tài liệu Hộp số tự động trên ô tô

III. Hộp số tự động
1. Giới thiệu chung về hộp số tự động
Trong xe hơi, bên cạnh hộp số thường khá phổ biến, các nhà sản xuất còn chế tạo hộp
số tự động với những tính năng và ưu điểm vượt trội so với loại hộp số thường như
chuyển số êm ái nhẹ nhàng hơn, tiết kiệm nhiên liệu, cải thiện khả năng tăng tốc… 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. So sánh với số sàn thì thấy số tự động có những ưu điểm như tự động đổi số, mô-men
được truyền liên tục, động lực không bị ngắt quãng. Thích nghi với mọi loại đường, điều
khiển dễ dàng, an toàn thoải mái cho người sử dụng; tải trọng động nhỏ, tuổi thọ chi tiết
cao. Nhược điểm là kết cấu phức tạp, giá thành cao, và khó sửa chữa.
Hộp số tự động ra đời năm 1940 tại Mỹ. Ban đầu các kỹ sư sử dụng khớp nối thủy lực
đơn thuần. Đến năm 1948, biến tốc thủy lực được đưa vào sử dụng cho hộ số tự động.
Đến nay hầu hết các loại xe hiện đại đều được sử dụng hộp số tự động, mặc dù vẫn còn
nhiều tranh cãi về mức tiêu hao nhiên liệu so với số sàn.

Trong hộp số tự động, việc chuyển số hay ăn khớp giữa các 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. ECU động cơ & ECT điều khiển thời điểm chuyển
số và khoá biến mô
(bộ chuyển đổi momen) bằng cách điều khiển các van điện từ của bộ điều khiển thuỷ
lực để duy trì điếu kiện lái tối ưu thông qua các tín hiệu từ các cảm biến và các công tắc
lắp trên động cơ và hộp số tự động.
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.
2. Các loại hộp số tự động.
Các hộp số tự động có thể được chia thành 2 loại chính, đó là các hộp số được sử

dụng trong các xe FF (động cơ ở phía trước, dẫn động bánh trước) và các xe FR (động cơ
ở phía trước, dẫn động bánh sau). Các hộp số của xe FF có một bộ dẫn động cuối cùng
được lắp bên trong, còn các hộp số của xe FR thì có bộ dẫn động cuối cùng lắp bên
ngoài. Loại hộp số tự động dùng trong xe FR được gọi là hộp truyền động.

Ngoài ra hộp số tự động còn được phân loại như sau: Hộp số có cấp (AMT và AT),
hiện nay loại AT được sử dụng rộng rãi; Hộp số tự động vô cấp CVT (truyền động bằng
đây đai kim loại).
Trong hộp số tự động đặt ngang, hộp truyền động và bộ dẫn động cuối cùng được bố
trí trong cùng một vỏ hộp. Bộ dẫn động cuối cùng gồm một cặp bánh răng giảm tốc (bánh
răng dẫn và bánh răng bị dẫn), và các bánh răng vi sai.
Cơ sở của hộp số vô cấp CVT
Không giống như những hộp số tự động truyền thống, hộp số vô cấp CTV không có
các cặp bánh răng để tạo tỷ số truyền. Điều này có nghĩa là nó không có sự ăn khớp giữa
các bánh răng. Loại CVT thông thường nhất hoạt động trên một hệ thống puli (ròng rọc)
và dây đai truyền cho phép một sự thay đổi vô cấp và liên tục giữa giới hạn thấp nhất và
cao nhất mà không có sự tách biệt riêng rẽ các vị trí số.
Nếu ở hộp số tự động kiểu hành tinh bạn sẽ thấy sự phức tạp của cả một “thế giới”
bánh răng, phanh và đĩa ly hợp cùng các thiết bị điều khiển hoạt động thì ở hộp số vô cấp
CVT lại đơn giản hơn nhiều. Hầu hết hộp số vô cấp CVT đều có ba phần tử cơ bản:


- Đai truyền bằng kim loại hay cao su có công suất cao
- Một hệ puli có đầu vào thay đổi gắn với trục quay động cơ
- Một hệ puli đầu ra dẫn đến bánh xe.
CVT cũng có bộ vi xử lý và các cảm biến để theo dõi và điều khiển nhưng ba phần tử
chính trên là những nhân tố chìa khóa cho phép ý tưởng này trở thành hiện thực.

Mặt cắt hộp số CVT

hộp số vô cấp CTV không có các cặp bánh răng để tạo tỷ số truyền

Hệ puli với đường kính thay đổi là trái tim của CVT. Mỗi puli được tạo thành từ hai
khối hình nón có góc nghiêng 20 độ và đặt đối diện với nhau. Một dây đai chạy trong
rãnh giữa hai khối hình nón này. Dây đai hình chữ V có ưu điểm hơn nếu chúng được làm
từ cao su vì có ma sát cao, hạn chế trượt.

Hai khối hình nón này có thể thay đổi khoảng cách giữa chúng. Khi hai khối hình nón
tách ra xa nhau, dây đai ngập sâu vào trong rãnh và bán kính của dây đai quấn quanh puli


sẽ giảm đi. Khi hai khối hình nón này ở gần nhau thì bán kính của dây đai tăng lên. CVT
có thể sử dụng áp suất thủy lực hoặc lò xo để tạo ra lực cần thiết thay đổi khoảng cách
giữa hai khối hình nón.
Hệ puli và dây đai có đường kính thay đổi này thường đi với nhau thành một cặp. Một
trong số đó là puli chủ động được nối với trục quay của động cơ. Puli chủ động cũng
được gọi là puli đầu vào bởi vì nó nhận năng lượng trực tiếp từ động cơ đưa vào hộp số.
Puli thứ hai gọi là puli bị động nối với puli chủ động hay còn gọi là puli đầu ra và nó
truyền momen đến trục truyền động dẫn đến bánh xe.
Khoảng cách giữa trục của puli tới điểm quấn của dây đai được gọi là bán kính quay
(picth radius). Tỷ số của bán kính quay trên puli chủ động và bán kính quay của puli bị
động xác lập nên “số” của hộp số.
Khi một puli tăng bán kính của nó và cái khác giảm bán kính để giữ cho dây đai luôn
bám chặt vào giữa hai khối hình nón, chúng sẽ tạo ra vô số các tỷ số truyền từ mức thấp
nhất cho đến cao nhất. Ví dụ khi bán kính quay nhỏ trên puli chủ động và lớn trên puli bị
động thì tốc độ quay của puli bị động sẽ giảm kết quả là có được “số thấp”. Khi bán kính
quay của puli chủ động lớn và của puli bị động nhỏ thì tốc độ của puli bị động tăng lên và
kết quả là được “số cao”. Về mặt nguyên lý, hộp số CVT hoạt động với vô số cấp độ có
thể chạy ở bất cứ thời điểm nào, đối với bất cứ loại động cơ và tốc độ xe nào của xe.

Một hộp số tự động điều khiển điện tử (ECT) gồm các bộ phận sau:


- Bộ biến mô: Để truyền và khuyếch đại mômen do động cơ sinh ra.
- Bộ truyền động bánh răng hành tinh: Để để điều khiển việc chuyển số như giảm
tốc, đảo chiều, tăng tốc, và vị trí số trung gian.
- Bộ điều khiển thuỷ lực: Để điều khiển áp suất thuỷ lực sao cho bộ biến mô và bộ
truyền bánh răng hành tinh hoạt động êm.
- Các ECU động cơ và ECT: Để điều khiển các van điện từ và bộ điều khiển thuỷ
lực nhằm tạo ra điều kiện chạy xe tối ưu.
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.
Ngoài ra cón có loại hộp số tự động thuần thuỷ lực. Kết cấu của một hộp số tự động
thuần thuỷ lực về cơ bản cũng tương tự như của ECT. Tuy nhiên, hộp số này 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.


3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh.
Trong các xe lắp hộp số tự động, bộ truyền bánh răng hành tinh điều khiển việc giảm
tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc. Bộ truyền bánh răng hành tinh 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. Các ly hợp và phanh này đóng
vai trò 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.
C1, C2 - Các ly hợp
B1, B2, B3 - Các phanh
F1, F2 - Các khớp 1 chiều

a. Cấu tạo.


Bộ truyền bánh răng hành tinh có các phần chính: bánh răng bao, bánh răng hành tinh,
cần dẫn và bánh răng mặt trời. Cần dẫn nối với trục trung tâm của mỗi bánh răng hành
tinh và làm cho các bánh răng hành tinh xoay chung quanh.

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.
b. Nguyên lý
Bộ truyền bánh răng hành tinh thay đổi tốc độ truyền động và chiều quay bằng cách
thay đổi vị trí đầu vào, đầu ra và các phần tử cố định để giảm tốc, tăng tốc, đảo chiều
hoặc truyền trực tiếp đến bộ phận chấp hành. Sau đây ta có thể diễn giải lần lượt từng
hoạt động đó như sau:
Giảm tốc:

Khi bánh răng mặt trời bị cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh quay và quay xung
quanh bánh răng mặt trời. Do đó trục đầu ra giảm tốc độ quay so với trục đầu vào bằng
chuyển động quay của bánh răng hành tinh. Quan sát hình vẽ trên độ dài của mũi tên chỉ
tốc độ quay lớn hay nhỏ và chiều rộng của mũi tên tướng ứng với độ lớn của mômen.
Tăng tốc:


Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ thì bánh răng hành tinh chuyển động xung
quanh bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ. Do đó bánh răng bao tăng tốc trên cơ

sở số răng trên bánh răng bao và trên bánh răng mặt trời. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ
quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và
mũi tên càng rộng thì mômen càng lớn.
Dẫn động trực tiếp:

Do bánh răng bao và bánh răng mặt trời quay cùng nhau với cùng một tốc độ nên cần
dẫn (đầu ra) cũng quay với cùng tốc độ đó. Kết quả là động lực được truyền trực tiếp đến


bộ phận chấp hành thông qua cần dẫn. Ta nhận thấy ở đây mômen không thay đổi độ lớn
từ đầu vào cho đến đầu ra.
Đảo chiều quay:

Khi cần dẫn được cố định ở vị trí và bánh răng mặt trời quay thì bánh răng bao nhờ
các bánh răng hành tinh quay trên trục của nó và hướng quay được đảo chiều. Đầu ra nối
trực tiếp vào bánh răng bao kết quả là bộ phận chấp hành quay ngược chiều so với trước.
Mômen đầu ra thay đổi lớn hơn so với đầu vào.
Nguyên lý vận hành của bộ truyền bánh răng hành tinh


Các phanh (B1, B2 và B3)
Các phanh này được chia làm 02 loại theo kiểu phần tử cố định phanh gồm có: kiểu
dải và kiểu nhiều đĩa ướt. Kiểu dải được sử dụng cho phanh B1 và kiểu nhiều đĩa ướt cho
phanh B2 và B3. Ngoài ra trong một số hộp số tự động, hệ thống nhiều đĩa ướt còn được
sử dụng cho phanh B1.
Phanh kiểu dải B1
Dải phanh được quấn vòng lên đường kính ngoài của trống phanh. Một đầu của dải
phanh được hãm chặt vào vỏ hộp số bằng một chốt, còn đầu kia tiếp xúc với píttông
phanh qua cần đẩy píttông chuyển động bằng áp suất thuỷ lực. Pít tông phanh có thể
chuyển động trên cần đẩy píttông nhờ việc nén các lò xo. Người ta bố trí các cần đẩy pít

tông có hai chiều dài khác nhau để có thể điều chỉnh khe hở giữa dải phanh và trống
phanh.

Khi áp suất thuỷ lực tác động lên pít tông thì pít tông di chuyển sang phía trái trong xi
lanh và nén các lò xo. Cần đẩy pít tông chuyển sang bên trái cùng với pít tông và đẩy một


đầu của dải phanh. Do đầu kia của dải phanh bị cố định vào vỏ hộp số nên đường kính
của dải phanh giảm xuống và dải phanh xiết vào trống làm cho nó không chuyển động
được. Tại thời điểm này, sinh ra một lực ma sát lớn giữa dải phanh và trống phanh làm
cho trống phanh hoặc một phần tử của bộ truyền bánh răng hành tinh không thể chuyển
động được.

Khi dầu có áp suất được dẫn ra khỏi xi lanh thì pít tông và cần đẩy pít tông bị đẩy
ngược lại do lực của lò xo ngoài và trống được dải phanh nhả ra. Ngoài ra, lò xo trong có
hai chức năng: để hấp thu phản lực từ trống phanh và để giảm va đập sinh ra khi dải
phanh xiết trống phanh.
Phanh kiểu nhiều đĩa ướt (B2 và B3)


Phanh B2 hoạt động thông qua khớp một chiều số 1 để ngăn không cho các bánh răng
mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. Các đĩa ma sát được gài bằng then
hoa vào vòng lăn ngoài của khớp một chiều số 1 và các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp
số. Vòng lăn trong của khớp một chiều số 1 (các bánh răng mặt trời trước và sau) được
thiết kế sao cho khi quay ngược chiều kim đồng hồ thì nó sẽ bị khoá, nhưng khi quay
theo chiều kim đồng hồ thì nó có thể xoay tự do. Mục đích của phanh B3 là ngăn không
cho cần dẫn sau quay. Các đĩa ma sát ăn khớp với moay-ơ B3 của cần dẫn sau. Moay-ơ
B3 và cần dẫn sau được bố trí liền một cụm và quay cùng nhau. Các đĩa thép được cố
định vào vỏ hộp số.
Các phanh kiểu đĩa ướt hoạt động ra sao?

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 pít tông bị lò xo phản hồi đẩy về vị trí ban đầu của nó và
làm nhả phanh. Số lượng các đĩa ma sát và đĩa thép khác nhau tuỳ theo kiểu hộp số tự


động. Thậm trí trong các hộp số tự động cùng kiểu số lượng đĩa ma sát cũng có thể khác
nhau tuỳ thuộc vào động cơ được lắp với hộp số.
Ly hợp (C1 và C2)

C1 và C2 là các ly hợp nối và ngắt công suất. Ly hợp C1 hoạt động để truyền công
suất từ bộ biến mô tới bánh răng bao trước qua trục sơ cấp. Các đĩa ma sát và đĩa thép
được bố trí xen kẽ với nhau. Các đĩa ma sát được nối bằng then với bánh răng bao trước
và các đĩa thép được khớp nối bằng then với tang trống của ly hợp số tiến. Bánh răng bao
trước được lắp bằng then với bích bánh răng bao, còn tang trống của ly hợp số tiến được
lắp bằng then với moay ơ của ly hợp số truyền thẳng.
Ly hợp C2 truyền công suất từ trục sơ cấp tới tang của ly hợp truyển thẳng (bánh răng
mặt trời). Các đĩa ma sát được lắp bằng then với moay ơ của ly hợp truyền thẳng còn các
đĩa thép được lắp bằng then với tang trống ly hợp truyền thẳng. Tang trống ly 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.


Khi dầu có áp suất chảy vào trong xi lanh pít tông, nó sẽ đẩy viên bi van của pít tông
đóng kín van một chiều và làm pít tông di động trong xi lanh và ép các đĩa thép tiếp xúc
với các đĩa ma sát. Do lực ma sát lớn giữa các đĩa thép và đĩa ma sát nên các đĩa thép dẫn
và đĩa ma sát bị dẫn quay cùng một tốc độ. Có nghĩa là ly hợp được ăn khớp, trục sơ cấp

được nối với bánh răng bao, và công suất từ trục sơ cấp được truyền tới bánh răng bao.
Khi dầu có áp suất được xả thì áp suất dầu trong xi lanh giảm xuống. Điều này cho phép
viên bi rời khỏi van một chiều nhờ lực ly tâm tác động lên nó,và dầu trong xi lanh được
xả ra ngoài qua van một chiều. Kết quả là, nhờ lực đẩy của lò xo ly hợp trở lại vị trí cũ, ly
hợp được nhả ra.
Trong cơ cấu của một ly hợp thông thường để ngăn cản sự sinh ra áp suất do lực ly
tâm tác động lên dầu trong buồng áp suất dầu của pít tông khi nhả ly hợp, người ta bố trí
một viên bi một chiều để xả dầu. Do đó, trước khi có thể tác động tiếp vào ly hợp cần có
thời gian để dầu điền đầy buồng áp suất dầu của pít tông.

Trong khi chuyển số, ngoài áp suất do thân van kiểm soát, thì áp suất tác động lên dầu
trong buồng áp suất dầu của pít tông cũng có ảnh hưởng, mà áp suất này lại phụ thuộc
vào sự dao động tốc độ của động cơ. Để triệt tiêu ảnh hưởng này người ta bố trí đối diện
với buồng áp suất thuỷ lực của pít tông một khoang triệt tiêu áp suất dầu thuỷ lực. Bằng
việc sử dụng dầu bôi trơn như dầu dùng cho trục thì một lực ly tâm tương đương sẽ tác
động, làm triệt tiêu lực ly tâm tác động lên bản thân pít tông. Vì vậy, không cần phải xả
chất lỏng bằng cách dùng viên bi mà vẫn đạt được một đặc tuyến thay đổi tốc độ êm và
rất nhạy.
Khớp một chiều (F1 và F2)


Khi bộ truyền bánh răng hành tinh được thiết kế mà không tính đến va đập khi chuyển
số thì B2, F1 và F2 là không cần thiết. Chỉ cần C1, C2, B1 và B3 là đủ. Nhưng rất khó
thực hiện việc áp suất thuỷ lực tác động lên phanh đúng vào thời điểm áp suất thuỷ lực
vận hành để nhả ly hợp. Do đó, khớp một chiều số 1 (F1) tác động qua phanh B2 để ngăn
không cho bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. Khớp một
chiều số 2 (F2) ngăn không cho cần dẫn sau quay ngược kim đồng hồ. Vòng lăn ngoài
của khớp một chiều số 2 được cố định vào vỏ hộp số. Nó được lắp ráp sao cho nó sẽ khoá
khi vòng lăn trong (cần dẫn sau) xoay ngược chiều kim đồng hồ và quay tự do khi vòng
lăn trong xoay theo chiều kim đồng hồ. Với cách này có thể sử dụng các khớp một chiều

để chuyển các số bằng cách luôn ấn hoặc nhả áp suất thuỷ lực lên một phần tử. Nghĩa là,
chức năng của khớp một chiều là đảm bảo chuyển số được êm.
Những hình ảnh dưới đây sẽ giải thích cho chúng ta hoạt động của mỗi số bằng sơ đồ
nguyên lý.

(1) Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước theo chiều kim
đồng hồ nhờ C1. (2) Bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh trước quay và chuyển


động xung quanh làm cho bánh răng mặt trời quay ngược chiều kim đồng hồ. (3) Trong
bánh răng hành tinh sau, cần dẫn sau được F2 cố định, nên bánh răng mặt trời làm cho
bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau quay theo chiều kim đồng hồ thông qua bánh
răng hành tinh của bộ truyền hành tinh sau. (4) Cần dẫn trước và bánh răng bao của bộ
truyền hành tinh sau làm cho trục thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ.

(1) Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao cảu bộ truyền hành tinh trước theo chiều kim
đồng hồ nhờ C1. (2) Do bánh răng mặt trời bị B2 và F1 cố định nên công suất không
được truyền tới bộ truyền bánh răng hành tinh sau. (3) Cần dẫn trước làm cho trục thứ
cấp quay theo chiều kim đồng hồ.

(1) Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ hành tinh trước theo chiều kim đồng hồ
nhờ C1, và đồng thời làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ nhờ C2. (2)
Do bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước và bánh răng mặt trời quay với nhau
cùng một tốc độ nên toàn bộ truyền bánh răng hành tinh cũng quay với cùng tốc độ và
công suất được dẫn từ cần dẫn phía trước tới trục thứ cấp


(1) Trục sơ cấp làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ nhờ C2. (2) ở bộ
truyền bánh răng hành tinh sau do cần dẫn sau bị B3 cố định nên bánh răng bao của bộ
truyền hành tinh sau quay ngược chiều kim đồng hồ thông qua bánh răng hành tinh của

bộ truyền hành tinh sau, và trục thứ cấp được quay ngược chiều kim đồng hồ.
Khi cần số ở "N" hoặc "P" thì ly hợp số tiến (C1) và ly hợp truyền thẳng (C2) không hoạt
động, vì vậy công suất từ trục thứ cấp không được truyền tới trục dẫn động bộ vi sai.
Ngoài ra, khi cần số ở "P" vấu hãm của khoá phanh đỗ sẽ ăn khớp với bánh răng đỗ xe
mà bánh răng này được nối với trục dẫn động bộ vi sai bằng then nên ngăn không cho xe
chuyển động.
4. Biến mô thủy lực
Một trong thành phần quan trọng của hộp số AT là biến tốc thủy lực (hình 2) dùng
thay cho ly hợp trên hộp số sàn. Thiết bị này bao gồm bánh bơm, cánh tua-bin, cánh dẫn
hướng, vỏ biến tốc tạo thành, dùng để truyền mô-men từ động cơ đến hộp số. Nguyên lý
truyền động giống như ta để hai quạt điện đối đầu (hình 3), cái này quay thì cái kia sẽ
quay. Trục động cơ truyền chuyển động đến bánh bơm quay với vận tốc nB và mô-men
MB. Thông qua vỏ biến tốc, bánh bơm quay dẫn động cánh tua-bin quay với vận tốc nT
với mô men MT, truyền chuyển động đến trục thứ cấp.

Hình 2: Biến tốc thủy lực và nguyên lý hoạt động.




+ Nguyên lý khuyếch đại mômen: Việc khuyếch đại mômen
bằng biến mô đợc thực hiện bằng cách sử dụng bộ phận đảo chiều
(bánh dẫn hớng). Nếu không có bánh dẫn hớng thì dòng dầu khi
quay trở lại bánh bơm từ bánh tuabin nó sẽ đối diện với chiều của dòng
dầu đi ra từ bánh bơm. Bánh bơm phải sử dụng một phần mômen từ
động cơ để lm thay đổi chiều chuyển động của dòng dầu đến từ
bánh tuabin. Khi sử dụng bánh dẫn hớng, nó điều chỉnh chiều
chuyển động của dòng dầu sau khi ra khỏi bánh tuabin đến bánh
bơm có chiều chuyển động cùng với chiều của dòng dầu đi ra khỏi
bánh bơm, do vậy không có sự hao tổn mômen. Dòng dầu đợc điều

chỉnh lại dòng chuyển động ny còn có tác dụng lm cho bánh bơm
biến đổi mômen tăng thêm. Vì dòng dầu ny đi vo bánh bơm với
một động năng sẵn có, do vậy động năng của dòng dầu trong bánh
bơm tăng lên rất nhanh, sự tăng động năng ny sẽ lm cho dòng dầu
văng ra khỏi bánh bơm v đi đến cánh tuabin với một động năng rất
lớn.

Tuy nhiên không phải lúc no việc khuyếch đại mômen cũng xảy ra.
Việc khuyếch đại mômen chỉ xảy ra khi sự chênh lệch về tốc độ


quay của bánh bơm v bánh tuabin l lớn. Khi sự chênh lệch ny lớn, tốc
độ của dầu (dòng chảy xoáy) tuần hon qua bánh bơm v bánh tuabin
l lớn, do vậy dầu chảy từ bánh tuabin đến bánh dẫn hng theo hng
sao cho nó ngăn cản chuyển động quay của bánh bơm, nh hình vẽ
(điểm A hình 2-8). Tại đây dầu sẽ đập vo mặt trớc của cánh quạt
trên bánh dẫn hớng lm cho nó quay theo hóng ngợc với hớng quay
của bánh bơm. Do bánh dẫn hớng bị khoá cứng bởi khớp một chiều
nên nó không quay, nhng các cánh của nó lm cho hớng của dòng
dầu thay đổi sao cho chúng sẽ trợ giúp cho chuyển động quay của
bánh bơm, do đó thực hiện việc khuyếch đại mômen.
Khi tốc độ quay của bánh tuabin đạt đợc đến tốc độ của bánh
bơm, tốc độ của dầu (dòng chảy xoáy) tuần hon qua bánh bơm v
bánh tuabin giảm xuống. Do vậy, hớng của dòng chảy dầu m đi từ
bánh tuabin đến bánh dẫn hóng cùng hớng với hớng quay của bánh
bơm, lúc ny dầu đập vo mặt sau của các cánh trên bánh dẫn hớng
nên các cánh ny ngăn dòng chảy của dầu lại. Trong trờng hợp ny,
khớp một chiều cho phép bánh dẫn hớng quay cùng với bánh bơm, nh
vậy cho phép dầu trở về bánh bơm. Khi bánh dẫn hớng bắt đầu
quay theo cùng hớng với bánh bơm lúc tốc độ quay của bánh tuabin

đạt đến một tỷ lệ nhất định so với tốc độ quay của bánh bơm. Hiện
tợng đó đợc gọi l điểm ly hợp hay điểm nối.
5. Nguyờn lý lm viờc ca hụp sụ t ụng
Nguyờn lý lm vic ca hp s t ng l khi ci s, mụ-men dn ng t ng c
c truyn ti trc hp s thụng qua bin tc thy lc. Cm bin tc gn trờn trc ra
ca hp s thụng bỏo cho CPU v tc hin ti ca xe, CPU s iu khin cỏc van thy
lc úng m cỏc a ma sỏt, liờn kt cỏc trc bỏnh rng trong hp s cho ra mt s
thớch hp nht vi tc v ti trng ca xe.
Hp s t ng cú khỏ nhiu ký hiu nh P - S dng xe (khúa cu), khi s ny
ng c vn hot ng nhng xe khụng chy (chỳ ý khi dng hn xe mi vo s P); RS lựi; N - S khụng, khi s ny cú th kộo y xe, nờn khi s N dng xe trờn
ng chỳ ý kộo phanh tay; D- s t ng xe chy v phớ trc tựy theo iu kin tc
nú s l 1, 2, 3, 4, 5...
Trng hp cú cụng tc O/D (s 3) trờn hỡnh 3, nu bt cụng tc ny h thng in t
thy lc s khng ch van in t khụng cho lờn ht s mc dự tng ht ga, thng thỡ ch
n s ba, bt cụng tc ny i trong thnh ph khi ng nhiu xe; S- S i thng
thp, i s ny khi ta cn lc kộo ln, h thng AT ch cho phộp i s mt v hai; L- S
i thng thp, khi i s ny AT ch cho phộp chy s mt.
Do phc tp nờn cú nhng lu ý cn bn khi s dng. Mt s ti x thng mc li
chuyn sang s P hay s R khi xe cha dng hn, thao tỏc ny cú th lm h hi cỏc bỏnh
rng s, vỡ khi ú chỳng vn ang cú chuyn ng quay v vic hóm hoc i chiu quay
t ngt s cú tỏc ng khụng tt.


Hình 3: Các ký hiệu trên hộp số tự động
Chú ý nữa là không nên chuyển về số P khi tốc độ vòng tua máy cao hơn tốc độ
không tải, và luôn giữ chân phanh khi chuyển từ số P sang các số khác. Khi đỗ và không
ngồi trong xe, để đảm bảo an toàn, người lái nên để ở số P và kéo phanh tay. Trong
trường hợp đỗ dừng đèn đỏ để an toàn, nên về số N và kéo phanh tay hoặc nhấp phanh
chân.
6. Các dạng hư hỏng của hộp số tự động

Vì sao hộp số tự động trục trặc:
Bởi vì các lá ly hợp hay dây đai kim loại (trong hộp số CVT) là các thiết bị chuyển động
thông qua hệ thống thủy lực hay ma xát, chúng bị mòn đi theo thời gian như các lá côn
của hộp số tay. Các van trong hệ thống van cũng có thể “lên đường” bởi việc thực hiện
các thao tác đóng mở. Khi lá côn bị mài mòn, các mạt kim loại bị trộn lẫn trong dầu hộp
số dẫn đến sự tắc nghẽn trong hệ thống thủy lực khiến hộp số “chết yểu” do hiện tượng
mất tuần hoàn của hệ thống thủy lực. Sự tăng nhiệt của dầu hộp số cũng là kẻ thù của hộp
số tự động. Hiện tượng này xuất hiện khi xe vận hành liên tục trung trạng thái dừng-đề
pa-dừng hay chở quá tải hay leo dốc thường xuyên. Khi dầu hộp số quá nhiệt, độ nhớt
của dầu giảm dần, nó trở nên loãng hơn và do đó bảo vệ các lá côn cũng như các thiết bị
chuyển động khác kém hơn dẫn tới gia tăng sự mài mòn.
Các triệu chứng của sự trục trặc:
- Triệu chứng thường gặp và dễ nhận thấy nhất là các âm thanh bất thường phát ra từ
hộp số ngay cả khi dừng xe hay đang chuyển động ở các số khác nhau. Đó có thể là các
âm thanh với âm tần cao hay các tiếng kim loại nghiến vào nhau.
- Ly hợp đôi khi đóng mở rất chậm hay thậm chí không nhúc nhích khi chuyển số
sang “D” hay “R”
- Tua máy không giảm khi chuyển sang “D” hay “R”
- Có hiện tượng giật mạnh trong quá trình tăng số
- Chỉ lên số khi vòng tua lớn ngay cả khi nhấn chân ga nhẹ nhàng
- Tua máy tăng vọt mỗi khi chuyển số
- Khi leo dốc, tua máy tăng nhưng vận tốc xe không tăng
Bảo trì, bảo dưỡng hộp số tự động :
1. Thay dầu hộp số mỗi 15 ngàn km trên cả các dòng xe Nhật hay Châu Âu. Với dòng
CVT, thay nhớt lần đầu ở km thứ 40 ngàn và sau đó thay định kỳ ở mỗi 25 ngàn km.
2. Sử dụng dầu hộp số có nguồn gốc tổng hợp khi có thể cho dù chi phí có thể gấp đôi
so với dầu gốc tự nhiên bởi dầu tổng hợp giữ được đặc tính cơ, lý của nó ngay cả ở nhiệt


độ cao và việc chuyển số với dầu gốc tổng hợp được thực hiện êm ái hơn. Lưu ý, chỉ sử

dụng dầu đặc chủng cho CVT đối với hộp số CVT.
3. Khi thay dầu hộp sô, lưu ý rút cạn dầu cũ trước khi châm dầu mới.
4. Luôn luôn đảm bảo xe dừng hẳn trước khi chuyển từ “D” sang “R” hay ngược lại.
Trong thao tác đậu xe, nhiều bác tài có thói quen chuyển số khi xe chưa dừng hẳn, xin nói
rằng đó là cách hữu hiệu để phá hỏng hộp số của xe.
5. Khi dừng đèn đỏ, hãy giữ cần số ở “D” bởi các hệ thống đóng mở thủy lực đều có
tuổi thọ của nó. Mỗi lần ta chuyển từ “D” sang “N” khi dừng và từ “N” sang “D” khi cho
xe chạy tiếp, ta đã làm giảm tuổi thọ của hệ thống van, bộ tua bin (trong bộ biến mô) và
các lá côn. Hộp số tự động không vận hành như hộp số tay do vậy không hưởng lợi từ
việc chuyển sang “N” mỗi khi dừng đèn đỏ. Tuy nhiên khi dừng lại lâu, bạn có thể
chuyển sang “N”.
6. Những chuyến leo đồi liên tục sẽ làm giảm tuổi thọ của hộp số tự động. Trong
những chuyến đi như vậy, lưu ý dừng xe nghỉ cho hộp số nguội bớt trước khi tiếp tục
cuộc hành trình là các bảo vệ hộp số hữu hiệu.