Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số tự động

1: Cấu tạo của hộp số tự động

Bộ bánh răng hành tinh(BRHT)

Bao gồm 3 bồ phận chính:

– Bánh răng định tinh (còn gọi là bánh răng trung tâm hay bánh răng mặt trời) nằm ở giữa.
– Các bánh răng hành tinh nhỏ ăn khớp và xoay quanh bánh răng định tinh, được lắp cố định trên lo^ng_ hành tinh.
– Vòng răng (ngoài cùng bao quanh và ăn khớp trong với các bánh răng hành tinh nhỏ). Trong hộp số tự động, vòng răng thường được chế tạo thêm rãnh răng ở bề mặt bên ngoài để ăn khớp với các đĩa ma sát của ly hợp, như vậy các đĩa ma sát sẽ chuyển động cùng với vòng răng
Bất kể 1 trong 3 bộ phận trên đều có thể đóng vai trò dẫn mômen xoắn(bộ phận đầu vào), khi đó 1 trong 2 bộ phận còn lại đóng vai trò nhận mômen xoắn ra(đầu ra) và bộ phận cuối cùng phải bị giữ cố định. Với mỗi sự thay đổi từ một bộ phận dẫn(đầu vào) hoặc bộ phận bị giữ sẽ cho một tỷ số truyền đầu ra khác nhau về mômen xoắn và trong một vài trường hợp có thể cho ra chiều quay ngược lại.

Bộ ly hợp thuỷ lực

– Bao gồm Vỏ ly hợp, các đĩa ma sát, các tấm thép ma sát, cụm lò xo và piston.
– Đĩa ma sát và tấm thép ma sát được lần lượt được xếp chồng lên nhau. Đĩa ma sát được bắt cố định vào vòng răng ngoài(của bộ BRHT) nhờ rãnh răng, khi công suất truyền qua bộ BRHT, vòng răng chuyển động và các đĩa ma sát cũng sẽ chuyển động theo. – – Các tấm ma sát được xếp trong vỏ ly hợp và được giữ cố định bởi 1 chốt chống xoay trên vỏ ly hợp. Khi không có áp suất dầu, lò xo giữ piston không ép vào đĩa ma sát, do đó đĩa ma sát và tấm ma sát không tiếp xúc với nhau. Khi đóng ly hợp, áp suất dầu khoang sau piston tăng đẩy piston thắng lực lò xo dịch chuyển sang bên phải, chuyển động của các đĩa ma sát được dẫn động bởi vòng răng bị hãm lại do bị ép vào các tấm thép ma sát cố định. Lúc này vòng răng chính là một bộ phận bị giữ cố định trong bộ BRHT.

Bộ điều khiển điện tử-thuỷ lực

Trong quá trình vận hành, công việc chuyển số được thực hiện hoàn toàn tự động nhờ vào việc tính toán và xử lý của bộ điều khiển điện tử hộp số. Bộ điều khiển điện tử của hộp số là nơi tiếp nhận các thông tin đầu vào từ các cảm biến, xử lý thông tin và cung cấp dòng điện điều khiển đến các van điện từ thực hiện công việc đóng mở đường dầu đến các ly hợp.

2. Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động

Hình số 3 giới thiệu loại hộp số tự động với 5 số tiến và 1 số lùi. Mômen xoắn từ trục khuỷu động cơ được truyền đến trục của biến mô và sẽ được nối với trục vào của hộp số thông qua việc đóng ly hợp tiến(Ly hợp hướng-cho số tiến) hoặc ly hợp số 5(Ly hợp hướng-cho số lùi). Sau đó mômen xoắn từ trục vào hộp số sẽ được truyền sang trục ra hộp số bằng cách lần lượt đóng các ly hợp số từ số 1 đến số 5 tương ứng với các số di chuyển của xe. Như vậy, để mômen xoắn có thể truyền đến trục ra của hộp số, luôn luôn có 2 ly hợp thuỷ lực phải được đóng. Như vậy, để mômen xoắn có thể truyền đến trục đầu ra, luôn luôn phải có 2 ly hợp được đóng. Thứ nhất là ly hợp hướng(ly hợp tiến hoặc ly hợp lùi), thứ hai là ly hợp số(từ ly hợp số 1 đến ly hợp số 5). Dưới đây là bảng ly hợp ăn khớp với từng số di chuyển của xe:

Ở vị trí số trung gian(N), chỉ có ly hợp số 2 ăn khớp nhưng ly hợp số tiến chưa ăn khớp, do đó mômen xoắn không thể truyền đến trục đầu ra của hộp số.
Quá trình chuyển sang số 1 được thực hiện bằng cách đóng ly hợp số tiến và ly hợp số 1. Ly hợp số tiến đóng cho phép mômen xoắn được truyền từ trục biến mô sang trục vào của hộp số. Ly hợp số 1 đóng và giữ cố định lo^ng_ hành tinh của bộ BRHT số 1, mômen xoắn được truyền qua bộ BRHT số 1 và 2 tới trục ra của hộp số.
Ở số 2, ly hợp tiến đóng, mômen xoắn từ trục biến mô đến trục vào hộp số và dẫn động bánh răng định tinh của bộ BRHT số 2. Ly hợp số 2 đóng giữ cố định vòng răng ngoài của bộ BRHT số 2. Do đó mômen xoắn được truyền ra lo^ng_ hành tinh, mà lo^ng_ hành tinh được nối với trục ra nên mômen xoắn được truyền sang trục ra của hộp số. Tương tự, các số 3, 4, 5 lần lượt được thực hiện theo thứ tự đóng ly hợp theo như bảng trên, chỉ khác nhau về đường truyền mômen xoắn qua các bộ BRHT.
Đối với số lùi, ly hợp số 5 ăn khớp cho phép mômen xoắn được truyền từ trục biến mô sang trục bánh răng định tinh. Ly hợp số 2 đóng sẽ giữ giữ cố định vòng răng ngoài của bộ BRHT số 2. Mômen xoắn được đổi chiều khi truyền từ trục bánh răng định tinh qua các bộ BRHT số 2 và số 3 sau đó tới trục ra của hộp số.