Đề tài Các loại hộp số tự động

Mục Lục Phần I: Tổng quan về hộp số tự động 1.1.Giới Thiệu Chung : 1.1.1..Khái quát : Trên xe sử dụng hộp số thường, thì lái xe phải thường xuyên nhận biết tải và tốc độ động cơ để chuyển số một cách phù hợp. Khi sử dụng hộp số tự động, những sự nhận biết như vậy của lái xe là không cần thiết. Việc chuyển đến vị trí số thích hợp nhất được thực hiện một cách tự động theo tải động cơ và tốc độ xe. Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi nào cần lên số hoặc xuống số. Các bánh răng tự động chuyển số tuỳ thuộc vào tốc độ xe và mức đạp bàn đạp ga. Một hộp số mà trong đó việc chuyển số bánh răng được điều khiển bằng một ECU (Bộ điều khiển điện tử) được gọi là ECT-Hộp số điều khiển điện tử, và một hộp số không sử dụng ECU được gọi là hộp số tự động thuần thuỷ lực. Hiện nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT. Đối với một số kiểu xe thì phương thức chuyển số có thể được chọn tuỳ theo ý muốn của lái xe và điều kiện đường xá. Cách này giúp cho việc tiết kiệm nhiên liệu, tính năng và vận hành xe được tốt hơn. Hình 1.1: Sử dụng hộp số tự động 1.1.2.Lịch sử phát triển. Ngay từ những năm 1900, ý tưởng về một loại hộp số tự động chuyển số đã được các kỹ sư hàng hải Đức nghiên cứu chế tạo. Đến năm 1938, hộp số tự động đầu tiên ra đời khi hãng GM giới thiệu chiếc Oldsmobile được trang bị hộp số tự động. Việc điều khiển ô tô được đơn giản hóa bởi không còn bàn đạp ly hợp. Tuy nhiên do chế tạo phức tạp và khó bảo dưỡng sửa chữa nên nó ít được sử dụng. Đến những năm 70 Hộp số tự động thực sự hồi sinh khi hàng loạt hãng ô tô cho ra các loại xe mới với hộp số tự động đi kèm. Từ đó đến nay hộp số tự động đã phát triển không ngừng và dần thay thế cho hộp số thường. Khi mới ra đời, hộp số tự động là loại có cấp và được điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực. Để chính xác hóa thời điểm chuyển số và để tăng tính an toàn khi sử dụng, hộp số tự động có cấp điều khiển bằng điện tử (ECT) ra đời. Vẫn chưa hài lòng với các cấp tỷ số truyền của ECT, các nhà sản xuất ô tô đã nghiên cứu, chế tạo thành công một loại hộp số tự động với vô số cấp tỷ số truyền (hộp số tự động vô cấp) vào những năm cuối của thế kỷ XXcụ thể như sau :. Hộp số tự động (HSTD), theo công bố của tài liệu công nghiệp ô tô CHLB Đức, ra đời vào 1934 tại hãng Chysler. Ban đầu HSTD sử dụng Ly hợp thủy lực và Hộp số hành tinh, điêu khiển hoàn toàn bằng van con trượt thủy lực, sau đó chuyển sang dùng Biến mômen thủy lực đến ngày nay, tên gọi ngày nay dùng là AT. Tiếp sau đó là hãng ZIL (Liên xô cũ 1949) và các hãng Tây Âu khác (Đức, Pháp, Thụy sĩ). Phần lớn các HSTD trong thời kỳ này dùng hộp số hành tinh 3, 4 cấp trên cơ sở của bộ truyền hành tinh 2 bậc tự do kiểu Willson, kết cấu AT. Sau những năm 1960 HSTD dùng trên ô tô tải và ô tô buýt với Biến mômen thủy lực và hộp số cơ khí có các cặp bánh răng ăn khớp ngoài, kết cấu AT. Sau năm 1978 chuyển sang loại HSTD kiểu EAT (điều khiển chuyển số bằng thủy lực điện tử), loại này ngày nay đang sử dụng. Một loại HSTD khác là hộp số vô cấp sử dụng bộ truyền đai kim loại (CVT) với các hệ thống điều khiển chuyển số bằng thủy lực điện tử, (cũng là một dạng HSTD). Ngày nay đã bắt đầu chế tạo các loại truyền động thông minh, cho phép chuyển số theo thói quen lái xe (thay đổi tốc độ của động cơ băng chân ga) và tình huống mặt đường, HSTD có 8 số truyền …. Hệ thống truyền lực sử dụng HSTD được gọi là hệ thống truyền lực cơ khí thủy lực điện tử, là khu vực có nhiều ứng dụng của kỹ thuật cao, sự phát triển rất nhanh chóng, chẳng hạn, gần đây xuất hiện loại hộp số có khả năng làm việc theo hai phương pháp chuyển số: bằng tay, hay tự động tùy thuộc vào ý thích của người sử dụng. Hiện nay để đáp ứng nhu cầu của khách hàng và để tăng tính an toàn khi sử dụng, các nhà chế tạo đã cho ra đời loại hộp số điều khiển bằng điện tử có thêm chức năng sang số bằng cần như hộp số thường. Hình1.2:Hộp số tự động ngày nay Ngày nay hộp số tự động đã được sử dụng khá rộng rãi trên các xe du lịch, thậm chí trên xe 4WD và xe tải nhỏ. Ở nước ta, hộp số tự động đã xuất hiện từ những năm 1990 trên các xe nhập về từ Mỹ và châu Âu. Tuy nhiên do khả năng công nghệ còn hạn chế, việc bảo dưỡng, sửa chữa rất khó khăn nên vẫn còn ít sử dụng. Hiện nay, cùng với những tiến bộ của khoa học kỹ thuật, công nghệ chế tạo hộp số tự động cũng được hoàn chỉnh, hộp số tự động đã khẳng định được tính ưu việt của nó và dần thay thế cho hộp số thường. 1.1.3.Phân loại Có nhiều cách để phân loại hộp số tự động. 1.Phân loại theo tỉ số truyền : Hộp số tự động vô cấp: cấp: Là loại hộp số có khả năng thay đổi tự động, liên tục tỷ số truyền nhờ sự thay đổi bán kính quay của các puly Hình: 1.3 Hộp số tự động vô cấp Hộp số tự động có cấp : Khác với hộp số vô cấp, hộp số tự động có cấp cho phép thay đổi tỷ số truyền theo các cấp số nhờ các bộ truyền bánh răng. Hình 1.4: Hộp số tự động có cấp 2.Phân loại theo cách điều khiển: Theo cách điều khiển có thể chia hộp số tự động thành hai loại, chúng khác nhau về hệ thống sử dụng để điều khiển chuyển số và thời điểm khóa biến mô. Một loại là điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực, loại kia là điều khiển điện tử (ECT), nó sử dụng ECU để điều khiển và có thêm chức năng chẩn đoán và dự phòng. Hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực hoạt động bỡi sự biến đổi một cách cơ khí tốc độ xe thành áp suất ly tâm và độ mở bướm ga thành áp suất bướm ga rồi dùng các áp suất thủy lực này để điều khiển hoạt động của các ly hợp và phanh trong trong cụm bánh răng hành tinh, do đó điều khiển thời điểm lên xuống số. Nó được gọi là phương pháp điều khiển thủy lực. Mặt khác, đối với hộp số điều khiển điện tử ECT, các cảm biến phát hiện tốc độ xe và độ mở bướm ga biến chúng thành tín hiệu điện và gởi chúng về bộ điều khiển ECU. Dựa trên tín hiệu này ECU điều khiển hoạt động các ly hợp, phanh thông qua các van và hệ thống thủy lực. - Hộp số tự động điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực : điều khiển chuyển số cơ học bằng cách phát hiện tốc độ xe bằng thuỷ lực thông qua van điều tốc và phát hiện độ mở bàn đạp ga từ bướm ga thông qua độ dịch chuyển của cáp bướm ga. Loại điều khiển điện tử kết hợp thủy lực Loại này sử dụng ECU- ECT để điều khiển hộp số thông qua các tín hiệu điều khiển điện tử. Sơ đồ tín hiệu điều khiển : Tín hiệu điện của các cảm biến ( cảm biến tốc độ , cảm biến vị trí chân ga….) và tín hiệu thủy lực từ bàn đạp ga ( qua cáp chân ga →bướm ga→cảm biến vị trí bướm ga)→ ECU động cơ → ECT- ECU → Van điện từ → các can sang số → bộ bánh răng hành tinh và bộ biến mô Hình 1.5:Hộp số tự động toytota Loại điều khiển điện tử hoàn toàn thủy lực: Loại này sử dụng cáp bướm ga và các tín hiệu điện tử điều khiển để điều khiển hộp số tự động. Sơ đồ tín hiệu điều khiển : Bàn đạp ga → cáp dây ga → cáp bướm ga → van bướm ga , van ly tâm → van sang số → bộ truyền bánh răng hành tinh và bộ biến mô. Hình1.6: Hộp số tự động điều khiển hoàn toàn thủy lực Hộp số tự động điều khiển bằng điện tử: Hộp số này sử dụng áp suất thuỷ lực để tự động chuyển số theo các tín hiệu điều khiển của ECU. ECU điều khiển các van điện từ theo tình trạng của động cơ và của xe do các bộ cảm biến xác định, từ đó điều khiển áp suất dầu thuỷ lực. Sơ đồ tín hiệu điều khiển : Tín hiệu điện từ các cảm biến ( cảm biến chân ga , cảm biến dầu hộp số , cảm biến tốc độ động cơ , cảm biến tốc độ xe, cảm biến đếm vòng quay , cảm biến tốc độ tuabin .. vv )và tín hiệu điện từ bộ điều khiển thủy lực → ECT độngcơ và ECT → tín hiệu điện đến các van điện từ → bộ biến mô và bánh răng hành tinh. Hình1.7: Sơ đồ nguyên lý hộp số tự động điều khiển bằng điện tử Hình 1.5: Hộp số tự động điều khiển điện tử. 3.Phân loại theo cấp số truyền: Có nhiều loại hộp số tự động , hiện nay thông dụng nhất là loại 4,5.6 cấp số, có một số loại xe còn được trang bị hộp số tự động 8 cấp. 4.Phân loại theo cách bố trí trên xe. - Loại FF: Hộp số tự động sử dụng cho xe có động cơ đặt trước, cầu trước chủ động. Loại này được thiết kế gọn do chúng được bố trí ở khoang động cơ. Hình1.8: Hộp số tự động 8 cấp của trung quốc loại FF Hình 1.9: Hộp số tự động loại FF - Loại FR: Hộp số tự động sử dụng cho xe có động cơ đặt trước, cầu sau chủ động. Loại này có bộ truyền bánh răng cuối cùng (vi sai) lắp ở bên ngoài nên nó dài hơn. Hình 1.10: Hộp số tự động loại FR 1.1.4.Chức năng của hộp số tự động: Về cơ bản hộp số tự động có chức năng như hộp số thường, tuy nhiên hộp số tự động cho phép đơn giản hóa việc điều khiến hộp số, quá trình chuyển số êm dịu, không cần ngắt đường truyền công suất từ động cơ xuống khi sang số. Hộp số tự động tự chọn tỉ số truyền phù hợp với điều kiện chuyển động của ô tô, do đó tạo điều kiện sử dụng gần như tối ưu công suất động cơ. Vì vậy, hộp số tự động có những chức năng cơ bản sau: - Tạo ra các cấp tỉ số truyền phù hợp nhằm thay đổi moment xoắn từ động cơ đến các bánh xe chủ động phù hợp với moment cản luôn thay đổi và nhằm tận dụng tối đa công suất động cơ. - Giúp cho xe thay đổi chiều chuyển động. - Đảm bảo cho xe dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc tách ly hợp. Ngoài ra ECT còn có khả năng tự chẩn đoán. 1.2. Điều kiện làm việc của hộp số tự động Hộp số tự động làm việc trong điều kiện tỷ số truyền luôn thay đổi vì vậy trong quá trình làm việc các chi tiết nhanh bị mài mòn. Hộp số tự động nằm dưới gầm xe nên dễ bị bụi bẩn và có khả năng bị va đập gây hỏng hóc. 1.3. Ưu , nhược điểm của hộp số tự động a) Ưu điểm : - Nó giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thường xuyên phải chuyển số. - Nó chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái xe do vậy giảm bớt cho lái xe sự cần thiết phải thành thạo các kĩ thuật lái xe khó khăn và phức tạp như vận hành ly hợp. - Nó tránh cho động cơ và dòng dẫn động được tình trạng quá tải do nó nối chung bằng thủy lực qua biến mô tốt hơn so với nối bằng cơ khí . - Hộp số tự động dùng ly hợp thủy lực hoặc biến mô thủy lực việc tách nối công suất từ động cơ đến hộp số nhờ sự chuyển động của dòng thủy lực từ cánh bơm sang tua bin mà không qua một cơ cấu cơ khí nào nên không có sự ngắt quãng dòng công suất vì vậy đạt hiệu suất cao ( 98 % ). - Thời gian sang số và hành trình tăng tốc nhanh. - Không bị va đập khi sang số, không cần bộ đồng tốc . b) Nhược điểm - Kết cấu phức tạp hơn hộp số cơ khí . - Tốn nhiều nhiên liệu hơn hộp số cơ khí . - Biến mô nối động cơ với hệ thống truyền động bằng cách tác động dòng chất lỏng từ mặt này sang mặt khác trong hộp biến mô, khi vận hành có thể gây ra hiện tượng “ Trượt” hiệu suất sử dụng năng lượng bị giảm,đặc biệt là ở tốc độ thấp. Tóm lại ta có thể tóm tắt một cách đầy đủ về các loại hộp số như sau: Hộp số tự động Hộp số vô cấp Hộp số tự động có cấp Hộp Số Vô cấp điều khiển bằng dây đai Hộp Số Vô cấp điều khiển bằng con lăn Hộp Số Có Cấp loại thường Hộp Số Có Cấp loại điện tử Số tự động loại chuyển số bằng Côn điều khiển Thủy lực Số tự động loại thường chuyển số bằng Côn và Phanh.Điều khiển thủy lực Số tự động chuyển số bằng côn điều khiển Thủy lực và Điện Tử(ECT,ECU) Số tự động chuyển số bằng điều Côn và Phanh khiển Thủy lực và Điện Tử(ECT,ECU). Đặc Điểm: Loại hộp số CVT vận hành trên một hệ thống pu-li, dây đai thông minh, hệ thống này cho phép một khả năng biến thiên vô hạn giữa số thấp nhất và số cao nhất mà không không có sự ngắt quãng giữa các số. Đặc Điểm: Loại hộp số CVT vận hành trên một hệ thống đĩa con lăn thông minh, hệ thống này cho phép một khả năng biến thiên vô hạn giữa số thấp nhất và số cao nhất mà không không có sự ngắt quãng giữa các số. Đặc Điểm: Sử dụng biến mô và côn để vào số một cách tự động.Điều khiển chuyển số bằng thuần thủy lực túy Đặc Điểm: Sử dụng biến mô và côn, phanh để chuyển số một cách tự động.Điều khiển chuyển số bằng Thủy lực thuần túy Đặc Điểm: Sử dụng biến mô và côn để vào số một cách tự động. Chuyển số bằng côn điều khiển Thủy lực và Điện Tử(ECT,ECU). Đặc Điểm: Sử dụng biến mô và côn, phanh để chuyển số một cách tự động.Điều khiển chuyển số bằng Thủy lực và Điện Tử(ECT,ECU). 1.4.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số tự động: Hiện nay,hộp sô tư động trên xe có 3 cụm bộ phận chính Bộ biến mô. Bộ truyền động bánh răng hành tinh. Bộ điều khiển thủy lực (đối với hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực) hoặc bộ điều khiển điện tử kết hợp thủy lực (đối với hộp số điều khiển bằng điện tử). Ngoài ra, trên hộp số tự động còn có các cơ cấu và các hệ thống điều khiển khác như: cơ cấu chuyển số cơ khí, hệ thống làm mát dầu hộp số, hệ thống khóa cần số (shift-lock system), hệ thống khóa công tắc máy(keyinterlocksystem) 1.4.1.Bộ biến mô Hình 1.4.1:Sơ đồ cấu tạo bộ biến mô Bộ biến mô vừa truyền vừa khuyếch đại mômen từ động cơ vào hộp số ( bộ truyền bánh răng hành tinh ) bằng việc sử dụng dầu hộp số tự động (ATF) như một môi chất thông qua bộ biến mô làm thay đổi momen truyền .Momen được biến đổi sẽ được truyền tới trục sơ cấp của động cơ. 1.4.1.1.Cấu tạo của bộ biến mô: Cấu tạo bộ biến mô gồm: bánh bơm (impeller pump) bánh dẫn hướng( Startor) bánh bị động ( tuabine) khớp một chiều và giảm chấn vỏ biến mô( cover) chứa tất cả các bộ phận đó. Bộ biến đổi được đổ đầy ATF do bơm dầu cung cấp .Động cơ quay và bánh bơm quay , và dầu bị đẩy ra từ bánh bơm thành một dòng mạnh làm quay bánh tuabin.Thông qua bánh dẫn hướng và khớp một chiều sẽ điều chỉnh hoạt động của biến mô. Hình 1.4.1.1a: Cấu tạo của bộ biến mô 1.Bánh bơm: Bánh bơm được bố trí nằm trong vỏ bộ biến mô và nối với trục khuỷu qua đĩa dẫn động. Nhiều cánh hình cong được lắp bên trong bánh bơm. Một vòng dẫn hướng được lắp trên mép trong của các cánh để đường dẫn dòng dầu được êm Hình 1.4.1.1b:Nguyên lý hoạt động của bánh bơm 2.Bánh tuabin : Rất nhiều cánh được lắp lên bánh tuabin giống như trường hợp bánh bơm. Hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của cánh của bánh bơm. Bánh tuabin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số saocho các cánh bên trong nó nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa. Gợi ý: Bánh tua bin quay cùng với trục sơ cấp của hộp số khi xe chạy với vị trí của cần số ở dải “D”, “2”, “L” hoặc “R” Tuy nhiên, nó sẽ không quay khi xe dừng, Khi vị trí số ở “P” hoặc “N” thì bánh tua bin quay tự do khi bánh bơm quay. Hình 1.4.1.1c:Nguyên lý hoạt động của bánh tuabine 3.Stato: Stato nằm giữa bánh bơm và bánh tua bin. Qua khớp một chiều nó được lắp trên trục stato và trục này được cố định trên vỏ hộp số. Hoạt động của Stato: Dòng dầu trở về từ bánh tua bin vào bánh bơm theo hướng cản sự quay của bánh bơm.Do đó, stato đổi chiều của dòng dầu sao cho nó tác động lên phía sau của các cánh trên bánh bơm và bổ sung thêm lực đẩy cho bánh bơm do đó làm tăng mômen. Hoạt động của khớp một chiều: Khớp một chiều cho phép Stato quay theo chiều quay của trục khuỷu động cơ. Tuy nhiên nếu Stato định bắt đầu quay theo chiều ngược lại thì khớp một chiều sẽ khoá stato để ngăn không cho nó quay. Hình 1.4.1.1d:Nguyên lý hoạt động của stator 1.4.1.2.Nguyên lý hoạt động của bộ biến mô: Sự truyền mô men : Khi tốc độ của bánh bơm tăng thì lực li tâm làm cho dầu bắt đầu chảy từ tâm bánh bơm ra phía ngoài. Khi tốc độ bánh bơm tăng lên nữa thì dầu sẽ bị ép văng ra khỏi bánh bơm. Dầu va vào cánh của bánh tua bin làm cho bánh tua bin bắt đầu quay cùng chiều với bánh bơm. Dầu chảy vào trong dọc theo các cánh của bánh tua bin. Khi nó chui được vào bên trong bánh tua bin thì mặt cong trong của cánh sẽ đổi hướng dầu ngược lại về phía bánh bơm, và chu kỳ lại bắt đầu từ đầu. Việc truyền mô men được thực hiện nhờ sự tuần hoàn dầu qua bánh bơm và bánh tua bin. Hình 1.4.1.2a:Nguyên lý hoạt động của bộ biến mô Khuyếch đại mômen :Việc khuyếch đại mômen do bộ biến mô thực hiện bằng cách dẫn dầu khi nó vẫn còn năng lượng sau khi đã đi qua bánh tua bin trở về bánh bơm qua cánh của Stato. Nói cách khác, bánh bơm được quay do mô men từ động cơ mà mô men này lại được bổ sung dầu quay về từ bánh tua bin. Có thể nói rằng bánh bơm khuyếch đại mô men ban đầu để dẫn động bánh tua bin. Hình 1.4.1.2b:Nguyên lý Khuyếch đại mômen của bộ biến mô Tính năng của biến mô:Tỉ số truyền mômen và hiệu suất truyền Độ khuyếch đại mômen do bộ biến mô sẽ tăng theo tỉ lệ với dòng xoáy. Có nghĩa là mômen sẽ trở thành cực đại khi bánh tua bin dừng. Hoạt động của bộ biến mô được chia thành hai dải hoạt động: Dải biến mô, trong đó có sự khuyếch đại mômen Dải khớp nối, trong đó chỉ thuần tuý diễn ra việc truyền mômen và sự khuyếch đại mômen không xảy ra. Hình 1.4.1.2c:Hiệu suất truyền moomen của biến mô Điểm dừng và điểm li hợp : Điểm dừng :Điểm dừng chỉ tình trạng mà ở đó bánh tua bin không chuyển động. Sự chênh lệch về tốc độ quay giữa bánh bơm và bánh tua bin là lớn nhất. Tỉ số truyền mô men của bộ biến mô là lớn nhất tại điểm dừng (thường trong phạm vi từ 1,7 đến 2,5). Hiệu suất truyền động bằng 0. Gợi ý: ở phần thử điểm dừng mô tả dưới đây, tính năng của bộ biến mô và công suất ra của động cơ được kiểm tra khi động cơ chạy ở chế độ mở hết cỡ bướm ga (toàn tải) ở điểm dừng này. Điểm li hợp :Khi bánh tua bin bắt đầu quay và tỉ số truyền tốc độ tăng lên, sự chệnh lệch tốc độ quay giữa bánh tua bin và bánh bơm bắt đầu giảm xuống.Tuy nhiên, ở thời điểm này hiệu suất truyền động tăng. Hiệu suất truyền động đạt lớn nhất ngay trước điểm li hợp. Khi tỷ số tốc độ đạt tới một trị số nào đó thì tỉ số truyền mômen trở nên gần bằng 1:1. Nói cách khác, Stato bắt đầu quay ở điểm li hợp và bộ biến mô sẽ hoạt động như một khớp nối thuỷ lực để ngăn không cho tỉ số truyền mômen tụt xuống dưới 1. Hình 1.4.1.2d:tỉ số truyền mômen của bộ biến mô ở điểm dừng và điểm li hợp Chức năng khớp một chiều của stato: Mô tả :Hướng của dầu đi vào stato từ bánh tuabin phụ thuộc vào sự chênh lệch tốc độ quay giữa bánh bơm và bánh tuabin 1.Khi chênh lệch lớn về tốc độ quay: Thì dầu tác động lên mặt trước của cánh stato làm cho stato quay theo chiều ngược lại với chiều quay của bánh bơm.Tuy nhiên, bánh bơm không thể quay theo chiều ngược lại vì stato bị khớp một chiều khoá lại. Do đó hướng của dòng dầu được đổi. 2.Khi chênh lệch nhỏ về tốc độ quay: Một lượng dầu từ cánh tuabin chảy vào măt sau của cánh rô to. Khi chênh lệch về tốc độ ở mức nhỏ nhất thì phần lớn dầu từ cánh tuabin ra sẽ tiếp xúc với mặt sau của cánh stato. Trong trường hợp đó các cánh stato sẽ cản trở dòng dầu. Khớp một chiều làm cho stato quay trơn cùng chiều với bánh bơm, và dầu sẽ trở về cánh bơm một cách thuận dòng. Hình 1.4.1.2e:Nguyên lý hoạt động của khớp một chiều Hoạt động của biến mô:Dưới đây là mô tả chung về hoạt động của bộ biến mô khi cần số được chuyển vào “D”, "2", "L" hoặc "R". Hình 1.4.1.2f:Nguyên lý hoạt động củabộ biến mô khi ở các cấp số D, 2 ,L,R Động cơ chạy không tải, xe dừng :Khi động cơ chạy không tải thì mômen do động cơ sinh ra là nhỏ nhất. Nếu gài phanh (phanh tay và/hoặc phanh chân) thì tải trên bánh tuabin rất lớn vì nó không thể quay được. Tuy nhiên, do xe bị dừng nên tỷ số truyền tốc độ của bánh tuabin so với cánh bơm bằng không trong khi tỷ số truyền mô men ở trị số lớn nhất. Do đó, bánh tua bin luôn sẵn sàng để quay với một ômen lớn hơn mô men do động cơ sinh ra. Hình 1.4.1.2g:Nguyên lý hoạt động củabộ biến mô khi xe dừng Xe bắt đầu chuyển động :Khi nhả các phanh thì bánh tuabin có thể quay cùng với trục sơ cấp của hộp số. Do đó, bánh tuabin quay với một mômen lớn hơn mô men do động cơ sinh ra khi đạp bàn đạp ga. Như vậy xe bắt đầu chuyển động. Hình 1.4.1.2h:Nguyên lý hoạt động củabộ biến mô khi xe chuyển động Xe chạy với tốc độ thấp: Khi tốc độ xe tăng lên, thì tốc độ quay của bánh tua bin sẽ nhanh chóng tiến gần tới tốc độ quay của bánh bơm.Vì vậy, tỷ số truyền mômen nhanh chóng tiến gần tới 1.0. Khi tỷ số truyền tốc độ giữa bánh tua-bin và bánh bơm đạt tới điểm li hợp thì stato bắt đầu quay.Và sự khuyếch đại mô men giảm xuống. Nói cách khác, bộ biến mô bắt đầu hoạt động như một khớp nối thuỷ lực. Do đó, tốc độ xe tăng gần như theo tỷ lệ thuận với tốc độ động cơ. Hình 1.4.1.2i:Nguyên lý hoạt động củabộ biến mô khi xe chạy với tốc độ thấp Xe chạy ổn định ở tốc độ trung bình hoặc tốc độ cao: Bộ biến mô chỉ hoạt động như một khớp nối thuỷ lực. Bánh tua bin quay ở tốc độ gần đúng tốc độ của bánh bơm. Hình 1.4.1.2j:Nguyên lý hoạt động củabộ biến mô khi xe chuyển động ở tốc độ trung bình hoặc tốc độ cao Cơ cấu li hợp khoá biến mô : Mô tả : Cơ cấu li hợp khoá biến mô truyền công suất động cơ tới hộp số tự động một cách trực tiếp và cơ học. Do bộ biến mô sử dụng dòng thuỷ lực để gián tiếp truyền công suất nên có sự tổn hao công suất.Vì vậy, li hợp được lắp trong bộ biến mô để nối trực tiếp động cơ với hộp số để giảm tổn thất công suất. Khi xe đạt được một tốc độ nhất định, thì cơ cấu li hợp khoá biến mô được sử dụng để nâng cao hiệu quả sử dụng công suất và nhiên liệu. Li hợp khoá biến mô được lắp trong moayơ của bánh tuabin, phía trước bánh uabin. Lò so giảm chấn sẽ hấp thụ lực xoắn khi ăn khớp li hợp để ngăn không cho sinh ra va đập. Một vật liệu ma sát (cùng dạng vật liệu sử dụng trong các phanh và đĩa li hợp) được gắn lên vỏ biến mô hoặc píttông khoá của bộ biến mô để ngăn sự trượt ở thời điểm ăn khớp li hợp. Hình 1.4.1.2k:Nguyên lý hoạt động của khóa biến mô Vận hành: Khi li hợp khoá biến mô được kích hoạt thì nó sẽ quay cùng với bánh bơm và bánh tua-bin. Việc ăn khớp và nhả li hợp khoá biến mô được xác định từ những thay đổi về hướng của dòng thuỷ lực trong bộ biến mô khi xe đạt được một tốc độ nhất định. Hình 1.4.1.2l:Nguyên lý hoạt động của khóa biến mô khi vận hành Nhả khớp : Khi xe chạy ở tốc độ thấp thì dầu bị nén (áp suất của bộ biến mô) sẽ chảy vào phía trước của li hợp khoá biến mô.Do đó, áp suất trên mặt trước và mặt sau của li hợp khoá biến mô trở nên cân bằng và do đó li hợp khoá biến mô được được nhả khớp. Hình 1.4.1.2m:Nguyên lý hoạt động của khóa biến mô khi nhả khớp Ăn khớp : Khi xe chạy ổn định ở tốc độ trung bình hoặc cao (thường trên 60 km/h) thì dầu bị nén sẽ chảy vào phía sau của li hợp khoá biến mô.Do đó, vỏ bộ biến mô và li hợp khoá biến mô sẽ trực tiếp nối với nhau.Do đó, li hợp khoá biến và vỏ bộ biến mô sẽ quay cùng nhau (ví dụ, li hợp khoá biến được đã được ăn khớp). 1.4.2. 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 Hình 1.4.2.1a:Nguyên lý hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh 1.4.2.1.Cấu tạo bánh răng hành tinh Hình 1.4.2.1b:Cấu tạo của bộ truyền bánh răng hành tinh 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.1.4.2.2.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:a,Giảm tốc: Hình 1.4.2.2a:Nguyên lý hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh khi giảm tốc Đầu vào: Bánh răng bao Đầu ra : Cần dẫn Cố định : Bánh răng mặt trời Hình 1.4.2.2b:Nguyên lý hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh khi tăng 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.b,Tăng tốc: Đầu vào: Bánh răng mặt trời Đầu ra: Bánh răng bao Cố định: Cần dẫn 1.4.2.2c.1:Nguyên lý hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh khi dẫn động trực tiếp 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.c,Dẫn động trực tiếp: Đầu vào: Bánh răng mặt trời, Bánh răng bao Đầu ra: Cần dẫn Do bánh r