Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

Chương 1: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TỰ ĐỘNG
1.1 Phân loại và đặc điểm của các loại hộp số.
Hiện nay trên thế giới đã sử dụng rộng rãi và sản xuất nhiều loại hộp số tự
động. Để có thể biết được một cách đầy đủ về các loại hộp số ta có thể trình bày như
sau:

Hộp số tự động
Hộp số tự động có cấp
Hộp số có cấp loại
thường

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

Đặc
điểm:
Sử dụng
biến mô
và côn
để vào
số tự
động.
Điều
khiển
chuyển
số bằng
thủy lực

Đặc
điểm:
Sử dụng
biến mô
và côn,
phanh để
chuyển
số tự
động.Điề
u khiển
chuyển
số bằng
Thủy lực


1

Hộp số có cấp loại điện
tử
Số tự
động
chuyển
số bằng
côn điều
khiển
Thủy lực
và Điện
Tử (ECT,
ECU)
Đặc
điểm:
Sử dụng
biến mô
và côn để
vào số tự
động.
Chuyển
số bằng
côn điều
khiển
Thủy lực
và Điện
Tử (ECT,
ECU).


Hộp số vô cấp
Hộp số vô cấp
điều khiển
bằng dây đai

Hộp số vô cấp
điều khiển
bằng con lăn

Đặc điểm:
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:
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.

Số tự động
chuyển số
bằng Côn và
Phanh điều
khiển Thủy
lực và Điện
Tử (ECT,
ECU).

Đặc điểm:
Sử dụng biến
mô và côn,
phanh để
chuyển số tự
động.Điều
khiển chuyển
số bằng
Thủy lực và
Điện Tử
(ECT, ECU).


1


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

1.2. Truyền lực tự động với hộp số có cấp

1.2.1 Các tay số và tình huống sử dụng các tay số trong hộp số tự động.
a. Các loại cần chuyển số.
Cần chuyển số tương đương với cần chuyển số của hộp số thường, người lái xe
có thể chọn chế độ chạy xe tiến hoặc lùi, số trung gian hoặc đỗ xe bằng cách vận hành
cần chuyển số này. Có các kiểu cần chuyển số sau đây, tuỳ theo từng loại xe.

Hình 1: Các kiểu cần chuyển số
1. Kiểu thẳng
2. Kiểu cột
3. Kiểu cổng
4. Kiểu thẳng có hệ chuyển số hình chữ E
Tuân theo quy luật chung, cụm tay số của các xe có hộp số tự động có thể được
bố trí ở cạnh vành tay lái (loại này còn gọi là số tay) hoặc bố trí trên sàn xe, giữa ghế
lái xe và ghế phụ (loại này còn gọi là số sàn). Số lượng vị trí cần chọn số tùy thuộc vào
cấu trúc của hộp số tự động, thông thường trên xe có 4 số tiến và 1 số lùi.

b). Số tay

a). Số sàn
Hình 2. Các dạng tay số

2


2


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

b. Tình huống sử dụng các tay số
Số “P”: số đỗ xe tại chỗ. Tay số này sử dụng khi dừng xe không lâu bên lề
đường hoặc chờ khách mà máy vẫn nổ.
Số “R”: số lùi. Tay số này dùng khi xe cần lùi.
Số “N”: số không (hay số MO). Tay số này sử dụng khi dừng xe lâu, khi xe nghỉ
hoạt động.
Số “D”: tay số tiến cơ bản. Tay số này sử dụng để khởi hành xe và trong mọi
trường hợp chạy tiến, trừ các trường hợp muốn lợi dụng công suất động cơ để phanh
ghìm tốc độ xe như: xuống dốc, chạy đường núi, kéo móc, chạy trên đường trơn lầy,
chạy trên cát, trên tuyết. Ở tay số này xe có khả năng làm việc ở tất cả mọi số tiến từ 1,
2, 3, D, O/D.
Số “3”: tay số với 3 cấp số tiến cơ bản (chỉ có ở một số ít xe). Tay số này sử
dụng như số “D” nhưng không có hiệu lực điều khiển O/D.
Số “2” (ở đa số các xe) hoặc số S (ở một số ít xe): số ngưỡng chạy tiến. Tay số
chỉ được phép sử dụng ở một vùng tốc độ nhất định, khi muốn lợi dụng động cơ để
phanh ghìm bớt tốc độ xe trong các trường hợp như: xe chạy kéo móc, xe quá tải, lên
dốc ngắn, xuống dốc, xe chạy đường núi. Ở tay số này xe có thể khởi hành như số “D”
lúc đầu từ cấp số 1 sau đó tự chuyển sang cấp số 2 và không thể vượt được đến cấp số
3, hệ điều khiển O/D không có tác dụng ở tay số này.
Số “L” (ở đa số các xe) hoặc số 1 (ở một số ít xe): số ngưỡng chậm. Tay số này
chỉ có một cấp tốc độ (cấp 1) không vượt được đến cấp độ 2. Khi chạy ở tay số này sẽ
lợi dụng được tối đa khả năng phanh ghìm xe bằng động cơ. Tay số này được sử dụng
trong trường hợp leo dốc ngắn có bậc gồ ghề, xuống dốc dài, chạy trên đường trơn lầy.
Nút công tắc “O/D”: công tắc điều khiển số truyền tăng. Công tắc này chỉ có

hiệu lực ở tay số “D”.
Núm chốt định vị số: dùng để định vị cần chọn ở một vị trí nhất định. Khi
chuyển các vị trí từ “N” sang “R” hoặc “P”, từ “P” về “R”, từ “D” sang “2”, từ “2”
sang “L” phải ấn nút này và sau khi đã vào đúng số thì nhả tay ra để định vị số.
1.2.2. Sơ đồ và nguyên lý HTTL tự động với hộp số điều khiển gài chuyển số
bằng các côn ma sát ướt
a. Sơ đồ nguyên lý của hộp số
Ở hộp số thường muốn chuyển số thì ta phải gạt đồng tốc để chuyển số, làm
cho người điều khiển phải xử lý một lúc nhiều tình huống (quan sát đường, chân côn,
3

3


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

chuyển số, lựa chọn chuyển số thích hợp) và rất mất thời gian khi chuyển số đồng tốc.
Trong số tự động loại điều khiển bằng côn thì đồng tốc ở số thường được thay bằng
côn và được chuyển số tự động. Các côn được đóng mở nhờ các dòng dầu ở số loại
này người điều khiển chỉ việc nhấn chân ga và quan sát mặt đường.

Hình 3: Sơ đồ cấu trúc hộp số tự động điều khiển bằng côn
1- Ly hợp khoá biến mô, 2- Bánh bơm, 3- Khớp một chiều, 4- côn giữ,
5- Côn số 3, 6- Côn số 4,7- Côn gài số R, 8- Côn số 2, 9 - Côn số 1,
10 - Bộ truyền lực cuối cùng, 11-Bộ vi sai.
- Đặc điểm của hộp số tự động điều khiển bằng côn.
+ Bộ biến mô là bộ phận nhận mô men động cơ và tốc độ động cơ (n e), công
suất động cơ (Ne) từ động cơ tới hộp số. Bộ biến mô có khả năng thay đổi mô men
của động cơ lên nhiều lần.
+ Các bánh răng ăn khớp cố định có thể tạo ra từ 4 đến 5 cấp số truyền và một

số lùi . Để đi số này hoặc số kia trong hộp số sử dụng các bộ côn thuỷ lực, mỗi tay số
hay một tỷ số truyền có một côn, côn này nếu so sánh với hộp số thường thì nó thay
thế cho bộ đồng tốc. Như vậy khi chuyển số không mất thời gian trong quá trình
đồng tốc. Đây là ưu điểm quan trọng của hộp số tự động so với hộp số thường.
+ Trong số lùi không sử dụng côn thuỷ lực mà sử dụng ống gài số lùi để
chuyển số.
+ Vì hộp số này được sử dụng cho cho động cơ đặt trước và hộp số đặt trước
nên trong hộp số tổ hợp luôn cả cầu chủ động.
b, Nguyên lý chuyển số :

4

4


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

Hình 4: Nguyên lý hoạt động cơ bản của hộp Số
A : Van ga; b: Sơ đồ nguyên lý chuyển số cơ bản; c: Van ly tâm.
Po: Áp suất chuẩn sau van điều áp sơ cấp; P: Áp suất được tạo ra sau van ga
P2 áp suất được tạo ra sau van ly tâm
Khi động cơ hoạt động thì bơm dầu đẩy dầu đến van điều áp sơ cấp, tạo ra áp suất
chuẩn po
Sau đó áp suất P0 đi đến van ga, van ly tâm và qua van cần chuyền số đến van chuyển
số.
Áp suất P1 được tạo ra từ van ga do tác động của bàn đạp chân ga đến cụm bướm ga
tác động đến cam ga đẩy ty đẩy lên tạo ra áp suất P1( hình 3a).
Áp suất P2 được tạo ra do quả văng tác động vào ty đẩy tạo áp suất P2 ( hình 3c).
Áp suất P1 và áp suất P2 được đưa đến van số, van số như một cái cân để so sánh giữa
áp suất P1, P2. Sau đó van số quyết định áp suất Po được đưa đến côn của số nào đó

để thực hiện đi số.

Ví dụ:

Hình 5: Các van số
4a: Đi số 2; 4b: Đi số 3.
Dòng áp suất Po được được chuyển sang số 2 vì dóng áp suất p 1 p 2 (hình 4a) lúc
này xe thực hiện đi số 2.
5

5


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

(Hình 4b) Dòng áp suất được thực hiện chuyển số 3 vì dòng áp suất (p 1 p 2 ) lúc này
xe thực hiện đi số 3.
1.2.3. Sơ đồ và nguyên lý HTTL tự động với hộp số điều khiển chuyển số bằng các côn,
phanh ma sát ướt của các bộ truyền hành tinh

Trong hộp số tự động bộ truyền hành tinh có vai trò rất quan trọng nó 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 ly hợp và phanh. Thường trong hộp số có 2 đến vài bộ
truyền hành tinh, các bộ truyền hành tinh này được kết nối với ly hợp và phanh (là các
bộ phận kết nối công suất) để tạo ra các số truyền bánh răng khác nhau và vị trí số
trung gian.

.

Hình 6 : Sơ đồ cấu trúc bộ truyền hành tinh

1, Biến mô; 2, Phanh B1;3, Ly hợp C1;4, Ly hợp C2; 5, Phanh B2;
6, Khớp một chiều F1;7, Phanh B3; 8, Khớp một chiều F2;
9, Phanh Bo; 10, Khớp một chiều F0.
Nguyên lý chung:
Mômen được truyền từ động cơ qua biến mô đến cụm cụm bánh răng hành tinh,
Để truyền mô men này đến các cặp bánh răng hành tinh thì nhờ các côn C1,C2 hoạt
động truyền đến các cụm bánh răng hành tinh sau thông qua bánh răng mặt trời. Các
bộ côn, phanh hoạt động nhờ áp suất dầu của hệ thống thuỷ lực điều khiển. Sau đó mô
men được truyền đến bộ truyền tăng OD. Nếu xe đang ở tốc độ cao và công tắc OD ở
chế độ ON, thì số tự động chuyển sang số OD.
Nếu xe ở tốc độ thấp và ở tốc độ cao nhưng công tắc OD ở chế độ OFF thì
không sang số OD.
Lúc này mômen được truyền ra trục thứ cấp của hộp số.
Ví dụ: Số lùi (hình 11) trục sơ cấp làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim
6

6


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

đồng hồ nhờ C2. Ở bộ truyền bánh răng hành tinh sau do cần dẫn sau bị B3 cố định nên
bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau quay ngược chiều kim đồng hồ thông qua
bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh sau, và trục thứ cấp được quay ngược
chiều kim đồng hồ. Bằng cách này, trục thứ cấp được quay ngược lại, và xe lùi với một
tỉ số giảm tốc lớn. Việc phanh bằng động cơ xảy ra khi hộp số tự động được chuyển
sang số lùi, vì số lùi không sử dụng khớp một chiều để truyền lực dẫn động.

Hình 7: Số lùi R.


1.2.4. Biến mô thủy lực
Bộ biến mô ( hình 17) 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. Bộ biến mô gồm bánh bơm, bánh tua bin, khớp một chiều, stato và vỏ
biến mô 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 tua bin.

7

7


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

Hình 8: Bộ biến mô
Bộ biến mô gồm các bộ phận sau:
Bánh bơm: Gắn với vỏ biến mô lắp với trục khuỷu động cơ để truyền mô men, tốc độ
của động cơ.
Bánh tua bin: Gắn với trục sơ cấp của hộp số nhận mô men từ bánh bơm.
Bánh phản ứng: Được gắn vào trục hộp số thông qua khớp 1 chiều, có nhiệm vụ đổi
chiều đường dẫn dầu từ bánh tua bin quay về bánh bơm và tạo ra hệ số khuếch đại mô
men.
Ly hợp khóa biến mô: Gắn với trục của hộp số tự động, liên kết bánh bơm và bánh tua
bin.
Bánh bơm (hình 18) 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.

8


8


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

Hình 9: Bánh bơm
Bánh tua bin (hình 19) được bố trí nằm trong vỏ biến mô và được nối với trục
sơ cấp của hộp số. Cấu tạo gồm rất nhiều cánh được lắp lên, bánh tua bin giống như
trường hợp bánh bơm hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của
cánh của bánh bơm. Bánh tua bin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh
bên trong nó nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa.

Hình 10: Bánh tua bin
Stato (hình 20) được lắp với vỏ hộp số qua khớp một chiều, 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 làm tăng mô men.

Hình 11: Stato
Khớp một chiều (hình 21) một mặt gắn với vỏ hộp số mặt kia gắn với stato. Khớp một
chiều cho phép Stato quay theo chiều quay của trục khuỷu động cơ. Nếu Stato định bắt
đầu quay theo chiều ngược lại thì khớp một chiều sẽ khoá stato để ngăn không cho nó
quay ngược lại.
9

9


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực


Hình 12: Khớp một chiều
Hoạt động của biến mô: 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 tuabin

Hình 13: Sự truyền mô men qua bộ biến mô
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 mômen
ban đầu để dẫn động bánh tua bin.

10

10


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

Hình 14: Sự khuếch đại mô men
Đặc tính của biến mô: Đặc tính của biến mô (hình 24) gồm hai mối quan hệ tỷ số
truyền mô men và hiệu suất phụ thuộc vào tỷ số truyền tốc độ .

Độ khuyếch đại mômen do bộ biến mô sẽ tăng theo tỉ lệ với dòng xoáy. Mô men
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 mô men. Dải khớp nối,
trong đó chỉ thuần tuý diễn ra việc truyền mômen và sự khuyếch đại mômen không xảy
ra. Điểm li hợp là đường phân chia giữa hai phạm vi đó. Hiệu suất truyền động của bộ
biến mô cho thấy năng lượng truyền cho bánh bơm được truyền tới bánh tua bin với
hiệu quả ra sao. Năng lượng ở đây là công suất của bản thân động cơ, tỉ lệ với tốc độ
động cơ (vòng/phút) và mô men động cơ. Do mômen được truyền với tỉ số gần 1:1
trong khớp thuỷ lực nên hiệu suất truyền động trong dải khớp nối sẽ tăng tuyến. Hiệu
suất truyền động của bộ biến mô không đạt tính và tỉ lệ với tỉ số tốc độ được 100% và
11

11


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

thường đạt khoảng 95%. Sự tổn hao năng lượng là do nhiệt sinh ra trong dầu và do ma
sát. Khi dầu tuần hoàn nó được bộ làm mát dầu làm mát.

Hình 15: Đặc tính của bộ biến mô
Điểm dừng trên đặc tính 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.
Vùng biến mô 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. Ở thời
điểm này hiệu suất truyền động tăng, hiệu suất truyền động đạt lớn nhất ngay trước
điểm ly hợp. Trong vùng này tỷ số truyền mô men giảm dần (ví dụ từ 2,0 đến 1,0) và
với đặc tính này người ta gọi là khuếch đại biến mô. Khi tỷ số truyền tốc độ đạt tới một
trị số nào đó khoảng 0,8 thì tỷ số truyền mô men trở lên bằng 1:1.
Điểm ly hợp trên đặc tính bắt đầu khi tốc độ quay bánh tua bin đạt từ 80 - 100%

so với tốc độ bánh bơm.
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 tuabin. Lò xo 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.
Hoạt động của cơ cấu khóa biến mô:
12

12


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

Nhả khớp (hình 25) 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
nhả khớp.

Hình 16: Khi ly hợp nhả khớp
Ăn khớp ( hình 26) 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.


Hình 17: Khi ly hợp ăn khớp

13

13


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

1.2.5. Bộ truyền bánh răng hành tinh trong hộp số tự động.
Một trong những bộ phận quan trọng trong hộp số tự động là bộ truyền hành
tinh nó điều khiển việc chuyển số, đảo chiều, giảm tốc, nối trực tiếp và tăng tốc.
Bộ truyền bánh răng hành tinh (hình 27) gồm có một số bộ phận ;
- Bánh răng mặt trời.
- Các bánh răng hành tinh.
- Cần dẫn: Là bộ phận liên kết các trục bánh răng hành tinh.
- Bánh răng bao.

Hình 18: Bộ truyền bánh răng hành tinh
1- Bánh răng mặt trời; 2- Bánh răng hành tinh; 3- Cần dẫn; 4-Bánh răng
bao
Một bộ truyền hành tinh bao giờ cũng có 4 bộ phận nhưng để tạo ra một tay số
(hay 1 cấp số) thì chỉ có ba bộ phận tham gia (1, 3, 4). Nguyên tắc tạo ra 1 số
truyền phải cố định (phanh) một trong ba phần tử hoặc 1 hoặc 3 hoặc 4.
Vậy thì phải dùng một bộ phanh với vỏ hộp số sau đó phải truyền mô men và
tốc độ quay cho một trong hai phần tử hoặc cả hai phần tử còn lại.
Ví dụ:

14


14


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

Hình 19: Các ví dụ
Hình a: Bánh răng bao cố định, cần dẫn là phần tử chủ động, bánh răng mặt trời
là phần tử bị động làm tăng tốc độ xe và có chiều quay cùng chiều cùng chiều quay với
bánh răng chủ động.
Hình b: Bánh răng mặt trời cố định, bánh răng bao chủ động, cần dẫn là phần tử
bị động làm giảm tốc độ xe và có chiều quay cùng chiều với bánh răng chủ động.
Hình c: Cần dẫn cố định, bánh răng mặt trời là phần tử chủ động, bánh răng bao
là phần tử bị động làm đảo chiều quay với bánh răng chủ động.
Như vậy một bộ truyền hành tinh có thể tạo ra bảy số truyền khác nhau tuy
nhiên trong bảy số này không dùng được hết mà chỉ dùng được một vài số, cho nên một
hộp số tự động để có được tay số hợp lý ba hoặc bốn số thì cần ghép nối 2 hoặc 3 bộ
truyền hành tinh khác nhau.
Cố định
Bánh răng bao

Phần tử dẫn
động
Bánh răng mặt
trời

Cần dẫn

Tốc độ quay

Chiều quay


Cần dẫn

Giảm tốc

Cùng hướng với
bánh răng chủ
động

Bánh răng bao

Bánh răng mặt
trời
Cần dẫn

Giảm tốc

Cần dẫn

Bánh răng bao

Tăng tốc

Bánh răng mặt
trời

Bánh răng bao

Giảm tốc


Bánh răng bao

Bánh răng mặt
trời

Tăng tốc

Cần dẫn
Bánh răng mặt
trời

Phần tử bị dẫn
động

Kết nối hai trong ba phần tử 1,3,4

Tăng tốc

Truyền thẳng

Cùng hướng với
bánh răng chủ
động
Ngược hướng
với bánh răng
chủ động
Cùng hướng với
bánh răng chủ
động


Các bộ truyền hành tinh có thể bố trí ở những vị trí khác nhau trong hộp số tự
động và có thể có từ 2 đến vài bộ truyền hành tinh. Dưới đây là cách bố trí của các bộ
truyền hành tinh trong một số loại hộp số tự động của hãng TOYOTA:
+ Loại 3 tốc độ với bộ truyền tăng OD xê ri A140, A540 của TOYOTA.

15

15


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

Hình 20: Số tự động A140, A540

Hình 21: Số tự động A340, A350
+ Loại 4 tốc độ với bộ truyền tăng OD xê ri A650 của TOYOTA.

Hình 22: Số tự động A650
+ Loại 5 tốc độ với bộ truyền tăng OD xê ri A750 của TOYOTA.

16

16


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

Hình 23: Số tự động A750

+ Loại 4 tốc độ CR – CR ( các xe FF) xê ri U 340:


Hình 24: Số tự động U340
+ Loại 4 tốc độ ( các xe FF) U 440:

17

17


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

Hình 25: Số tự động U440
+ Loại 3 tốc độ (các xe FF) xê ri A240, U140,U240:

Hình 26: Số tự động A240, U140, U240
+ Loại số 5 tốc độ (các xe FF) U150:

18

18


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

Hình 27: Số tự động U150
1.2.6. Các côn, phanh trong hệ thống điều khiển số

a, Các phanh
Để cố định một phần tử của bộ truyền hành tinh với vỏ hộp số có thể dùng
phanh dải hoặc phanh đĩa ma sát ướt.

Dải phanh (hình 37) được quấn vòng lên đường kính ngoài của trống phanh.
Một đầu của dải phanh được hãm chặt vào vỏ hộp số bằng một chốt, còn đầu kia tiếp
xúc với píttông phanh qua cần đẩy píttông chuyển động bằng áp suất thuỷ lực. Pít tông
phanh có thể chuyển động trên cần đẩy píttông nhờ việc nén các lò xo. Các cần đẩy pít
tông có hai chiều dài khác nhau để có thể điều chỉnh khe hở giữa dải phanh và trống
phanh.
Hoạt động khi áp suất thuỷ lực tác động lên pít tông thì pít tông di chuyển sang
phía trái trong xi lanh và nén các lò xo. Cần đẩy pít tông chuyển sang bên trái cùng với
pít tông và đẩy một đầu của dải phanh. Do đầu kia của dải phanh bị cố định vào vỏ hộp
số nên đường kính của dải phanh giảm xuống và dải phanh xiết vào trống làm cho nó
không chuyển động được. Tại thời điểm này, sinh ra một lực ma sát lớn giữa dải phanh
và trống phanh làm cho trống phanh hoặc một phần tử của bộ truyền bánh răng hành
tinh không thể chuyển động được. Khi dầu có áp suất được dẫn ra khỏi xi lanh thì pít
tông và cần đẩy pít tông bị đẩy ngược lại do lực của lò xo ngoài và trống được dải
phanh nhả ra. Lò xo trong có hai chức năng: Để hấp thu phản lực từ trống phanh và để
giảm va đập sinh ra khi dải phanh xiết trống phanh.
19

19


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

Hình 28: Phanh dải
Phanh đĩa gồm các đĩa ma sát và đĩa thép khi hoạt động nó sẽ nối 2 bộ phận
nhằm cố định bộ phận nào đó. Các đĩa ma sát được gài bằng then hoa vào vòng lăn
ngoài của khớp một chiều số 1 và các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số. Vòng lăn
trong của khớp một chiều số 1 (các bánh răng mặt trời trước và sau) được thiết kế sao
cho khi quay ngược chiều kim đồng hồ thì nó sẽ bị khoá, nhưng khi quay theo chiều
kim đồng hồ thì nó có thể xoay tự do.

Trong một hộp số có thể có một vài bộ phanh đĩa.
Ví dụ: Bộ phanh đĩa (2 phanh) trong hộp số A140E của TOYOTA được trình
bày trên hình 38.

Hình 29: Phanh kiểu nhiều đĩa ma sát ướt

Hoạt động của phanh đĩa ma sát ướt :
Khi áp suất thuỷ lực tác động lên xi lanh pít tông sẽ dịch chuyển và ép các đĩa
thép và đĩa ma sát tiếp xúc với nhau. Do đó tạo nên một lực ma sát lớn giữa mỗi đĩa
thép và đĩa ma sát. Kết quả là cần dẫn hoặc bánh răng mặt trời bị khoá vào vỏ hộp số.
20

20


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

Khi dầu có áp suất được xả ra khỏi xi lanh thì pít tông bị lò xo phản hồi đẩy về vị trí
ban đầu của nó và làm nhả phanh.

Hình 30: Hoạt động của phanh.
b, Ly hợp (côn):
Ly hợp côn dùng để ngắt và nối công suất giữa 2 bộ phận chuyển động quay
Ly hợp có mayơ, các đĩa thép và đĩa ma sát.
Các đĩa thép được gắn với cơ cấu dẫn động đầu vào, các đĩa ma sát được gắn với
cơ cấu dẫn động đầu ra.
Ví dụ : Hai bộ côn C1, C2 bố trí (trên hình 40), trên hộp số tự động A140E.
Ly hợp C1 hoạt động để truyền công suất từ bộ biến mô tới bánh răng bao trước
qua trục sơ cấp. Các đĩa ma sát và đĩa thép được bố trí xen kẽ với nhau. Các đĩa ma sát
được nối bằng then với bánh răng bao trước và các đĩa thép được khớp nối bằng then

với tang trống của li hợp số tiến. Bánh răng bao trước được lắp bằng then với bích bánh
răng bao, còn tang trống của li hợp số tiến được lắp bằng then với moay ơ của li hợp số
truyền thẳng. Ly hợp C2 truyền công suất từ trục sơ cấp tới tang của li hợp truyển thẳng
(bánh răng mặt trời). Các đĩa ma sát được lắp bằng then với moay ơ của li hợp truyền
thẳng còn các đĩa thép được lắp bằng then với tang trống li hợp truyền thẳng. Tang
trống li hợp truyền thẳng ăn khớp với tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời và tang
trống này lại được ăn khớp với các bánh răng mặt trời trước và sau. Kết cấu được thiết
kế sao cho ba cụm đĩa ma sát, đĩa thép và các tang trống quay cùng với nhau.

21

21


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

Hình 31: Sơ đồ cấu tạo phanh nhiều đĩa ướt
Hoạt động của bộ côn ma sát như sau:
Ăn khớp (hình 41a) khi dầu có áp suất chảy vào trong xi lanh pít tông, nó sẽ đẩy
viên bi van của pít tông đóng kín van một chiều và làm pít tông di động trong xi lanh
và ép các đĩa thép tiếp xúc với các đĩa ma sát. Do lực ma sát lớn giữa các đĩa thép và
đĩa ma sát nên các đĩa thép dẫn và đĩa ma sát bị dẫn quay cùng một tốc độ. Có nghĩa là
li hợp được ăn khớp, trục sơ cấp được nối với bánh răng bao, và công suất từ trục sơ
cấp được truyền tới bánh răng bao.

Hình 32: Nguyên lý hoạt động
a: Ăn khớp; b: Nhả khớp
Nhả khớp (hình 41b) khi dầu có áp suất được xả thì áp suất dầu trong xi lanh
giảm xuống. Điều này cho phép viên bi rời khỏi van một chiều nhờ lực li tâm tác động
lên nó, và dầu trong xi lanh được xả ra ngoài qua van một chiều. Kết quả là píttông trở

về vị trí ban đầu của nó nhờ lò xo hồi và nhả li hợp.
22

22


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

c, Vai trò của viên bi:
Trong cơ cấu của một li hợp thông thường để ngăn cản sự sinh ra áp suất do lực
li tâm tác động lên dầu trong buồng áp suất dầu của pít tông khi nhả li hợp, người ta bố
trí một viên bi một chiều để xả dầu. Do đó, trước khi có thể tác động tiếp vào li hợp cần
có thời gian để dầu điền đầy buồng áp suất dầu của pít tông. Trong khi chuyển số,
ngoài áp suất do thân van kiểm soát, thì áp suất tác động lên dầu trong buồng áp suất
dầu của pít tông cũng có ảnh hưởng, mà áp suất này lại phụ thuộc vào sự dao động tốc
độ của động cơ. Để triệt tiêu ảnh hưởng này người ta bố trí đối diện với buồng áp suất
thuỷ lực của pít tông một khoang triệt tiêu áp suất dầu thuỷ lực. Bằng việc sử dụng dầu
bôi trơn như dầu dùng cho trục thì một lực li tâm tương đương sẽ tác động, làm triệt
tiêu lực li tâm tác động lên bản thân pít tông. Vì vậy, không cần phải xả chất lỏng bằng
cách dùng viên bi mà vẫn đạt được một đặc tuyến thay đổi tốc độ êm và rất nhạy.

Hình 33: Khoang triệt tiêu áp suất dầu thuỷ lực
Ngoài các côn, phanh, trong hộp số tự động còn có các khớp một chiều:
Tác dụng: Khớp một chiều chỉ cho phép phần tử quay theo một chiều mà không
thể quay theo chiều ngược lại.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của khớp một chiều đã được trình bày ở phần
biến mô.
Ví dụ: Cách bố trí khớp một chiều trong hộp số tự động A140E của TOYOTA được
trình bày trên hình 43.
Hoạt động: Khớp một chiều số 1 (F1) tác động qua phanh B2 để ngăn không cho bánh

răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. Khớp một chiều số 2 (F2)
ngăn không cho cần dẫn sau quay ngược kim đồng hồ. Vòng lăn ngoài của khớp một
chiều sô 2 được cố định vào vỏ hộp số. Nó được lắp ráp sao cho nó sẽ khoá khi vòng
lăn trong (cần dẫn sau) xoay ngược chiều kim đồng hồ và quay tự do khi vòng lăn trong
xoay theo chiều kim đồng hồ. Vì thế có thể sử dụng các khớp một chiều để chuyển các
số bằng cách luôn ấn hoặc nhả áp suất thuỷ lực lên một phần tử (chức năng của khớp
23

23


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

một chiều là đảm bảo chuyển số được êm).

Hình 34: Khớp một chiều
d, Hoạt động khi chuyển số (xê ri A140 của TOYTA).
Sơ đồ nguyên lý chung của bộ truyền bánh răng hành tinh.

Hình 35: Sơ đồ nguyên lý bộ bánh răng hành tinh
B1- Phanh thứ nhất, B2- phanh thứ 2;
C1- Côn thứ nhất; C2 - côn thứ 2; C3- Côn thứ 3;
B3- Phanh thứ 3; F1- Khớp một chiều số 1;
F2- Khớp một chiều số 2; F3 -Khớp một chiều số3.
Số 1.
Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước theo chiều
kim đồng hồ nhờ C1. Bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh trước quay và
chuyển động xung quanh làm cho bánh răng mặt trời quay ngược chiều kim đồng hồ.
Trong bánh răng hành tinh sau, cần dẫn sau được F2 cố định, nên bánh răng mặt trời
24


24


Trường ĐHSPKT Hưng Yên – Khoa Cơ Khí Động Lực

làm cho bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau quay theo chiều kim đồng hồ thông
qua bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh sau. Cần dẫn trước và bánh răng bao
của bộ truyền hành tinh sau làm cho trục thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ. Bằng
cách này tạo ra được tỷ số giảm tốc lớn. Ngoài ra, ở dãy "L", B3 hoạt động và phanh
bằng động cơ sẽ hoạt động.

Hình 36: Số 1
Số 2.
Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao cả bộ truyền hành tinh trước theo chiều
kim đồng hồ nhờ C1. Do bánh răng mặt trời bị B2 và F1 cố định nên công suất không
được truyền tới bộ truyền bánh răng hành tinh sau. Cần dẫn trước làm cho trục thứ cấp
quay theo chiều kim đồng hồ. Tỷ số giảm tốc thấp hơn so với số 1. Ngoài ra, ở dãy "2",
B1 hoạt động và phanh bằng động cơ hoạt động.

.
25

25