Cấu tạo hộp số

Chia sẻ: Le Quang Tuan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

538
lượt xem 158
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Những thành tựu của công nghệ tiên tiến hội tụ ở hộp số tự động 7số này giúp giảm tiêu hao nhiên liệu đáng kể và tăng khả năng gia tốc cho xe mà không mất đi sự êm ái khi vận hành.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cấu tạo hộp số

Ưu điểm của hộp số tự động có cấp (AT) dùng trên các dòng xe cao cấp là điều hiển nhiên, nhưng nếu so với kiểu hộp số tự động vô cấp (CVT) thì độ êm dịu không bằng. Vì việc biến đổi tỷ số truyền trong hộp số tự động kiểu AT vẫn là sự thay đổi tỷ số truy ền thống qua cơ cấu bánh răng hành tinh, trong khi đó hộp số CVT sử dụng bộ truyền đai thay đổi tỷ số truyền vô cấp nên việc chuyển đổi êm hơn. Do đó việc nâng c ấp hộp s ố tự động AT để có càng nhiều tỷ số truyền là điều mong muốn của nhiều nhà thiết kế xe hơi. Ranh giới của sự khác biệt trên ngày càng mờ đi khi Mercedes đưa ra h ộp số t ự động AT 7G – Tronic vào thời điểm tháng 7 năm 2003. 7G - TRONIC hộp số tự động 7 số đầu tiên trên thế giới Những thành tựu của công nghệ tiên tiến hội tụ ở hộp số t ự động 7s ố này giúp giảm tiêu hao nhiên liệu đáng kể và tăng khả năng gia tốc cho xe mà không m ất đi s ự êm ái khi v ận hành. Điểm nổi bật của 7G - TRONIC là số tỷ số truyền động được nâng từ 5 lên 7 s ố. Hộp số tự động 7G TRONIC Về mặt lý thuyết, dải tỷ số truyền càng được mở rộng, quá trình chuyển s ố sẽ êm h ơn và công suất hộp số tăng lên. Nhưng dải tỷ số truyền tăng quá lớn thì h ộp s ố s ẽ tr ở nên c ồng k ềnh vì phải bố trí thêm các cặp bánh răng ăn khớp, dẫn đến khó b ố trí trên xe vì kích th ước h ộp s ố quá lớn. Dung hoà được hai đặc điểm trên chính là thành công của Mercedes với loại h ộp s ố 7G - TRONIC để trang bị cho các dòng xe E, S, SL và SL class. Th ời gian tăng t ốc t ừ 0 đ ến 100 km/h giảm 0,3 giây và tiêu thụ nhiên liệu giảm 0,6l/100km so với loại Mercedes cùng công su ất nh ưng sử dụng hộp số tự động 5 số. Những chỉ tiêu ấn tượng trên khiến 7G - TRONIC trở thành s ự thay thế hoàn hảo cho hộp số tự động 5 số truyền thống của hãng. Thành quả đ ạt đ ược trên là nhờ hàng loạt sự cải tiến của thiết kế, công nghệ chế tạo và nguyên lý hoạt đ ộng c ủa hộp s ố
này. Với hộp số tự động 7G - TRONIC, Mercedes E280 đã vươn lên chi ếm ngôi đ ầu b ảng, th ế chỗ cho E240 trên thị trường Việt Nam. Chỉ tiêu tiêu thụ nhiên liệu của các loại xe Mercedes sử dụng hộp số t ự động 7G - TRONIC so với hộp số tự động 5 số AT lắp trên các mẫu xe E500, S430… được thể hiện ở b ảng sau: Cấu tạo và cải tiến mới trên 7G - TRONIC Về cơ bản hộp số 7G -TRONIC vẫn thuộc họ hộp số tự động AT, các thành ph ần cơ b ản vẫn bao gồm: biến mô thuỷ lực (1), ly hợp khóa biến mô (2), hộp số hành tinh (3), h ệ th ống đi ều khiển thuỷ lực (4), hệ thống tự chẩn đoán (5), các cơ cấu chấp hành (6), (xem hình v ẽ): Cấu tạo chi tiết của hộp số Biến mô thuỷ lực: thực chất là bộ ly hợp thuỷ lực có kết cấu biến đổi mô-men từ động cơ t ới hộp số nhờ chuyển động ly tâm của dầu trong nhiều cánh dẫn hướng có kết cấu đ ặc bi ệt th ể hiện trên hình vẽ. Biến mô bao gồm bánh bơm B nối với trục đ ộng c ơ, bánh tua bin T n ối v ới trục hộp số, một bánh Stator chỉ quay cùng chiều với trục khuỷu đ ộng cơ nh ờ kh ớp m ột chi ều. Nguyên lý hoạt động như sau, khi bánh bơm B được dẫn động quay t ừ trục khuỷu đ ộng c ơ, d ầu trong các cánh bơm sẽ chuyển động theo các cánh dẫn nhờ lực ly tâm và truyền sang bánh tua- bin T. Quá trình này chính là quá trình truyền chuyển đ ộng quay t ừ tr ục đ ộng c ơ sang tr ục h ộp số. Bánh Stator đóng vai trò khuyếch đại mô-men từ bánh bơm B sang bánh tua-bin T. Đ ể hi ệu suất của truyền động trên đạt giá trị lớn nhất, các nhà thiết k ế đã s ử d ụng m ột ly h ợp khoá c ứng biến mô. Ở chế độ này biến mô-men trong hộp số t ự động hoạt động như một ly h ợp ma sát trong hộp số thường, do đó hiệu suất truyền đạt được là 1. V ới hầu hết h ộp s ố t ự đ ộng thông thường, ly hợp khoá cứng biến mô sẽ không bao giờ hoạt động trước s ố 3, nh ưng trong 7G - TRONIC, cơ cấu này được kích hoạt ngay cả ở t ỷ số truyền thấp nhất t ương ứng với s ố 1. C ải
tiến này hạn chế tối đa sự trượt mất công suất của dòng truyền đ ộng d ầu trong bi ến mô và đóng góp vào sự êm dịu khi hoạt động của hộp số này. Hộp số hành tinh (HSHT): Khác với cấu tạo hộp số thường, người ta sử dụng các cơ cấu bánh răng hành tinh để tạo nên tỷ số truyền. Một cơ cấu hành tinh gồm ba loại bánh răng: bánh răng mặt trời, bánh răng bao và một số bánh răng hành tinh l ắp trên m ột c ần dẫn. Nếu HSHT có nhiều tỉ số truyền sẽ êm hơn trong quá trình tự động chuyển số. Trên nguyên lý đó Mercedes đã thiết kế 7G - TRONIC với dải số tiến gồm 7 tỷ số truyền thông qua các cơ cấu bánh răng hành tinh Ravigneaux. Cơ cấu này gồm có hai bánh răng mặt trời nối với hai tr ục khác nhau, hai nhóm bánh răng hành tinh ăn khớp và chung một cần dẫn, m ột bánh răng bao luôn ăn kh ớp v ới m ột bánh răng hành tinh. Kết cấu đặc biệt này cho dải t ỷ s ố truyền rộng h ơn. Ravignelaux do m ột k ỹ sư người Pháp thiết kế vào năm 1920 và được nhiều các k ỹ s ư người Đức phát triển và ứng dụng với 7G - TRONIC. Sự cải tiến đó làm giảm sự t ổn hao công suất và tiếng ồn khi v ận hành. Tỉ số truyền của 7G - TRONIC tương ứng với các số giới thiệu trên bảng sau: Cấp số Tỉ số tương ứng 1 4,377 2 2,859 3 1,921 4 1,368 5 1 6 0,820 7 0,728 Cũng giống như các hộp số AT truyền thống, nguyên lý tự động chuyển t ừ s ố cao v ề s ố thấp khi tăng tốc hoặc gặp cản lớn diễn ra theo tuần t ự: t ừ 7 - 6 - 5 - 4 - 3 - 2 - 1. Nh ưng khi ho ạt đ ộng ở chế độ "KICH - DOWN" sẽ có sự "nhảy cóc". Quá trình t ự động về s ố không diễn ra tuần t ự nh ư trên mà có thể diễn ra như sau: 7 - 5 - 3 - 1. Đặc đi ểm đó t ạo nên trạng thái đ ột bi ến theo xu hướng tăng gia tốc xe (trạng thái KICK - DOWN). 7G - TRONIC được hoạt động theo c ả hai trạng thái trên. Hai trạng thái này được tính toán và đi ều khi ển b ởi máy tính đi ện t ử. C ấu trúc như trên khiến 7G - TRONIC trở nên linh hoạt hơn khi xe cần vượt ch ướng ng ại v ật đ ột xu ất, hoặc gia tốc nhanh. Thêm vào đó, việc tối ưu hoá quá trình ăn kh ớp c ủa bánh răng nh ờ h ệ thống điều khiển điện tử thông minh của hộp số này, khiến người điều khi ển hầu nh ư không cảm nhận được sự "rung giật" của 7G - TRONIC. Hệ thống điều khiển thuỷ lực: Hệ thống điều khiển của 7G - TRONIC nhận tín hiệu t ừ các trạng thái làm việc tức thời của ôtô để điều khiển các van thuỷ lực đóng m ở các đ ường d ầu có áp suất tới cơ cấu điều khiển hộp số hành tinh theo các qui luật định s ẵn. Các van trong h ệ thống được bố trí trong bộ thân van nằm ngay bên dưới bộ truyền hành tinh. Đây chính là b ộ chấp hành của hệ thống. Để điều khiển cụm van này hoạt động, hệ đi ều kiển của 7G - TRONIC cần hai tín hiệu gốc: tín hiệu mức tải động cơ và tín hiệu tốc độ của ôtô. Hai tín hi ệu g ốc trên giúp 7G - TRONIC hoàn toàn có thể tự động chọn t ỷ s ố truyền phù h ợp với điều ki ện v ận hành của xe. Trong quá trình sử dụng, người điều khiển có thể l ựa chọn chế độ tiêu chuẩn (S) hoặc
thể thao (C). Sự ghi nhận và xử lý thông tin chính xác để t ối ưu hoá quá trình hoạt đ ộng c ủa xe là nhiệm vụ của hệ thống điều khiển hộp số 7G - TRONIC. Hệ thống tự chẩn đoán: Tự chẩn đoán là sự ưu việt của hộp số tự động Khả năng tự chẩn đoán kịp thời thông báo sự cố để khắc phục kịp thời, tránh những hư hỏng vì hộp s ố t ự đ ộng có kết cấu rất phức tạp. Việc tự chẩn đoán trên thông qua hàng loạt các c ảm bi ến nh ư: c ảm bi ến áp suất dầu, cảm biến nhiệt độ dầu, cảm biến vị trí van thuỷ lực, vị trí chọn cần s ố… Lưu ý khi sử dụng hộp số tự động Yêu cầu khắt khe khi sử dụng hộp số tự động chính là vấn đề dầu bôi trơn. Vì v ậy khi s ử d ụng người tiêu dùng phải tuân theo các khuyến cáo của nhà sản xuất để thay đúng lo ại d ầu cho h ộp số và chu kỳ cần thay dầu. Ở Việt Nam, các dòng xe cao cấp dùng h ộp s ố t ự đ ộng th ường dùng dầu hộp số DEXRONII và thời gian thay dầu thường khoảng 20.000km. V ới các lo ại xe s ử d ụng hộp số tự động như: Ford Mondeo, Ford Excape, Toyota Camry… vốn rất thông d ụng trên th ị trường Việt Nam đều có những khuyến cáo tương tự. Tuân thủ theo chỉ dẫn của nhà s ản xuất là cách tốt nhất để hộp số trên xe bạn luôn đạt được hiệu quả tối ưu trong quá trình làm vi ệc. M ột điều cần chú ý nữa là khi khởi động phải gạt cần gạt vào đúng vị trí kh ởi động (P ho ặc N) và nếu vì một lý do nào đó (ví dụ như ắc-qui yếu chẳng hạn) không khởi đ ộng đ ược đ ộng c ơ thì phải gọi xe cứu hộ đưa xe về trạm bảo dưỡng, tuyệt đối không được nh ờ xe khác kéo kh ởi đ ộng hoặc kéo xe về trạm. Sự khác biệt giữa hộp số tự động và hộp số tay Trên hộp số tự động, bạn sẽ không tìm thấy bàn đạp ly hợp và cũng không có c ần chuyển số (1, 2, 3, 4..). Bạn chỉ cần thao tác duy nhất là đưa cần ch ọn s ố vào nấc D (drive), sau đó mọi thứ đều là tự động.
Cả hộp số tự động (với bộ biến mô-men) và hộp số cơ khí (với ly hợp ma sát khô) đều có ch ức năng giống nhau, nhưng về nguyên lý làm việc lại hoàn toàn khác nhau. Và nếu tìm hi ểu sâu, chúng ta sẽ thấy hộp số tự động thực hiện những điều vô cùng kinh ng ạc. Trong bài viết này, chúng ta cùng tìm hiểu về hộp số tự động. Chúng ta sẽ b ắt đ ầu v ới đi ểm mấu chốt của toàn bộ hệ thống: bộ bánh răng hành tinh. Sau đó chúng ta xem cách các chi ti ết của hộp số được lắp ghép như thế nào, chúng làm việc ra sao và cuối cùng hãy th ảo luận v ề một số vấn đề phức tạp liên quan đến điều khiển hộp số t ự động. Cũng giống như hộp số cơ khí, nhiệm vụ chính của hộp s ố t ự động là cho phép ti ếp nh ận công suất động cơ ở một phạm vi tốc độ nhất định nhưng cung cấp theo phạm vi t ốc đ ộ lớn h ơn ở đầu ra. Hộp số sử dụng các bánh răng để lợi dụng hiệu quả mô-men của động cơ và giúp đ ộng c ơ cung cấp cho bánh xe vùng tốc độ phù hợp nhất theo các chế độ tải trọng và theo ý mu ốn c ủa người điều khiển. Sự khác biệt chủ yếu giữa hộp số tự động và hộp số cơ là hộp số cơ thay đ ổi vi ệc gài các bánh răng ăn khớp với nhau để tạo nên giá trị tỷ số truyền khác nhau gi ữa trục s ơ c ấp (nối li ền v ới động cơ) và trục thứ cấp (nối liền với trục truyền ra các cầu chủ động). Trong khi ở hộp s ố t ự động thì khác hẳn, bộ bánh răng hành tinh sẽ thực hiện t ất cả những nhi ệm vụ ph ức t ạp đó. Nguyên lý làm việc của bộ truyền bánh răng hành tinh
Khi nhìn vào bên trong một hộp số tự động, bạn thấy có sự s ắp đặt thành t ừng ph ần riêng rẽ ở từng không gian hợp lý. Trong số những thứ đó, bạn thấy: - Một bộ truyền bánh răng hành tinh. - Một bộ phanh đai dùng để khoá các phần của bộ truyền bánh răng hành tinh. - Một bộ gồm ba mảnh ly hợp ướt làm việc trong dầu dùng để khoá các ph ần c ủa b ộ truy ền. - Một hệ thống thuỷ lực để điều khiển các ly hợp và phanh đai - Một bộ bơm bánh răng lớn để luân chuyển dầu truyền động trong hộp số. Quan trọng nhất trong hệ thống là bộ truyền bánh răng hành tinh. Vi ệc đầu tiên là ch ế t ạo ra chúng có các tỷ số ăn khớp khác nhau và sau đó là giúp cho chúng hoạt đ ộng nh ư th ế nào. M ột hộp số tự động bao gồm các bộ truyền bánh răng hành tinh cơ s ở nhưng được kết h ợp thành một khối trong hộp số. Bất cứ bộ truyền bánh răng hành tinh cơ sở nào cũng có ba phần chính: - Bánh răng mặt trời (S) - Các bánh răng hành tinh và giá bánh răng hành tinh (C) - Vành răng ngoài (R) Khi khoá hai trong ba thành phần lại với nhau sẽ khoá toàn bộ cơ cấu thành m ột kh ối (t ỷ s ố truyền là 1:1). Chú ý rằng danh sách tỷ số đầu tiên ở trên (A) là số truy ền gi ảm – t ốc đ ộ tr ục th ứ cấp (đầu ra) nhỏ hơn tốc độ trục sơ cấp (đầu vào). Thứ hai (B) là s ố truyền tăng – t ốc đ ộ tr ục thứ cấp lớn hơn tốc độ trục sơ cấp. Cuối cùng cũng là số truyền giảm, nh ưng chiều chuy ển động của trục sơ cấp ngược với trục thứ cấp, t ức là số lùi. Bạn có thể ki ểm tra chúng theo s ơ đ ồ mô phỏng sau:
Một bộ truyền bánh răng cơ sở này có thể thực hiện các tỷ s ố truyền khác nhau mà không c ần gài ăn khớp hay nhả khớp với bất cứ bánh răng khác. Với hai bộ truyền bánh răng c ơ s ở ghép liền, chúng ta có thể nhận được 4 tốc độ tiến và một tốc độ lùi. Chúng ta s ẽ bàn v ề hai b ộ truyền bánh răng cơ sở ghép liền ở phần sau. Hộp số tự động ghép liền này cũng là một bộ truyền bánh răng hành tinh, g ọi là b ộ truy ền hành tinh kép, cấu trúc giống như bộ bánh răng hành tinh đ ơn nh ưng c ấu trúc là hai b ộ bánh răng hành tinh kết hợp lại. Nó có một vành răng ngoài luôn gắn với trục thứ c ấp c ủa h ộp s ố, nh ưng nó có hai bánh răng mặt trời và hai bộ bánh răng hành tinh. Hãy xem hình sau: Việt Báo (Theo_Autonet.com.vn