TRƯỜNG CAO ĐẴNG GIAO THÔNG VẬN TẢI TRUNG
ƯƠNG V
KHOA CƠ KHÍ – ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỘP SỐ TỰ ĐỘNG SKYACTIV
TRÊN XE MAZDA 2

Sinh viên thực hiện:

Lớp:
Giáo viên hướng dẫn:
Giáo viên duyệt:

Trần Hữu Nhân
Trần Đình Chung
Trần Khắc Định
Nguyễn Văn Hậu
CĐ16CÔ3

Đà Nẵng – 2019


TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
THÔNG VẬN TẢI TRUNG ƯƠNG V
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ – ĐIỆN
Đà Nẵng, ngày tháng 4 năm 2019

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
1. Sinh viên: - TRẦN HỮU NHÂN
- TRẦN ĐÌNH CHUNG
Lớp: CĐ16CÔ3
- TRẦN KHẮC ĐỊNH
- NGUYỄN VĂN HẬU
1. Tên và tóm tắt yêu cầu, nội dung đề tài: Chế tạo mô hình hộp số tự động
SKYACTIV trên xe MAZDA 2
Giảng viên hướng dẫn:
Nội dung các chương của thuyết minh:
A. MỞ ĐẦU
B. NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Mô tả hình dáng và thông số chính của động cơ trên xe ô tô MAZDA 2
1.2. Tổng quan và nguyên lý làm việc của động cơ trên xe ô tô MAZDA 2
CHƯƠNG 2: KẾT CẤU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG SKYACTIV
2.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số SKYACTIV
2.2. Kết cấu các phần tử chủ yếu của hộp số SKYACTIV
CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
SKYACTIV
C. KẾT LUẬN
3.1. Ý tưởng, lựa chọn phương án, thi công mô hình
3.2. Hoạt động của mô hình
3.3. Những hư hỏng và biện pháp sửa chữa các hệ thống trên mô hình
2. Các bản vẽ chính:
 Bản vẽ tổng quan, nguyên lý làm việc của hộp số tự động SkyActiv
 Bản vẽ các chi tiết quan trọng của hộp số tự động SkyActiv
 Quy trình chẩn đoán bảo dưỡng và sửa chữa.
Ngày giao đề tài: 25/02/2019
Ngày hoàn thành: 10/04/2019

Giáo viên hướng dẫn
Khoa Cơ Khí – Điện


TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG
VẬN TẢI TRUNG ƯƠNG V
KHOA CƠ KHÍ – ĐIỆN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Đà Nẵng, ngày

tháng 4 năm 2019

TIẾN ĐỘ HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1. Sinh viên: - TRẦN HỮU NHÂN
- TRẦN ĐÌNH CHUNG
Lớp: CĐ16CÔ3
- TRẦN KHẮC ĐỊNH
- NGUYỄN VĂN HẬU
2. Giáo viên hướng dẫn:
3. Tên đề tài: Chế tạo mô hình hộp số tự động SKYACTIV trên xe MAZDA 2
4. Những chương chính của thuyết minh:
A.MỞ ĐẦU
B. NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Mô tả hình dáng và thông số chính của động cơ trên xe ô tô
1.2. Tổng quan và nguyên lý làm việc của động cơ trên xe ô tô
CHƯƠNG 2: KẾT CẤU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG SKYACTIV

2.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số tự động SkyActiv
2.2. Kết cấu các phần tử chủ yếu của hộp số tự động SkyActiv
CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỘP SỐ TỰ ĐỘNG SKYACTIV
C.KẾT LUẬN

3.1. Ý tưởng, lựa chọn phương án, thi công mô hình
3.2. Hoạt động của mô hình
3.3. Những hư hỏng và biện pháp sửa chữa các hệ thống trên mô hình
5. Các bản vẽ chính:
 Bản vẽ tổng quan, nguyên lý làm việc của hộp số tự động SkyActiv
 Bản vẽ các chi tiết quan trọng của hộp số tự động SkyActiv
 Quy trình chẩn đoán bảo dưỡng và sửa chữa.
6. Tiến độ hoàn thành:
Tiến độ
Tuần thứ nhất
Tuần thứ hai
Tuần thứ ba
Tuần thứ tư
Tuần thứ năm

Nội dung cần giải quyết của thuyết minh và bản
vẽ
Giao đề tài và xây dựng đề cương của đề tài.
Xây dựng hoàn thành phần tổng quan.
Hoàn thành các bản vẽ và hoàn thiện thuyết minh,
thiết kế mô hình của đề tài.
Chế tạo, vận hành mô hình.
Nhận xét, đánh giá và tổ chức bảo vệ.

Giáo viên hướng dẫn


Đánh giá của giảng
viên hướng dẫn

Sinh viên thực hiện


MỤC LỤC
Trang bìa
Nhiệm vụ thiết kế đồ án
Tiến độ thực hiện
Mục lục
Lời nói đầu
Mục đích ý nghĩa đề tài
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG.....................................1
1. Lịch sử phát triển của hộp số tự động............................................................1
1.1.2 Các ưu điểm của hộp số tự động...............................................................2
1.1.3 Nhược điểm.................................................................................................3
1.1.4 Phân loại hộp số tự động...........................................................................4
1.1.4.1 Theo hệ thống sử dụng điều khiển........................................................4
1.1.4.2 Theo vị trí đặt trên xe.............................................................................4
1.1.4.3 Theo cấp số tiến của xe............................................................................4
1.1.5 Nhiệm vụ.....................................................................................................5
1.1.6 Yêu cầu........................................................................................................6
1.2 Nguyên lý làm việc chung của hộp số tự động............................................7
1.3 Ứng dụng của hộp số tự động.......................................................................8
1.4 GIỚI THIỆU Ô TÔ MAZDA 2....................................................................9
1.4.2 Giới thiệu về động cơ SkyActiv..............................................................10
1.4.3 Hệ thống truyền lực...................................................................................12
CHƯƠNG 2: KẾT CẤU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG SKYACTIV TRÊN Ô TÔ

MAZDA 2............................................................................................................... 14
2. Giới thiệu chung về hộp số tự động SkyActiv............................................14
2.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số tự động SkyActiv ........14
2.1.1 Sơ đồ cấu tạo hộp số tự động SkyActiv....................................................14
2.1.2 Sơ đồ nguyên lí hoạt động của hộ số tự động SkyActiv.......................16


2.1.3 Nguyên lí hoạt động của hộp số SkyActi..............................................16
2.1.4 Các dãy số.................................................................................................18
2.2. Hệ thống điều khiển thủy lực ở hộp số tự động SkyActiv...................27
2.2.1. Khái quát..................................................................................................27
2.2.2 Hệ thống điều khiển thủy lực..................................................................28
2.3 Các cụm chi tiết chính trong hộp số tự động SkyActiv.........................37
2.3.1 Biến mô thủy lực.......................................................................................37
2.3.2. Bộ truyền bánh răng hành tinh..................................................................45
2.3.3. Các ly hợp....................................................................................................48
2.3.4 Các phanh sử dụng trong hộp số...........................................................50
CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
SKYACTIV TRÊN XE MAZDA 2....................................................................55
3. Thiết kế khung giá cho hộp số.........................................................................55
3.1 Những hư hỏng và biện pháp sữa chữa các hệ thống trên mô hình .......56
3.1.1 Phân tích khiếu nại của khách hàng.......................................................57
3.1.2. Xác định các triệu chứng........................................................................57
3.1.3. Kiểm tra và điều chỉnh sơ bộ.................................................................57
3.1.4. Các phép thử............................................................................................58
3.1.4.1. Thử khi dừng xe...................................................................................58
3.1.4.2. Thử thời gian trễ..................................................................................59
3.1.4.3. Thử hệ thống thủy lực........................................................................60
3.1.4.4. Thử trên đường.....................................................................................61
3.1.5. Phát hiện các khu vực có thể xảy ra hư hỏng......................................63

3.2 Sửa chữa biến mô........................................................................................63
3.2.1 Bánh bơm và tấm dẫn động.....................................................................63
3.2.2. Rôto tuabin...............................................................................................63
3.2.3. Stato..........................................................................................................64
3.2.4 . Bơm dầu..................................................................................................64
3.3 Sửa chữa hộp số hành tinh..........................................................................64
3.3.1 Vỏ hộp số hành tinh..................................................................................64
3.3.2 Các trục của hộp số..................................................................................65
3.3.3 Các bánh răng hành tinh và bánh răng trung gian...............................65
3.3.4 Sửa chữa ly hợp, phanh nhiều đĩa và khớp một chiều........................66
3.3.5
Hệ thống điều khiển...............................................................................66
C. Kết luận.........................................................................................................67



LỜI NÓI ĐẦU
Trong xu thế hội nhập hiện nay, nền công nghiệp Việt Nam đang đứng trước nhiều khó
khăn, thử thách và cả những cơ hội đầy tiềm năng. Ngành ôtô Việt Nam cũng không ngoại
lệ. Khi thế giới bắt đầu sản xuất ôtô chúng ta chỉ được nhìn thấy chúng trong tranh ảnh,
hiện nay khi công nghệ về sản xuất ôtô của thế giới đã lên tới đỉnh cao chúng ta mới bắt
đầu sửa chữa và lắp ráp. Bên cạnh đó thị trường ôtô Việt Nam là một thị trường đầy tiềm
năng theo như nhận định của nhiều hãng sản xuất ôtô trên thế giới nhưng hiện nay chúng
ta mới chỉ khai thác được ở mức độ buôn bán, lắp ráp và sửa chữa.
Với sự phát triển mạnh mẽ của tin học trong vai trò dẫn đường, quá trình tự động hóa đã
đi sâu vào các ngành sản xuất và các sản phẩm của chúng, một trong số đó là ôtô, không
chỉ làm cho người sử dụng cảm thấy thoải mái, gần gũi với chiếc xe của mình, thể hiện
phong cách của người sở hữu chúng. Mà sự tự động hóa còn nâng cao hệ số an toàn trong
sử dụng. Đây là lý do tại sao các hệ thống tự động luôn được trang bị cho dòng xe cao cấp
và dần áp dụng cho các loại xe thông dụng. Vì vậy với đề tài chọn là nghiên cứu, khảo sát

hộp số tự động em rất mong với đề tài này em sẽ củng cố tốt hơn kiến thức đã được
truyền thụ để khi ra trường em có thể tham gia vào ngành ôtô của Việt Nam để góp phần
vào sự phát triển chung của ngành.
Em xin được bày tỏ sự cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn đã giúp đỡ quý báu về tài liệu và
sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình giúp em vượt qua những khó khăn vướng mắt trong quá
trình thực hiện và hoàn thành đồ án của mình.
Em xin cảm ơn quý thầy giáo duyệt, các thầy trong khoa và bạn bè đã động viên và tạo
mọi điều kiện trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp để em hoàn thành thật tốt đề tài
tốt nghiệp này.
Đà Nẵng, tháng 4 năm 2019
Sinh viên thực hiện


MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA ĐỀ TÀI
Hiện nay các phương tiện giao thông vận tải các hệ thống tự động lên các dòng xe
đã và đang sản suất với chiều hướng ngày càng tăng. Hộp số tự động sử dụng trong hệ
thống truyền lực của xe là một trong số những hệ thống được khách hàng quan tâm hiện
nay khi mua xe ôtô, vì những tiện ích mà nó mang lại khi sử dụng. Việc nghiên cứu hộp
số tự động sẽ giúp chúng ta nắm bắt những kiến thức cơ bản để nâng cao hiệu quả khi sử
dụng, khai thác, sửa chữa và cải tiến chúng. Ngoài ra nó còn góp phần xây dựng các
nguồn tài liệu tham khảo phục vụ nghiên cứu trong quá trình học tập và công tác.
Các dòng xe ra đời với các bước đột phá về nhiên liệu mới và tiêu chuẩn khí thải
được chấp thuận trong ngành sản xuất ôtô nhằm bảo vệ môi trường thì bên cạnh đó công
nghệ sản xuất không ngừng ngày càng nâng cao, công nghệ điều khiển và vi điều khiển
ngày càng được ứng dụng rộng rãi thì việc đòi hỏi phải có kiến thức vững vàng về tự
động hóa của cán bộ kỹ thuật trong ngành cũng phải nâng lên tương ứng mới mong có thể
nắm bắt các sản phẩm được sản xuất cũng như dây chuyền công nghệ.
Ở nước ta, hộp số tự động xuất hiện từ khoảng những năm 1990 trên các xe nhập về
từ nước ngoài. Hiện nay, ngoài một phần lớn các xe nhập cũ đã qua sử dụng, một số loại
xe được lắp ráp trong nước cũng đã trang bị hộp số này ngày càng phổ biến. Do vậy nhu

cầu sửa chữa, bảo dưỡng là rất lớn. Để sử dụng và khai thác có hiệu quả tất cả các tính
năng ưu việt của hộp số tự động nói riêng và của ôtô nói chung, việc nghiên cứu và nắm
vững hộp số tự động là cần thiết. Dựa trên các nguồn tài liệu liên quan đến lĩnh vực
nghiên cứu của đề tài, tiến hành khảo sát nguyên lý làm việc của hộp số tự động, của các
cụm chi tiết, giải thích bản chất vật lý của các hiện tượng xảy ra trong quá trình hoạt động
của hộp số tự động, làm cơ sở cho quá trình thiết kế và chế tạo mô hình.
Vì những lý do trên em chọn đề tài "Chế tạo mô hình hộp số tự động SkyActiv trên
xe Mazda 2" để làm đề tài tốt nghiệp.


CHNG 1: TNG QUAN V HP S T NG
1. Lch s phỏt trin ca hp s t ng
Xut phỏt t yờu cu cn thit b truyn cụng sut ln vn tc cao trang b trờn
cỏc chin hm dựng trong quõn s, truyn ng thy c ó c nghiờn cu v s dng t
lõu. Sau ú, khi cỏc hóng sn xut ụtụ trờn th gii phỏt trin mnh v bt u cú s cnh
tranh thỡ t yờu cu thc t mun nõng cao cht lng xe ca mỡnh, ng thi tỡm nhng
bc tin v cụng ngh mi nhm gi vng th trng ó cú cựng tham vng m rng th
trng cỏc hóng sn xut xe trờn th gii ó bc vo cuc ua tớch hp cỏc h thng t
ng lờn cỏc dũng xe xut xng nh: h thng chng hóm cng bỏnh xe khi phanh, h
thng chnh gúc ốn xe t ng, h thng treo khớ nộn, hp s t ng, h thng camera
cnh bỏo khi lựi xe, h thng nh v ton cu,õy l bc tin quan trng th hai trong
nn cụng nghip sn xut ụtụ sau khi ng c t trong c phỏt minh v xe ụtụ ra i.
1

AT

AT loaỷ
i õióử
u khióứ
n hoaỡn toaỡn bũ

ng thuớy lổỷ
c
õióử
u khióứ
n chuyóứ
n sọỳvaỡthồỡi õióứ
m khoùa
ECT

chỏứ
n õoaùn
dổỷphoỡng
caùc chổùc nng khaùc

Hỡnh 1.1 S phỏt trin c bn ca hp s t ng
1.1

Cỏc u nhc im, phõn loi, nhim v, yờu cu ca hp s t ng

1.1.1 Vỡ sao phi s dng hp s t ng

Khi ti x ang lỏi xe cú hp s thng, cn sang s c s dng chuyn s
tng hay gim mụmen kộo cỏc bỏnh xe. Khi lỏi xe lờn dc hay khi ng c khụng cú
lc kộo vt chng ngi s ang chy, hp s c chuyn v s thp hn bng
thao tỏc ca ngi lỏi xe.
Vỡ lý do ny nờn iu cn thit i vi ngi lỏi xe l phi thng xuyờn nhn bit
ti v tc ng c chuyn s mt cỏch phự hp. xe s dng hp s t ng nhng
nhn bit nh vy ca lỏi xe l khụng cn thit vỡ vic chuyn
n s thớch hp nht luụn c thc hin mt cỏch t ng ti thi im thớch hp nht
theo ti ng c v tc xe.

1


1.1.2 Các ưu điểm của hộp số tự động
- So với hộp số thường, hộp số tự động có các ưu điểm sau:
- Giảm mệt mỏi cho người lái qua việc loại bỏ thao tác ngắt và đóng ly hợp cùng thao tác
chuyển số; Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái xe;
- Tránh cho động cơ và dẫn động khỏi bị quá tải vì ly hợp cơ khí nối giữa động cơ và hệ
thống truyền động theo kiểu cổ điển đã được thay bằng biến mô thủy lực có hệ số an toàn
cao hơn cho hệ thống truyền động ở phía sau động cơ;
- Tối ưu hóa các chế độ hoạt động của động cơ một cách tốt hơn so với xe lắp hộp số
thường, điều này làm tăng tuổi thọ của động cơ được trang bị trên xe.
- Chuyển số liên tục không cần cắt dòng lực từ động cơ:
- Biến mô men truyền dòng động lực thông qua động năng của dòng dầu thuỷ lực
nên truyền động êm dịu, không gây tải trọng động. Ngoài ra, cơ cấu hành tinh cùng với
các kết cấu li hợp khoá, phanh dải được điều khiển tự động cũng làm cho việc chuyển số
nhẹ nhàng, liên tục.
-Tuổi thọ của các chi tiết trong hộp số tự động cao hơn do các chi tiết thường
xuyên được ngâm trong dầu, do đó việc bôi trơn và làm mát các chi tiết là rất tốt. Việc
truyền động giữa các chi tiết là êm dịu, không gây tải trọng động và lực truyền đồng thời
qua một số cặp bánh răng ăn khớp nên ứng suất trên răng nhỏ. Cơ cấu hành tinh ăn
khớp trong nên đường kính vòng tròn ăn khớp lớn. Các bánh răng hành tinh bố trí
đối xứng nên triệt tiêu được lực hướng trục.
-Giảm độ ồn khi làm việc.
Hiệu suất làm việc cao, vì các dòng năng lượng có thể là song song, ma sát sinh ra tiêu
hao năng lượng chủ yếu là do chuyển động tương đối còn không chịu ảnh hưởng
của chuyển động theo.
-Cho tỉ số truyền cao nhưng kích thước lại không lớn:
-Với kết cấu của cơ cấu hành tinh là bánh răng mặt trời và bánh răng hành tinh nằm gọn
bên trong Bánh răng bao nên kích thước của bộ truyền hành tinh là rất nhỏ gọn với 1 tỉ

số truyền khá lớn. Bên cạnh đó, biến mô men thuỷ lực còn có thể làm cho mô men từ
động cơ tăng lên đến 2,5 lần.
2


- Ngoài ra, việc bố trí hộp số tự động trên xe ô tô còn làm cho việc điều khiển
xe dễ dàng và thuận tiện. Do không bố trí li hợp và việc chuyển số hoàn toàn tự động cho
nên người lái xe bớt được rất nhiều thao tác mỗi khi phải chuyển số. Nhất là khi khởi
hành và lái xe ở trong thành phố…
1.1.3 Nhược điểm
- Bên cạnh những ưu điểm mà hộp số tự động mang lại như đã nêu ở trên không thể
không kể đến những nhược điểm của nó:
- Giá thành của hộp số tự động cao.
- Công nghệ chế tạo đòi hỏi chính xác cao: trục lồng, bánh răng ăn khớp nhiều vị
trí.
- Kết cấu phức tạp, nhiều cụm lồng, trục lồng, phanh dải, li hợp khoá, các khớp một
chiều, … Do đó việc tháo lắp và sửa chữa sẽ rất khó khăn và phức tạp.
- Lực li tâm sinh ra trên các bánh răng hành tinh lớn do tốc độ góc lớn. Nếu dùng nhiều li
hợp và phanh có thể làm tăng tổn hao công suất khi chuyển số, hiệu suất sẽ giảm.
- Các nhược điểm này sẽ dần dần được khắc phục khi lựa chọn tối ưu sơ đồ cơ cấu và
công nghệ chế tạo máy phát triển.
1.1.4 Phân loại hộp số tự động
1.1.4.1 Theo hệ thống sử dụng điều khiển
Theo hệ thống sử dụng điều khiển hộp số tự động có thể chia 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 bằng thủy lực hoàn toàn, nó chỉ sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển
và loại kia là loại điều khiển điện, dùng ngay các chế độ được thiết lập trong ECU
(Electronic Controlled Unit: bộ điều khiển điện tử) để điều khiển chuyển số và khóa biến
mô, loại này bao gồm cả chức năng chẩn đoán và dự phòng, còn có tên gọi khác là ECT
(Electronic Controlled Transmission: hộp số điều khiển điện).

1.1.4.2 Theo vị trí đặt trên xe
Ngoài phân loại theo cách điều khiển thủy lực hay điều khiển điện hộp số tự động
còn được phân loại theo vị trí đặt trên xe. Loại dùng cho các xe động cơ đặt trước - cầu
trước chủ động và động cơ đặt trước - cầu sau chủ động (hình 2.2). Các hộp số được sử
dụng trên xe động cơ đặt trước - cầu trước chủ động thiết kế gọn nhẹ hơn so với loại lắp
3


trên xe động cơ đặt trước - cầu sau chủ động do chúng được lắp đặt trong khoang động cơ
nên bộ truyền động bánh răng cuối cùng (vi sai) lắp ở ngay trong hộp số, còn gọi là “hộp
số có vi sai”. Hộp số sử dụng cho xe động cơ đặt trước - cầu sau chủ động có bộ truyền
động bánh răng cuối cùng (vi sai) lắp ở bên ngoài.
Cả hai loại động cơ đặt trước - cầu trước chủ động và động cơ đặt trước - cầu sau
chủ động đều được xây dựng và phát triển trên các dòng xe du lịch đầu tiên khi yêu cầu tự
động hóa cho xe ôtô phát triển, nhưng hiện nay hộp số tự động còn được dùng cho cả xe
tải và xe có hai cầu chủ động hay xe sử dụng ở địa hình không có đường đi.
1.1.4.3 Theo cấp số tiến của xe
Ngoài cách phân loại trên còn có một số cách phân loại khác như theo cấp số tiến
của hộp số có được đa phần hộp số tự động có 4 cấp và một số nhà sản xuất đang chuyển
dần sang thế hệ hộp số mới 5 cấp, 6 cấp. Và hiện nay số cấp mà hộp số tự động có được
cao nhất là 7 cấp. Phân loại theo thiết kế cho dòng xe lắp đặt chúng như ôtô du lịch, xe
tải, xe siêu trọng.

Hình 1.2 Sơ đồ vị trí của hộp số tự động trên xe
a – Dẫn động cầu trước; b – Dẫn động cầu sau;
1 – Mặt trước; 2 – Cụm cầu và hộp số tự động; 3 – Trục dẫn động;
4 – Hộp số tự động; 5 – Trục các đăng; 6 – Truyền động cuối cùng của vi sai
Một kiểu hộp số tự động khác hiện đang dần được ứng dụng rộng rãi là hộp số tự động vô
cấp CVT (Continuosly Variable Transmission: hộp số tự động vô cấp). Loại hộp số này sử
dụng dây đai bằng kim loại và một cặp pulley với độ rộng có thể thay đổi để mang lại tỷ

số truyền khác nhau, như loại hộp số MMT (Multi-Matic Transmission) lắp trên mẫu
4


Civic của Honda hay trên mẫu Lancer Gala của Mitsubishi. Với loại hộp số này, tỷ số
truyền được thay đổi tùy thuộc vào vòng tua của động cơ cũng như tải trọng
1.1.5 Nhiệm vụ
Hộp số trên ô tô dùng để thay đổi lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động cho phù hợp
với lực cản tổng cộng của đường. Đặc tính kéo của ô tô có hộp số thường được thể hiện
trên hình sau:

Hình 1.3 Đặc tính kéo của ô tô
Đặc tính trên thể hiện cho ôtô có lắp hộp số cơ khí bốn cấp. Mỗi tay số sẽ cho một đường
đặc tính thể hiện mối quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động với tốc độ của
xe. Với đặc tính này, ngay cả khi người lái xe chọn điểm làm việc của tay số phù hợp với
lực cản chuyển động của đường thì kết quả là điểm làm việc cũng chưa phải là tối ưu.
Điểm làm việc được coi là tối ưu khi nó nằm trên đường cong A là tiếp tuyến với tất cả
các đường đặc tính của hộp số cơ khí bốn cấp, đường cong đó gọi là đường đặc tính lý
tưởng. Đường cong lý tưởng có được chỉ khi sử dụng hộp số vô cấp. Và khi đó
chúng ta sẽ tránh được những mất mát công suất so với sử dụng hộp số có cấp.
Hộp số tự động dùng trên ô tô chưa cho đường đặc tính kéo trùng với
đường đặc tính lý tưởng nhưng cũng cho ra được đường đặc tính gần trùng với đường đặc
tính lý tưởng. Với hộp số tự động việc gài các số truyền được thực hiện mmột cách tự
động tuỳ thuộc vào chế độ của động cơ và sức cản của mặt đường. Vì vậy nó luôn tìm
được một điểm làm việc trên đường đặc tính phù hợp với sức cản chuyển động bảo đảm
được chất lượng động lực học và tính kinh tế nhiên liệu của ô tô.
5


1.1.6 Yêu cầu

Hộp số tự động đảm bảo các yêu cầu sau:
- Thao tác điều khiển hộp số đơn giản nhẹ nhàng
- Đảm bảo chất lượng động lực kéo cao.
- Hiệu suất truyền động phải tương đối lớn.
- Độ tin cậy lớn, ít hư hỏng, tuổi thọ cao.
- Kết cấu phải gọn, trọng lượng nhỏ.
1.2 Nguyên lý làm việc chung của hộp số tự động
Dòng công suất truyền từ động cơ qua biến mô đến hộp số và đi đến hệ thống truyền
động sau đó (hình 1.4), nhờ cấu tạo đặc biệt của mình biến mô vừa đóng vai trò là một
khớp nối thủy lực vừa là một cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực, cũng vừa là một bộ
phận khuyếch đại mômen từ động cơ đến hệ thống truyền lực phía sau tùy vào điều kiện
sử dụng.
Hộp số không thực hiện truyền công suất đơn thuần bằng sự ăn khớp giữa các bánh
răng mà còn thực hiện truyền công suất qua các ly hợp ma sát, để thay đổi tỷ số truyền và
đảo chiều quay thì trong hộp số sử dụng các phanh và cơ cấu hành tinh đặc biệt với sự
điều khiển tự động bằng thủy lực hay điện tử.
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại hộp số tự động, phát triển theo xu hướng nâng
cao sự chính xác và hợp lý hơn trong quá trình chuyển số, kèm theo là giá thành và công
nghệ sản xuất, tuy nhiên chức năng cơ bản và nguyên lý hoạt động là giống nhau. Trong
hộp số tự động sự vận hành tất cả các bộ phận và kết hợp vận hành với nhau ảnh hưởng
đến toàn bộ hiệu suất làm việc của cả hộp số tự động nên yêu cầu về tất cả các cụm chi
tiết hay bộ phận cấu thành nên hộp số điều có yêu cầu rất khắt khe về thiết kế cũng như
chế tạo.

6


Truỷ
c khuyớu õọỹ
ng cồ

Tỏỳ
m dỏự
n õọỹ
ng
Bióỳ
n mọ thuớy lổỷ
c
Truỷ
c sồ cỏỳ
p cuớa họỹ
p sọỳ
Bọỹtruyóử
n haỡnh tinh, caùc ly hồỹ
p
Truỷ
c thổùcỏỳ
p cuớa họỹ
p sọỳ
Hỡnh 1.4 Dũng truyn cụng sut trờn xe cú s dng hp s t ng
1.3 ng dng ca hp s t ng
Hp s t ng c nghiờn cu v a vo s dng trờn ụ tụ t nhng nm 1940 v
ngy cng c phỏt trin v ng dng rng rói trờn tt c cỏc loi ụ tụ. V c bn hp s
t ng cho n ngy nay vn bao gm ba b phn chớnh l bin mụ men, hp s hnh
tinh v b phn iu khin. Nhng thnh tu mi ca hp s t ng ngy nay ch yu l
hon thin v kt cu, nõng cao c s tay s v t s truyn. V mt thnh tu ỏng k
na l h thng iu khin sang s ca hp s t ng ngy nay l c iu khin t
ng hon ton nh mỏy tớnh v cỏc thit b in t thụng minh lp trờn xe. Nh nhng
thnh tu mi ca khoa hc nht l in t, hp s t ng ngy nay ó khc phc c
rt nhiu nhc im v phỏt huy nhiu u im nh kt cu n gin, nh gn, giỏ
thnh ch to gim, cụng tỏc kim tra, bo dng, sa cha d dng v cho ra ng

c tớnh gn ging vi ng c tớnh lớ tng. Trờn ụ tụ hin i, hp s t ng c s
dng rng rói cho cỏc loi xe con ca hu ht cỏc hóng ụ tụ trờn th gii nh
MERCEDES,

BMW, TOYOTA, FORD, HONDA, AUDI Vi nhng yờu cu ngy
7


càng cao về chất lượng động học, động lực học của xe đặc biệt là độ êm dịu chuyển
động, tính kinh tế nhiên liệu và sự thuận tiện khi sử dụng càng làm việc ứng dụng
hộp số tự động trên xe càng rộng rãi. Vì thế hộp số tự động vẫn là một lựa chọn số một
cho xu thế phát triển xe ô tô trong tương lai.
Ngày nay, ta không chỉ thấy hộp số tự động trên các xe du lịch, các xe có hai cầu chủ
động mà ta còn bắt gặp ở những xe đa dụng, xe địa hình có hai cầu chủ động (4WD).
Ngoài ra, trên một số xe chuyên dùng với tải trọng và kích thước lớn cũng dùng hộp số tự
động để tránh hiện tượng rung giật mỗi khi chuyển số và khởi hành xe.
1.4

GIỚI THIỆU Ô TÔ MAZDA 2

1.4.1

Sơ đồ tổng thể và các thông số kỹ thuật chính
Mazda 2 là mẫu xe được trình làng lần đầu tiên tại Việt Nam vào tháng 10 năm

2011 với phiên bản hatchback thuộc phân khúc B. Tuy nhiên, tại thời điểm đó, hãng xe
này chưa thể gây dựng được tên tuổi cho đứa con cưng của mình do có quá nhiều đối thủ
tầm cỡ.
Đến năm 2015, dòng xe này chính thức ra mắt Mazda thế hệ mới tại Triển lãm ô tô
Việt Nam, với triết lý thiết kế “phá vỡ mọi giới hạn của xe cỡ nhỏ”, song song với việc bổ

sung bản sedan và nhận được rất nhiều phản hồi tích cực từ khách hàng. Qua nhiều năm
góp mặt tại thị trường xe Việt, đến nay, chiếc xe này trở thành một trong những mẫu xe
hạng B có sức hút và đáng mua nhất trên thị trường, đặc biệt là bản nâng cấp Mazda 2
năm 2015.
Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật chính của ôtô Mazda 2

STT
1
2
3
4
5
6

Thông số
Chiều dài tổng
Chiều rộng tổng
Chiều cao tổng
Chiều dài cơ sở
Trọng lượng toàn bộ
Số chỗ ngồi ( kể cả người lái )

Kí hiệu
D
R
C
G
n

Đơn vị

mm
mm
mm
mm
KG
Chỗ

Giá trị
4460
1795
1470
2700
1528
5

8


Hình 1.5 Hình vẽ tổng thể ôtô Mazda 2
1.4.2 Giới thiệu về động cơ SkyActiv
SkyActiv là động cơ phun xăng trực tiếp (Gasoline Direct injection - GDI), hút khí
tự nhiên thế hệ mới. Động cơ này tập trung cải thiện quá trình đốt cháy hỗn hợp nhiên
liệu với tỷ số nén cao lên đến 14:1, đây cũng là tỷ số nén cao nhất dành cho động cơ xăng
hiện nay. Với hệ thống khí thải 4-2-. Kim phun động cơ 1, SkyActiv bố trí các cổ góp thải
hợp lý để giảm khí nóng tồn tại trong xy lanh được lắp trực tiếp vào buồng đốt và pít-tông
có khoang cháy đặc biệt để đẩy nhanh quá trình đốt nhiên liệu. Nhờ đó, động cơ SkyActiv
tạo ra công suất và mô-men lớn hơn so với các loại động cơ phun xăng khác. Cụ thể, động
cơ này giúp cải thiện 15% hiệu suất đốt nhiên liệu để sinh công, 15% mô-men xoắn ở dải
tốc độ động cơ từ thấp đến trung bình.


9


Hình 1.6 Kết cấu động cơ SkyActiv trên ôtô Mazda 2
Mức tiêu hao nhiên liệu của SkyActiv cực kỳ ấn tượng, đơn cử như động cơ 1.5 trên xe
Mazda 2 là 3.8 lít/100 km trên đường trường. So sánh với động cơ tăng áp thông thường,
mức tiêu hao nhiên liệu này hiệu quả hơn. Công nghệ SkyAcitv đang được trang bị trên
các sản phẩm Mazda tại thị trường Việt Nam và trong tương lai Mazda đang hướng đến
phát triển công nghệ SkyActiv thế hệ thứ 7.
Bảng 1.2: Các thông số kỹ thuật của động cơ

Thông số động cơ
Kiểu động cơ
Loại động cơ

Giá trị
Xăng, SkyActiv
4 xy lanh thẳng hàng, trục cam kép, 16

Dung tích xy lanh (cc)
Công suất tối đa
Mô men xoắn tối đa
Hộp số
Dẫn động
1.4.3 Hệ thống truyền lực

van biến thiên
1496
109 Hp/ 6000rpm
148 Nm/ 4000 rpm

Tự động 4 cấp
Cầu trước

Hệ thống truyền lực của ôtô Mazda 2 được bố trí theo kiểu FF (động cơ nằm ngang đặt ở
đằng trước, cầu trước chủ động) như hình 1.7
10


Hình 1.7 Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực của ô tô Mazda 2
1- Động cơ ; 2- Bán trục; 3- Hộp số
Hộp số được sử dụng trên xe động cơ đặt trước - cầu trước chủ động thiết kế gọn nhẹ hơn
so với loại lắp trên xe động cơ đặt trước - cầu sau chủ động do chúng được lắp đặt trong
khoang động cơ nên bộ truyền động bánh răng cuối cùng (vi sai) lắp ở ngay trong hộp số,
còn gọi là “hộp số có vi sai”.
Kết cấu ly hợp – hộp số tự động SkyActiv trên ô tô Mazda2 như hình 1.8

Hình 1.8 Kết cấu ly hợp – hộp số tự động SkyActiv trên ô tô Mazda2
1 – Trục khuỷu động cơ; 2 – Bánh phản ứng; 3 – Bánh Tuabin; 4 – Bánh bơm;
5 – Bánh răng truyền lực đến bộ vi sai; 6 – Bánh răng trung gian;
7 – Bánh răng bán trục; 8 – Trục bánh răng vi sai.
Ly hợp dùng trên ôtô M azda 2 là loại ly hợp thuỷ động. Mômen xoắn từ trục khuỷu động
cơ qua bộ biến mô, làm quay trục sơ cấp của hộp số tự động. Phần bánh bơm của biến mô
(được lắp ghép trực tiếp với trục khuỷu động cơ) có tốc độ quay cùng với tốc độ động cơ
và dẫn động bơm dầu của hộp số, dầu có áp lực cao trong bộ biến mô tạo thành khớp nối
11


thuỷ lực, làm quay bánh tuabin và truyền lực đến trục thứ cấp của hộp số thông qua bộ
truyền lực của hộp số hành tinh. Với loại ly hợp này có những ưu điểm hơn so với loại ly
hợp ma sát:

- Cho phép khởi động động cơ và dừng ôtô khi đang gài số, vì giữa động cơ và
truyền lực chính không có sự nối cứng. Khi tăng sức cản chuyển động của ôtô thậm chí
đến lúc dừng lại thì động cơ vẫn không bị tắt;
- Đảm bảo khi khởi động và gài số của ôtô êm dịu. Tăng khả năng chuyển động của
ôtô nhờ sự tăng tốc từ từ tốc độ chuyển động từ số không đến cực đại ở mỗi số truyền
không gây ra giật.
Tuy nhiên, ly hợp thuỷ động có những nhược điểm là phải sử dụng một loại dầu đặc
biệt, có độ nhớt thấp và có nhiệt độ đông đặc thấp. Không thể phanh ôtô khi dừng tại chỗ
bằng phương pháp gài số.
Hộp số trên ôtô Mazda 2 là hộp số tự động 6 cấp. Do ôtô có cầu trước là cầu chủ
động nên hộp số đặt nằm ngang. Mômen xoắn được truyền từ động cơ qua biến mô, qua
bộ truyền lực hành tinh đến hộp vi sai rồi ra hai bánh xe trước. Do đó, hộp vi sai được đặt
bên trong hộp số, vì thế hộp số có kết cấu nhỏ gọn.
Việc thay đổi tỷ số truyền của hộp số cho phù hợp với chế độ động cơ được điều
khiển bởi hộp điều khiển hộp số tự động kết nối với hộp điều khiển động cơ.
Khối điều khiển điện tử hộp số tự động nhận thông tin từ những cảm biến đặt trên xe
sau đó xử lý những thông tin đó và chuyển đổi thành những tín hiệu ra điều khiển những
van điện từ để thực hiện việc thay đổi tỷ số truyền của hộp số.
Với loại hộp số tự động này, so với hộp số cơ khí có những ưu điểm sau:
- Có thể sang số mà không cần cắt công suất truyền động từ động cơ, việc sang số
lựa chọn tỷ số truyền thích hợp cho chế độ làm việc của ôtô được hộp điều khiển hộp số
tự động tính toán và điều khiển nên thời gian và hành trình gia tốc ngắn hơn so với hộp số
thông thường và có hiệu suất cao hơn;
- Không có bộ đồng tốc, làm việc êm dịu;
- Kết cấu nhỏ gọn hơn so với hộp số thông thường khi có cùng số cấp và tỷ số
truyền;
- Có chức năng chẩn đoán.
12



Tuy nhiên, hộp số tự động có kết cấu phức tạp, giá thành cao, đòi hỏi công nhân sửa
chữa có trình độ tay nghề cao.
CHƯƠNG 2: KẾT CẤU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG SKYACTIV TRÊN Ô TÔ MAZDA 2
2. Giới thiệu chung về hộp số tự động SkyActiv
Hộp số SkyActiv của Mazda là loại hộp số tự động thế hệ mới 4 cấp, hộp số được thiết
kế chuyển số mượt mà như hộp số biến thiên vô cấp CVT (Continuously Variable
Transmission). Hộp số 4 cấp SkyActiv chuyển số nhanh hơn ở tốc độ vòng tua động cơ
thấp nhằm tăng tính êm dịu và tiết kiệm nhiên liệu, và có độ tin cậy cao hơn hộp số CVT
về việc truyền công suất, momen xoắn và khả năng tăng tốc.
Các dãy số trong hộp số tự động Mazda 2
- “P”: Sử dụng khi xe đỗ
- “N”: Vị trí trung gian sử dụng khi xe dừng tạm thời động cơ vẫn hoạt động.
- “R”: Sử dụng khi lùi xe.
- “D”: Sử dụng khi cần chuyển số một cách tự động.
- “2”: Sử dụng khi chạy ở đường bằng.
- “L”: Sử dụng khi xe chạy ở đoạn đèo dốc.
2.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số tự động SkyActiv
2.1.1 Sơ đồ cấu tạo hộp số tự động SkyActiv
Kết cấu mặt cắt dọc hộp số tự động SkyActiv như hình 2.1

13


13

12

11

10


9

8

7

6

5

4

3

2

1

14

15

16

17

18

19


20

21

Hình 2.1 Kết cấu mặt cắt dọc hộp số tự động SkyActiv
1– Vỏ biến mô; 2– Bơm dầu; 3- Ống thông hơi;

4 – Ly hợp truyền thẳng C2;

5 – Ly hợp số tiến C 1; 6 – Phanh ma sát ướt B 2; 7 – Khớp một chiều F 2; 8 – Phanh ma sát
ướt B3; 9 – Xylanh điều khiển phanh B3; 10 – Bánh răng chủ động trung gian;
11 – Xylanh điều khiển phanh B0; 12 – Phanh ma sát ướt số truyền tăng B0;
13 – Xylanh điều khiển ly hợp C0; 14 – Trục trung gian hộp số; 15 – Lò xo hồi vị;
16 – Trục thứ cấp của hộp số; 17 – Trục thứ cấp của hộp số; 18 – Phớt chắn dầu;
19 - Ổ bi đỡ; 20 – Vi sai; 21 – Cảm biến tốc độ.

14


2.1.2 Sơ đồ nguyên lí hoạt động của hộ số tự động SkyActiv

Hinh 2.2 Sơ đồ nguyên lí hộp số tự động SkyActiv
4– Phanh ma sát ướt B3; 5– Khớp một chiều F2 ; 6– Phanh ma sát ướt B2;
7 – Ly hợp C1; 8 – Phanh dải B1; 9 – Ly hợp C2; 10 – Bơm dầu
11 – Biến mô thủy lực; 12 – Trục sơ cấp của hộp số; 13 – Trục trung gian của hộp số;
14 – Khớp một chiều F1; 15 – Truyền lực chính; 16 – Trục thứ cấp của hộp số;
2.1.3 Nguyên lí hoạt động của hộp số SkyActi
Sơ đồ bố trí các bộ truyền hành tinh hộp số tự động SkyActiv như hình 2.3
15



Hình 2.3 Sơ đồ bố trí các bộ truyền hành tinh hộp số tự động SkyActiv
1 – Trục sơ cấp của hộp số; 2 – Cần dẫn bộ truyền hành tinh trước;
3- Bánh răng hành tinh trước; 4 – Bánh răng bao trước;
5 – Bánh răng mặt trời trước và sau;
6 – Bánh răng bao sau; 7 – Trục trung gian; 10 – Trục trung gian
11 – Bánh răng chủ động trung gian; 12 – Bánh răng bị động trung gian;
13 – Cần dẫn bộ truyền hành tinh sau; 14 – Bánh răng hành tinh sau;
15 – Trục thứ cấp hộp số.
Bánh răng trung gian chủ động tương ứng với trục thứ cấp của hộp số, được lắp
ghép bằng mối ghép then hoa với trục trung gian và ăn khớp với bánh răng bị động trung
gian. Bánh răng mặt trời trước và sau quay cùng một khối với nhau. Cần dẫn bộ truyền
hành tinh trước và bánh răng bao bộ truyền hành tinh sau ăn khớp bằng then hoa với trục
trung gian như hình 2.3
Chức năng của các bộ phận:
- Ly hợp số truyền thẳng nối cần dẫn bộ truyền với bánh răng mặt - Ly hợp số tiến
(C1) dùng để nối trục sơ cấp với bánh răng bao của bộ truyền trước.
- Ly hợp số truyền thẳng (C2) dùng nối trục sơ cấp với bánh răng mặt trời trước và
sau.
- Phanh dải (B1) khóa bánh răng mặt trời trước và sau không cho chúng quay theo cả
hai chiều thuận và ngược chiều kim đồng hồ.
16


- Phanh ma sát ướt (B2) khóa bánh răng mặt trời trước và sau, không cho chúng quay
theo chiều kim đồng hồ trong khi khớp một chiều F1 đang hoạt động.
- Phanh ma sát ướt (B3) khóa cần dẫn bộ truyền hành tinh sau ngăn không cho chúng
quay cả chiều thuận và ngược chiều kim đồng hồ.
- Khớp một chiều (F1) khi (B2) hoạt động, nó khóa cứng bánh răng mặt trời trước và

sau không cho chúng quay ngược chiều kim đồng hồ.
- Khớp một chiều (F2) khóa cần dẫn bộ truyền hành tinh sau, ngăn không cho nó
quay ngược chiều kim đồng hồ.
2.1.4 Các dãy số
a. Dãy “D” hoặc “2” số 1
Trên hình 2.4 là mô hình hoạt động của các ly hợp, phanh và các bánh răng khi tay
số ở dãy “D” hoặc “2”, hộp số đang ở số 1.
Ly hợp số tiến (C1) hoạt động ở số 1. Chuyển động quay được truyền từ trục sơ cấp
đến bánh răng bao bộ truyền hành tinh trước làm các bánh răng hành tinh trước quay xung
quanh bánh răng mặt trời trước đồng thời nó cũng đang quay quanh trục của nó theo chiều
kim đồng hồ. Điều đó làm cho bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim
đồng hồ, kéo theo các bánh răng hành tinh sau có xu hướng quay theo chiều kim đồng hồ
và làm cho chúng kéo cần dẫn quay ngược chiều kim đồng hồ xung quanh bánh răng mặt
trời sau. Tuy nhiên cần dẫn bộ truyền hành tinh sau bị khớp một chiều (F2) ngăn không
cho quay ngược chiều kim đồng hồ vì vậy nên các bánh răng hành tinh sau quay theo
chiều kim đồng hồ làm cho bánh răng bao sau quay theo chiều kim đồng hồ.
Cùng lúc đó, do các bánh răng hành tinh trước đang quay theo chiều kim đồng hồ
nên cần dẫn trước cũng sẽ quay theo chiều kim đồng hồ. Do bánh răng bao sau và cần dẫn
trước điều được lắp then hoa lên trục trung gian nên trục trung gian sẽ quay theo chiều
kim đồng hồ. Trục trung gian lại được lắp then hoa với bánh răng chủ động trung gian nên
sẽ kéo theo bánh răng chủ động trung gian quay theo chiều kim đồng hồ.
Cần dẫn của số truyền tăng quay theo chiều kim đồng hồ. Các bánh răng hành tinh
số truyền tăng bị quay cưỡng bức theo chiều kim đồng hồ xung quanh bánh răng mặt trời
số truyền tăng và quay ngược chiều kim đồng hồ quanh trục của nó. Do tốc độ quay vành
trong của khớp một chiều số truyền tăng (quay cùng một khối với bánh răng mặt trời số
17