NGHIÊN cứu, TÍNH TOÁN hộp số tự ĐỘNG vô cấp CVT k111 TRÊN XE TOYOTA(link file cad ở trạng cuối)

MỤC LỤC
Danh mục hình ảnh và bảng biểu ........................................................................
Lời nói đầu ..........................................................................................................
Chương 1: Tổng quan về hệ thống truyền lực trên ôtô ..................................... 1
1.1. Ly hợp .................................................................................................... 2
1.2. Hộp số .................................................................................................... 2
1.3. Trục các đăng ......................................................................................... 2
1.4. Cầu chủ động.......................................................................................... 2
1.5 Các kiểu bố trí ......................................................................................... 3
1.5.1. FF (Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động): ............................ 3
1.5.2. FR (Động cơ đặt trước – Bánh sau chủ động) ................................ 4
1.5.3. Kiểu động cơ đặt dưới sàn: ............................................................. 5
1.5.4. Kiểu 4 bánh chủ động (4WD – 4 wheel driver) .............................. 5
1.5.5. Kiểu tất cả các bánh chủ động: ....................................................... 6
1.5.6. Kiểu truyền động xe hybrid ............................................................ 7
1.6. Các ký hiệu ............................................................................................. 8
1.6.1. Công thức bánh xe .......................................................................... 8
1.6.2. Ký hiệu hệ thống truyền lực ............................................................ 9
1.7. TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN ƠTƠ .............................................. 9
1.7.1. Cơng dụng – u cầu – Phân loại ................................................... 9
1.7.2.Một số loại hộp số phổ biến hiện nay: ........................................... 11
Chương 2: Đặc điểm cấu tạo và ngun lý làm việc và tính tốn hộp số tự
động vô cấp trên xe Toyota. ............................................................................ 29
2.1 . Cấu tạo của hộp số K111 trên xe Toyota Corolla Altis 2016 ......... 29
2.2.

Kết cấu các cụm chi tiết. ................................................................. 31

2.2.1.

Puly truyền động. ...................................................................... 31

2.2.2.
2.2.3.

Dây đai truyền động. ................................................................. 32
Bộ biến mơ thủy lực có li hợp khóa biến mơ. ........................... 33

2.2.4.

Bộ truyền bánh răng hành tinh .................................................. 34

2.2.5.

Li hợp ........................................................................................ 35

2.2.6.

Phanh. ........................................................................................ 36

2.2.7.

Cum thân van. ........................................................................... 36

2.2.8.
2.2.9.

Bơm dầu CVT. .......................................................................... 39
Bộ làm mát dầu. ........................................................................ 40

2.3.

Nguyên lý làm việc của hộp số K111 ............................................. 41

2.4.Nguyên lý hoạt động tại các vị trí của cần số. ...................................... 42
2.4.1.Hoạt động ở vị trí D (Drive). ......................................................... 42
2.4.2.Hoạt động ở vị trí N (Neutral/ No gear)......................................... 44
2.4.3.Hoạt động ở vị trí R (Reverse). ...................................................... 45
2.4.4.Khi cần số ở vị trí P (Park)............................................................. 46
2.5.Tính tốn kiểm nghiệm bền chi tiết: trục. ............................................. 47
2.5.1.Đường kính trục đai. ...................................................................... 47
2.5.2.Kiểm nghiệm bền trục. ................................................................... 47
2.5.3.Tính trục theo độ bền uốn. ............................................................. 48
2.6. Tính tốn hộp số tự động vơ cấp trên xe Toyota Corolla Altis 2016. . 50
2.6.1.Thông số cơ bản của xe .................................................................. 50
2.6.2.Thơng số tính chọn và tính tốn ..................................................... 51
2.6.3.kết luận ........................................................................................... 55
Chương 3: Quy trình kiểm tra, chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa hộp số tự
động vơ cấp. .................................................................................................... 56
3.1.Quy trình tháo lắp.................................................................................. 56
3.2.Quy trình kiểm tra. ................................................................................ 65
3.3.Những hư hỏng thường gặp của hộp số CVT. ...................................... 69
3.4.Chẩn đốn.............................................................................................. 69
3.5.Quy trình bảo dưỡng hộp số.................................................................. 71
Kết Luận ........................................................................................................ ..77
Tài liệu tham khảo ........................................................................................... 78


DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU
Hình 1.1: Hệ thống truyền lực trên ơ tơ ............................................................ 1

Hình 1.2: Kiểu bố trí FF và FR ........................................................................ 3
Hình 1.3: Xe FF với hộp số thường .................................................................. 4
Hình 1.4: Xe FR với hộp số thường .................................................................. 4
Hình 1.5 Kiểu động cơ đặt dưới sàn ................................................................. 5
Hình 1.6: Xe 4WD thường xuyên loại FR ........................................................ 5
Hình 1.7 Xe tất cả các cầu chủ động ................................................................. 6
Hình 1.8: Nguyên lý hoạt động xe hybrid ......................................................... 8
Hình 1.9 Hộp số thường .................................................................................. 12
Hình 1.10 Sơ đồ hộp số thường loại 3 trục ..................................................... 12
Hình 1.11 Hộp số tự động ............................................................................... 13
Hình 1.12 Sơ đồ cơ cấu hành tinh Wilson ...................................................... 14
Hình 1.13 Hộp số DCT ................................................................................... 16
Hình 1.14 Hộp số CVT ................................................................................... 17
Hình 1.15 : Đai cao su ..................................................................................... 24
Hình 1.16 : Đai thép ........................................................................................ 25
Hình 1.18 Sơ đồ cấu tạo chung hộp số vô cấp CVT ....................................... 26
Hình 1. 19 :Bộ truyền đai ................................................................................ 27
Hình 2.1 Hộp số K111. ................................................................................... 29
Hình 2.2 Mặt cắt hộp số K111. ....................................................................... 30
Hình 2.3 Cụm chi tiết puly và dây đai truyền động. ....................................... 31
Hình 2.4 Mặt cắt puly truyền động. ................................................................ 31
Hình 2.5 Dây đai truyền động. ........................................................................ 32
Hình 2.6 Biến mơ thủy lực. ............................................................................. 33
Hình 2.7 Cụm thân van. .................................................................................. 37
Hình 2.8 Cụm thân van. .................................................................................. 37
Hình 2.9 Vị trí các cụm thân van. ................................................................... 38
Hình 2.10 Cấu tạo bơm dầu CVT. .................................................................. 39
Hình 2.11 Bơm dầu CVT. ............................................................................... 40
Hình 2.12 Bộ làm mát dầu. ............................................................................. 40
Hình 2.13 Hộp số hoạt động ở vị trí có tỉ số truyền nhỏ nhất. ........................ 42

Hình 2.14 Hộp số hoạt động ở vị trí có tỉ số truyền lớn nhất. ........................ 43
Hình 2.15 Hộp số ở vị trí N. ............................................................................ 44
Hình 2.16 Hộp số ở vị trí R. ............................................................................ 45
Hình 2.17 Cơ chế khóa đỗ khi cần số ở vị trí P. ............................................. 46
Hình 2.18 Đường đặc tính cân bằng lức kéo của hộp số ................................ 55
Hình 3.1 Tháo tay chuyển số........................................................................... 56
Hình 3.2 Tháo cảm biến. ................................................................................. 56
Hình 3.3 Tháo cảm biến tốc độ trục sơ cấp. ................................................... 56
Hình 3.4 Tháo cảm biến tốc độ trục thứ cấp. .................................................. 57
Hình 3.5 Tháo cảm biến áp suất dầu. .............................................................. 57
Hình 3.6 Tháo bộ làm mát dầu. ....................................................................... 58


Hình 3.7 Tháo ốc định vị vở hộp số. ............................................................... 58
Hình 3.8 Tháo chân hộp số. ............................................................................ 59
Hình 3.9 Tháo các te. ...................................................................................... 59
Hình 3.10 Tháo ống dẫn dầu. .......................................................................... 60
Hình 3.11 Tháo bơm dầu................................................................................. 60
Hình 3.12 tháo bánh răng bơm. ....................................................................... 61
Hình 3.13 Tháo bộ vi sai. ................................................................................ 61
Hình 3.14 Tháo nắp trục phụ........................................................................... 62
Hình 3.15 Tháo vịng chặn ly hợp. .................................................................. 62
Hình 3.16 Tháo trục tay số. ............................................................................. 63
Hình 3.17 Tháo gẩy phanh tay. ....................................................................... 63
Hình 3.18 Tháo trục ly hợp. ............................................................................ 64
Hình 3.19 Tháo bộ hành tinh. ......................................................................... 64
Hình 3.20 Tháo phanh. .................................................................................... 65
Hình 3.21 Máy chẩn đốn thơng minh . .......................................................... 70
Hình 3.22 Máy SAN VG. ................................................................................ 71
Hình 3.23 Vị trí khi thay dầu hộp số. .............................................................. 72

Bảng 2.1 Thông số cơ bản của xe ALTIS ....................................................... 50
Bảng 2.2 Tỉ số truyền các tay số giả lập ......................................................... 54
Bảng 2.3 Giá trị lực kéo và vận tốc tại các tay số ........................................... 54
Bảng 3.1 Quy trình kiểm tra........................................................................... 65
Bảng 3.2 Những hư hỏng thường gặp. ........................................................... 69
Bảng 3.3 Lịch thay dầu số. ............................................................................. 72
Bảng 3.4 Áp suất dầu tiêu chuẩn.................................................................... 73


1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
TRÊN ÔTÔ
GIỚI THIỆU CHUNG

Hình 1.1: Hệ thống truyền lực trên ơ tơ

Hệ thống truyền lực là hệ thống có nhiệm vụ truyền mô men xoắn từ
động cơ tới các bánh xe chủ động của xe, giúp tạo lực đẩy để xe có thể di
chuyển. Hệ thống truyền lực hoàn chỉnh của một chiếc xe gồm có ly hợp, hộp
số, trục các đăng, cầu chủ động (vi sai và bán trục)
Công dụng của hệ thống truyền lực:
- Truyền và biến đổi mô men xoắn từ động cơ đến bánh xe chủ động
sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mơ men cản sinh ra
trong q trình ơ tơ chuyển động.
- Cắt dịng cơng suất trong thời gian ngắn hoặc dài.
- Thực hiện đổi chiều chuyển động giúp ô tô chuyển động lùi.
- Tạo khả năng chuyển động êm dịu và thay đổi tốc độ cần thiết trên
đường.

2
1.1. Ly hợp
Ly hợp dùng để truyền hay không truyền công suất từ động cơ đến hệ
thống truyền lực. Cắt truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực nhanh
và dứt khoát trong những trường hợp cần thiết như khi chuyển số một cách
êm dịu. Nó cũng cho phép động cơ hoạt động khi xe dừng và không cần
chuyển hộp số về số trung gian.
1.2. Hộp số
Nhiệm vụ của hộp số là biến đổi mô men xoắn của động cơ truyền tới
các bánh xe sao cho phù hợp với các chế độ tải..
Chắc chắn sự mất mát công suất ở hộp số là khơng tránh khỏi, vì thế
cơng suất thực tế đưa đến các bánh xe luôn luôn nhỏ hơn công suất đưa ra của
trục khuỷu động cơ (hiệu suất của hộp số).
1.3. Trục các đăng
Truyền động các đăng dùng để truyền mô men xoắn giữa các trục
không thẳng hàng. Các trục này lệch nhau một góc α>0 o và giá trị của α
thường thay đổi.
1.4. Cầu chủ động
Cầu chủ động nhận công suất từ động cơ truyền tới để phân phối đến
các bánh xe theo phương vng góc. Cầu xe nâng đỡ các phần gắn lên nó như
hệ thống treo, sắc xi.


3
1.5 Các kiểu bố trí

Hình 1.2: Kiểu bố trí FF và FR
Hệ thống truyền động chủ yếu sử dụng là:
- FF (Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động).

- FR (Động cơ đặt trước – Bánh sau chủ động).
Ngoài xe FF và FR cịn có các loại xe 4WD (4 bánh chủ động), RR
(động cơ đặt sau – cầu sau chủ động) hiện nay ít được sử dụng, và xe hybrid
đang bắt đầu được phát triển.
1.5.1. FF (Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động):
Trên xe với động cơ đặt trước cầu trước chủ động. Động cơ, ly hợp,
hộp số, cầu chủ động tạo nên một khối lượng đơn. Mô men động cơ không
truyền xa đến bánh sau, mà đưa trực tiếp đến các bánh trước.
Bánh trước dẫn động rất có lợi khi xe quay vịng và đường trơn. Sự ổn
định hướng tuyệt với này tạo được cảm giác lái xe khi quay vịng. Do khơng
có trục các đăng nên gầm xe thấp hơn giúp hạ được trọng tâm của xe, làm cho
xe ổn định khi di chuyển.


4

Hình 1.3: Xe FF với hộp số thường
1.5.2. FR (Động cơ đặt trước – Bánh sau chủ động)

Hình 1.4: Xe FR với hộp số thường
Kiểu bố trí động cơ đặt trước – bánh sau chủ động làm cho động cơ
được làm mát dễ dàng. Tuy nhiên, ở bên trong thân xe không được tiện nghi ở
trung tâm do trục các đăng đi qua nó. Điều này là khơng tiện nghi nếu gầm xe
ở mức quá thấp.


5
Kiểu động cơ đặt ngoài buồng lái sẽ tạo điều kiện cho công việc sửa
chữa, bảo dưỡng được thuận tiện hơn, nhiệt sinh ra và sự rung động ít ảnh
hưởng đến người lái và hành khách. Nhưng hệ số sử dụng chiều dài xe sẽ

giảm xuống, nghĩa là thể tích chứa hàng hóa và hành khách giảm xuống.
Đồng thời tầm nhìn của tài xế bị hạn chế, ảnh hưởng đến độ an toàn chung.
Ngược lại động cơ đặt trong buồng lái khắc phục được những nhược điểm nói
trên.
1.5.3. Kiểu động cơ đặt dưới sàn:

Hình 1.5 Kiểu động cơ đặt dưới sàn
Kiểu bố trí này phù hợp cho xe bus và xe tải. Nó thường có một số ưu
điểm, gồm có trọng tâm thấp, phân phối tải tốt, không gian bên trong lớn. Tuy
nhiên, nhiều kiểu thiết kế xe bus gần đây bỏ kiểu động cơ đặt dưới sàn thay
vào đó là động cơ đặt sau.
Nhượt điểm chính của phương án này là khoảng sáng gầm xe bị giảm,
hạn chế phạm vi hoạt động và khó khăn trong bảo dưỡng, sửa chữa động cơ.
1.5.4. Kiểu 4 bánh chủ động (4WD – 4 wheel driver)

Hình 1.6: Xe 4WD thường xuyên loại FR


6
Các kiểu xe cần hoạt động ở tất cả các loại địa hình và điều kiện
chuyển động khó khăn cần được trang bị với 4 bánh chủ động và dẫn động
thông qua hộp số phụ.
Các xe 4WD hiện nay được chia thành hai loại chính là 4WD thường
xuyên và 4WD gián đoạn. Khác với xe 2WD, điểm đặc trưng của xe 4WD là
có các bộ vi sai phía trước và phía sau. Mục đích là để triệt tiêu sự chệnh lệch
của các bánh xe khi đi vào đường vòng.
Đối với loại 4WD thường xuyên, người ta bố trí thêm một bộ vi sai
trung tâm ở giữa bộ vi sai trước và bộ vi sai sau để triệt tiêu sự chênh lệch tốc
độ quay của các bánh xe trước và sau. Có 3 bộ vi sai khác nhau làm cho xe
chạy được êm do đảm bảo việc truyền công suất đều nhau đến cả bốn bánh

xe, kể cả khi quay vòng. Đây là ưu điểm chủ yếu của loại 4WD thường
xuyên, nó có thể sử dụng trên đường xá bình thường, đường gồ ghề hay
đường có độ ma sát thấp. Tuy nhiên, để tránh cho bộ sai trung tâm phải liên
tục làm việc, các lốp trước và sau phải có đường kính giống nhau, kể cả các
bánh bên trái và bên phải.
1.5.5. Kiểu tất cả các bánh chủ động:

Hình 1.7 Xe tất cả các cầu chủ động
Các kiểu xe cần hoạt động ở tất cả các loại địa hình và điều kiện chuyển
động khó khăn được trang bị với tất cả các bánh chủ động. Để giảm khó khăn
nhiệm vụ vận chuyển chỉ cầu sau chủ động là đủ, nhưng nếu tải nặng phải kéo
hay xe bị lún, cầu trước chủ động phải được cài vào. Thêm vào đó, khóa vi sai


7
cũng phải được cung cấp để khả năng kéo không giảm và xe có thể dịch
chuyển qua các loại địa hình khó khăn (đường lầy lội, tuyết…), xe khách
cũng như xe thương mại được trang bị với tất cả các bánh chủ động nếu
chúng có ý định sao chép với một điều kiện hoạt động. Chúng tích hợp hộp số
phân phối, chúng có thêm các cặp bánh răng giảm tốc. Từ hộp số phân phối,
trục các đăng dẫn đến trước và sau đến bộ truyền động cuối cùng đến các bán
trục, chúng được dùng để lắp khóa vi sai. Một số thiết kế 4WD thích hơn
cung cấp cơ cấu ngăn dẫn động đến bánh trước.
Xe thương mại với tải lớn, xe quân sự nặng, xe tải thu hồi hay hư hỏng
thường nhiều hơn hai cầu chủ động nếu chúng vẫn giữ tải giới hạn lớn dưới
điều kiện quy định của pháp luật. Những xe này có thể trang bị với cầu trước
chủ động và dẫn hướng và hai cầu sau chủ động.
Một trong hai cầu sau có vi sai riêng. Truyền động song song, nó được
nói đến sự riêng rẽ đến mỗi cầu sau từ hộp số phân phối và từ đây đến vi
sai cầu sau. Trong trường hợp này mômen được truyền từ đầu ra hộp số

phân phối đến vi sai của cầu sau.
1.5.6. Kiểu truyền động xe hybrid
Hybrid nghĩa là lai, ơtơ hybrid là dịng ơtơ sử dụng động cơ tổ hợp.
Động cơ hybrid là sự kết hợp giữa động cơ đốt trong thông thường với một
động cơ điện dùng năng lượng ắc quy hoặc pin lithium. Bộ điều khiển điện tử
sẽ quyết định khi nào thì dùng động cơ điện, khi nào thì dùng động cơ đốt
trong, khi nào dùng vận hành đồng bộ và khi nào nạp điện vào ắc quy để sử
dụng về sau. Ưu điểm lớn nhất của xe hybrid là giảm ô nhiễm mơi trường,
một vấn đề quan trọng hiện nay. Ngồi ra xe hybrid cịn có các ưu điểm sau:
- Tận dụng năng lượng khi phanh: khi cần phanh hoặc khi xe giảm tốc
năng lượng phanh được tận dụng để tạo ra dòng điện nạp cho pin.
- Giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu (động cơ hybrid tiêu thụ lượng nhiên
liệu ít hơn nhiều so với động cơ đốt trong thông thường)


8
- Động cơ điện được dùng trong các chế độ gia tốc hoặc tải lớn nên
động cơ đốt trong chỉ cần cung cấp công suất vừa đủ nên động cơ đốt trong có
kích thước nhỏ gọn.
- Có thể sử dụng vật liệu nhẹ để giảm khối lượng tổng thể của ôtô.

Hình 1.8: Nguyên lý hoạt động xe hybrid

Động cơ hybrid được sử dụng trên các xe như: Honda Insight, Honda
Civic, Toyota Prius và rất nhiều hãng khác.
1.6. Các ký hiệu
1.6.1. Công thức bánh xe
Công thức bánh xe được ký hiệu tổng quát là axb
Trong đó: a là số lượng bánh xe
b là số lượng bánh xe chủ động

Thí dụ cho các trường hợp :
 4×2 : Xe có một cầu chủ động (có 4 bánh trong đó có 2 bánh chủ động).
 4×4 : Xe có hai cầu chủ động (có 4 bánh, cả 4 bánh đều chủ động).
 6×4 : Xe có hai cầu chủ động, một cầu bị động (có 6 bánh xe trong đó có 4
bánh chủ động).
 6×6 : Xe có ba cầu chủ động (có 6 bánh xe và cả 6 bánh đều chủ động).


9
 8×8 : Xe có bốn cầu chủ động (có 8 bánh xe và cả 8 bánh đều chủ động).
1.6.2. Ký hiệu hệ thống truyền lực
Vì mức độ phức tạp của hệ thống truyền lực, một số xe cụ thể được thể
hiện qua công thức bánh xe như trên, nên hệ thống truyền lực có các hệ thống
thường dùng như :
 Loại ký hiệu 4WD: Cho tất cả các xe có 4 bánh chủ động.
 Loại ký hiệu AWD: Cho tất cả các xe có cấu trúc kiểu cầu trước thường
xuyên ở trạng thái chủ động, cầu sau truyền lực trong một số trường
hợp nhất định .
1.7. Tổng quan về hộp số trên oto
Các hộp số trên ôtô dùng để thay đổi tỷ số giữa động cơ và cầu chủ động.
Nói một cách khác khi khơng có hộp số, chiếc xe chỉ chạy được ở một tốc độ
duy nhất với một tốc độ cực đại nhất định. Ngoài ra khả năng tăng tốc từ khi
xuất phát cùng với khả năng leo dốc của xe cũng bị hạn chế nếu như nó khơng
sử dụng hộp số. Vì vậy hộp số sử dụng một hệ thống bánh răng khác nhau từ
thấp đến cao để biến mô men xoắn của động cơ phù hợp với điều kiện vận
hành( khởi hành, tăng tốc, leo dốc…). Các số có thể cài theo cách thơng
thường bằng tay hoặc tự động.
1.7.1. Công dụng – Yêu cầu – Phân loại
1.7.1.1. Công dụng
Hộp số dùng để :

-Thay đổi tốc độ và mô men truyền (hay lực kéo) trên các bánh xe.
-Thay đổi chiều chuyển động của xe (tiến hoặc lùi).
-Ngắt động cơ lâu dài khỏi hệ thống truyền lực.
Trên một số ô tô chức năng thay đổi mô men truyền có thể được đảm nhận
nhờ một số cụm khác(hộp phân phối ,cụm cầu xe...)nhằm tăng khả năng biến
đổ mô men đáp ứng điều kiện làm việc mở rộng của ô tô.


10
1.7.1.2.Yêu cầu
Hộp số cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:
-Có dãy tỷ số truyền hợp lý, phân bố các khoảng thay đổi tỷ số truyền tối
ưu, phù hợp với tính năng động lực học yêu cầu và tính kinh tế vận tải.
-Phải có hiệu suất truyền lực cao.
-Khi làm việc không gây tiếng ồn, chuyển số nhẹ nhàng, không phát sinh
các tải trọng động khi làm việc.
Đối với các hộp số sử dụng bộ truyền có cấp, khi chuyển số thường xảy ra
thay đổi giá trị tốc độ và mô men gây nên tải trọng động. Hạn chế các xung
lực và mơ men biến động cần có các bộ phận ma sát (đồng tốc, khớp ma sát,
bộ truyền thủy lực..)cho phép làm đều tốc độ của các phần tử truyền và nâng
cao độ bền, độ tin cậy trong làm việc của hộp số.
-Đảm bảo tại một thời điểm làm việc chỉ gài vào một số truyền nhất
định một cách chắc chắn(cơ cấu định vị ,khóa hãm,bảo vệ....).
-Kết cấu phải nhỏ gọn, dễ điều khiển thuận tiện trong bảo dưỡng và
sửa chữa.
-Có khả năng bố trí cụm trích cơng suất để dẫn động các thiết bị khác.
1.7.1.3.Phân loại
Tùy theo theo yếu tố căn cứ để phân loại, hộp số được phân loại như sau:
* Theo đặc điểm thay đổi tỷ số truyền : Hộp số vô cấp và hộp số có cấp
-Hộp số vơ cấp được dùng để tạo thành HTTL vơ cấp, trong đó hộp số có

tỷ số truyền biến đổi liên tục, trong khoảng tỷ số truyền (R) định sẵn, từ thấp
đến cao và ngược lại. Trên ô tô bộ truyền vô cấp thường gặp: Biến mô men
thủy lực, bộ truyền đai đặc biệt ... Nếu mô men động cơ làm việc làm việc ở
giá trị nhất định, sự biến đổi mô men sau hộp số vô cấp là đường liên tục, do
vậy các bộ truyền này còn được gọi là bộ truyền liên tục trong khoảng tỷ số
truyền R cho trước. Ví dụ trên biến mơ thủy lực khoảng R có thể đạt tới 2,7
trên bộ truyền đai đặc biệt có thể R=4,5.
-Hộp số có cấp ,tạo thành HTTL có cấp, được dùng phổ biến trên ô tô. Tỷ
số truyền hộp số thay đổi với các giá trị cố định khác nhau do vậy còn được


11
gọi bộ truyền gián đoạn. Mức độ gián đoạn phụ thuộc vào số lượng tỷ số
truyền bên trong hộp số.
HTTL của ơ tơ có thể được tập hợp bởi các bộ truyền vơ cấp và hộp số
có cấp.
* Theo cấu trúc truyền lực giữa các bánh răng :
-Các bánh răng ăn khớp ngoài với các trục cố định: Hộp số thường.
-Kết hợp các bánh răng ăn khớp trong và ăn khớp ngồi có trục di động:
Hộp số hành tinh .
* Theo phương pháp điều khiển chuyển số của hộp số :
-Điều khiển bằng tay.
-Điều khiển tự động.
-Điều khiển bán tự động.
1.7.2.Một số loại hộp số phổ biến hiện nay:
1.7.2.1.Hộp số thường (MT)
Phân loại hộp số thường được phân loại theo số trục của hộp số
- Hộp số 2 trục.
- Hộp số 3 trục.
Cấu tạo của hộp số thường (loại 3 trục)

12
Hình 1.9 Hộp số thường

V

3

IV

z'

z'
3

4

z

III

z'
1

z'
2

II

2

I

1

L

a

z

z'

z

z

L1

z

z

z

L2

1

2

3

4

a

z

'

L1

Hình 1.10 Sơ đồ hộp số thường loại 3 trục
Trục sơ cấp và trục thứ cấp được bố trí đồng trục với nhau, trục trung
gian . Các bánh răng Z1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , Z L1 , Z L 2 , Z a ,

Z1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , Z L1 , Z a

bánh răng Z a được chế tạo liền với trục sơ cấp. Các bánh răng trên trục thứ
cấp

Z1 , Z 2 , Z 3 , Z 4

được quay trơn trên trục. Còn các bánh răng Z1 , Z 2 , Z 3 ,

Z 4 , Z a trên trục trung gian được cố định trên trục. Các ống gài liên kết then

hoa với trục và có các vấu răng ở 2 phía để ăn khớp với các bánh răng cần gài.

2.1.3 Nguyên lý hoạt động
-Vị trí tay số 1: Khi gạt cần 1 sang bên trái, lúc này, mômen truyền từ
trục sơ cấp qua cặp bánh răng luôn ăn khớp za-za’, trục trung gian, cặp bánh
răng số 1 rồi đi ra trục thứ cấp.
-Vị trí tay số 2: Gạt cần 2 sang bên phải, mômen truyền từ trục sơ cấp
qua cặp bánh răng luôn ăn khớp, đến trục trung gian, và qua cặp bánh răng sơ
2 rồi đến trục thứ cấp.
-Vị trí tay số 3: Gạt cần 2 sang bên trái, mômen từ trục sơ cấp truyền qua
cặp bánh răng luôn ăn khớp, đến trục trung gian, và qua cặp bánh răng số 3
rồi tới trục thứ cấp.


13
-Vị trí tay số 4: Khi gạt cần 3 sang bên phải, mômen được truyền từ trục
sơ cấp, qua cặp bánh răng luôn ăn khớp, tới trục trung gian, rồi qua cặp bánh
răng số 4 ra trục thứ cấp.
-Vị trí tay số 5: Khi gạt cần 3 sang bên trái, lúc này, trục sơ cấp và thứ
cấp được nối với nhau, mômen được truyền thẳng từ trục sơ cấp sang trục thứ
cấp.
-Vị trí tay số lùi: Gạt cần 1 sang bên phải, mômen được truyền từ trục sơ
cấp, qua cặp bánh răng luôn ăn khớp, tới trục trung gian, qua 2 cặp bánh răng
ZL1-ZL1’, ZL2-Z1’, rồi tới trục thứ cấp.
Ưu điểm:
- Kết cấu đơn giản, giá thành thấp, bền.
- Hiệu suất cao.
Nhược điểm:
- Người lái phải phối hợp điều khiển hệ thống ly hợp, sang số nên giảm
tính êm dịu, người lái phải thao tác nhiều khi chuyển số.
1.7.2.2.Hộp số tự động (AT)

Hình 1.11 Hộp số tự động
Hiện nay có rất nhiều hộp số tự động, chúng được cấu tạo theo một vài
cách khác nhau nhưng các chức năng cơ bản và nguyên lý hoạt động của
chúng là giống nhau.


14
- Hộp số cơ cấu hành tinh Wilson (nối tiếp, song song).
- Hộp số cơ cấu hành tinh Simpson.
- Hộp số cơ cấu hành tinh ravigneaux.
Hộp số tự động bao gồm các bộ phận chính sau:
- Bộ biến mơ.
- Hộp số hành tinh và cơ cấu chuyển số (ly hợp và phanh đai).
- Hệ thống điều khiển chuyển số (thường là hệ thống thủy lực hoặc hệ
thống thủy lực điện từ) để điều khiển các ly hợp và phanh đai.
Sơ đồ cấu tạo (cơ cấu hành tinh Wilson):
C0
B1

B2

C2

B3

C1
Z1

Trơc s¬ cÊp

Z2
Z3

Z6

F1

Z5
F2

Z4

Trơc thø cÊp

Hình 1.12 Sơ đồ cơ cấu hành tinh Wilson
Nguyên lý hoạt động chung của hộp số tự động là sử dụng các phanh
để hạn chế một bậc tự do của cơ cấu hành tinh.
Ưu điểm:
- Làm giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp
và thường xuyên phải chuyển số.


15
- Chuyển số một cách tự động và êm dịu tùy thuộc vào chế độ loạt động
của động cơ và sức cản của mặt đường.
- Do có sử dụng biến mô nên thay đổi được momen do động cơ phát ra
một cách liên tục trong khoảng nhỏ.
- Giảm độ ồn khi làm việc.
- Kích thước nhỏ gọn.
- Chuyển số liên tục khơng ảnh hưởng tới dịng lực từ động cơ.

Nhược điểm:
- Kết cấu phức tạp.
- Hiệu suất thấp.
- Công nghệ chế tạo địi hỏi có độ chính xác cao.
- Khả năng tăng tốc kém hơn hộp số thường.
- Việc sửa chữa hộp số tự động khá phức tạp và tốn kém.
1.7.2.3.Hộp số ly hợp kép (DCT)
Người đã sáng tạo ra hệ thống ly hợp kép là một kỹ sư ôtô người Pháp tên
là Adolphe Kegresse được biết đến nhiều nhất trong vai trò người đã phát
triển loại xe half-track (với bánh lốp đằng trước và bánh xích phía sau), giúp
chiếc xe có thể vượt qua nhiều loại địa hình phức tạp. Năm 1939, Kegresse đã
có những ý tưởng đầu tiên về hệ thống hộp số trang bị ly hợp kép. Nhưng
khơng may là tình hình tài chính bất lợi đã ngăn cản kế hoạch phát triển xa
hơn của dự án này.
Đến đầu những năm 80 khi hệ thống điều khiển điện tử phát triển, máy
tính đã tham gia vào quá trình chuyển số và DCT đã có điều kiện thuận lợi để
phát triển xa hơn và Porsche đã đặt những nền tảng đầu tiên của mình trong
việc nghiên cứu và phát triển hệ thống ly hợp kép. Năm 1982, những mẫu xe
đua được trang bị hệ thống ly hợp kép của Porsche đã giành được nhiều thành
công trong các giải đua xe thế giới.
Tuy nhiên hệ thống ly hợp kép chỉ được hạn chế lắp đặt trong các mẫu xe
đua và hệ thống này chỉ được thương mại hóa khi Volkswagen là hang tiên


16
phong trong việc sản xuất đại trà hộp số ly hợp kép. Hiện nay những chiếc xe
trang bị công nghệ DCT được bán chủ yếu ở thị trường Châu Âu với các hang
sản xuất lớn như: Volkswagen, Audi, Porsche…

Hình 1.13 Hộp số DCT

1: Bánh răng xoắn ăn khớp với bộ vi sai; 2: bánh răng thuộc bộ vi sai; 3: trục
sơ cấp số1; 4: trục khuỷu động cơ; 5: trục sơ cấp số 2; 6: Ly hợp 2; 7: Ly hợp
1; 8: bánh răng xoắn ăn khớp với bộ vi sai; 9: bánh răng ăn khớp với bộ đồng
tốc; BR: Cặp bánh răng số


17
1.7.2.4. Hộp số vô cấp CVT (continuously variable transmission)

1: bánh đai đầu vào

2: bánh đai đầu ra

3: đai

Hình 1.14 Hộp số CVT


18
CVT là viết tắt của CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION
– dịch ra nguyên nghĩa: TRUYỀN ĐỘNG BIẾN ĐỔI LIÊN TỤC hay HỘP
SỐ BIẾN THIÊN LIÊN TỤC. Vì nó biến thiên liên tục mà khơng có giới hạn
cấp số nên ta gọi nó là Truyền động vô cấp hay Hộp số vô cấp – sau đây
chúng ta gọi ngắn gọn là CVT.
CVT là hệ thống truyền động độc đáo có có thể thay đổi vô cấp thông qua số
lượng tỷ số truyền liên tục và vô hạn giữa các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất.
Điều này trái ngược với các hệ thống truyền động cơ khí khác chỉ cho phép
một vài tỷ số truyền khác nhau. Tính linh hoạt của CVT cho phép trục dẫn
động (chủ động) duy trì một vận tốc góc cụ thể trong một phạm vi vận tốc đầu

ra xác định. Điều này có thể cung cấp khả năng tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn so
với các hệ thống truyền động khác bằng cách cho phép động cơ chạy với tốc
độ RPM hiệu quả nhất trong một loạt tốc độ của xe.
Hộp vơ cấp – CVT cịn được gọi là hộp số tốc độ đơn ( single-speed
transmission), hộp số không không bánh răng (gearless transmission), hộp số
tự động một cấp (one-speed automatic), hộp số puli biến thiên (variable
pulley transmission),…
Không giống như những hộp số tự động truyển thống, hộp số vơ cấp CVT
khơng có các cặp bánh răng ăn khớp để tạo tỷ số truyền. Điều này có nghĩa là
nó khơng có sự ăn khớp giữa các bánh răng. Loại CVT thông thường nhất
hoạt động trên một hệ thống bánh đai và dây đai truyền cho phép một sự thay
đổi vô cấp và liên tục giữa giới hạn thấp nhất và cao nhất mà khơng có sự tách
biệt riêng rẽ các vị trí số.
Cấu tạo của hộp số vơ cấp gồm:
- Đai truyền bằng kim loại hay cao su có cơng suất cao.
- Một hệ bánh đai có đầu vào thay đổi gắn với trục quay động cơ.
- Một hệ bánh đai đầu ra dẫn đến bánh xe.
- CVT cũng có bộ vi xử lí và các cảm biến để theo dõi và điều khiển.


19
Mỗi bánh đai được tạo thành từ hai khối hình nón có góc nghiêng 22 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 tuy nhiên lai có nhược điểm là không truyền được
công suất lớn và tuổi thọ không cao. 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 bánh đai 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 bánh đai và dây đai có đường kính thay đổi này thường đi với nhau
thành một cặp. Một trong số đó là bánh đai chủ động được nối với trục quay
của động cơ. Bánh đai chủ động cũng được gọi là bánh đai đầu vào bởi vì nó
nhận năng lượng trực tiếp từ động cơ đưa vào hộp số. Bánh đai thứ hai gọi là
bánh đai bị động nối với bánh đai chủ động hay còn gọi là bánh đai đầu ra và
nó truyền momen đến trục truyền động dẫn đến bánh xe.
Khi một bánh đai 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 vơ số
các tỷ số truyền từ mức thấp nhất cho đến cao nhất. 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.


20

Điều đặc biệt là CVT vẫn có chế độ sang số bằng tay. Bộ điều khiển có thể
ra lệnh cho dây đai chuyển lên vị trí khác một cách đột ngột, không theo kiểu
tuần tự. Tuy nhiên, các hãng vẫn khuyến cáo khả năng tiết kiệm xăng chỉ tốt ở
kiểu tự động.
Ưu điểm:
- Tăng tốc liên tục, vô cấp từ khi dừng hoàn toàn đến tốc độ tối đa. Loại
bỏ “sốc khi chuyển số” – giúp cho chuyến đi mượt mà hơn.
- Nâng cao hiệu quả tiêu thụ nhiên liệu nên giảm khí thải, thân thiện với
mơi trường.
- Hoạt động để giữ cho ô tô ở dải công suất tối ưu bất kể ô tô đang di
chuyển với tốc độ như thế nào. Cải thiện hiệu suất nhiên liệu.


21

- Lái xe lên dốc dễ dàng hơn với hộp số vô cấp CVT. Hộp số thông
thường phải thao tác nhiều hơn để tìm tỷ số truyền phù hợp cho truyền
động, trong khi hộp số CVT tìm thấy tỷ số chính xác cần thiết gần như
ngay lập tức, cho phép động cơ cung cấp sức mạnh một cách liền
mạch mà khơng cần chuyển số khó.
- Bởi vì khơng có bất kỳ sự chuyển số cứng nào, CVT cũng cho phép
bạn tận hưởng cảm giác lái êm ái và tăng tốc ở bất kỳ tốc độ nào. Điều
này cũng giúp loại bỏ việc giảm số đột ngột khi bạn đang cố gắng tạo
thêm sức mạnh để vượt qua đường cao tốc.
Nhược điểm:
- Công nghệ chế tạo phức tạp, các chi tiết phải được tính tốn và chế tạo
chính xác.
- Do truyền động bằng dây đai nên làm hạn chế về công suất của xe
(công suất của động cơ không được lớn quá sẽ gây ra trượt).
- Hộp số CVT thường sẽ đắt hơn các hộp số thường.
- Với CVT loại ròng rọc, dây đai hoặc xích có thể bị mịn nhanh chóng,
và bị trượt nhiều, dẫn đến cơng suất nhiều khi không được truyền hết.
- Do sức căng của dây đai và xích là có giới hạn, lực ma sát tiếp xúc
giữa rịng rọc với dây đai/xích cũng có giới hạn, do đó hộp số CVT
khơng đáp ứng được truyền tải với cơng suất và mơ men lớn.
- Chi phí sửa chữa và thay thế cũng có thể đắt hơn, lên tới vài nghìn đơ
la, có thể là do hộp số CVT thường có tuổi thọ kém hơn các hộp số
truyền thống.
- Mặc dù hộp số CVT tối ưu cho những hoạt động lái xe bình thường,
nhưng nó khơng được thiết kế cho các tình huống hiệu suất cao. Hộp
số biến thiên liên tục không thể xử lý khi mã lực tăng lên, đó là lý do
tại sao chúng khơng được sử dụng trên xe thể thao và xe hiệu suất.