Một số phương pháp chẩn đoán sửa chữa hộp số tự động

TRƢ NG

I H C SƢ PH M K THU T TH NH PHỐ HỒ CH MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN
VÀ SỬA CHỮA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

SVTH:
MSSV:
SVTH:
MSSV:
GVHD:

CAO TRỌNG NHÂN
14145182
NÔNG VĂN SƠN
14145237
ThS. HUỲNH PHƢỚC SƠN

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2018


TRƢ NG

I H C SƢ PH M K THU T TH NH PHỐ HỒ CH MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN
VÀ SỬA CHỮA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

SVTH:
MSSV:
SVTH:
MSSV:
GVHD:

CAO TRỌNG NHÂN
14145182
NÔNG VĂN SƠN
14145237
ThS. HUỲNH PHƢỚC SƠN

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2018


LỜI CẢM ƠN
ầu tiên, chúng tôi xin chân thành cảm ơn tồn thể q thầy cơ trƣờng

ại Học Sƣ

Phạm Kỹ Thuật TP HCM đã tạo ra một mội trƣờng đào tạo hết sức chuyên nghiệp và đã
truyền đạt những kiến thức hết sức bộ ích cho chúng tơi trong suốt bốn năm học vừa qua.
Sau đó, chúng tơi rất gửi cảm ơn đến tập thể thầy cô và các bạn sinh viên Khoa Cơ
Khí

ộng Lực đã tạo điều kiện thuận lợi để chúng tơi có thể hồn thành đƣợc đề tài thông

qua những kiến thức chúng tôi đã đƣợc học.
Cuối cùng là lời cảm ơn chân thành nhất gửi đến giáo viên hƣớng dẫn của chúng tôi
ThS. Huỳnh Phƣớc Sơn, đồng thời cũng là trƣởng Khoa Cơ Khí

ộng Lực, ngƣời đã hƣớng

dẫn và giúp đỡ chúng tôi một cách nhiệt tình nhất có thể trong suốt thời gian thực hiện đề
tài.
Ngƣời viết
Cao Trọng Nhân
Nông Văn Sơn


TĨM TẮT
ề tài nghiên cứu và trình bày sơ lƣợc về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số
tự động. Tìm ra một vài phƣơng pháp kiểm tra, bảo dƣỡng, chẩn đoán và sửa chữa hộp số tự
động.
ề tài tìm hiểu và tổng hợp tài liệu kỹ thuật sửa chữa từ nhiều nguồn lại để đƣa ra
những bƣớc chung nhất trong thực hiện các công việc liên quan đến hộp số tự động.
ề tài đã đƣa ra đƣợc một vài quy trình và phƣơng pháp trong việc thực hiện kiểm
tra, chẩn đoán và sửa chữa cho hộp số tự động.


MỤC LỤC

Tổng Quan ................................................................................................................................ 1
Chƣơng 1. Giới Thiệu Chung Về Hộp Số Tự ộng ................................................................. 3

1.1 Tổng Quan Về Hộp Số Tự ộng ..................................................................................... 3
1.2 Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt ộng Của Hstđ ................................................................ 3
1.2.1 Bộ Biến Mô ............................................................................................................... 6
1.2.2 Bộ Truyền Bánh Răng Hành Tinh ............................................................................ 7
1.3.3 Hệ Thống iều Khiển Thủy Lực. ........................................................................... 11
1.3.4 Hệ Thống iều Khiển iện Tử ............................................................................... 13
Chƣơng 2. Một Số Phƣơng Pháp Kiểm Tra Và Bảo Dƣỡng .................................................. 15
Hộp Số Tự ộng ..................................................................................................................... 15
2.1 Kiểm Tra Và Thay Dầu Hộp Số Tự ộng .................................................................... 15
2.1.1 Kiểm Tra Mức Dầu Hstđ......................................................................................... 16
2.1.2 Kiểm Tra Tình Trạng Dầu Hstđ .............................................................................. 19
2.1.3 Thay Dầu Hstđ ........................................................................................................ 21
2.2 Kiểm Tra Và iều Chỉnh Sơ Bộ Trên Xe ..................................................................... 26
2.2.1 Kiểm Tra Tốc ộ Cầm Chừng Của ộng Cơ......................................................... 26
2.2.2 Kiểm Tra Công Tắc O/D OFF (Chỉ Một Số Xe Có)............................................... 26
2.2.3 Kiểm Tra Cơng Tắc Vị Trí Cần Số ......................................................................... 27
2.2.4 Kiểm Tra Và iều Chỉnh Cáp Sang Số .................................................................. 29
2.2.5 Kiểm Tra Hoạt ộng Của Chức Năng “Shift Lock” .............................................. 31
2.2.6 Kiểm Tra Hoạt ộng Của Tcm ............................................................................... 31
Chƣơng 3. Quy Trình Chẩn ốn Và Sửa Chữa Hộp Số Tự ộng ....................................... 35
3.1 Quy Trình Chẩn oán Theo Mã Hƣ Hỏng.................................................................... 35
3.1.1 ọc Mã Hƣ Hỏng Trên Xe...................................................................................... 35
3.1.2 Kiểm Tra Mã Chẩn oán Hƣ Hỏng. ....................................................................... 39
3.2 Quy Trình Chẩn ốn Sữa Chữa Theo Triệu Chứng.................................................... 43


3.2.1 Quy Trình Phát Hiện Hƣ Hỏng Theo Triệu Chứng. ............................................... 43
3.2.2 Danh Mục Các Triệu Chứng. .................................................................................. 62
3.2.3 Bảng Chẩn Doán Nhanh. ........................................................................................ 65
3.3 Tháo Và Kiểm Tra Các Bộ Phận Bên Trong Hộp Số Tự ộng .................................... 68

3.3.1 Tháo Hộp Số Trên Xe ............................................................................................. 68
3.3.2 Tháo Và Kiểm Tra Các Bộ Phận Bên Trong Hộp Số ............................................. 68
Chƣơng 4. Kết Luận................................................................................................................ 89
Tài Liệu Tham Khảo ............................................................................................................... 90


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
ATF: Automatic Transmission Fluid

Dầu hộp số tự động

CAN: Cotrolle Area network

Mạng cục bộ điều khiển

DLC1: Data link connector 1

Giắc chẩn đoán DLC1

DLC2: Data link connector 2

Giắc chẩn đoán DLC2

DLC3: Data link connector 3

Giắc chẩn đoán DLC3

DTC: Diagnostic Trouble Code

Mã hƣ hỏng trên máy chẩn đoán

ECU: Engine Cotrol Unit

Bộ điều khiển điện tử

ECM: Engine control module

Hộp điều khiển động cơ

ECT: Electronic Controlled

Hộp số điều khiển bằng điện tử

Automatic Tranmission
HST :

Hộp số tự động

OBD-II: On Board Diagnosis –II

Giắc chẩn đoán OBD-II

PCM: Powertrain control module

Hộp điều khiển hệ thống truyền
động

SST: Special service tools

Dụng cụ sửa chữa chuyên dùng

TCM: Tranmission Cotrol Module

Hộp điều khiển hộp số

TFT: Temperature Fluid Tranmisson

Cảm biến nhiệt độ dầu

PSI: 1 pound/square inch

ơn vị đo áp suất

Ω: Omega

ơn vị đo điện trở

0

ơn vị đo nhiệt độ

C, 0F


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Cấu tạo HST .................................................................................................... 4
Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của HST .............................................................. 4
Hình 1.3: Cấu tạo của bộ biến mơ ...................................................................................... 6
Hình 1.4: Cấu tạo cơ cấu khóa biến mơ ............................................................................. 7
Hình 1.5: Cấu tạo của cụm bánh răng hành tinh ................................................................ 7

Hình 1.6: Cấu tạo của ly hợp thủy động ............................................................................ 8
Hình 1.7: Phanh ƣớt nhiều đĩa ........................................................................................... 9
Hình 1.8: Phanh dải .......................................................................................................... 10
Hình 1.9: Khớp một chiều ................................................................................................ 10
Hình 1.10: Bộ truyền động bánh răng hành tinh trên HST A760E (Toyota) ................ 11
Hình 1.11: Bơm dầu trong HST .................................................................................... 11
Hình 1.12: Cụm thân van chính (U660E-Toyota)............................................................ 12
Hình 1.13: Sơ đồ của hệ thống điều khiển điện tử của hộp số U660E (Toyota) ............. 14
Hình 2.1: Thiệt bị đo nhiệt độ dầu ................................................................................... 16
Hình 2.2: Mức HOT trên que thăm dầu ........................................................................... 17
Hình 2.3: Mức COOL trên que thăm dầu ........................................................................ 17
Hình 2.4: Vị trí nút tràn trên hộp số ................................................................................. 18
Hình 2.5: Vị trí ốc châm dầu ............................................................................................ 18
Hình 2.6: Xả dầu qua nút tràn .......................................................................................... 19
Hình 2.7: Kiểm tra dầu bằng que thăm dầu ..................................................................... 19
Hình 2.8: Vị trí ốc xả dầu và các-te dầu........................................................................... 21
Hình 2.9: Vị trí đƣờng ốc châm dầu................................................................................. 22
Hình 2.10: Tháo nút tràn và xả dầu ra.............................................................................. 23
Hình 2.11: Tháo các bu-lơng giữ các-te dầu với hộp số .................................................. 23
Hình 2.12: Thiết bị bơm dầu vào HST .......................................................................... 24
Hình 2.13: Máy chẩn đốn và vị trí giắc kết nối .............................................................. 24
Hình 2.14: Giắc chẩn đốn DLC-3 .................................................................................. 25
Hình 2.15: Cơng tắc và đèn báo O/D OFF trên xe ........................................................... 27


Hình 2.16: Kiểm tra điện áp và thơng mạch 2 chân C-D (Ford Escape) ......................... 27
Hình 2.17: Tháo lị xo và dây cáp số................................................................................ 28
Hình 2.18: Tháo cơng tắc vị trí cần số ............................................................................. 28
Hình 2.19: iều chỉnh cộng tắc vị trí cần số .................................................................... 29
Hình 2.20: Siết bu-lơng giữ lại ......................................................................................... 29

Hình 2.21: Kiểm tra đèn báo tay số và cần số.................................................................. 30
Hình 2.22: iều chỉnh dây cáp sơ ................................................................................... 30
Hình 2.23: Vị trí nút Shift Lock ....................................................................................... 31
Hình 2.24: Kiểm tra hoạt động TCM ............................................................................... 32
Hình 2.25: Cảm biến tốc độ đầu vào ................................................................................ 33
Hình 2.26: Kiểm tra cảm biến vị trí bàn đạp ga ............................................................... 33
Hình 2.27: Cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát ................................................................... 34
Hình 3.1: èn CHECK TRANS và cách đọc mã hƣ hỏng trên xe .................................. 35
Hình 3.2: Cách nối tắt giắc DLC-1, DLC-2 và DLC-3 .................................................... 36
Hình 3.3: Cách kiểm tra mã hƣ hỏng bằng cách nối tắt ................................................... 37
Hình 3.4: Kết nối máy chẩn đốn thơng qua giắc chẩn đốn trên xe .............................. 38
Hình 3.5: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ dầu hộp số U660E (TOYOTA) .............. 40
Hình 3.6: Giắc cảm biến nhiệt độ dầu hộp số U660E-TOYOTA .................................... 41
Hình 3.7: Chân cảm biến nhiệt độ dầu hộp số U660E-TOYOTA ................................... 42
Hình 3.8: Sơ đồ chẩn đốn theo triệu chứng .................................................................... 43
Hình 3.9: Mơ tả q trình kiểm khi xe đang đỗ ............................................................... 46
Hình 3.10: Mơ tả q trình kiểm tra thời gian trễ ............................................................ 48
Hình 3.11: Vị trí lắp đồng hồ đo áp suất .......................................................................... 50
Hình 3.12: Lắp đồng hồ đo áp suất vào ........................................................................... 50
Hình 3.13: Mơ tả quá trình kiểm tra áp suất thủy lực ...................................................... 51
Hình 3.14: Vị trí cần chọn số và bàn đạp ga .................................................................... 53
Hình 3.15: Kiểm tra sự trƣợt và rung giật khi vào số ...................................................... 54
Hình 3.16: Kiểm tra chế độ kick-down ............................................................................ 57
Hình 3.17: Kiểm tra cơ cấu khóa biến mô ....................................................................... 57


Hình 3.18: Kiểm tra ở dãy 2 ............................................................................................. 59
Hình 3.19: Kiểm tra ở dãy 1 (hay dãy L) ......................................................................... 60
Hình 3.20: Kiểm tra vị trí R ............................................................................................. 60
Hình 3.21: Kiểm tra ở tay số P ......................................................................................... 61

Hình 3.22: Dụng cụ dùng để giữ hộp số .......................................................................... 68
Hình 3.23: Tháo bộ biến mơ ............................................................................................ 69
Hình 3.24: Kiểm tra khớp một chiều bộ biến mơ ............................................................ 69
Hình 3.25: Kiểm tra độ đảo ống lót biến mơ ................................................................... 70
Hình 3.26: Kiểm tra tấm dẫn động ................................................................................... 70
Hình 3.27: Tháo các-te dầu và tháo cụm thân van bên trong các-te dầu ......................... 70
Hình 3.28: Kiểm tra nam châm trong các-te dầu ............................................................. 71
Hình 3.29: Thân van trên, thân van dƣới, các chốt hãm và gioăng làm kín .................... 71
Hình 3.30: o điện trở và kiểm tra hoạt động của van điện từ ........................................ 72
Hình 3.31: Tháo mặt sau của vỏ hộp số ........................................................................... 72
Hình 3.32: Kiểm tra trục đầu vào hộp số ......................................................................... 73
Hình 3.33: Tháo phần vỏ trƣớc của hộp số ...................................................................... 73
Hình 3.34: Tháo bơm dầu ra khỏi hộp số......................................................................... 74
Hình 3.35: Tháo cái đai ốc giữ và lấy thân bơm với phần trục stator .............................. 74
Hình 3.36: Kiểm tra bánh răng dẫn động của bơm dầu ................................................... 75
Hình 3.37: Kiểm tra khe hở của bánh răng bị động ......................................................... 75
Hình 3.38: Kiểm tra ke hở giữa bánh răng bị động và chủ động ..................................... 76
Hình 3.39: Kiểm tra khe hở bề mặt bơm dầu ................................................................... 76
Hình 3.40: Kiểm tra đƣờng kính bên trong của ống lót mặt trƣớc bơm dầu ................... 76
Hình 3.41: Kiểm tra đƣờng kính bên trong trục stator của bơm dầu ............................... 77
Hình 3.42: Kiểm tra khe hở giữa vịng đệm và rãnh vịng đệm ....................................... 77
Hình 3.43: Tháo ly hợp ra khỏi hộp số ............................................................................ 77
Hình 3.44: ĩa ép của ly hợp ........................................................................................... 78
Hình 3.46: Kiểm tra pít-tơng ly hợp................................................................................. 79
Hình 3.45: Kiểm tra lị xo hồi vị ly hợp ........................................................................... 78


Hình 3.47: Kiểm tra moay-ơ và khớp một chiều của ly hợp ........................................... 79
Hình 3.48: Kiểm tra khe hở giữa vịng chặn và vành hãm của ly hợp............................. 80
Hình 3.49: Kiểm tra hành trình pít-tơng của ly hợp......................................................... 80

Hình 3.50: Tháo phanh ƣớt nhiều đĩa .............................................................................. 81
Hình 3.51: ĩa ép của phanh ............................................................................................ 88
Hình 3.52: Kiểm tra lị xo hồi vị của pít-tơng phanh ....................................................... 82
Hình 3.53: Kiểm tra hành trình pít-tơng phanh ................................................................ 82
Hình 3.54: Tháo bộ truyền bánh răng hành tinh .............................................................. 83
Hình 3.55: Kiểm tra bánh răng mặt trời ........................................................................... 83
Hình 3.56: Kiểm tra cụm bánh răng hành tinh ................................................................. 84
Hình 3.57: Kiểm tra bánh răng bao .................................................................................. 84
Hình 3.58: Tháo trục đầu vào của hộp số ........................................................................ 85
Hình 3.59: Kiểm tra trục đầu vào hộp số ......................................................................... 85
Hình 3.60: Tháo khớp một chiều ..................................................................................... 86
Hình 3.61: Kiểm tra khớp một chiều ............................................................................... 86
Hình 3.62: Tháo bộ vi sai ................................................................................................. 87
Hình 3.63: Tháo bánh răng vành chậu và kiểm tra khe hở ở bộ vi sai ............................ 87
Hình 3.64: Tháo bánh răng bị động trung gian ................................................................ 88
Hình 3.65: Tháo bánh răng chủ động trung gian ............................................................. 88


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: ánh giá tình trạng dầu HST ........................................................................ 20
Bảng 2.2: Giá trị điện áp tiêu chuân tiêu chuẩn trên TCM (AW03-72LE-Isuzu) ........... 32
Bảng 3.1: Bảng mã hƣ hỏng bằng cách nối tắt hộp số JR450E ISUZU .......................... 37
Bảng 3.2: Xác định mã hƣ hỏng P0710 (TOYOTA) ....................................................... 39
Bảng 3.3: Giá trị của cảm biến nhiệt độ dầu hộp số U660E (TOYOTA) ........................ 40
Bảng 3.4: Giá trị đo kết nối các chân giắc trên hộp số (cảm biến nhiệt độ dầu) ............. 41
Bảng 3.5: Giá trị chuẩn của cảm biến nhiệt độ dầu đo trên hộp số ................................. 41
Bảng 3.6: Giá trị chuẩn khi kết nối các chân của cảm biến nhiệt độ dầu hộp số U660E
TOYOTA ......................................................................................................................... 42
Bảng 3.7: Giá trị chuẩn của cảm biến nhiệt độ dầu hộp số U660E (TOYOTA) ............. 42
Bảng 3.8: Bảng đánh giá tốc độ đo đƣợc ......................................................................... 46

Bảng 3.9: Bảng thời gian trễ cho phép ở một số loại HST ........................................... 48
Bảng 3.10: Bảng đánh giá thời gian trễ đo đƣợc ............................................................. 49
Bảng 3.11: Bảng đánh giá áp suất dầu đo đƣợc ............................................................... 52
Bảng 3.12: Danh mục các triệu chứng ............................................................................. 62
Bảng 3.13: Bảng chẩn đoán nhanh 1................................................................................ 66
Bảng 3.14: Bảng chẩn đoán nhanh 2................................................................................ 67


TỔNG QUAN
TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Những năm trở lại đây số lƣợng xe ô tô ở Việt Nam gia tăng ngày càng nhiều và đa
dạng về chủng loại. Kéo theo đó là càng nhiều các trang bị hiện đại và các bộ phận tự động
đƣợc trang bị mỗi lúc một nhiều hơn trên xe giúp cho việc lái xe của tài xế ngày càng trở nên
nhẹ nhàng và thoải mái hơn. Một trong những bộ phận đó là HST .
HST

có cấu tạo rất phức tạp trên xe và ngày càng đƣợc hiện đại hóa, nó hoạt động

nhờ vào sự kết hợp giữa các bộ phận cơ khí, thủy lực và điện tử để tạo ra và thay đổi tỷ số
truyền, đƣợc thiết kế cho các dòng xe nhỏ gọn nhƣ sedan, SUV, pick-up và thậm chí là trên
một số loại xe tải nhỏ... Giúp việc vào số bây giờ trở nên vô cùng đơn giản, làm tăng khả
năng hoạt động trơn tru cũng nhƣ của các đặc tính động lực của xe và góp phần cải thiện
tính kinh tế của nhiên liệu. Vì có rất nhiều lợi ích hơn so với hộp số sàn truyền thống mà
hiện nay HST đang xuất hiện rất trên rất nhiều xe ở Việt Nam ta.
Tuy nhiên, do cấu tạo và nguyên lý hoạt động của HST

rất phức tạp, nên địi hỏi

phải có một quy trình bảo dƣỡng và sửa chữa hợp lý và thích hợp. Nếu khơng đƣợc bảo
dƣỡng và sửa chữa đúng cách thì có thể dẫn đến hƣ hỏng hộp số, khi đó ta phải chi một

khoản tiền khá lớn để sửa chữa hoặc thậm chí là phải thay một hộp số mới, ngồi ra khi
HST

của xe gặp trục trặc cịn khiến cho việc lái xe mất an toàn và dẫn đến các tai nạn

khơng đáng có.
MỤC ĐÍCH
Mục đích của đề tài nghiên cứu này là nhằm góp phần tìm ra một quy trình kiểm tra,
bảo dƣỡng, các phƣơng pháp chẩn đoán và sửa chữa chung cho các loại HST

trên xe hiện

nay nhằm giảm thiểu đi những rủi ro có thể xảy ra và đảm bảo điều kiện hoạt động tốt nhất
cho HST trong quá trình sử dụng.
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
ối tƣợng nghiên cứu của đề tài là HST
ề tài tìm hiểu và tổng hợp tài liệu kỹ thuật về HST
liệu liên quan đến bảo dƣỡng và sửa chữa HST

của các hãng xe và một vài tài

của các tác giả đi trƣớc để đƣa ra những ý
1


chung nhất về cấu tạo, nguyên lý hoạt động; các phƣơng pháp kiểm tra, bảo dƣỡng, chẩn
đoán và sửa chữa hƣ hỏng ở các loại HST đang có tại Việt Nam hiện nay.

2

CHƢƠNG 1.
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
1.1 TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
Với hộp số sàn truyền thống thì khi muốn sang số thì ngƣời lái phải đạp chân ga
nhằm mục đích tăng tốc độ và lực kéo của xe rồi sau đó đạp bàn đạp ly hợp. Khi xe lên dốc
hay khi động cơ khơng có đủ lực kéo tại tai số đang chạy thì hộp số phải đƣợc chuyển về số
thấp. Vì các lý do đó mà hộp số sàn địi hỏi ngƣời lái phải thƣờng xuyên nhận biết tải và tốc
độ động cơ để chuyển số một cách hợp lý, cùng với đó là các thao tác thực hiện khi chuyển
giữa các tay số.
Ở HST , những thao tác và nhận biết nhƣ trên là không cần thiết, lái xe cũng không
cần chuyển số mà thao tác này đƣợc thực hiện một cách tự động tại thời điểm phù hợp nhất
với tải động cơ và tốc độ xe. Việc tính tốn thời điểm sang số này do hệ thống điều khiển
của HST thực hiện mà không cần sự can thiệp hay thao tác này đến từ ngƣời lái.
Các ƣu điểm của HSTĐ:
 Chuyển số liên tục mà không cần ngắt đƣờng truyền công suất từ động cơ.
 Làm giảm mệt mỏi cho ngƣời lái bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thƣờng
xuyên chuyển số.
 Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại tốc độ thích hợp. Thời điểm chuyển số
đƣợc điều khiển một cách chính xác hơn.
 Tránh cho động cơ và dòng dẫn động khỏi bị quá tải do đƣợc nối bằng thủy lực (qua
biến mô) tốt hơn so với việc nối bằng cơ khí…
1.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HSTĐ
Kể từ khi đƣợc nghiên cứu và cho ra đời vào những năm 40 của thế kỷ trƣớc, vai trò
và tác dụng của HST

ngày càng đƣợc khẳng định, chính vì thế mà HST

khơng ngừng

đƣợc cải tiến và sử dụng rộng rãi trên các xe ô tô ngày nay. Những thành tựu mới ngày càng
đƣợc áp dụng vào HST nhằm góp phần hồn thiện hơn về kết cấu, nâng cao đƣợc số tay số
và tỷ số truyền, thời điểm chuyển số chính xác hơn, điều khiển bằng điện tử… Có nhiều loại
HST

khác nhau, chúng đƣợc cấu tạo theo một vài cách khác nhau. Tuy vậy, về cơ bản thì

cấu tạo và nguyên lý hoạt động của HST khơng có nhiều thay đổi và gần nhƣ giống nhau.
3


Hình 1.1: Cấu tạo HST

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của HST

4


Mơt HST gồm những bộ phận chính sau đây:
 Bộ biến mô: Bộ biến mô thủy lực đƣợc lắp ở đầu vào của hộp số, đƣợc bắt bằng bulông vào trục khủy thơng qua bánh đà. Nó đƣợc đổ đầy bằng dầu HST , nó làm tăng
mơ men này đến hộp số hoặc đóng vai trị nhƣ một khớp nối thủy lực truyền mô men
đến hộp số.
 Bộ truyền bánh răng hành tinh:

ƣợc đặt trong vỏ hộp số, nó thay đổi tốc độ đầu ra

của hộp số hoặc chiều quay, sau đó truyền chuyển động này đến bộ truyền động cuối
cùng. Bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm:
 Cụm bánh răng hành tinh để thay đổi tốc độ đầu ra, gồm: bánh răng mặt trời,
vài bánh răng hành tinh, cần dẫn nối các bánh răng hành tinh với bánh răng

bao và bánh răng bao.
 Các ly hợp nhiều đĩa loại ƣớt, đƣợc dẫn động bằng áp suất thủy lực, sẽ nối
hoặc ngắt đƣờng truyền mô men từ bộ biến mô với với các bánh răng của cụm
bánh răng hành tinh.
 Khớp một chiều: gồm có vịng trong, vịng ngồi và các con lăn đƣợc lắp ở
giữa. Nó chỉ cho mô men truyền theo một hƣớng nhất định.
 Các phanh ƣớt nhiều đĩa và phanh dải giữ cố định một trong các phần tử của
cụm bánh răng hành tinh. Nó đƣợc dẫn động bằng áp suất thủy lực.
 Hệ thống điều khiển thủy lực: bao gồm các-te chứa dầu, bơm dầu để tạo ra áp suất
dầu và thân van chính nằm bên dƣới cụm bánh răng hành tinh, chứa các van điều
khiển để điều khiển việc chuyển số và khóa biến mơ thơng qua áp suất dầu. Ngồi ra
cịn có thêm các van điện từ để điều khiển các van này.
 Hệ thống điều khiển điện tử: điều khiển thời điểm chuyển số, khóa biến mơ một cách
thích hợp và điều khiển hợp số. Gồm: các cảm biến và công tắc, ECU hộp số (TCM)
và các van điện từ.

5


1.2.1 BỘ BIẾN MƠ

Hình 1.3: Cấu tạo của bộ biến mơ
Cấu tạo của nó bao gồm một lớp vỏ bao quanh và các bộ phận bên trong nhƣ cánh
bơm, cánh tua bin, cánh stator, khớp một chiều.
 Vỏ của biến mô thủy lực đƣợc gắn với bánh đà của động cơ, nó quay theo tốc độ
động cơ.
 Cánh bơm gắn liền với vỏ bộ biến mô và đƣợc dẫn động bằng trục khuỷu động cơ
thông qua tấm dẫn động. Cánh bơm có rất nhiều cánh có dạng cong đƣợc lắp theo
hƣớng kính ở bên trong.
 Cánh tua bin đƣợc lắp với trục sơ cấp của hộp số. Cánh tua bin cũng có rất nhiều cánh

quạt đƣợc lắp bên trong rơ-to tua bin, hƣớng cong của những cánh quạt này ngƣợc
chiều với hƣớng cong của các cánh trên cánh bơm.
 Stato nằm giữa cánh bơm và cánh tua bin, nó đƣợc lắp cố định vào vỏ hộp số qua
khớp một chiều tâm, nó có nhiệm vụ chuyển đổi hƣớng đi của dòng dầu khi đi ra khỏi
cánh tua bin và hƣớng cho nó đập vào mặt sau của cánh quạt trên cánh bơm. Việc này
sẽ làm tăng hiệu suất hoạt động của biến mô.
 Khớp một chiều chỉ cho phép stato quay cùng chiều với cánh bơm và trục khuỷu
động cơ. Không cho stato quay ngƣợc lại với cánh bơm khi có dịng chảy xốy.

6


Bộ biến mô chứa đầy dầu hộp số do bơm dầu cung cấp, nó dùng dầu này khuếch đại
mơ men do động cơ tạo ra và truyền mô men này đến các bộ phận bên trong hộp số.
Ngoài ra bên trong bộ biến mơ cịn có cơ cầu khóa biến mơ. Giữa cánh bơm và cánh
tua bin ln có chênh lệch về tốc độ quay khoảng 4-5%, nên bộ biến mô không thể truyền
hết công suất do động cơ tạo ra đến hộp số, vì vậy nên có hiện tƣợng mất năng lƣợng.

ể

ngăn chặn điều này, một cơ cấu khóa biến mô đƣợc lắp để nối cứng cánh bơm và cánh tua
bin lại với nhau khi xe chạy ở tốc độ cao ( khoảng trên 60km) nhờ áp suất dầu. Khóa biến
mơ đƣợc lắp trên moay ơ của cánh tua bin và ở phía trƣớc cánh tua bin. Cơ cấu khóa biến
mơ gồm: pít-tơng, khớp khóa, lị xo giảm chấn và vật liệu ma sát.

Hình 1.4: Cấu tạo cơ cấu khóa biến mơ
1.2.2 BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG HÀNH TINH
Cụm bánh răng hành tinh

Hình 1.5: Cấu tạo của cụm bánh răng hành tinh

7


Bao gồm 3 bộ phận chính:
 Bánh răng mặt trời nằm ở giữa.
 Cần dẫn (giá đỡ) có các bánh răng hành tinh đƣợc lắp cố định trên nó, các bánh răng
này ăn khớp và xoay quanh bánh răng mặt trời và bánh răng bao.
 Bánh răng bao nằm ngoài cùng ăn khớp với các bánh răng hành tinh của cần dẫn.
Vịng ngồi của bánh răng bao thƣờng đƣợc chế tạo thêm rãnh răng để ăn khớp với
các đĩa ma sát của các ly hợp hoặc phanh hãm, nhƣ vậy các đĩa ma sát sẽ chuyển
động cùng với vòng răng.
ể tạo ra tỷ số truyền thì 1 trong 3 bộ phận có thể đóng vai trị dẫn mơ men xoắn
(phần tử chủ động), 1 trong 2 bộ phận còn lại đóng vai trị nhận mơ men xoắn đầu ra (phần
tử bị động) và bộ phận cuối cùng phải bị giữ cố định. Với mỗi sự thay đổi phần tử chủ động,
phần tử bị động hoặc phần tử cố định sẽ cho một tỷ số truyền khác nhau đầu ra để tạo ra các
tay số tiến và cả tay số lùi.
VD: Tăng tốc
 Bánh răng bao:

Phần tử bị động

 Bánh răng mặt trời:

Cố định

 Cần dẫn:

Phần tử chủ động

Chiều quay của bánh răng bao cùng chiều quay với cần dẫn.
Ly hợp nhiều đĩa loại ƣớt.

Hình 1.6: Cấu tạo của ly hợp thủy động
Ly hợp gồm có: các đĩa ép, đĩa ma sát xếp xen kẽ nhau, bích ép, lị xo hồi vị, tang
trống và pít-tơng. Các đĩa ép của ly hợp thƣờng ăn khớp với các rãnh trên vịng ngồi của
8


bánh răng bao hoặc moay ơ của ly hợp, các đĩa ép thì ăn khớp với các rãnh trên tang trống
của ly hợp
Ly hợp có tác dụng là nối hay ngắt đƣờng truyền công suất từ bộ biến mô đến các
bánh răng của bộ bánh răng hành tinh và trục trung gian. Thông qua áp suất dầu từ nhận từ
các van solenoid vào khoang pít-tơng để đẩy pít-tơng ép vào các đĩa ma sát và đĩa ép biến
chúng thành một khớp nối cứng. Khi áp suất dầu giảm trong khoang pít-tơng, lị xo hồi vị sẽ
đẩy pít-tơng về vị trí ban đầu và nhả ly hợp.
Phanh hãm.
Phanh ướt nhiều đĩa

Hình 1.7: Phanh ƣớt nhiều đĩa
Phanh ƣớt nhiều đĩa gồm: các đĩa ép, đĩa ma sát, bích ép, lị xo đàn hồi, trống phanh
và pít-tơng.
Phanh ƣớt nhiều đĩa có các đĩa ép và bích ép đƣợc lắp cố định vào vỏ hộp số và các
đĩa ma sát quay cùng khối với bộ phận của cụm bánh răng hành tinh. Khi cần phanh, áp suất
dầu tác dụng vào pít-tơng phanh để ép các đĩa ma sát và đĩa ép vào nhau để giữ cố định một
phần tử của cụm bánh răng hành tinh.

9

Phanh dải

Hình 1.8: Phanh dải
Phanh dải có một dải phanh bao quanh trống phanh, dải phanh có một đầu có định với
vỏ hộp số, một đầu nối với cần đẩy pít-tơng, trống phanh đƣợc gắn với một trong các bộ
phận của cụm bánh răng hành tinh.
Khi phanh, dƣới áp suất dầu thì pít-tơng sẽ đẩy cần đẩy pít-tơng ép dải phanh xiết
chặt vào trống phanh làm nó khơng thể quay đƣợc. Trống phanh cố định kéo theo phần tử
của cụm bánh răng hành tinh nối với trống phanh không thể di chuyển.
Khi áp suất dầu giảm, lò xo sẽ đẩy pít-tơng và cần đẩy pít-tơng về vị trí cũ, làm giảm lực xiết
ở dải phanh và trống phanh đƣợc nhả ra.
Khớp một chiều.

Hình 1.9: Khớp một chiều
Khớp một chiều chiều gồm vịng trong, vịng ngồi và các con lăn đƣợc lắp đạt ở
giữa. Nó giữ chỉ cho phần tử của cụm bánh răng hành tinh (bánh răng ba, bánh răng mặt trời
hoặc cần dẫn) quay theo một hƣớng nhất định.

10


Ví dụ:

Hình 1.10: Bộ truyền động bánh răng hành tinh trên HST A760E (Toyota)
1.3.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC.
Dựa trên áp suất dầu đƣợc sinh ra bởi bơm, hệ thống điều khiển thủy lực điều chỉnh
áp suất dầu tác dụng lên biến mô, các ly hợp, các phanh sao cho phù hợp với điều kiện
chuyển động của xe.
Chức năng của hệ thống điều khiển thủy lực:
 Cung cấp dầu đến bộ bộ biến mô



iều chỉnh áp suất do bơm dầu tạo ra

 Cung cấp áp suất thủy lực đến các ly hợp, phanh để điều khiển hoạt động của
cụm bánh răng hành tinh.
 Bôi trơn các chi tiết bên trong hộp số và làm mát bộ biến mơ
Bơm dầu

Hình 1.11: Bơm dầu trong HST
11


Cấu tạo gồm: bánh răng chủ động (bên trong) và bánh răng bị động (bên ngoài) ăn
khớp với nhau, cùng nằm trong vỏ bơm. Bánh răng chủ động của bơm dầu đƣợc nối trục
khuỷu động cơ thông qua cánh bơm của bộ biến mô, nên tốc độ của bơm dầu sẽ bằng với tốc
độ với động cơ. Bơm dầu gồm 2 loại: bơm bánh răng ăn khớp ngoài và bơm bánh răng ăn
khớp trong (chiếm đa số).
Khi bánh răng trong quay nó cùng với bánh răng bị động và bộ phận hình lƣỡi liềm
(nằm giữa bánh răng chủ động và bánh răng bị động) tạo ra áp suất chân không hút dầu lên
các-te dầu. Dầu sẽ đến van điều áp để điều chỉnh theo yêu cầu hoạt động của hộp số. Lƣu
lƣợng dƣới áp suất này tăng hoặc giảm theo số vịng quay động cơ. Ngồi ra, dầu cịn đƣợc
đƣa đến bộ biến mô, bộ bánh răng hành tinh, cụm thân van chính, bơi trơn các chi tiết của
cụm bánh răng hành tinh.
Thân van chính

Hình 1.12: Cụm thân van chính (U660E-Toyota)
Thân van chính chứa các van điện từ (van solenoid) và các van điều khiển để điều
khiển áp suất dầu trong các đƣờng dẫn dầu đến các ly hợp và phanh hãm. Các van solenoid
này nhận tính hiệu điều khiển đóng ngắt từ TCM (thơng qua các dây dẫn điện từ các chân

TCM đến) để thay đổi áp suất dầu đến các ly hợp và phanh hãm để tạo ra thay đổi tỷ số
truyền (thời điểm chuyển số) của cụm bánh răng hành tinh bên trong hộp số và khóa biến
mơ. Ngồi ra, cụm thân van chính cịn có các cảm biến nhƣ cảm biến nhiệt độ dầu hộp số,
cảm biến tốc độ đầu ra…để đƣa tín hiệu về ECU hộp số (TCM) và ECU động cơ.

12


1.3.4 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ
Hệ thống điều khiển điện tử là một hệ thống đƣợc máy tính hóa, điều khiển thời điểm
chuyển số và khóa biến mơ trong hộp số một cách hợp lý và chính xác nhất theo tốc độ xe và
tải động cơ.
Các cảm biến và cơng tắc
Các cảm biến đóng vai trị thu thập các dữ liệu khác nhau trong quá trình hoạt động
cơ rồi truyền tín hiệu điện này đến ECU để đƣa ra thời điểm chuyển số và khóa biến mơ.
Một số loại cảm biến và cơng tắc có thể kể đến nhƣ: công tắc chọn chế độ hoạt động, công
tắc khởi động, cơng tắc đèn phanh, cảm biến vị trí bƣớm ga, cảm biến tốc độ xe, cảm biến
nƣớc làm mát động cơ, cảm biến nhiệt độ dầu…
ECU hộp số (TCM)
Nhận các tín hiệu từ ECU động cơ, PCM, các cảm biến và cơng tắc để qua đó đƣa ra
tín hiệu điều khiển thời điểm đóng mở các van solenoid trong thân van chính sao cho thời
điểm chuyển số là phù hợp nhất điều kiện chuyển động, tải động cơ và tốc độ của xe.
Van điện từ (Van solenoid)
Các van điện từ này đóng ngắt theo tín hiệu điều khiển (ON/OFF) nhận đƣợc từ TCM
để điều khiển các van chuyển số và khóa biến mơ đúng thời điểm.
Ví dụ:

13