trang thiết bị, mô hình thực tập tiên tiến hiện đại.
Các tài liệu, sách tham khảo về các hệ thống cơ cấu dẫn động điều khiển còn
thiếu, chưa đưa hệ thống hóa một cách khoa học. Các bài tập hướng dẫn thực hành còn
7


thiếu. Vì vậy người kỹ thuật viên khi ra trường gặp nhiều khó khăn và bỡ ngỡ với
những kiến thức, trang bị tiên tiến trong thực tế.

1.2. Ý nghĩa đề tài
Đề tài giúp cho những sinh viên năm cuối củng cố lại kiến thức để chuẩn bị cho
sinh viên khi ra trường để đáp ứng được phần nào nhu cầu của công việc. Đề tài
nghiên cứu về “Hộp số vô cấp” giúp cho em hiểu rõ hơn nữa và bổ trợ thêm kiến thức
mới về hệ thống này.
Giúp cho em có một kiến thức vững chắc để không còn bỡ ngỡ khi gặp những
tình huống bất ngờ về hệ thống này. Tạo tiền đề nguồn tài liệu tham khảo cho các bạn
học sinh, sinh viên các khóa sau có thêm tài liệu nghiên cứu và tham khảo.
Những kết quả thu thập được trong quá trình hoàn thành đề tài này trước tiên là
giúp em, một sinh viên của lớp ĐLK11.2 có thể hiểu rõ hơn, sâu hơn về hệ thống này,

nắm được kết cấu, điều kiện làm việc, hư hỏng và phương pháp kiểm tra, sửa chữa.

1.3. Mục tiêu của đề tài
-

Tìm hiểu tổng quan về “hộp số vô cấp” trên ô tô
Tìm hiểu về đặc điểm kết cấu, nguyên lý hoạt động của “hộp số vô cấp” nói
chung và “hộp số vô cấp K311” nói riêng.
Xây dựng quy trình tháo lắp.kiểm tra, chẩn đoán “hộp số vô cấp K311”

1.4. Nhiệm vụ nghiên cứu
-

Phân tích đặc điểm, kết cấu, nguyên lý làm việc của “Hộp số vô cấp”.

-

Tổng hợp các phương án kết nối, kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa của “Hộp số vô

-

cấp”.
Nghiên cứu và khảo sát các thông số ảnh hưởng tới “Hộp số vô cấp”Các bước
thực hiện : Từ thực tiễn thực hành trên xưởng ô tô và từ các nguồn tài liệu lý thuyết
đưa ra hệ thống bài tập thực hành bảo dưỡng sửa chữa khắc phục hư hỏng của “
Hộp số vô cấp ”.

1.5. Các phương pháp nghiên cứu
1.5.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Nghiên cứu lý thuyết.

+ Đọc tài liệu, tìm hiểu, quan sát hệ thống trên xe.
+ Phân tích cấu tạo và nguyên lý làm việc để hiểu sâu hơn về hệ thống.
- Nghiên cứu thực nghiệm.
+Xây dựng bài kiểm tra chẩn đoán.
-

8


1.5.2. Phương pháp nghiên cứu tài liệu
a. Khái niệm
- Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu
các văn bản, tài liệu đã có sẵn và bằng các thao tác tư duy lôgic để rút ra kết luận khoa học
cần thiết.
b. Các bước thực hiện
Bước 1: Thu thập, tìm kiếm các tài liệu viết về “ hộp số vô cấp ” và “hộp số vô cấp
K311”.
Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống lôgic chặt chẽ theo từng
bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất định.
Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về “hộp số vô cấp” và “hộp
số vô cấp K311” phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học.
Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hoá lại những kiến thức
(liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã phân tích) tạo ra một hệ thống lý thuyết
đầy đủ và sâu sắc.
1.5.3. Phương pháp phân tích thống kê và mô tả
- Là phương pháp tổng hợp kết quả nghiên cứu thực tiễn và nghiên cứu tài liệu
để đưa ra kết luận chính xác, khoa học.

9

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Tổng quan về hộp số vô cấp CVT
2.1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu của hộp số CVT
a. Công dụng
Hộp số vô cấp có chức năng thay đổi tốc độ xe và chiều chuyển động .Hộp số
vô cấp cho phép đơn giản hóa việc điều khiển hộp số, quá trình chuyển số êm dịu,
không cần ngắt đường truyền công suất từ động cơ xuống khi sang số. Hộp số vô cấp
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 vô cấp có những chức năng cơ bản sau:
- Tạo ra các cấp tỉ số truyền phù hợp nhằm thay đổi momen 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.
b. Yêu cầu
-

Thao tác điều khiển hộp số đơn giản nhẹ nhàng.
Đảm bảo chất lượng động lực kéo cao.
Hiệu suất truyền động phải tương đối lớn.
Độ tin cậy lớn, ít hư hỏng, tuổi thọ cao.
Kết cấu phải gọn, trọng lượng nhỏ.

c. Phân loại
Có nhiều dạng hộ số CVT nhưng chủ yếu được chia làm 3 loại cơ bản sau:
 Hộp số CVT trên cơ sở puly và dây đai

Hình 2.1: Bộ truyền vô cấp kiểu puli
Gồm có một puly sơ cấp một puly thứ cấp và một dây đai. Bằng cách thay đổi

khoảng cách khe hở của puly chủ động cách xa nhau dây đai chạy xuống.hoắc tiến lại
10


gần nhau làm dây đai căng lên khi hai nửa puly lại gần nhau dây đai chạy lên cao hơn
tạo ra tỉ số truyền tăng giảm của puly chủ động và puly bị động tạo nên các số.
 Hộp số CVT trên cơ sở con lăn

Hình 2.2: Bộ truyền vô cấp dạng con lăn
Các bánh xe có thể xoay theo 2 trục,nó quay quanh trục ngang và lên xuống
quanh trục dọc cơ cấu này cho phép các bánh xe tiếp xúc vào các chỗ khác nhau trên
đĩa. Khi các bánh xe này tiếp xúc gần tâm đĩa chủ động đầu kia của đĩa tiếp xúc với
mép đĩa bị động kết quả là tốc độ giảm nhưng tỉ số truyền tăng,ngược lại khi các bánh
xe tiếp xúc với đĩa chủ động ở gần mép đĩa chúng tiếp xúc với đĩa bị động ở tâm đĩa
kết quả là tốc độ tăng. Sự lên xuống đơn giản của bánh xe tạo nên sự thay đổi của tỉ số
truyền gần như tức thời.
 Hộp số CVT dạng thủy tĩnh

Hình 2.3: Bộ truyền vô cấp dạng thủy tĩnh
Khi động cơ hoạt động,truyền động quay của động cơ sẽ vận hành bơm thủy lực
dạng thể tích ở đầu chủ động,biến truyền động quaycuar động cơ thành dòng chất
lỏng, ở đầu còn lại 1 mô tơ thủy lực biến dòng chẩy của chất lỏng thành chuyển động
quay.
Ưu điểm của loại truyền động CVT kiểu thủy tĩnh là truyền được dòng công
suất cao nên được sửu dụng cho các dòng xe hạng nặng.
11


2.1.2. Lịch sử phát triển của hộp số CVT
Xuất phát từ yêu cầu cần thiết bị truyền ông suất lớn ở vận tốc cao để trang bị

trên các chiến hạm dùng trong quân sự, truyền động thủy cơ đã được nghiên cứu và sử
dụng từ lâu. Sau đó, khi các hãng sản xuất ôtô trên thế giới phát triển mạnh và bắt đầu
có sự cạnh tranh thì từ yêu cầu thực tế muốn nâng cao chất lượng xe của mình, đồng
thời tìm những bước tiến về công nghệ mới nhằm giữ vững thị trường đã có cùng tham
vọng mở rộng thị trường các hãng sản xuất xe trên thế giới đã bước vào cuộc đua tích
hợp các hệ thống tự động lên các dòng xe xuất xưởng như: hệ thống chống hãm cứng
bánh xe khi phanh, hệ thống chỉnh góc đèn xe tự động, hệ thống treo khí nén, hộp số
tự động, hệ thống camera cảnh báo khi lùi xe, hệ thống định vị toàn cầu,… Đây là
bước tiến quan trọng thứ hai trong nền công nghiệp sản xuất ôtô sau khi động cơ đốt
trong được phát minh và xe ôtô ra đời.
Những năm 1490, ý tưởng về một loại hộp số vô cấp đã được LeonaDaVinci
phắc họa. Đến năm 1938, hộp số tự động đầu tiên ra đời khi hãng GM giới thiệu chiếc
xe được trang bị hộp số vô cấp. 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 vô cấp thực sự hồi sinh khi hàng loạt hãng ô tô cho
ra các loại xe mới với hộp số vô cấp đi kèm. Từ đó đến nay hộp số vô cấp đã phát
triển không ngừng và dần thay thế cho các loại hộp số khác. Để chính xác hóa thời
điểm chuyển số và để tăng tính an toàn khi sử dụng, hộp số vô cấp có cấp điều khiển
bằng điện tử (ECT) ra đời. 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.
Ngày nay hộp số vô cấp đã được sử dụng khá rộng rãi trên các xe du lịch. Ở
nước ta, hộp số vô cấp 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 vô cấp cũng được hoàn chỉnh, hộp số vô cấp đã khẳng
định được tính ưu việt của nó.

12

2.1.3. So sánh hộp số CVT và hộp số tự động
a. Về cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Bảng 2.1: So sánh giữa hộp số CVT và hộp số tự động
So sánh

Cấu tạo

Hộp số CVT
Gồm 3 bộ phận cơ bản
- Puly sơ cấp
- Puly thứ cấp
- đai kim loại hoặc cao

- Sử dụng 2 puly va 1 dây đai
thông minh bằng việc tịnh tiến
thay đổi độ mở rộng của puly và
Hoạt
sự biến thiên của dây đai ma
động
biến thiên vô hạn từ số nhỏ nhất
tới số lớn nhất không bị ngắt
quãng.
b. Tỉ số truyền tốc độ

Hộp số tự động
Gồm nhiền bộ bánh răng ăn khớp
với nhau
- Bộ truyền hành tinh

- Biến mô
- Bộ vi sai
- Cụm van điều khiển thủy lực
- Sử dụng nhiều cụm bánh răng ăn
khớp bánh răng giúp truyền lực
thay đổi chuyển động quay và mô
men xoắn sự kết hợp giữa các bánh
răng hành tinh tạo nên những số
truyền khác nhau tiêu biểu là 4 số
tiến và 1 số lùi.

.
Hình 2.4: So sánh tỉ số truyền tốc độ giữa hộp số CVT và AT
Trong khi hộp số tự động cung cấp tỉ số truyền tốc độ theo từng bước bằng việc
thay đổi tỉ số truyền của bộ hành tinh thì CVT thay đổi vô cấp bằng cách sử dụng 1
cặp buly biến đổi, bằng cách thay đổi bề rộng của buli tỉ số truyền tốc độ có thể được
biến đổi liên tục trong 1 vùng rộng.chỉ cùng với 1 tốc độ động cơ nhưng tốc độ của xe
dùng CVT có thể đạt được tốc độ cao hơn.

13


c. Mức độ tiêu hao nhiên liệu

Hình 2.5: So sánh mức tiêu hao nhiên liệu giữa CVT và AT
Nhìn vào biểu đồ ta thấy mức độ tiêu hao nhiên liệu của hộp số CVT bám sát
đường tiêu hao nhiên liệu lý tưởng,đồng thời tạo ra được mô men lớn và tối đa tính
năng của động cơ .
Việc mở rộng vùng khóa biến mô tại tốc độ thấp cho phép đạt hiệu quả cao
trong quá trình tăng tốc,việc sử dụng cắt nhiên liệu khi giảm tốc đảm bảo được đặc

tinh tiêu hao tối ưu hơnđiều này giúp cho động cơ sử dụng hộp số CVT tiết kiệm được
nhiên liệu hơn so với hộp số CVT.
d. Tính năng tăng tốc độ của CVT và AT

Hình 2.6: Biểu đồ tốc độ động cơ khi đạp hoàn toàn bàn đạp ga
Nhìn vào biểu đồ ta có thể thấy CVT sử dụng hiệu quả vùng công suất cao để
tối ưu hóa lực dẫn động của động cơ đảm bảo quá trình tăng tốc trong khi vẫn giữ
được tốc độ động cơ một cách hiệu quả
Hộp số AT có cùng thời gian để đạt công suất cực đại với hộp số CVT nhưng
không được ổn định vì quá trình sang số làm cho tốc độ động cơ giảm đi phần nào
e. Đặc tính chuyển số

14


Hình 2.7: Đồ thị đường đặc tính chuyển số
Mỗi khi chuyển số cho hộp số AT (vùng mầu xanh) xẩy ra hiện tượng “hẫng”
do các bánh răng ăn khớp và thay đổi lực truyền.đặc điểm của hộp số AT là phải tăng
giảm tốc độ mới vào được số.
Điều này không xẩy ra với hộp số CVT,do sử dụng dây đai và puly biến thiên
nên tốc độ xe thay đổi nhưng không xẩy ra hiện tưỡng “hẫng” vì tỉ số truyền tăng hay
giảm được tạo ra bởi sự ra vào của puly.
2.1.4. Đặc điểm kết cấu
a. Cấu tạo chung hộp số vô cấp

Hình 2.8: Cấu tạo chung hộp số CVT
Hộp số vô cấp (CVT) có các bộ phận cơ bản:
-

Bộ truyền động vô cấp: dây đai dẫn động có tác dụng truyền momen từ puli sơ

cấp đến puli thứ cấp.
15


Có 2 loại dây đai dẫn động: đai cao su và đai kim loại.

a. Đai cao su

b. Đai kim loại

Hình 2.9: Các loại đai dẫn động
-

Một pu-li 1 sơ cấp chủ động có thể thay đổi cấp độ.

-

Một pu-li 2 bị động thứ cấp.

-

Bộ truyền bánh răng hành tinh: Khuếch đại momen và thay đổi chiều chuyển
động của xe.

-

Bơm dầu và biến mô: Bộ biến mô vừa truyền vừa khuyếch đại mômen từ động
cơ vào hộp số. Bơm dầu cung cấp áp suất dầu trong suốt quá trình động cơ hoạt
động và cung cấp dầu bôi trơn đến các chi tiết cũng như cung cấp áp suất dầu
làm việc đến puly sơ cấp và thứ cấp và bộ ly hợp.

-

Các cặp ly hợp và phanh: Tạo tỷ số truyền thay đổi và số lùi.

-

Cụm van điều khiển thủy lực: Điều khiển dòng thủy lực đến puli sơ cấp, puli
thứ cấp, phanh, ly hợp,…

-

Bộ vi sai: Truyền momen quay tới các bán trục bên trái và bên phải.

-

Các cảm biến tốc độ và cảm biến áp suất dầu.

b. Nguyên lý làm việc chung của hộp số CVT

16


Hình 2.10: Hoạt động của CVT
- Có 2 puli chủ động và bị động.các puly có thể thay đổi khoảng cách làm cho puly
thây đổi đường kính làm việc. Mỗi puli có 2 mặt côn chế tạo quay vào nhau. Một sợi
dây đai có thể chậy trong rãnh của hai mặt côn này.Khi hai mặt côn cách xa nhau
đường kính làm việc giảm xuống dây đai sẽ chạy ở vị trí thấp của rãnh và bán kính
cong của vòng đai xung quanh puli nhỏ lại.Khi hai mặt côn sát vào nhau đường kính
làm việc tăng lên dai đai tiếp xúc ở vị trí cao của rãnh bán kính vòng đai trở lên lớn

hơn. CVT có thể dùng áp suất thủy lực,lực ly tâm hoặc lực của lò xo tạo ra lực cần
thiết để điều chỉnh hai nửa của puly.
- Cách tạo ra số:
Khoảng cách từ tâm puli tới điểm tiếp xúc của dây đai gọi là bán kính dốc. Khi
hai mặt puly cách xa nhau dây đai truyền xuống thấp bán kính dốc giảm. Hai nửa puli
lại gần nhau dây đai chạy lên cao hơn và bán kính dốc tăng,tỷ số truyền giữa bán kính
dốc của puli chủ động và puli bị động tạo nên các tốc độ khác nhau cho xe.
Một khi puli chủ động tăng hoặc giảm thi bán kính dốc puli bị động cũng tăng
giảm tỉ lệ nghịch với nhau để cho dây đai bám chặt, 2 puli thay đổi bán kính dốc khác
nhau tạo ra vô số tỷ số truyền.Ví dụ khi puli chủ động ở vị trí nhỏ, bán kính dốc puli
chủ động lớn khi đó tốc độ quay của puli bị động giảm tạo ra số “chậm”.Khi bán kính
đốc ở puli chủ động lớn bán kính dốc puli bị động nhỏ.lúc này tốc độ quay của puli bị
động tăng lên tạo nên số “nhanh”. Như vậy về mặt lý thuyết hộp số CVT có vô số “số”
có thể tạo ra ở bất kì tốc độ nào của động cơ.

2.2. Tổng quan về hộp số vô cấp K311
2.2.1. Đặc điểm kết cấu
a. Cấu tạo
17


Hình 2.11: Cấu tạo hộp số vô cấp K311
1. Cảm biến tốc độ puli chủ động 3. Cảm biến áp suất puli sơ cấp
2. Cảm biến tốc độ trục đầu ra
4. Cảm biến áp suất puli thứ cấp
Hộp số CVT gồm các cụm bộ phận chính sau:

18

-

Bộ truyền vô cấp gồm có puly chủ động và puly bị động được nối với nhau
bằng 1 dây đai. Việc ra vào của puly và truyền công suất của dây đai tạo ra các
dải tỉ số truyền tốc độ khác nhau.
Cụm ly hợp: Bộ ly hợp có chức năng kết nối hoặc ngắt kết nối giữa các bộ phận

-

trong bộ truyền bánh răng hành tinh.
Phanh được sử dụng trong hộp số vô cấp có tác dụng giữ 1 phần tử của bộ

-

truyền hành tinh với mục đích tạo số đảo chiều (số lùi trong hộp số).
Bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm: Bánh răng mặt trời, bánh răng hành

-

-

tinh, cần dẫn, bánh răng bao.
Bộ truyền lực cuối: Giảm tốc độ trên trục đầu ra và khuếch đại tỉ số truyền một
lần nữa
Vi sai: Truyền moomen quay đến các bán trục bên trái và bên phải,là cơ cấu
giảm tốc cuối cùng trước khi truyền tới bánh xe,tạo ra sự chênh lệch tốc độ
quay giữa các bánh xe dẫn động bên trái và bên phải giúp cho xe chuyển động
êm ái khi vào đường vòng.

b. Nguyên lý hoạt động của hộp số vô cấp K311

Hình 2.12: Các chi tiết trong bộ truyền động hộp số K311
 Nguyên lý hoạt động
- Tại vị trí số D

19


Khe hở puli= LỚN

Khe hở puli= Nhỏ

a. Tỷ số truyền nhỏ nhất

-

b. Tỷ số truyền lớn nhất

Hình 2.13: Bộ truyền ở vị trí số D
Momen được truyền tới từ trục sơ cấp. Ở trí số D ly hợp khi đó ly hợp số tiến ở
vị trí ON cho momen truyền thẳng từ trục sơ cấp tới cụm bánh răng hành tinh và
truyền thẳng ra bộ truyền vô cấp. Sự đóng mở các mạch dầu làm cho puly chủ động và
puly bị động thay đổi khoảng cách khe hở làm thay đổi tỉ số truyền của momen trên
trục đầu ra nhằm thay đổi tốc độ của xe.
Vị trí số N
OFF

-

Hình 2.14: Bộ truyền vị trí số N

Momen được truyền từ trục sơ cấp. Ly hợp số tiến ở vị trí OFF cắt truyền động
từ trục sơ cấp tới bánh răng mặt trời. Lực được truyền tới cần dẫn và quay trên không.
Đảo chiều

20


Hình 2.15: Bộ truyền ở vị trí số R
Mômen được truyền tới từ trục sơ cấp. Ly hợp số tiến ở vị trí OFF không cho
momen truyền tới bánh răng mặt trời. Phanh số lùi ở vị trí ON khóa chặt cần dẫn, lực
được truyền từ cần dẫn tới bánh răng bao tới bánh răng hành tinh tới bánh răng mặt
trời tới bộ truyền vô cấp và quay ngược chiều với chiều của trục sơ cấp tạo ra chuyển
động lùi.

c. Thông số kỹ thuật của hộp số vô cấp K311
Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của hộp số vô cấp K311

Loại

Tỉ số
truyền

Loại hộp số

K311

Kiểu động cơ

1NZ-FE

Kết cấu thay đổi
chiều chuyển động

Bộ truyền hành tinh

Cơ cấu truyền lực

Bộ truyền vô cấp loại đai thép

Tiến

2.386 ~ 0.411

Lùi

2.505

Tỉ số truyền vi sai

5.698
21


Vị trí cần số

P–R–N–D–M

Loại dầu hộp số

CVT Fluid TC

Thể tích dầu
8.6
(Liter)
2.2.2. Các cụm chi tiết chính trên hộp số vô cấp K311
2.2.2.1. Bộ biến mô

Hình 2.16: Kết cấu bộ biến mô hộp số vô cấp K311
 Nhiệm vụ: Khuếch đại mô men từ động cơ vào hộp số (bộ truyền bánh răng hành tinh)
bằng việc sử dụng dầu như một môi chất thông qua bộ biến mô làm thay đổi momen
truyền momen sẽ được biến đổi và truyền tới trục sơ cấp của động cơ.
Cấu tạo

Hình 2.17: Cấu tạo của bộ biến mô
a. Bánh bơm
22


Được bố trí nằm trong vỏ của bộ biến mô được 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 dẫn dòng dầu được êm.

Hình 2.18: Nguyên lý hoạt động của bánh bơm
b. Bánh tua bin
Có nhiều cánh được lắp trên bánh tua bin giống trường hợp của bánh bơm
hướng cong của cấc cánh thì ngược chiều với bánh bơm.

Hình 2.19: Nguyên lý hoạt động của bánh tuabin
c. Stato
Nằm giữa bánh bơm và bánh tua bin qua khớp 1 chiều 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 của tuabin và bánh bơm theo hướng sự
cản 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 do đó lằm tăng mô men
- Hoạt động của khớp 1 chiều: Cho phép stato quay theo chiều hoạt động của động cơ
tuy nhiên nếu stato định bắt đầu quay theo chiều ngược lại thì khớp 1 chiều sẽ khóa
stato để không cho nó quay.

23


Hình 2.20: Nguyên lý hoạt động stato
d. Khớp một chiều
Khớp một chiều được lắp giữa hai vành trong và ngoài của bánh Stator, có
nhiệm vụ chỉ cho hai vành trong và ngoài của stato quay tự do với nhau theo chiều A
còn theo chiều B thì không được.

Hình 2.21: Hoạt động chung của khớp một chiều
Kết cấu của khớp bao gồm: Hai vành trong và ngoài của bánh Stator, các con
lăn bằng thép và lò xo giữ cho các con lăn luôn có xu hướng tỳ vào hai vành và khóa
vành ngoài với vành trong . Tuy chỉ với kết cấu rất đơn giản như vậy nhưng khớp một
chiều này lại đóng vai trò rất quan trọng trong việc giúp cho bánh Stator đạt được ý đồ
thiết kế đưa ra.

24


Khớp một chiều hoạt động như một miếng chêm, khi vành ngoài quay theo
l2

chiều B vì khoảng cách l nhỏ hơn nên các con lăn dưới tác dụng trợ giúp của lò xo
sẽ khóa cứng vành ngoài và vành trong với nhau, ngược lại khi vành ngoài có xu
hướng quay theo chiều A thì các con lăn luôn cho hai vành trong và ngoài quay tương
đối với nhau.
e. Khớp khóa biến mô
- Chức năng
Cơ cấu ly hợp khoá biến mô truyền công suất từ động cơ một cách trực tiếp
giống như một khớp nối cơ khí. Do biến mô sử dụng dòng thuỷ lực để gián tiếp truyến
công suất nên gây ra sự tổn hao công suất. Vì vậy ly hợp được lắp bên trong biến mô
để nối trực tiếp động cơ với hộp số nhằm giảm tổn thất công suất.
- Kết cấu

Hình 2.22: Kết cấu khóa biến mô
Kết cấu khóa biến mô bao gồm một khung thép, trên khung này có bố trí các lò
xo giảm chấn và một vành khăn bằng vật liệu sợi atbet hay hợp kim gốm để tạo lực ma
sát khi cần thiết. Ở mặt đối diện với vành khăn này về phía vỏ hộp số có một bề mặt
kim loại được thiết kế để tỳ vành khăn ma sát này lên. Lò xo giảm chấn sẽ hấp thụ
mômen xoắn khi ly hợp ăn khớp để tránh va đập.
- Hoạt động

25