ĐỒ ÁN KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC THỦY CƠ TRÊN XE TOYOTA CAMRY

Mã đồ án	OTTN000000028
Đánh giá:	5.0
Mô tả đồ án	Đồ án có dung lượng 360MB. Bao gồm đầy đủ các file như: File bản vẽ cad 2D (Bản vẽ kết cấu hộp số, bản vẽ biển mô, bản vẽ sơ đồ hộp số, bản vẽ sơ đồ dẫn động hộp số, bản vẽ sơ đồ mạch điều khiển chuyển số, bản vẽ sơ đồ truyền số của bộ hành tinh số 1, bản vẽ sơ đồ truyền số của bộ hành tinh số lùi, bản vẽ sơ đồ truyền số của bộ hành tinh số 5, bản vẽ sơ đồ truyền số của bộ hành tinh số 4, bản vẽ sơ đồ truyền số của bộ hành tinh số 3, bản vẽ sơ đồ truyền số của bộ hành tinh số 2...); file word (Bản thuyết minh, nhiệm vụ đồ án, bản trình chiếu Powerpoint…). Ngoài ra còn cung cấp rất nhiều các tài liệu chuyên ngành, các tài liệu phục vụ cho thiết kế đồ án, các video mô phỏng........... KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC THỦY CƠ TRÊN XE TOYOTA CAMRY.
Giá:	850,000 VND

Nội dung tóm tắt

MỤC LỤC

Mục lục............1

1. Mục đích ý nghĩa của đề tài. 2

2. Tổng quan về hệ thống truyền lực thủy cơ. 3

2.1. Yêu cầu, phân loại hệ thống truyền lực thủy cơ. 4

2.1.1. Yêu cầu. 4

2.1.2. Phân loại. 4

2.2. Hệ thống truyền động thủy động. 5

2.2.1. Tổng quan. 5

2.2.2. Biến mô thủy lực. 6

2.2.2.1. Kết cấu. 6

2.2.2.2. Sơ đồ và nguyên lý làm việc. 10

2.2.2.3. Các thông số đánh giá và đặc tính của biến mô. 15

2.2.3. Hộp số hành tinh. 22

2.2.3.1. Giới thiệu. 22

2.2.3.2. Ưu, nhược điểm. 23

2.2.3.3. Phân loại. 23

2.2.3.4. Quan hệ động học và động lực học của các dãy hành tinh. 26

2.2.3.5. Tải trọng tác dụng lên cơ cấu khóa. 28

2.2.3.6. Điều kiện công nghệ của bánh răng trong cơ cấu hành tinh. 30

2.2.3.7. Các cơ cấu hành tinh thường dùng trên ô tô. 32

3. Khảo sát hệ thống truyền lực thủy cơ trên xe TOYOTA - CAMRY . 40

3.1. Giới thiệu chung về xe TOYOTA – CAMRY. 40

3.2. Khảo sát hộp số thủy cơ. 45

3.2.1. Biến mô thủy lực. 45

3.2.2. Ly hợp khóa biến mô. 49

3.2.3. Bộ truyền bánh răng hành tinh. 50

3.2.4. Ly hợp số tiến (C₁). 53

3.2.5. Ly hợp số lùi.(C₂). 55

3.2.6. Ly hợp C₀ . 56

3.2.7. Ly hợp U/D (C₃) . 57

3.2.8. Khớp một chiều F₁, F₂. 59

3.2.9. Phanh hãm. 60

3.2.10. Bơm dầu hộp số. 62

3.2.11. Cơ cấu khóa trục bị động: 63

3.3. Bộ điều khiển điện tử hệ thống truyền lực . 65

3.4. Điều khiển thủy lực. 67

3.4.1. Khái quát. 67

3.4.2. Chức năng nhiệm vụ của hệ thống thủy lực. 68

3.4.3. Các van cơ bản trong hộp số U250E. 68

3.4.3.1. Van điều khiển điện. 68

3.4.3.2. Van điều áp sơ cấp. 71

3.4.3.3. Van điều áp thứ cấp. 72

3.4.3.4. Van rơ le khóa biến mô. 72

3.4.4. Điều khiển hoạt động các van thủy lực. 73

3.5. Cầu chủ động. 77

4. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống truyền lực thủy cơ. 80

4.1. Tính tỷ số truyền hộp số thủy cơ. 80

4.2. Tính toán thiết kế kiểm tra đường kính một bộ phận của ly hợp của hộp số thủy cơ . 90

5. Các hư hỏng, kiểm tra bảo dưỡng sữa chữa hệ thống truyền lực thủy cơ. 94

5.1. Kiểm tra sữa chữa hộp số hành tinh. 94

5.2. Kiểm tra sữa chữa bộ vi sai. 95

6. Kết luận. 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 97

LỜI NÓI ĐẦU

Thế giới hiện nay, với sự phát triển không ngừng nền khoa học kỹ thuật, con người càng tiến sâu vào thế giới khoa học hiện đại. Ngành công nghiệp ô tô là một trong các lĩnh vực để con người ngày càng tiến xa hơn. Hiện nay con người đã chế tạo ra nhiều loại ô tô từ loại công suất cỡ nhỏ đến loại công suất cỡ lớn với nhiều tính năng kỹ thuật ưu việt, chất lượng cao, làm việc tin cậy và đáp ứng nhu cầu của con người.

Trong những năm gần đây ngành công nghiệp chế tạo ô tô đang trên đà phát triển mạnh mẽ, đặc biệt cùng với việc ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghệ đã đưa ngành công nghiệp chế tạo ô tô phát triển vượt bậc.

Với địa hình, đường xá trong nước phức tạp nên xe TOYOTA là loại xe lữ hành việt dã do Nhật Bản chế tạo được đưa vào sữ dụng ở nước ta trong những năm gần đây, và đã đáp ứng được nhu cầu đi lại, vận chuyển hành hóa và phục vụ nhu cầu đời sống sinh hoạt của xã hội.

Loại xe TOYOTA - CAMRY này hiện nay đã và đang tràn ngập trên thị trường nước ta, nhưng việc sử dụng ô tô đối với người dân còn mới mẻ, các hệ thống hiện đại trang bị trên xe không được sử dụng đúng mức, chưa tận dụng triệt để những tính năng vốn có của nó. Do đó, hiệu suất sử dụng ô tô của người dân còn thấp, chưa phát huy hết tính hiệu quả kinh tế. Vì vậy việc tìm hiểu về tính năng kỹ thuật của xe là điều rất cần thiết đối với mỗi sinh viên chuyên ngành động lực. Do đó em đã chọn đề tài “Khảo sát hệ thống truyền lực thủy cơ trên xe TOYOTA-CAMRY “

Với nội dung đề tài này đã giúp em hệ thống được thêm những kiến thức đã học, nâng cao khả năng tìm hiểu và đi sâu nghiên cứu về chuyên môn.

Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn ít nên trong quá trình thực hiện đề tài này không thể tránh khỏi những thiếu sót.

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn:.................... đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài tốt nghiệp trong thời gian vừa qua.

......, ngày ... tháng .... năm 20....

Sinh viên thực hiện

.........................

1. Mục đích ý nghĩa của đề tài.

Nền công nghiệp ô tô trên thế giới ngày càng phát triển mạnh, tuy chỉ là phương tiện di chuyển của con người nhưng nó không thể thiếu trong thời đại công nghiệp ngày nay. Bên cạnh các sản phẩm khác của nền công nghiệp được tự động hóa, thì hiện nay trên ô tô tự động hóa cũng đã được tích hợp trong nhiều bộ phận và ngày càng hoàn thiện chúng nhằm nâng cao các tính năng của ô tô cho mục đích sữ dụng của con người.

Với hệ thống truyền lực mà đặc biệt là phần hộp số, tuy với kết cấu phức tạp nhưng lại giúp người điều khiển đơn giản hóa việc điều khiển, đảm bảo cho người điều khiển có trình độ không cao có thể điều khiển dễ dàng. Mặt khác nó còn giảm bớt lao động lái cho người điều khiển.

Truyền động thủy cơ mà điển hình là hộp số tự động đáp ứng những yêu cầu nói trên. Hộp số tự động có kết cấu khá phức tạp so với hộp số cơ khí thông thường. Do vậy việc nghiên cứu và nắm vững nguyên lý hoạt động của nó trang bị cho cán bộ kỷ thuật những kiến thức nhằm nâng cao hiệu quả trong quá trình sữ dụng, khai thác và sửa chữa được hiệu quả tốt.

Xuất phát từ yêu cầu thực tế và sự hiểu biết của bản thân, có sự chấp thuận của giáo viên hướng dẫn em đã chọn đề tài “Khảo sát hệ thống truyền lực thủy cơ trên xe TOYOTA - CAMRY “ để làm đề tài tốt nghiệp.

Nội dung của đề tài là tìm hiểu về kết cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền lực thủy cơ bao gồm: Biến mô thủy lực, hộp số tự động bộ truyền bánh răng hành tinh, hệ thống điều khiển số và bộ điều khiển hệ thống truyền lực.

Trong quá trình thực hiện đề tài chắc chắn khó tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong có được sự chỉ bảo thêm của thầy và sự góp ý kiến của các bạn để đề tài thêm hoàn chỉnh.

2. Tổng quan về hệ thống truyền lực thủy cơ.

Truyền động thủy cơ là sự kết hợp giữa truyền động cơ khí và truyền động thủy lực. Bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biến đổi giá trị mômen truyền nối từ động cơ đến bánh xe chủ động.

Truyền động thủy cơ được coi là truyền động tốt nhất vì nó kết hợp các ưu điểm của truyền lực cơ khí và truyền lực thủy lực.

2.1. Yêu cầu, phân loại hệ thống truyền lực thủy cơ.

2.1.1. Yêu cầu.

- Dễ dàng thực hiện việc điều chỉnh vô cấp và tự động điều chỉnh chuyển động trục sơ cấp ngay khi ô tô đang chuyển động.

- Cho phép đảo chiều của ô tô một cách dễ dàng.

- Truyền động êm, không gây ra tiếng ồn.

- Có thể đề phòng sự cố khi động cơ và dẫn động quá tải.

- Đảm bảo cho động cơ làm việc ổn định không phụ thuộc vào sự thay đổi tải trọng bên ngoài.

2.1.2. Phân loại.

Truyền lực cơ khí kết hợp với truyền động thủy động. Sự truyền năng lượng từ trục khuỷu động cơ sang trục bị dẫn chủ yếu nhờ động năng của chất lỏng, phần áp năng chỉ tạo áp suất dư nhất định tránh hiện tượng lọt khí từ bên ngoài vào làm giảm hiệu suất truyền động. Kết cấu gồm có biến mô men và hộp số cơ khí.

Dựa vào kết cấu hộp số cơ khí có thể chia thành các loại sau:

+ Biến mô thủy lực với hộp số cơ khí (trục cố định)

+ Biến mô thủy lực với hộp số cơ khí (trục di động)

Truyền động cơ khí kết hợp với truyền động thủy thủy tĩnh. Truyền năng lượng từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ áp năng của dòng chất lỏng. Nó chỉ thực hiện việc truyền mômen mà không thay đổi giá trị mômen truyền.

Khi vận hành ô tô cần thiết phải thay đổi tốc độ chuyển động và giá trị lực kéo trong một phạm vi rộng. Để đảm bảo một phạm vi điều chỉnh như vậy nên trên xe ô tô người ta sử dụng truyền lực cơ khí kết hợp với truyền động thủy động

2.2. Hệ thống truyền động thủy động.

2.2.1. Tổng quan.

Truyền động thủy động là một tổ hợp các cơ cấu thủy lực và máy thủy lực, thông thường chủ yếu là có hai máy thủy lực cánh dẫn: bơm ly tâm và tua bin thủy lực.

Trong truyền động thủy động dùng môi trường chất lỏng làm không gian để truyền cơ năng mà dùng chủ yếu là động năng của dòng chất lỏng chuyển động còn phần lực tĩnh rất ít (áp suất chất lỏng p khoảng từ (0,15 - 0,3) MN/m², vận tốc của dòng chất lỏng từ (50 – 60) m/s).

Cơ năng được truyền từ bộ phận dẫn động đến bộ phận công tác, trong đó có thể biến đổi vận tốc, lực, mô men và biến đổi dạng theo quy luật của chuyển động.

Truyền động thủy động phù hợp với việc truyền công suất lớn và đặc điểm êm dịu ổn định và dễ tự động hóa mà các truyền động khác không có.

Truyền động thủy động ra đời từ đầu thế kỷ thứ 20, xuất phát từ việc tìm phương pháp truyền công suất lớn với vận tốc cao của các động cơ đến chân vịt tàu thủy. Nhưng nó được nghiên cứu kỹ và sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp trong khoảng 50 năm gần đây, nhất là trong ngành động lực.

Năm 1907 truyền động thủy động được dùng trên các hạm đội để truyền và biến mô men quay, nhưng lúc này có kết cấu rất cồng kềnh, nặng và hiệu suất chung rất thấp (nhỏ hơn 70%) do bơm và tua bin đặt xa nhau, chất lỏng được truyền từ bơm đến tua bin thông qua hệ thống các đường ống và mối nối.

Do đó, Fttinger (người Đức) đã nghiên cứu và đề xuất ghép bánh bơm và bánh tua bin lại gần nhau trong một vỏ chung, loại bỏ các ống dẫn, mối nối và các bộ phận phụ khác. Trên cơ sở đó người ta thực hiện hai kết cấu của mômen động thủy động khác nhau rõ rệt là khớp nối thủy lực và biến mô men thủy lực.

Nhược điểm lớn nhất của truyền động thủy động là khả năng khuếch đại mômen khoảng 2-3 lần nếu tăng lên nữa thì hiệu suất sẽ giảm thấp. Để tăng mômen động cơ lên đáng kể và mở rộng phạm vi vận tốc làm việc đồng thời để tăng hiệu suất chung, người ta dùng truyền động thủy cơ. Nó gồm truyền lực thủy lực kết hợp với biến tốc cơ khí. Phần thủy lực đảm bảo tính chất làm việc êm, tự động thay đổi vô cấp vận tốc của trục bị dẫn phù hợp với tải trọng tác dụng lên trục đó. Phần cơ khí tỷ số giữa các trục dẫn và bị dẫn được lớn hơn, làm cho hiệu suất chung của bộ truyền có trị số cao đáp ứng yêu cầu sử dụng nhiều loại.

2.2.2. Biến mô thủy lực.

2.2.2.1. Kết cấu.

- Bánh bơm: Được gắn với vỏ biến mô và có rất nhiều cánh có dạng cong lắp theo hướng kính ở bên trong, số lượng cánh và biên dạng cánh được chọn theo công suất động cơ sữ dụng chúng và loại hệ thống truyền lực phía sau. Trên cánh bơm còn lắp đặt vành dẫn hướng ở phía cạnh trong của cánh để dẫn hướng cho dòng chảy của bơm được êm

Hình 2-1 Kết cấu bánh bơm.

1- Bánh bơm, 2- Vành dẫn hướng , 3- Vỏ biến mô, 4- Vỏ hộp số,

5- Trục sơ cấp hộp số, 6- Bu lông nối tấm dẫn động với bánh bơm,

7- Tẫm dẫn động, 8- Cánh van.

Với nhiệm vụ là giúp tích tụ năng lượng lên các dòng dầu chuyển động trong biến mô nhờ lấy năng lượng từ trục khuỷu động cơ thì kết cấu và chất lượng bề mặt cánh bơm ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất và cả quá trình khuếch đại mô men của biến mô. Vì vậy việc đúc liền và gia công bề mặt cánh bơm trên bánh bơm đòi hỏi công nghệ gia công rất cao không phải hãng sản xuất ô tô nào cũng làm được, còn phương pháp lắp rời từng cánh lên bánh mang cánh thì được chấp nhận rộng rãi và nhanh chóng vì tính công nghệ và tính kinh tế cao của phương pháp này.

Ngày nay đa số các biến mô thủy lực dùng trên ô tô điều chế tạo theo phương pháp lắp từng cánh rời nhưng nếu là biến mô này sử dụng trên tàu biển hay phương tiện thuộc lĩnh vực quân sự thì phương pháp đúc liền các cánh với vỏ biến mô được dùng nhiều hơn.

- Tuốc bin: Rất nhiều cánh quạt được lắp trong tuốc bin. Hướng cong của các cánh này ngược chiều với các cánh trên cách bơm. Tuốc bin lắp trên trục sơ cấp hộp số sao cho các cánh của nó đối diện với các cánh trên bánh bơm, giữa chúng có khe hở rất nhỏ.

Hình 2-2 Kết cấu bánh tuốc bin

1- Bánh tuốc bin; 2- Vành dẫn hướng; 3- Vỏ bộ biến mô;

4 - Vỏ hộp số; 5- Trục sơ cấp hộp số; 6- Cánh van.

M_t, n_t- Mômen và số vòng quay tua bin

Cánh tua bin được thiết kế với góc đặt cánh lớn hơn so với cánh bơm. Vì cánh tua bin có nhiệm vụ thu nhận động năng và áp năng được vận chuyển theo dòng dầu đi ra từ cánh bơm. Ngoài ra về số lượng cánh là bằng số lượng cánh mang trên bánh bơm, cũng được thiết kế các vành dẫn hướng để dòng chảy được êm. Công nghệ chế tạo và yêu cầu bề mặt của bánh tua bin có nhiều điểm tương đồng với nhau.

- Bộ đảo chiều : là bộ phận đặt giữa bánh bơm và tua bin. Công dụng của bộ đảo chiều là thay đổi chiều dòng dầu chuyển động từ tâm tua bin đến tâm bánh bơm

Chiều dòng dầu chuyển động từ bánh bơm sang bánh tua bin là cùng chiều với chiều quay kim đồng hồ, nhưng chiều dòng dầu đi qua bánh tua bin thì ngược lại. Nếu để dòng dầu trở lai bánh bơm thì chiều của nó sẽ đối diện với chiều dòng dầu đi ra từ bánh bơm. Bánh bơm phải sử dụng một phần mômen từ động cơ để làm thay đổi chiều chuyển động dòng dầu của dòng dầu đến từ tua bin.

Khi áp dụng bộ đảo chiều, nó điều chỉnh chiều chuyển động của dòng dầu sau khi ra khỏi bánh tua bin cùng chiều với chiều dòng dầu đi ra khỏi bánh bơm.

Bộ đảo chiều gồm có : bánh phản ứng lắp ghép với khớp một chiều

Bánh phản ứng : Bố trí nhiều cánh để tiếp nhận dòng dầu đi ra từ cánh tuabin và hướng cho chúng đập vào mặt sau của cánh bơm làm cho cánh bơm được “cường hóa”. Khi chất lỏng qua bánh phản ứng sẽ truyền cho nó một mômen quay, nhưng do bánh cố định với vỏ nên có tác dụng như một điểm tựa và truyền lại cho chất lỏng một mômen động lượng. Nếu bánh phản ứng quay tự do thì mômen quay của trục dẫn truyền cho trục bị dẫn không thay đổi. Khi đó biến mômen làm việc như một khớp nối thủy lực.

Hình 2-3 Bánh phản ứng

1- Bánh phản ứng; 2- Khớp một chiều; 3- Trục stator;

4- Vỏ hộp số; 5- Trục sơ cấp hộp số.

M, n – Mô men và số vòng quay trục sơ cấp hộp số.

Tuy không đóng vai trò chủ đạo trong việc truyền công suất nhưng bánh phản ứng lại có vai trò quyết định tới hiệu suất của cả biến mô thủy lực trong một số trường hợp, đồng thời là khả năng giúp biến mô khuếch đại mô men do động cơ sinh ra trong một số trường hợp. Đây là lý do chính bánh phản ứng được thiết kế cùng bánh bơm và bánh tua bin trong cùng một biến mô thủy lực.

Khớp một chiều:

Bánh phản ứng với mục đích khuếch đại mômen động cơ sinh ra và ngăn chặn hiện tượng giảm hiệu suất của biến mô thủy lực, khi tốc độ bánh tua bin gần bằng tốc độ bánh bơm thì bánh phản ứng cần phải có khớp một chiều đi liền cùng kết cấu của nó. Hiện nay trong các loại hộp số tự động có hai loại khớp một chiều hay sử dụng nhiều nhất là loại dùng bi trụ và loại dùng con lăn.

+ Khớp một chiều dạng bi trụ.

Dạng trụ lăn (Hình 2-4), bao gồm bốn chi tiết: vành trong, vành ngoài, các bi trụ và lò xo tỳ giữ bi trụ luôn tiếp xúc với các vành. Bề mặt làm việc của một vành được làm ở dạng hình trụ, còn vành kia dạng cong theo hướng tạo nên chiều rộng chứa bi thay đổi (dạng đường cong thân khai). Do vậy, giữa chúng tạo thành hình chêm.

Hình 2-4 Khớp một chiều dạng bi trụ

1 - Vành ngoài; 2 - Bi trụ ; 3 - Lò xo tỳ; 4 - Đệm tỳ;

5 -Vành trong; 6- Mặt rãnh chêm;

Nguyên lý làm việc:

Gồm một vành trụ trong trơn và một vành ngoài có mặt cong theo hướng tạo nên chiều rộng chứa bi thay đổi. Các viên bi trụ nằm trong rãnh chêm này và luôn luôn được tỳ sát vào thành bằng các lò xo tạo xu hướng luôn khóa giữa hai vành với nhau. Khi các viên bi chạy vào chỗ hẹp tạo trạng thái khóa. Sự dịch chuyển của viên bi phụ thuộc vào chiều quay, chiều nghiêng của mặt chêm.

+ Khớp một chiều dạng cam.

Loại thứ hai hay được dùng là loại dùng con lăn dạng cam để thực hiện khóa. Có kết cấu bao gồm: Vành trong, vành ngoài, các con lăn bằng thép và lò xo giữ có nhiệm vụ giữ cho các con lăn luôn có xu hướng tỳ vào hai vành và khóa vành ngoài với vành trong (hình 2-5a và 2-5b). Tuy chỉ với kết cấu rất đơn giản như vậy nhưng khớp một chiều này lại đóng vai trò rất quan trọng trong việc giúp cho bánh phản ứng đạt được ý đồ thiết kế đưa ra.

Con lăn dạng cam được lắp giữa hai vành trong và ngoài của bánh phản ứng, có nhiệm vụ chỉ cho hai vành trong và ngoài của stator quay tự do với nhau theo chiều A còn theo chiều B thì không được.

Khi vòng ngoài có hướng quay theo hướng như (hình 2-5a), nó sẽ ấn vào đầu các con lăn. Do khoảng cách L₁< L nên con lăn bị nghiêng đi, cho phép vòng ngoài quay.

Hình 2-5a Khớp một chiều dạng cam.

1- Vành ngoài; 2- Cam; 3- Vành trong; 4- Lò xo giữ.

Khi vòng ngoài có hướng quay theo chiều ngược lại, con lăn không thể nghiêng đi do khoảng cách L₂ > L. Kết quả làm cho con lăn có tác dụng như một miếng chêm khóa vành ngoài và giữ cho nó không chuyển động. Lò xo giữ được lắp thêm để trợ giúp thêm con lăn, nó giữ cho các con lăn luôn nghiêng một chút theo hướng khóa vòng ngoài.

Hình 2-5b Khớp một chiều dạng cam.

2.2.2.2. Sơ đồ và nguyên lý làm việc.

Sơ đồ nguyên lý làm việc của biến mômen thủy lực (hình 2-6a). Ngoài các bánh bơm và bánh tua bin còn có thêm một bộ phận nữa là bánh phản ứng. Bánh phản ứng được đặt trên khớp hành trình tự do (khớp một chiều) cho phép quay tự do theo một chiều.

Hình 2-6a Sơ đồ nguyên lý của biến mô men thủy lực.

1- Bánh bơm; 2- Vành dẫn hướng; 3- Vỏ biến mô; 4- Vỏ hộp số; 5- Trục sơ cấp hộp số; 6- Bu lông; 7- Tấm dẫn động; 8- Khớp một chiều; 9- Trục khuỷu động cơ; 10 - Bánh phản ứng; 11- Bánh tua bin; 12- Vành dẫn hướng bánh tua bin;

M_b, n_b- Mô men và số vòng quay bánh bơm.

M_b, n_b- Mô men và số vòng quay bánh tua bin

Nguyên lý làm việc:

Bánh bơm 1 được gắn cố định với tấm dẫn động 7 nối cứng với trục khuỷu động cơ 9 và quay với tốc độ góc

Bánh tua bin 11 được lắp trên trục bị động 1 (trục sơ cấp hộp số) bằng then hoa và quay với tốc độ góc

Các bánh nằm trong một vành xuyến khép kín tạo buồng công tác và được nạp đầy chất lỏng có áp suất dư. Hình dạng buồng công tác đảm bảo tổn thất năng lượng ít nhất khi chất lỏng chuyển từ bánh này sang bánh khác

Trong biến mô men tryền năng lượng qua chất lỏng. Chất lỏng có áp suất đóng vai trò truyền năng lượng giữa tua bin và bánh bơm. Cụ thể bánh bơm (B), tua bin (T), bánh phản ứng (P) đặt trong dầu có áp suất và đặt trong vỏ kín, khi bánh bơm quay cùng với động cơ làm cho dầu chuyển động, dưới tác dụng của lực ly tâm dầu chạy ra ngoài và tăng tốc độ. Ở mép bên ngoài dầu đạt tốc độ cao nhất và hướng theo các bánh trong bánh bơm đập vào bánh của tua bin, tại tua bin nó truyền năng lượng và giảm dần tốc độ theo các cánh dẫn của tua bin chạy vào trong. Khi dầu tới mép trong bánh tua bin nó rơi vào cánh của bánh phản ứng và theo các cánh dẫn chuyển sang bánh bơm. Cứ như thế chất lỏng chuyển động tuần hoàn theo đường xoắn ốc trong giới hạn hình xuyến .

Hình 2-6b Chuyển động của dòng dầu trong biến mô.

Quá trình dầu chuyển động trong bánh bơm là quá trình tích năng, quá trình dầu di chuyển trong bánh tua bin là quá trình truyền năng lượng, còn trong bánh phản ứng là quá trình đổi hướng chuyển động.

Nguyên lý làm việc của biến mô men thủy lực dựa trên cơ sở của định luật biến thiên mô men động lượng và được giải thích như sau: Tại điểm dòng dầu đi vào bánh bơm, tốc độ dòng chất lỏng trung bình, biểu diễn bằng đường chấm gạch (hình 2-6c) có giá trị tuyệt đối là v_b1. Tốc độ này có thể phân tích thành hai thành phần: Tốc độ vòng hay còn gọi là tốc độ theo u_b1 và tốc độ tương đối w_b1.

Hình 2-6c Sơ đồ nguyên lý làm việc của biến mô men thủy lực.

Sau khi đi vào bánh bơm, chất lỏng chuyển động theo profin cánh dẫn đi từ tâm ra mép ngoài (hình 2-6c). Dòng chất lỏng có tốc độ là (2.1)

Khi chuyển động từ trong ra ngoài bánh bơm trong vòng lưu thông, năng lượng và động lượng của dòng chất lỏng tăng lên nhờ mô men truyền cho bánh bơm từ trục khuỷu động cơ. Hiệu mô men động lượng của chất lỏng đối với trục quay của bánh bơm khi đi vào và đi ra khỏi nó chính bằng mô men trên trục bánh bơm và xác định theo biểu thức :

(2.2)

Ở đây:

: Khối lượng chất lỏng chảy qua bánh bơm trong một giây.

R₁, R₂: Bán kính bánh công tác ở điểm vào và điểm ra của chất lỏng trên quỹ đạo trung bình.

a, b: Góc tương ứng giữa các vec-tơ tốc độ tuyệt đối v_b1, v_b2 và các tốc độ theo u_b1, u_b2 (hình 2-6c).

Khi chất lỏng đi ra khỏi bánh bơm thì cũng là đi vào bánh tua bin. Vì giữa bánh bơm và bánh tua bin không có bánh phản ứng nên động năng của dòng chất lỏng khi ra khỏi bánh bơm và vào bánh tua bin không thay đổi, nhưng vận tốc tuyệt đối của dòng chất lỏng khi ra khỏi bánh tua bin sẽ thay đổi chiều (do hình dạng của bánh tua bin).

Điều này có nghĩa là khi đi từ ngoài vào trong, chất lỏng truyền cho tua bin một mômen bằng về trị số với mô men trên trục bánh bơm. Mặc khác theo định luật biến thiên mômen động lượng thì mô men tác dụng lên bánh tua bin cũng chính bằng hiệu mô men động lượng của chất lỏng đối với trục quay tua bin khi đi vào và ra khỏi nó, do đó :

(2.3)

Ở đây: - Góc giữa và tại điểm ra của bánh tuốcbin.

Khi ra khỏi bánh tua bin, dòng chất lỏng chảy qua bánh phản ứng được gắn cố định thông qua khớp một chiều và tác dụng lên nó một mô men M_p cùng hướng với mô men M_b và có giá trị bằng:

(2.4)

So sánh các biểu thức (2.1), (2.2) và (2.3) ta thấy rõ rằng:

(2.5)

Nếu không có bánh phản ứng thì: v_t1 = v_b1 và

Nên : M_t = M_b(2.6)

Tức là biến mô men trở thành ly hợp thủy động nên chỉ có tác dụng truyền mà không biến đổi mô men.

Bánh phản ứng cố định làm lệch dòng chất lỏng chảy ra từ bánh tua bin về phía hướng quay của bánh bơm, tạo điều kiện cho sự quay của nó, vì thế để quay bánh bơm chỉ đòi hỏi một mô men M_b < M_t. Đó là nguyên lý của sự biến đổi mô men trong biến mô men thủy lực.

Khi tốc độ quay của bánh bơm n_b = const, sự tăng tải trọng tác dụng lên trục bánh tua bin làm giảm tốc độ quay n_t của nó, do vậy lực ly tâm tác dụng lên chất lỏng hướng ngược chiều với dòng chảy trong bánh đó giảm, làm lưu lượng chất lỏng tuần hoàn qua bánh tua bin tăng. Tốc độ V_t1 tăng và góc giảm. Kết quả làm mô men xoắn M_t tăng cho đến khi cân bằng với mô men tải có ích.

Nếu tải trọng bên ngoài giảm thì số vòng quay của bánh tua bin tăng lên và do đó mô men xoắn của bánh đó giảm tới trạng thái cân bằng mới với mô men cản.

Quá trình tự động điều chỉnh chế độ làm việc của biến mô men thủy lực lúc này ngược với quá trình đã trình bày ở trên.

Nguyên lý khuyếch đại mô men.

Khi biến mô ở chế độ khuyếch đại mô men, biến mô sử dụng năng lượng còn lại của dòng dầu sau khi đi qua tua bin và bánh phản ứng tiếp tục tác động vào cánh bơm bằng cách nhờ vào tác dụng chuyển hướng của bánh phản ứng thay đổi hướng va đập của dòng dầu quay về vào sau cánh bơm. Bánh phản ứng khóa cứng với vỏ của biến mô men thủy lực nên dòng chất lỏng không trao đổi năng lượng với nó, nghĩa là trong bánh phản ứng chỉ có biến đổi áp năng thành động năng. Động năng có được này sẽ truyền cho bánh bơm khi dòng dầu quay về bánh bơm. Vì vậy mô men quay trên trục bánh tua bin có được sẽ lớn hơn mômen trên trục bánh bơm tại cùng một thời điểm.

Nếu bánh phản ứng quay tự do thì mô men xoắn của trục chủ động truyền cho trục bị động không thể tăng được. Khi đó biến mô men thủy lực làm việc như ly hợp thủy động.

2.2.2.3. Các thông số đánh giá và đặc tính của biến mô.

a. Các thông số đánh giá.

- Hệ số mô men: Phản ánh quan hệ giữa mô men và các thông số làm việc của biến mô men:

(2.7)

(2.8)

Ở đây:

g - Trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m³)

D - Đường kính lớn nhất trên đĩa bơm (m).

, - là hệ số mô men của bánh bơm và bánh tua bin, chúng phụ thuộc vào tỷ số truyền i.

- Hệ số biến mô men: Là tỷ số giữa mô men quay tác dụng lên trục bánh tua bin với mô men quay tác dụng lên trục bánh bơm.

(2.9)

- Tỷ số truyền i: Là tỷ số giữa số vòng quay bánh tua bin với số vòng quay bánh bơm.

(2.10)

- Hiệu suất: Do tổn thất một phần công suất cho ma sát và va đập khi chất lỏng tuần hoàn trong biến mô men nên:

N_t = N_b - N_R = .N_b(2.11)

Trong đó:

N_R - Công suất tổn hao.

N_t - Công suất trên trục tua bin

N_b - Công suất trên trục bánh bơm

Do đó: (2.12)

Đại lượng là độ trượt của bánh tua bin so bánh bơm.

Khi ô tô, máy kéo bắt đầu khởi động n_t = 0 thì S và M_t cực đại, còn = 0.

Trong quá trình tăng tốc n_t tăng thì S và M_t lại giảm, còn tăng lên. Ở số vòng quay bánh tua bin n_t = n_tmax độ trượt bằng khoảng (2¸3)% nên = 98% (đối với ly hợp thủy động).

b. Đường đặc tính biến mô.

Đường đặc tính của biến mô men thủy lực khác với đường đặc tính của ly hợp thủy động vì trong biến mô men thủy lực, chất lỏng luôn luôn được chứa đầy trong buồng làm việc. Hơn nữa chất lỏng nạp vào cần có áp suất dư vì biến mô men thủy lực chỉ có thể làm việc ổn định khi hoàn toàn không có hiện tượng xâm thực (chất lỏng không chứa bọt khí). Hiện tượng này xảy ra do tốc độ góc quay của bánh công tác lớn và nhiệt độ chất lỏng làm việc cao, nhất là ở lối vào các rãnh cánh dẫn của bánh bơm.

Biến mô men thủy lực cũng có các đường đặc tính như ly hợp thủy động. Các đường đặc tính này dùng để phân tích và lựa chọn chế độ làm việc của biến mô men sao cho phù hợp với động cơ dẫn động và tải trọng ngoài để có hiệu suất cao nhất.

- Đường đặc tính ngoài :

Đặc tính ngoài được xây dựng trên cơ sở thực nghiệm là quan hệ giữa M_B, M_T, M_p và n_T với tỷ số truyền động học khi số vòng quay bánh bơm không đổi (n_b = const).

Trong phần lớn thời gian làm việc M_T>M_B, khi đó M_p cùng chiều với M_Bvà

M_T = M_B + M_P.

Hình 2-7 Đường đặc tính ngoài của biến mô men thủy lực (Khi n_b = const).

A- Vùng biến mô thủy lực làm việc. B- Vùng biến mô thủy lực không làm việc.

- Hiệu suất biến mô men thủy lực. K- Hệ số biến mô men. i- Tỷ số truyền.

M_b- Mô men trên trục bánh bơm. M_t – Mô men trên trục tua bin.

M_p – Mô men phản xạ.

Đặc tính ngoài có hai vùng (hình 2-7).

Vùng A là vùng làm việc tương ứng với chế độ biến mô men. Trong vùng này hệ số biến mô men K thay đổi từ K_max (khi i = 0) đến K = 1 (khi i = i_M = 0,6¸0,8).

Vùng B là vùng biến mô men thuỷ lực không làm việc, bởi vì do sự tăng của n_t dẫn đến hướng của dòng chất lỏng khi ra khỏi tua bin thay đổi đến mức M_p có giá trị âm, lúc này bộ phận bánh phản ứng của biến mô men thuỷ lực trở thành bộ phận làm giảm hiệu suất biến mô. Hiệu suất của biến mô men có dạng parabol bậc hai.

Từ đồ thị ta thấy rõ rằng:

Khi K > 1 thì

Khi K < 1 thì giảm nhanh đến giá trị không.

Khi K = 1 thì giải phóng cho bánh phản ứng quay tự do theo chiều dòng chảy trên khớp hành trình tự do (khớp một chiều) nhờ lắp bánh phản ứng trên khớp này.

Như vậy khi M_p đổi dấu lúc này bánh phản ứng không còn tác dụng lên dòng chất lỏng nữa, khi đó biến mô men làm việc ở chế độ ly hợp thủy động. Nhược điểm của phương pháp này là khi biến mô men làm việc ở chế độ ly hợp thuỷ động bánh phản ứng có tác dụng cản trở sự chuyển động của dòng chất lỏng.

Nối cứng trục bơm và trục tua bin : Việc nối cứng hai trục nhờ ly hợp ma sát lắp đặt trong biến mô men, khi i = i_max, khi đó sẽ tăng vọt đến = 1 (nếu bỏ qua các tổn thất cơ khí trong biến mô men).

- Đường đặc tính không thứ nguyên.

Là quan hệ giữa các hệ số mô men và với tỷ số truyền động học:

(2.13)

Để xây dựng các quan hệ này ta dùng công thức:

; (2.14)

(D – Đường kính lớn nhất của biến tốc thủy lực.)

Để đánh giá về tổn thất năng lượng và các tính chất biến đổi của biến mô men, chúng ta cần vẽ bổ sung thêm các đường cong biểu diễn quan hệ giữa hiệu suất và hệ số biến mô men K với tỷ số truyền động học :

Hệ số biến mô men:

(2.15)

Hiệu suất: (2.16)

Hình 2-8 Đường đặc tính ngoài biến mô dạng tổng quát.

K- Đường biểu diễn hệ số biến mô men, - Đường biểu diễn hệ số mô men xoắn, i- Tỷ số truyền động học ( tỷ số vòng quay).

Qua đồ thị ta thấy rằng đường đặc tính không phụ thuộc vào các giá trị tuyệt đối của g, n, D và đúng với biến mô men có kích thước bất kỳ, nếu các bánh của nó đồng dạng hình học với các bánh của biến mô men mẫu dùng để thí nghiệm xác định đường đặc tính ngoài

- Đặc tính tải :

Đặc tính tải là quan hệ giữa mô men xoắn M_b với số vòng quay n_b của bánh bơm được biểu diễn trên (hình 2-9).

Áp dụng công thức (2.6), sự phụ thuộc đó có thể biểu diễn thành :

M_b =.g. (2.17)

Tính chất biến đổi của biến mô men thủy lực được đặc trưng bởi độ nhạy và được đánh giá bằng hệ số . Nó cho biết sự thay đổi mô men cần thiết để quay bánh bơm với sự thay đổi chế độ tốc độ làm việc của bánh tua bin.

Hệ số độ nhạy  bằng tỷ số giữa các giá trị mô men bánh bơm M_b khi i = 0 và khi K = 1 (n_b = const).

(2.18)

Do số vòng quay bánh bơm n_b không đổi nên M_b tỷ lệ thuận với hệ số mô men , do đó hệ số độ nhạy có thể biểu diễn bằng sự phụ thuộc sau đây:

(2.19)

Giá trị có thể lớn hơn, bằng hoặc nhỏ hơn một, biến mô men thủy lực không nhạy ( = 1), có độ nhạy thuận ( > 1) và độ nhạy nghịch ( < 1).

Trong các biến mô men thủy lực khi sự thay đổi số vòng quay trục bánh tua bin n_t (mô men xoắn M_t) mà số vòng quay bánh bơm n_b và mô men xoắn bánh bơm M_b vẫn không thay đổi được gọi là biến mô men thủy lực không nhạy.

Ở biến mô men thủy lực không nhạy = const ở mọi giá trị i (hình 2-9a). Bởi vậy đặc tính tải của nó được thể hiện bằng một đường cong parabol, còn điều kiện động cơ đốt trong làm việc cùng với biến mô men thủy lực khi bàn đạp ga ở những vị trí khác nhau (cung cấp nhiên liệu khác nhau) được thể hiện bằng các điểm a, a', a'', a'''... mà quỹ tích của chúng là một đường cong của hàm số M_b = f(n_b).

Ở biến mô men thủy lực nhạy hệ số mô men phụ thuộc vào tỷ số , nghĩa là khi có sự thay đổi số vòng quay n_t trên trục bánh tua bin (hay M_t) sẽ kèm theo sự thay đổi tự động số vòng quay trên trục bánh bơm n_b, do đó đường đặc tính của nó được thể hiện bằng họ parabol. Mỗi một đường cong ứng với sự phụ thuộc

M_b = f(n_b) đối với một giá trị hệ số mô men nhất định và một trị số tỷ số truyền i cụ thể.

Khi độ nhạy thuận ( > 1) sự thích ứng của động cơ được sử dụng. Thật vậy, giả sử trong các điều kiện chuyển động của ô tô cho trước, sự làm việc của động cơ và biến mô men được thể hiện bằng tọa độ điểm a (hình 2-9c). Lực cản chuyển động tăng lên thì tỷ số truyền sẽ giảm xuống và khi vị trí bàn đạp ga không thay đổi, sẽ tự động chuyển sang các chế độ làm việc thể hiện bằng các điểm b, c, d,...đồng thời tăng mô men xoắn.

Ở biến mô men thủy lực có độ nhạy nghịch (< 1) sẽ không có ý nghĩa thực tế đối với ô tô.

Đặc tính tải của biến mô men thủy lực cho phép xác định chế độ cùng làm việc đối với động cơ này hay động cơ khác.

Hình 2-9 Đặc tính tải của biến mô men thủy lực.

M_b, M_t – Mô men trên trục của bánh bơm và bánh tua bin.

M_e, M_e – Mô men và tốc độ động cơ.

N_e – Công suất động cơ.

n_b- Số vòng quay trục bánh bơm; n_t – Số vòng quay trục bánh tua bin.

a) - Đặc tính tải của biến mô men thủy lực không nhạy;

a, a' ,a'',a'''- Biểu thị điểm làm vệc chung của biến mô men thủy lực và động cơ đốt trong.

b) - Đặc tính tải của biến mô men thủy lực nhạy;

Quan hệ M_b, M_t và n_b, n_t theo các giá trị của tỉ số truyền i.

c) - Đặc tính tải của biến mô men thủy lực nhạy và đồng thời thể hiện đặc tính tốc độ ngoài của động cơ.

a, b, c, d, e, f – Điểm biểu diễn các chế độ làm việc của biến mô theo M_e và n_e.

A- Vùng làm việc ở chế độ biến mô men thủy lực. B- Vùng làm việc ở chế độ ly hợp thủy động.

2.2.3. Hộp số hành tinh.

2.2.3.1. Giới thiệu.

- Cơ cấu hành tinh là một cơ cấu truyền động bằng bánh răng trong đó có tối thiểu một trục hình học của một bánh răng nào đó không cố định.

- Bánh răng có trục hình học chuyển động gọi là bánh răng hành tinh. Bánh răng hành tinh có thể có một hay một số vành răng hoặc là một số bánh răng ăn khớp với nhau.

- Khâu mà trên đó bố trí trục của các bánh răng hành tinh gọi là cần dẫn.

- Bánh răng mà trục hình học của nó trùng với trục chính gọi là bánh răng trung tâm.

- Khâu tiếp nhận mô men ngoại lực hay truyền tải trọng và là khâu trung tâm được gọi là khâu chính của cơ cấu hành tinh.

- Cơ cấu hành tinh mà trong đó tất cả ba khâu chính đều quay được gọi là cơ cấu vi sai.

- Bộ truyền hành tinh có thể là một dãy hay một số dãy hành tinh kết nối với nhau. Cơ sở của bộ truyền hành tinh là các dãy hành tinh bao gồm các bánh răng ăn khớp ngoài hay ăn khớp dạng hỗn hợp (cơ cấu hành tinh mà khâu chính là bánh răng trung tâm và một cần dẫn). Phổ biến nhất là các dãy hành tinh với các bánh răng ăn khớp hỗn hợp. Vì chúng tạo được tỷ số truyền lớn và kích thước nhỏ gọn.

Hộp số hành tinh đặt sau biến mô men của hệ thống truyền lực. Khác với truyền động bánh răng thông thường trong truyền động hành tinh.

Các trục và bánh răng trong suốt thời gian làm việc có thể thay đổi vị trí của mình trong không gian. Ngoài chuyển động quay quanh trục của mình các bánh răng thực đồng thời chuyển động lăn xung quanh bánh răng trung tâm .

Việc chuyển số trong các bộ truyền này nhờ các ly hợp, phanh đĩa và phanh dãi.

Trong hộp số tự động không có cần chuyển số mà chỉ có cần chọn số. Cần chọn số nhằm xác định giới hạn khả năng tự động chuyển số trong một khoảng thời gian nhất định.

2.2.3.2. Ưu, nhược điểm.

Ưu điểm :

- Có thể chuyển số liên tục mà không làm gián đoạn dòng lực truyền từ động cơ đến các bánh xe chủ động.

- Thời gian phục vụ dài hơn

- Lực truyền đồng thời qua một số cặp bánh răng ăn khớp, ứng suất trên răng nhỏ. Ăn khớp trong nên đường kính vòng tròn ăn khớp lớn.

- Kích thước nhỏ gọn.

- Có tỷ số truyền cao.

- Hiệu suất làm việc cao, vì các dòng lực có thể là song song, ma sát sinh ra tiêu hao năng lượng nhỏ do chỉ có sự chuyển động tương đối.

Nhược điểm :

- Công nghệ chế tạo đòi hỏi phải chính xác cao: Trục lồng, bánh răng ăn khớp nhiều vị trí.

- Kết cấu phức tạp: Nhiều cụm chi tiết lồng nhau, trục lồng, phanh, ly hợp khóa.

- Lực ly tâm trên các bánh răng hành tinh lớn do chúng quay với tốc độ lớn.

- Khi dùng nhiều ly hợp và phanh trong cơ cấu sẽ làm tăng tổn hao công suất khi chuyển số, do đó hiệu suất giảm.

2.2.3.3. Phân loại.

a. Phân loại theo số bậc tự do.

- Để nhận được một tỷ số truyền hoàn toàn xác định, trong hộp số hành tinh chỉ có một bậc tự do, các bậc tự do khác phải được loại trừ bằng liên kết cứng. Do vậy, số bậc tự do trong cơ cấu bằng số liên kết cứng cộng với 1.

- Nếu cơ cấu gài một số truyền cần phải đóng một phanh dải hoặc ly hợp khóa, tức phải tạo ra một liên kết cứng. Như vậy số bậc tự do trong cơ cấu là hai bậc tự do.

- Trong hộp số hành tinh 4, 5 bậc tự do và để gài được một số truyền cần phải có 3, 4 liên kết đồng thời.

Bảng 2-1 Kiểu CCHT và số lượng số truyền, số lượng phần tử ma sát.

Kiểu HSHT	Số lượng tỷ số truyền m
	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	Số lượng phần tử ma sát cần thiết
CCHT hai bậc tự do	3	4	5	6	7	8	9	10	11
CCHT ba bậc tự do	3	4	4	4	5	5	5	5	6
CCHT bốn bậc tự do	-	4	5	5	5	5	5	6	6

- Số lượng bậc tự do của HSHT m phụ thuộc vào số lượng số truyền và số lượng dãy CCHT cơ bản. Khi m lớn thì số lượng mối liên kết lớn nên kết cấu sẽ phức tạp. Mối liên quan ghi trong bảng 2.

Bảng 2-2 Kiểu CCHT và dãy số CCHT, số lượng phần tử ma sát.

Loại HSHT	Dãy CCHT hai bậc tự do	Dãy CCHT ba bậc tự do
Số phần tử ma sát	6	4
Số dãy CCHT	5	3

b. Phân loại theo đặc tính ăn khớp.

Theo đặc tính ăn khớp cơ cấu hành tinh phân ra :

- Dãy hành tinh ăn khớp trong, ngoài và hỗn hợp. Loại này thường có kết cấu nhỏ gọn, độ cao và thường hay được dùng trên ô tô (hình 2-10a).

- Dãy hành tinh ăn khớp ngoài, loại này thường dùng cho hộp số cơ khí có tốc độ thấp, thông thường ít dùng trên ô tô vì có hiệu suất thấp (hình 2-10c).

Hình 2-10 Các dãy cơ cấu hành tinh cơ bản.

H- Bánh răng hành tinh, M- Bánh răng mặt trời, N – Bánh răng bao,

G - Cần dẫn, 1, 2 - Cặp bánh răng côn.

c. Phân loại theo kết cấu .

Theo theo kết cấu chia cơ cấu hành tinh ra các loại sau.

- Loại dùng bánh răng trụ, răng thẳng hoặc răng nghiêng (hình 2-10a và 2-10c). Loại này dùng chủ yếu trong hộp số hay truyền lực bánh xe.

- Loại dùng bánh răng côn (hình 2-10b và 2-10d). Dãy hành tinh dùng bánh răng côn thường sữ dụng trong cụm vi sai giữa các bánh xe (hình 2-10b) hay giữa các cầu (hình 2-10d).

d. Phân loại theo số khâu.

- Nếu coi bánh răng hành tinh chỉ là khâu liên kết thì cơ cấu hành tinh chia ra: Ba khâu, bốn khâu và năm khâu.

- Bộ truyền hành tinh một dãy có ba khâu cơ bản: N (Vành răng bao), M (bánh răng trung tâm), G (cần dẫn) là bộ truyền đơn giản nhất.

- Bộ truyền ba khâu : Hình 2-11a và 2-11b

- Bộ truyền bốn khâu: Hình 2-11c

- Loại năm khâu ít dùng, vì khi tăng số khâu thì số bậc tự do của cơ cấu cũng tăng lên, đồng thời để đáp ứng các tỷ số truyền xác định đòi hỏi giải pháp công nghệ phức tạp, tăng giá thành.

Hình 2-11 Dãy cơ cấu hành tinh ba khâu (a, b) và bốn khâu (c).

H- Bánh răng hành tinh, M- Bánh răng mặt trời,

N – Bánh răng bao, G - Cần dẫn,

a), b) -Bộ truyềnhành tinh 3 khâu, b)- Bộ truyền hành tinh 4 khâu.

2.2.3.4. Quan hệ động học và động lực học của các dãy hành tinh.

a. Động học:

Hình 2-12 Mô tả cấu trúc và các quan hệ động học, động lực học của cơ cấu hành tinh cơ bản.

Bánh răng mặt trời M, Giá bánh răng hành tinh G, Vành răng N.

r_M, r_N- Bán kính vòng lăn của các bánh răng M, N;

r_G- Bán kính vòng quay của cần dẫn G;

M_N, M_M , M_G- Mô men tác động lên các cơ cấu N, M, G;

F_M, F_N, F_G- Nội lực do cơ cấu M, N, G sinh ra;

- Quan hệ động học giữa các phần tử của một dãy hành tinh có thể xác định bằng phương pháp đồ thị hay giải tích sau.

+ Phương pháp giải tích có thể dựa trên việc xây dựng họa đồ vận tốc của các khâu, thuận tiện để nghiên cứu sơ đồ cấu trúc của bộ truyền, nhưng chỉ cho giá trị gần đúng khi xác định các tỷ số truyền .

Khi dùng phương pháp giải tích, ta coi cần dẫn đứng yên và xác định tỷ số truyền giữa các bánh răng trung tâm theo công thức:

(2.20)

Trong đó:

n_M, n_N, n_G - số vòng quay của các bánh răng M, N và cần G.

, – tốc độ góc các bánh răng N và cần G.

K – được gọi là thông số động học của dãy hành tinh.

Dấu '' – '' ở đây thể hiện chiều quay của các bánh răng trung tâm và bao là ngược chiều nhau.

Chỉ số trên trong các kí hiệu là chỉ số của khâu cố định.

Giá trị K được xác định qua bán kính vòng lăn r hoặc số răng Z:

(2.21)

Trong đó:

r_M, r_N, - bán kính vòng lăn của các vòng răng M, N

Z_M, Z_N – Số răng của các bánh răng M, N.

Phương trình động học của dãy hành tinh như trên là:

(2.22)

Ta có thể xác định tốc độ góc của M, N, G khi đã biết khâu nào là chủ động, khâu bị động và các liên kết trong các phần tử của dãy.

Giá trị K của dãy bị hạn chế bởi kích thước của các bánh răng hành tinh và của kích thước chung. Giá trị K thường nhận được nhận từ 1,5 – 4.

b. Động lực học.

Các lực và mô men tác dụng lên các phần tử của dãy hành tinh được xác định từ điều kiện cân bằng các mômen ngoại lực. Nếu bộ truyền có 3 khâu chính và bỏ qua ma sát, thì khi chuyển động ổn định (quay đều) có thể viết:

(2.23)

Với: M_M, M_N, M_G – mômen tác động lên các cơ cấu M, N, G.

- Các mômen ngoại lực có hướng ngược với hướng của các nội lực tác dụng lên các khâu tương ứng. Giá trị lực trong cơ cấu một dãy được xác định bằng phương pháp hợp lực tác dụng tại điểm tiếp xúc.

- Giá trị M_G tạo nên lực đặt tại tâm của bánh răng hành tinh.

(2.24)

- Tại các điểm ăn khớp của bánh răng M, N bánh răng hành tinh chịu các lực F_M, F_N.

F_M = F_N (2.25)

Như vậy: F_G = F_M + F_N

- Khi có p bánh răng trong một dãy thì:

F_G = (2.26)

- Từ điều kiện cân bằng của bánh răng hành tinh.

M_N = - K M_M. (2.27)

M_G = (1-K ) M_M. (2.28)

M_G=. (2.29)

- Trong bộ truyền hành tinh, ổ đỡ của các bánh răng hành tinh còn chịu tác dụng của lực ly tâm:

(2.30)

Ở đây:

- Khối lượng bánh răng hành tinh quay tương đối đối với cần dẫn.

- Lực ly tâm này khi lớn, có thể lớn hơn nhiều lần so với lực tác dụng tại điểm ăn khớp của các bánh răng. Do vậy, bánh răng, trục và ổ của nó phải có độ cứng vững cao, kích thước và trọng lượng càng nhỏ càng tốt. Cần dẫn là bộ phận quyết định đến tính chất chịu tải của các bánh răng hành tinh, nó thường được chế tạo dạng khối liền hay là có hai mặt bích lớn để tránh đặt công xôn cho trục bánh răng hành tinh.

2.2.3.5. Tải trọng tác dụng lên cơ cấu khóa.

a. Mô men phanh (mô men khóa).

- Khi muốn khóa một phần tử nào đó của cơ cấu hành tinh đối với vỏ, cần phải tác động một mô men ngoại lực vào cơ cấu.

- Trong trường hợp tổng quát : Khi đã biết mô men chủ động M_cđ, mô men bị động M_bđ của cơ cấu thì có thể tính toán mô men phanh M_p nhờ phương trình cân bằng mô men.

(2.31)

Chiều của M_cđ, M_bđ, M_p xác định như (hình 2-13).

Hình 2-13 Tải trọng (mô men phanh) tác dụng lên cơ cấu.

M_cd– Mô men chủ động; M_bd- Mô men bị động; M_p – Mô men phanh.

Với công thức xác định tỷ số truyền: i_i = , thay vào biểu thức trên.

Ta có : M_p= M_cđ (i_i-1) (2.32)

- Cơ cấu tạo phanh có thể là phanh dải hay ly hợp khóa. Khi không có điều kiện để bố trí phanh dãi (do điều kiện kết cấu không cho phép điều chỉnh dễ dàng trong sữ dụng), có thể sữ dụng phanh ly hợp, khóa giữa một khâu với vỏ hộp số.

b. Khóa bằng ly hợp khóa.

Đối với cơ cấu hành tinh một dãy có 3 phần cơ bản M, N, G khi làm việc có thể khóa hai phần tử lại với nhau. Như vậy mô men khóa này là nội lực của cơ cấu.

Xét các trường hợp sau:

– Khóa N với G.

M_cđ = M_bđ (2.33)

M_KH = M_N = M_G (2.34)

Vậy M_KH = M_N = M_M.K (2.35)

– Khóa M với G.

M_cđ = M_bđ (2.36)

M_KH = M_M

– Khóa M với N.

Khi đó i = 1 và M_cđ = M_bđ (2.37)

(2.38)

Quá trình chuyển số thực chất là sự chuyển đổi trạng thái làm việc của cơ cấu. Do vậy, ngoài các giá trị mômen tính toán nói trên, cần thiết để ý đến các mô men quán tính. Nếu sự biến đổi trạng thái xảy ra đột ngột, nhất là khi thay đổi cả chiều quay của phần tử khoá, thì cần bố trí thêm khớp một chiều. Khớp này đặt song song với ly hợp khoá, đảm bảo cơ cấu an toàn cho ly hợp khoá. Mặt khác việc bố trí như thế cho phép thu gọn kích thước của ly hợp khoá mà lại tăng được độ tin cậy của cơ cấu. Vì vậy các loại khớp một chiều thường được sử dụng nhiều trên ôtô du lịch.

2.2.3.6. Điều kiện công nghệ của bánh răng trong cơ cấu hành tinh.

Bánh răng dùng trong hộp số hành tinh thường là bánh răng trụ răng thẳng hay răng nghiêng. Thông thường trong hộp số hành tinh của các ô tô du lịch hay dùng bánh răng nghiêng do có ưu điểm là ít gây tiếng ồn và có độ bền cao.

Số răng của các bánh răng hành tinh và các bánh răng khác của cơ cấu ba khâu được lựa chọn trên cơ sở thông số K cho trước. Số răng tối thiểu cho phép của bánh răng mặt trời với dạng răng bình thường là Z_min = 17 (răng), với dạng răng dịch chỉnh Z_min = 14 (răng). Còn đối với bánh răng hành tinh Z_min = 10 (răng).

Khi số răng của bánh răng hành tinh càng nhỏ thì tốc độ quay của nó càng lớn (nếu giả thiết cùng tốc độ quay với tốc độ quay của bánh răng mặt trời), tốc độ quay của bánh răng hành tinh không được vượt quá 7000 vòng/phút.

Khi đã biết số răng tối thiểu cũng như số lượng của các bánh răng hành tinh và thông số K thì số răng còn lại của các bánh răng cũng hoàn toàn xác định được song phải thõa mãn các quan hệ theo điều kiện đồng trục, điều kiện lắp ráp và điều kiện kề (lân cận).

· Điều kiện đồng trục:

Trục của các bánh răng trung tâm phải trùng với trục chính của cơ cấu. Trong trường hợp bộ truyền gồm các bánh răng trụ, thì khoảng cách trục giữa các bánh răng trung tâm và bánh răng hành tinh là như nhau. Để đảm bảo điều kiện đồng trục cần phải có:

. (2.39)

Với : Z_N và Z_M - số răng tương ứng của vành răng bao và bánh răng trung tâm.

Z_H - số răng của bánh răng hành tinh.

Trong trường hợp cơ cấu có hai bánh răng hành tinh thì phải xét riêng.

· Điều kiện lắp.

Để đảm bảo cho các bánh răng hành tinh được bố trí với các khoảng cách đều nhau được thõa mãn nếu đỉnh răng của các bánh răng hành tinh trùng với chân răng của các bánh răng trung tâm, cụ thể:

(2.40)

Với n_p – số lượng các bánh răng hành tinh.

- hệ số bội số (số nguyên).

· Điều kiện kề.

Đây là điều kiện đảm bảo giá trị khe hở cần thiết giữa các bánh răng hành tinh kề nhau. Điều kiện này được thõa mãn khi tổng bán kính của các vòng trong đỉnh của các bánh răng hành tinh kề nhau phải nhỏ hơn khoảng cách tâm trục giữa chúng.

tức: với (2.41)

d_H – Đường kính vòng đỉnh các bánh răng hành tinh.

a – Khoảng cách trục giữa các bánh răng hành tinh và bánh răng trung tâm.

Hình 2-14 Giải thích điều kiện kề.

1- Bánh răng hành tinh; 2 – Bánh răng trung tâm; 3 – Vành răng bao;

- Giá trị nhỏ nhất cho phép của hiệu được xác định bởi tổn thất do dầu vung tóe, có thể thừa nhận bằng 0,5m (m - mô đun bánh răng) tức là :

- Số răng của các bánh răng ăn khớp trong các cơ cấu hành tinh cao tốc không được có thừa số chung và số răng của các bánh răng trung tâm cũng không nên bằng bội số của số bánh răng hành tinh.

2.2.3.7. Các cơ cấu hành tinh thường dùng trên ô tô.

Cấu tạo của hộp số hành tinh dùng trên ô tô và các phương tiện giao thông khá phức tạp. Nó được tạo thành từ các cơ cấu hành tinh cơ bản hoặc từ các cơ cấu hành tinh tổ hợp. Trên ô tô và hay sữ dụng nhất là trên ô tô du lịch ba dạng cơ cấu hành tinh điển hình sau:

a) Cơ cấu hành tinh kiểu wilson.

- Cơ cấu hành tinh kiểu wilson đơn giản.

Sơ đồ cấu tạo:

Cơ cấu hành tinh kiểu wilson là bộ truyền hành tinh một dãy đơn gồm các bánh răng ăn khớp hỗn hợp (ăn khớp trong và ngoài) và có ba trục.

Các chi tiết bao gồm:

Một bánh răng trung tâm M có răng ngoài đặt trên một trục quay, một vành răng bao N có răng trong đặt trên một trục quay khác đồng tâm với trục quay của M, các bánh răng hành tinh đặt giữa M, N và ăn khớp đồng thời, ăn khớp ngoài với M và ăn khớp trong với N, trục các bánh răng hành tinh nối cứng với nhau trên cần dẫn G và chuyển động quay xung quanh đường tâm M, N. Trục của cần dẫn G là trục thứ ba của cơ cấu hành tinh.

Như vậy ba trục của cơ cấu hành tinh có cùng đường tâm quay và ở dạng trục lồng hay được gọi là đường tâm trục của cơ cấu hành tinh. Các trục đều có thể quay tương đối với nhau. Số lượng bánh răng hành tinh tùy thuộc vào từng kết cấu cụ thể mà có 1, 2, 3, 4 bánh răng hành tinh. Các bánh răng hành tinh vừa có khả năng quay xung quanh trục của nó vừa có khả năng quay xung quanh trục của cơ cấu hành tinh.

Cơ cấu hành tinh wilson có ba phần tử: Bánh răng trung tâm, bánh răng hành tinh và vành răng bao.

Bánh răng hành tinh được coi là khâu liên kết giữa hai khâu còn lại M và N. Theo phân tích động học của hộp số chúng cần có một phần tử chủ động và một phần tử bị động. Do vậy, để nhận được một tỷ số truyền xác định khi đó cơ cấu có hai khả năng xảy ra như sau:

+ Khóa một phần tử với vỏ hộp số.

+ Khóa hai phần tử với nhau.

Cả hai khả năng đều cho phép nếu trục vào quay với tốc độ ổn định thì tốc độ góc của trục ra cũng sẽ ổn định.

Hình 2-15 Cơ cấu hành tinh kiểu wilson.

N - Vành răng bao; G - Cần dẫn; M - Bánh răng trung tâm;

H - Bánh răng hành tinh..

Tỷ số truyền của cấu hành tinh wilson được xác định theo quan hệ sau:

(2.42)

Với : n_cd, n_bd – số vòng quay của bánh chủ động và bánh bị động.

M_cd, M_bd – mô men bánh chủ động và mô men bánh bị động.

Khả năng sữ dụng.

Khả năng sữ dụng của cơ cấu hành tinh wilson được trình bày dưới dạng sơ đồ trạng thái (bảng 2-3). Trong bảng cho thấy cơ cấu wilson có thể có 7 trạng thái và phần tử liên kết được hiểu là phần tử nối với vỏ hoặc liên kết giữa hai phần tử với nhau.

Bảng 2-3 Sơ đồ các khả năng làm việc và ứng dụng của cơ cấu hành tinh kiểu wilson.

Số PA	Sơ đồ bố trí	Trạng thái khâu			Công thức tính tỷ số truyền		Sử dụng
Số PA	Sơ đồ bố trí	Vào	Ra	Khoá		Khoảng i cho phép	Sử dụng
1		M	G	N		2,5 Số truyền chậm
2		G	M	N		0,2 Số truyền nhanh
3		M	N	G		-4 Số lùi
4		N	M	G		-0,7 Số lùi nhanh
5		G	N	M		0,6¸0,8	Số truyền nhanh OD
6		N	G	M		1 Số truyền chậm
7		Khoá hai khâu với nhau			1	1	Số truyền thẳng

Khả năng sữ dụng trong hộp số ô tô:

Khả năng sữ dụng tỷ số truyền của cơ cấu hành tinh với chức năng là hộp số trên ô tô phụ thuộc vào kết cấu và giới hạn làm việc của động cơ. Trong hộp số ô tô mặc dù đã sữ dụng kết cấu trục lồng nhưng cũng không thể thường xuyên thay đổi trục chủ động và trục bị động.

Thực tế trong hộp số hành tinh mỗi cơ cấu hành tinh chỉ đảm nhận có hai tỷ số truyền (nằm trong 5 trạng thái, trừ trang thái ở số Mo). Các hộp số hành tinh thường tổ hợp hai hay nhiều cơ cấu hành tinh kiểu wilson.

b) Cơ cấu hành tinh kiểu wilson tổ hợp.

Tổ hợp bộ truyền cơ bản.

Để đáp ứng số lượng tỷ số truyền cần thiết (ba đến năm số tiến), trong hộp số hành tinh của ô tô thường dùng từ hai đến ba cơ cấu hành tinh kiểu wilson với hai dạng ghép nối cơ bản sau: ghép nối tiếp và ghép nối song song.

+ Ghép nối tiếp hai cơ cấu hành tinh wilson (Hình 2-16a): Tỷ số truyền được tính bằng tích giữa hai tỷ số truyền của các cơ cấu hành tinh kiểu wilson và số lượng số truyền được nhân lên gấp đôi.

+ Ghép nối song song hai cơ cấu hành tinh wilson (Hình 2-16b):

Hình 2-16 Sơ đồ ghép hai dãy cơ cấu hành tinh Wilson.

M₁, M₂ - Bánh răng trung tâm dãy 1 và 2; N₁, N₂ - Vành răng bao dãy 1 và 2;

H₁, H₂ - Bánh răng hành tinh dãy 1 và 2, G₁, G₂- Cần dẫn dãy 1 và 2.

a) Ghép nối tiếp hai dãy cơ cấu hành tinh; b) Ghép song song hai dãy cơ cấu hành tinh.; Dãy 1 (W₁ ), dãy 2 (W₂)

Tổ hợp các loại bộ truyền theo nhóm:

Hộp số chính có thể chia ra : một hoặc nhiều nhóm tỷ số truyền.

+ Hộp số có một nhóm tỷ số truyền gồm cơ cấu hành tinh kiểu SIMPSON, RAVIGNEAUX hay tổ hợp các kiểu từ cơ cấu hành tinh kiểu WILSON .

+ Hộp số có hai hay nhiều tỷ số truyền gồm các cơ cấu hành tinh đã được tổ hợp như trên cùng với cơ cấu hành tinh kiểu WILSON đơn giản .

Trên các ô tô con hiện đại thường bố trí các loại động cơ có số vòng quay lớn (từ 1000- 6000 vòng/phút) hộp số cần có nhiều số truyền và tỷ số truyền thay đổi trong giới hạn rộng trong khi đó không gian bố trí chỉ cho phép trong giới hạn nhất định, vì thế hộp số đã được thiết kế có cấu tạo thành hai phần (tức tạo ra hai nhóm tỷ số truyền) nhằm giảm bớt tỷ số truyền cho các bộ truyền, làm gọn bớt kích thước chung.

Đối với loại hộp số hai nhóm tỷ số truyền này được chia ra hai phần như sau: phần chính hộp số và phần phụ hộp số.

Phần phụ hộp số có thể đặt trước hoặc đặt sau phần chính hộp số, tỷ số truyền trong phần phụ có thể có số truyền thẳng và số truyền tăng nhưng cũng có thể là số truyền thẳng và số truyền giảm.

Trong trường hợp có số truyền giảm thì số D- là số truyền giảm, số OD- là số truyền thẳng.

Tỷ số truyền chung trong hộp số được tính toán từ tỷ số truyền của các phần trong hộp số. Hộp số chính có nhiều nhóm tỷ số truyền không sử dụng trên ô tô con.

c) Cơ cấu hành tinh kiểu SIMPSON.

Cơ cấu hành tinh kiểu Simpson gồm hai cơ cấu hành tinh Wilson. Các phần tử M₁, N₁, H₁, G₁ thuộc dãy hành tinh thứ nhất, M₂, N₂, H₂, G₂thuộc dãy hành tinh thứ hai. Chúng đã được ghép nối như sau:

+ Hai bánh răng trung tâm M₁ và M₂ đặt trên cùng một trục quay (liên kết cứng).

+ Giá hành tinh G₂ liên kết cứng với vành răng bao N_1.

Hình 2-17 Sơ đồ cơ cấu hành tinh tổ hợp SIMPSON.

M₁, M₂ - Bánh răng trung tâm 1 và 2; N - Vành răng bao;

H₁, H₂ - Bánh răng hành tinh 1 và 2 ; G - Cần dẫn.

Bảng 2-4 Nguyên lý làm việc của cơ cấu hành tinh tổ hợp SIMPSON.

Số truyền	Phần tử chủ động	Phần tử bị động	Phần tử khóa	Phần tử chạy không	Công thức tính	Khả năng chế tạo i	ứng dụng trong hộp số
1	N₂	N₁	G₁	..		1 < i < ¥	Số truyền rất chậm
2	N₂	N₁	M₁+M₂	H₁+G₁		1 < i < 2	Số truyền chậm
3	N₂	N₁	K₁ nối với K₂	H₁, H₂, M₁, M₂, G₁	1	1	Số truyền thẳng
R	M₁	N₁	G₁	G₁		-¥ Số lùi

d) Cơ cấu hành tinh kiểu RAVIGNEAUX.

- Trong cơ cấu hành tinh kiểu Ravigneaux chia ra hai dạng bố trí:

+ Phương án A : cơ cấu cho ba số tiến 1, 2, 3 và một số lùi R

+ Phương án B : cơ cấu cho bốn số tiến 1, 2, 3, 4 và một số lùi R.

Cấu tạo cơ cấu hành tinh của kiểu Ravigneaux gồm hai bánh răng mặt trời M₁, M₂ nối với hai trục khác nhau, hai nhóm bánh răng hành tinh H₁, H₂, ăn khớp với nhau và đặt chung trên một giá hành tinh G, một bánh răng ngoại luân N ăn khớp với H₂, còn H₁ ăn khớp với M₁. Sơ đồ cấu tạo trình bày trên (hình 2-18).

Hình 2-18 Sơ đồ cơ cấu hành tinh kiểu Ravigneaux.

M₁ – Bánh răng mặt trời 1; N₁ - Bánh răng bao 1;

H₁ – Bánh răng hành tinh 1; G₁ - Cần dẫn 1.

M₂ – Bánh răng mặt trời 2; N₂ - Bánh răng bao 2;

H₂ – Bánh răng hành tinh 2; G₂ - Cần dẫn 2.

Bảng 2-5 Nguyên lý làm việc của cơ cấu với hai phương án A và B :

Số truyền	Phần tử chủ động	Phần tử bị động	Phần tử khóa	Phần tử chạy không	Công thức tính tỷ số truyền i	Khả năng chế tạo tỷ số truyền i	ứng dụng trong hộp số
1	M₁	N	G	M₂		1 < i < ¥	Số truyền rất chậm
2	M₁	N	M₂	--		1 < i < 2	Số truyền chậm
3	M₁+M₂	N	M₁, M₂	--	1	1	Số truyền thẳng
4	G	N	M₂	--		i < 1	Số truyền tăng
R	M₂	N	G	M₁, H₁		-¥ < i < -1	Số lùi

Từ nguyên lý làm việc của cơ cấu (bảng 2-5) nhận thấy trục chủ động có thể liên kết với M₁, M₂, trục bị động liên kết với N do vậy kết cấu bố trí trên hộp số ô tô đảm bảo tính hợp lý cao. Khi M₁ và M₂ khóa cứng với nhau tạo nên số truyền thẳng .So với cơ cấu hành tinh kiểu Simpson và kiểu Ravigneaux cho khoảng tỷ số truyền rộng hơn, ít gặp khó khăn trong chế tạo, vì thế nhiều hãng đã áp dụng cơ cấu hành tinh kiểu này trên ô tô con từ nhiều năm trước đây.

Hình 2-19 Các trạng thái làm việc ở các số 1, 2, 4 và số lùi (R) của cơ cấu hành tinh kiểu Ravigneaux (số 3 là số truyền thẳng không mô tả ).

3. Khảo sát hệ thống truyền lực thủy cơ trên xe TOYOTA - CAMRY.

3.1. Giới thiệu chung về xe TOYOTA – CAMRY.

Không thật đẹp và cá tính nhưng CAMRY vẫn nhận được sự quan tâm của khách hàng tham quan triển lãm Dtroit 2006. Tính năng, chất lượng và độ an toàn cao có thể sẽ là bí quyết giúp nó thành công.

Hình 3-1 Xe CAMRY

Vốn không thể là thế mạnh về thiết kế nên CAMRY xuất hiện với phong thái cục mịch và khá giản dị, có vóc dáng " nặn " theo cùng phong cách với Avalon pha thêm chút triết lý L-finess của Luxes trên cụm đèn pha và lưới tản nhiệt.

Ngược với sự hài hòa phía ngoại thất, nội thất CAMRY được chăm chút kỹ lưỡng và có bản sắc riêng. Hộp chứa đồ rộng và hạ thấp so với thường lệ nên tiện dụng hơn. Các chi tiết như hốc gió, sàn cần số, bảng thiết bị vuông vức nhưng khá tinh tế khiến không gian bên trong ca bin hiện đại và thân thiện. Bảng trung tâm rộng và trang bị màn hình LCD độc lập.

Hình 3-2 Thiết bị bên trong xe.

Phiên bản CAMRY 2.4L XLT (4x2) là sự lựa chọn lý tưởng cho khách hàng yêu thích dòng xe thể thao có thể sở hữu một chiếc với mức giá hợp lý, khả năng tiết kiệm nhiên liệu cao phù hợp với việc đi lại trong thành phố.

Xe được trang bị động cơ Duratec 2.4L tích hợp hệ thống điều khiển van biến thiên VCT (Variable Cam Timming) cho phép tối ưu hóa thời gian, tăng công suất động cơ, tránh lãng phí nhiên liệu.

Điểm đặc biệt là cần số được thay đổi từ vị trí tay lái xuống sàn xe đem lại cảm giác thuận tiện hơn cho người lái. Hệ thống treo trước độc lập, lò xo trụ và giảm chấn lắp độc lập với thanh giằng và hệ thống treo sau đã liên kết giúp xe vận hành êm ái và ổn định trên các địa hình phức tạp.

Tính năng an toàn ưu việt với phanh đĩa bốn bánh kết hợp với hệ thống chống bó cứng phanh ABS cùng với hệ thống phân phối lực phanh điện tử và trợ lực phanh khẩn cấp EBA đảm bảo bánh xe không hãm cứng khi phanh gấp hay phanh trên các bề mặt trơn trượt. Túi khí hai giai đoạn là thiết bị tiêu chuẩn trên các đời CAMRY, túi khí cạnh trên phía trước và phía sau, túi khí bảo vệ đầu và túi khí bảo vệ ống chân tài xế. Dây đai an toàn đảm bảo an toàn tối đa cho người lái và hành khách khi xảy ra va chạm.

Hình 3-3 Trang thiết bị an toàn

Hộp số tự động với 5 số giúp người lái xe không có trình độ cao có thể thuận tiện điều khiển. Mang lại cảm giác thoải mái khi lái xe trên các đoạn đường dài.

Bảng 3-1 Thông số kỹ thuật của xe TOYOTA-CAMRY.

Loại xe	Du lịch.
Động cơ.
Loại động cơ.	2,4 lít, 2AZ-FE.
Kiểu động cơ.	16 xu páp, trục cam kép DOHC, hệ thống VVT-i, dẫn động xích.
Số xi lanh và cách bố trí.	4 xi lanh thẳng hàng.
Dung tích xi lanh.	2362cc
Đường kính x Hành trình piston [mm]	88,5 x 96,0
Tỷ số nén.	9,8.
Công suất phát cực đại.	123 KW ở số vòng quay 6000 vg/phút.
Mô men xoắn tối đa.	224 Nm ở số vòng quay 4000 vg/phút.
Thời điểm xu páp Nạp mở Nạp đóng Xả mở Xả đóng	3⁰ ~ 43⁰ BTDC.
	60⁰ ~ 20⁰ ABDC.
	37⁰BBDC.
	3⁰ ATDC.
Loại nhiên liệu.	Xăng.
Dầu động cơ.	API SL/SM
Tiêu chuẩn khí xả.	EURO II
Hộp số.	5 số tự động.
Kích thước.
Dài (mm).	4825 mm.
Rộng (mm).	1820 mm.
Cao (mm).	1480 mm.
Chiều dài cơ sở (mm).	2775 mm.
Khoảng sáng gầm xe (mm).	160 mm.
Trọng lượng không tải (kg).	1470 kg – 1530 kg.
Phanh, giảm xóc, lốp xe.
Phanh trước	Đĩa thông gió 16 inch.
Phanh sau	Đĩa 15 inch.
Giảm xóc trước	Macpherson với thanh xoắn.
Giảm xóc sau	Đòn kép với thanh xoắn.
Lốp xe	215/60R16
Vành mâm xe	Mâm đúc.
Thiết bị an toàn
Hệ thống chông bó cứng phanh (ABS)
Hỗ trợ lực phanh khẩn cấp (EBA)
Hệ thống điều khiển ổn định xe (VSC)
Cảm biến lùi và 4 cảm biến góc
Túi khí ghế người lái
Túi khí ghế hành khách phía trước

Vị trí của cần điều khiển số:

- P: Vị trí đỗ xe, lúc này trục ra sẽ bị khóa bằng cơ cấu cơ khí.

- R: Số lùi.

- N: Vị trí số 0, mômen quay sẽ không được truyền đến các bánh xe chủ động.

- D: Vị trí số tiến.

+ Tự động chuyển số giữa các dải số 1, 2, 3 khi công tắc OD: OFF

+ Tự động chuyển số giữa các dải số 1, 2, 3, 4, 5 (OD ) khi công tắc OD: ON

- 4, 3: Vị trí số tiến. Sữ dụng khi xe chạy ở đoạn đường bằng.

- 2: Vị trí số 2 (số tay), khi xe chạy trên các đoạn đường dốc hay khởi động trên các đoạn đường băng, tuyết hoặc trơn trượt.

- L: Vị trí số 1, khi xe chạy trên các loại đường dốc đứng, đường xấu mấp mô.

Bảng 3-2 Hoạt động truyền công suất.

3.2. Khảo sát hộp số thủy cơ.

3.2.1. Biến mô thủy lực.

Bộ biến mô được đặt nằm sát giữa động cơ và hộp số hành tinh.

Hình 3-4 Bộ biến mô lắp trên U250E .

1- Bánh bơm; 2- Bánh phản ứng( stato); 3- Bơm dầu; 4- Trục sơ cấp hộp số; 5- Trục bánh phản ứng; 6- Vòng chặn dầu; 7 - Khớp khóa biến mô; 8- Khớp một chiều; 9- Đinh tán; 10- Vỏ biến mô; 11- Vật liệu ma sát; 12- Bánh tua bin.

Công dụng:

Biến mô vừa truyền vừa khuếch đại mô men từ động cơ bằng cách sữ dụng dầu hộp số làm môi trường làm việc, biến mô được đổ đầy dầu thủy lực được cung cấp bởi bơm dầu, dầu bị văng ra khỏi cánh bơm thành một dòng truyền công suất làm quay rô to tua bin.

Cấu tạo bộ biến mô gồm các phần chính sau:

Bánh bơm, bánh tua bin, khớp một chiều, bánh phản ứng và vỏ biến mô chứa tất cả các bộ phận đó.

- Bánh bơm:

Bánh bơm là cụm chi tiết đứng đầu trong vòng truyền tải năng lượng trong biến mô. Được bố trí trong vỏ biến mô và gắn liền với vỏ biến mô, bánh bơm được dẫn động từ trục khuỷu động cơ qua tấm dẫn động. Trên bánh bơm có nhiều cánh bơm được lắp bên trong bánh và vành dẫn hướng được lắp trên cạnh trong của cánh bơm để dòng dầu chuyển hướng dễ dàng hơn, bánh mang cánh lắp các cánh cùng với vỏ biến mô men tạo thành một bơm ly tâm.

Hình 3-5 Kết cấu bánh bơm.

1- Bánh bơm, 2- Vành dẫn hướng.

- Bánh tua bin:

Có rất nhiều cánh lắp lên bánh tua bin giống như trường hợp bánh bơm, hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng của cánh của bánh bơm. Bánh tua bin được lắp trên trục sơ cấp hộp số bằng khớp then hoa và có các cánh bên trong nó nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa.

Bánh tua bin quay cùng với trục sơ cấp hộp số khi xe chạy với vị trí của cần số ở dải D, 2, 3, 4, L và R. Quay tự do khi xe ở vị trí số P, N với bánh bơm quay. Tuy nhiên khi xe dừng thì bánh tua bin không quay.

Hình 3-6 Kết cấu bánh tua bin.

1- Bánh mang cánh tua bin, 2- May ơ tua bin, 3- Vành dẫn hướng.

- Bánh phản ứng:

Được lắp 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.

Nhiêm vụ của bánh phản ứng: Các cánh bánh phản ứng nhận dòng dầu khi nó đi ra khỏi rôto tua bin và hướng cho nó đập vào mặt sau của cánh quạt trên cánh bơm làm cho cánh bơm được "cường hóa". Bánh phản ứng chỉ quay được cùng chiều với trục khuỷu nhờ khớp một chiều.

Hình 3-7 Kết cấu bánh phản ứng.

1- Bánh phản ứng, 2- Vành ngoài của khớp một chiều,

3- Vành trong của khớp một chiều.

Nguyên lý làm việc của bộ biến mô:.

Khi động cơ hoạt động bánh bơm quay theo nhờ cố định vỏ bộ biến mô với trục khuỷu động cơ. Dầu được chứa đầy trong biến mô. Chuyển động quay của bánh bơm sẽ sinh ra lực ly tâm làm cho dầu chuyển động xoáy lốc tuần hoàn trong biến mô. Khi tốc độ bánh bơm tăng lên, năng lượng của dòng dầu đạt tới mức làm cho dòng dầu chuyển rời ra khỏi phần phía trên của cánh bơm. Những cánh dẫn dầu của tua bin sẽ tiếp nhận dòng dầu đó. Vì dòng dầu ra khỏi tua bin duy trì một động năng nên nó chuyển động sang cách tua bin thì động năng biến thành lực đẩy làm cho tua bin quay đi.

Dòng chảy xoáy lốc là dòng chảy của dầu được bơm bằng cánh bơm khi nó đi qua tua bin vào bánh phản ứng và trở về bánh bơm. Khi dòng xoáy lốc vượt quá giới hạn tạo nên giai đoạn tăng mômen ở mức độ lớn. Dòng xoáy lốc đi qua bộ đảo chiều làm cho bộ đảo chiều có xu hướng quay ngược chiều kim đồng hồ nhưng do kết cấu của khớp một chiều khi bộ đảo chiều có xu hướng quay ngược chiều kim đồng hồ sẽ tác động lên con lăn do chiều dài (l₂> l ) nên khóa bộ đảo chiều với thân của nó tức làm cho bánh phản ứng không quay, nhưng cánh của nó làm cho hướng của dòng dầu thay đổi sao cho chúng trợ giúp cho chuyển động quay của cánh bơm.

Hình 3-8 Khớp một chiều (bị khóa).

l- khoảng cách từ đường kính trong vành ngoài tới đường kính ngoài vành trong;

l₂ – Chiều dài của con lăn;

Khi dòng xoáy lốc giảm thì sự biến đổi mômen cũng giảm theo. Đến khi tốc độ bánh tua bin đạt 90% tốc độ bánh bơm thì bộ biến mô làm việc như một biến mô thủy lực. Trong trường hợp này khớp một chiều cho phép bánh phản ứng quay cùng chiều với bánh bơm (l₁ < l ).

Hình 3-9 Khớp một chiều (quay tự do).

1- Vành trong; 2- Bi khóa ; 3- Vành ngoài; 4- Lò xo giữ.

3.2.2. Ly hợp khóa biến mô.

Cơ cấu ly hợp khóa biến mô truyền công suất động cơ tới hộp số tự động một cách trực tiếp và cơ học. Do bộ biến mô sữ dụng dòng thủy lực để gián tiếp truyền công suất nên có sự tổn hao công suất. Vì vậy, ly 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 ly hợp khóa biến mô được sữ dụng để nâng cao hiệu quả sữ dụng công suất và nhiên liệu. Ly hợp khóa biến mô được lắp trong may ơ của bánh tua bin, phía trước bánh tua bin. Lò xo giảm chấn sẽ hấp thụ lực xoắn khi ăn khớp ly hợp để ngăn không cho sinh ra va đập. Một vật liệu ma sát (cùng dạng vật liệu sữ dụng trong phanh và đĩa ly hợp) được gắn lên vỏ biến mô hoặc piston khóa của bộ biến mô để ngăn sự trượt ở thời điểm ăn khớp ly hợp.

Ly hợp khóa biến mô khi hoạt động sẽ quay cùng bánh bơm và bánh tua bin, việc ăn khớp của ly hợp khóa biến mô được xác định từ những thay đổi về hướng của dòng thủy lực trong bộ biến mô khi xe đạt được tốc độ nhất định.

Hình 3-10 Ly hợp khóa biến mô.

1- Giảm chấn; 2- Bề mặt ma sát; 3- Khung kim loại;

4- May ơ lắp ly hợp khóa biến mô.

3.2.3. Bộ truyền bánh răng hành tinh.

Bộ truyền hành tinh đặt trong vỏ hộp số chế tạo bằng hợp kim nhôm. Nó thay đổi tốc độ đầu ra của hộp số hoặc chiều quay, sau đó truyền chuyển động này đến bộ truyền động cuối cùng.

a. Cấu tạo :

Bộ truyền bánh răng hành tinh trên hộp số U250E: loại bộ truyền hành tinh 4 tốc độ kiểu CR-CR được đặt trên trục trung gian và một bộ giảm tốc ''thấp tốc'' được đặt trên trục ra của hộp số. Với các cụm đó có thể lập được năm tỷ số truyền tiến và một tỷ số truyền lùi.

Bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm: Bánh răng trung tâm lắp trên trục của nó ăn khớp với các bánh răng hành tinh, các bánh răng hành tinh được lắp trên trục bánh răng hành tinh và ăn khớp trong với vành răng bao, các trục này cố định trên cùng một cần dẫn, cả cần dẫn và bánh răng trung tâm được đặt trong vành răng bao.

Bộ truyền bánh răng hành tinh có nhiệm vụ điều khiển các hoạt động giảm tốc, tăng tốc, nối trực tiếp và đảo chiều. Bộ truyền hành tinh nối với ly hợp, phanh và tỷ số truyền mà bộ hành tinh tạo ra bằng cách giữ một trong các bộ phận bởi ly hợp hay phanh hãm, hay nói cách khác thì các ly hợp và phanh đóng vai trò là các bộ phận nối và ngắt công suất.

Các cụm bánh răng 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.

Hình 3-11 Cấu tạo bộ hành tinh trước của hộp số U250E.

1- Vòng chặn, 2- Vành răng bao bộ hành tinh trước, 3-Tang trống đầu vào của vành răng bao, 4- Bánh răng hành tinh bộ hành tinh trước,

5- Bánh răng trung tâm bộ hành tinh trước.

b. Nguyên lý hoạt động :

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:

b1. Hoạt động giảm tốc:

Hình 3-12a Kết cấu và nguyên lý giảm tốc của cơ cấu hành tinh.

Khi bánh răng trung tâm bị cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh quay và quay xung quanh bánh răng trung tâm trong khi cũng quay quanh trục của nó theo chiều kim đồng hồ. Do đó trục đầu ra giảm tốc độ quay so với trục đầu vào bằng chuyển động quay của bánh răng hành tinh.

b2. Hoạt động tăng tốc

Hình 3-12b Kết cấu và nguyên lý tăng tốc của cơ cấu hành tinh.

Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ thì bánh răng hành tinh chuyển động xung quanh bánh răng trung tâm theo chiều kim đồng hồ. Do đó, vành răng bao tăng tốc trên cơ sở số răng trên vành răng bao và trên bánh răng trung tâm, đồng thời cũng quay quanh trục của nó theo ngược chiều kim đồng hồ.

b3. Dẫn động trực tiếp:

Hình 3-12c Kết cấu và nguyên lý dẫn động trực tiếp của cơ cấu hành tinh.

Do Vành răng bao và bánh răng trung tâm quay cùng nhau với cùng một tốc độ nên cần dẫn (đầu ra) cũng quay với cùng tốc độ đó. Kết quả là động lực được truyền trực tiếp đến bộ phận chấp hành thông qua cần dẫn.

b4. Hoạt động đảo chiều quay:

Hình 3-12d Kết cấu và nguyên lý đảo chiều quay của cơ cấu hành tinh.

Khi cần dẫn được cố định ở vị trí và bánh răng trung tâm quay thì vành răng bao nhờ các bánh răng hành tinh quay trên trục của nó và hướng quay được đảo chiều. Đầu ra nối trực tiếp vào vành răng bao kết quả là bộ phận chấp hành quay ngược chiều so với trước.

3.2.4. Ly hợp số tiến (C₁).

Gồm có 5 đĩa ma sát.

Công dụng:

Ly hợp C₁ có nhiệm vụ truyền công suất từ biến mô qua bánh răng trung tâm bộ truyền hành tinh trước.

Hình 3-13 Kết cấu ly hợp C₁ .

1- Đĩa ép; 2- Tang trống ly hợp; 3- Piston ly hợp; 4- Từ trục khuỷu; 5- Tới bánh răng trung tâm bộ hành tinh trước; 6- Lò xo hồi piston;

7- May ơ ly hợp; 8- Đĩa ma sát.

Các đĩa ma sát và đĩa ép được bố trí xen kẽ sao cho các đĩa ma sát ăn khớp bằng then hoa với vành trong của ly hợp còn các đĩa ép ăn khớp với tang trống ly hợp. Áp suất thủy lực được bơm vào khu vực giữa piston và tang trống để di chuyển piston ấn lên các đĩa ly hợp. như vậy lực phát động được chuyển đến may ơ ly hợp và truyền ra bánh răng trung tâm bộ hành tinh trước.

Ở tốc độ cao, lượng dầu dư có áp suất trong khoang piston đẩy piston bởi lực li tâm cưỡng bức. Tuy nhiên, vì lực ly tâm sinh ra đẩy piston và dưới tác dụng của lò xo hồi phục đẩy piston thì lực li tâm này được cân bằng. Bởi vậy, với hai lực cưỡng bức piston sẽ không vận hành.

Hình 3-14 Hình vẽ lắp của ly hợp C₁ .

3.2.5. Ly hợp số lùi.(C₂)

Gồm có 3 đĩa ma sát

Công dụng:

Bộ ly hợp số lùi dùng để truyền mômen quay từ trục sơ cấp của hộp số đến bánh răng trung tâm bộ truyền hành tinh sau khi tay số ở vị trí R.

Hình 3-15 Kết cấu ly hợp C₀ và ly hợp C₂.

Hoạt động.

Ly hợp số lùi hoạt động khi xe di chuyển lùi, và truyền lực truyền động từ trục khuỷu tới bánh răng trung tâm số lùi (bánh răng trung tâm bộ hành tinh sau). Khớp ly hợp một chiều hoạt động ở các số 3rd, 4th hoặc 5th và truyền lực truyền động từ trục khuỷu tới cần dẫn bộ hành tinh OD và vành răng số lùi. Kết cấu các bộ phận của ly hợp lùi và ly hợp OD như hình dưới.

Hình 3-16 Kết cấu ly hợp C₂.

Tang trống của của ly hợp OD cũng có tác dụng như piston ly hợp lùi C₂. khi có sự cung cấp áp suất thủy lực tới ly hợp lùi giữa bộ tang trống ly hợp lùi và tang trống ly hợp OD làm di chuyển bộ ly hợp OD. Như vậy truyền động cưỡng bức từ tang trống ly hợp lùi tới may ơ ly hợp lùi. Giống như vậy, khi có sự cung cấp áp suất thủy lực tới ly hợp OD, tới giữa tang trống ly hợp OD và piston ly hợp OD, bộ ly hợp hoạt động ép các đĩa ép ép vào đĩa ma sát thực hiện việc truyền động cưỡng bức từ tang trống ly hợp OD tới may ơ ly hợp OD. Cũng đối với hai bộ ly hợp ảnh hưởng của lực ly tâm là được triệt tiêu bởi cơ chế cân bằng áp suất thủy lực.

3.2.6. Ly hợp C₀ .

Gồm 3 đĩa ma sát.

Công dụng:

Ly hợp trực tiếp được dùng để truyền mômen quay từ trục sơ cấp hộp số đến cần dẫn của bộ truyền hành tinh sau khi xe chạy ở tốc độ số 3, 4 và 5.

Hình 3-17 Kết cấu ly hợp trực tiếp (C₀ ).

Hình 3-18 Kết cấu ly hợp C₀.

3.2.7. Ly hợp U/D (C₃) .

Ly hợp UD gồm có 3 đĩa ma sát và chỉ hoạt động ở số 5th.

Công dụng:

Nối bánh răng trung tâm bộ hành tinh U/D cần dẫn bộ hành tinh U/D.

Khi có áp suất thủy lực đến khu vực giữa piston và tang trống ly hợp UD tác động làm di chuyển piston, vì thế piston ấn lên các đĩa của ly hợp. Như vậy, lực phát động được truyền từ tang trống đến may ơ ly hợp

Hình 3-19 Ly hợp U/D (C₃) .

1- Đĩa ép; 2- Trống ngoài ly hợp; 3- Piston ly hợp; 4- Vòng chặn; 5- Đĩa ma sát; 6- Trống trong ly hợp; 7- Lò xo hồi piston ly hợp.

Hình 3-20 Hình vẽ lắp ly hợp C₃.

1- Trống ngoài của ly hợp; 2- Bộ piston ly hợpC₃; 3- Lò xo hồi piston ly hợp;

4,6- Vòng chặn; 5- Đĩa ép; 7- Đĩa ma sát;

8- Bánh răng trung tâm bộ hành tinh U/D.

3.2.8. Khớp một chiều F₁, F₂.

Khớp một chiều F₁, F₂ có cùng dạng kết cấu với khớp một chiều lắp trong bộ biến mô.

Khi bộ truyền bánh răng hành tinh được thiết kế mà không tính đến va đập khi chuyển số thì B₂, F₁ và F₂ là không cần thiết. Ngoài ra rất khó thực hiện việc áp suất thủy lực tác động lên phanh đúng vào thời điểm áp suất thủy lực vận hành ly hợp được xả. Do đó, khớp một chiều số 1(F₁) tác động lên phanh B₂để ngăn không cho cần dẫn của bộ hành tinh sau và bánh răng bao của bộ hành tinh trước không quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Khớp một chiều số 2 (F₂) ngăn không cho bánh răng trung tâm của bộ hành tinh U/D quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Vòng lăn ngoài của khớp một chiều F1 được cố định vào vỏ hộp số. Nó được lắp ráp sao cho nó sẽ khóa khi vòng lăn trong (cần dẫn bộ hành tinh sau) xoay ngược chiều kim đông hồ và quay tự do khi vòng lăn trong xoay theo chiều kim đồng hồ. Với cách này có thể sữ dụng các khớp một chiều để chuyển các số bằng cách luôn ấn hoặc nhả áp suất thủy lực lên một phần tử.

Hình 3-21 Kết cấu khớp một chiều F₁, F₂ .

1- Vành ngoài; 2- Con lăn; 3- Vành trong.

3.2.9. Phanh hãm.

Hộp số tự động U250E sử dụng loại phanh ma sát ướt nhiều đĩa B₁, B₂, B₃ .

Hình 3-22 Kết cấu phanh ma sát ướt B₁, B₂.

- Cấu tạo của một phanh đĩa ma sát ướt gồm các chi tiết: vòng chặn, đĩa ma sát, đĩa ép, pitông ép, lò xo hồi vị piston ép.

- Nhiệm vụ các phanh đĩa ma sát ướt.

+ Phanh B₁ (phanh số 2, 4 và số OD) với 3 đĩa ma sát có nhiệm vụ ngăn bánh răng trung tâm của bộ truyền hành tinh sau không quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ.

Hình 3-23 Hình vẽ lắp phanh B₁.

1, 3- Vòng chặn; 2- Đĩa ép; 4- Lò xo hồi; 5- Piston; 6- Đĩa ma sát.

+ Phanh B₂ (phanh số 1 và số lùi) hoạt động qua khớp một chiều thứ nhất F₁để ngăn cần dẫn của bộ truyền hành tinh sau và vành răng bao của bộ hành tinh trước không quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Các đĩa ma sát được ăn khớp bằng then hoa với vành ngoài của khớp một chiều F₁ còn các đĩa ép được bắt cố định vào vỏ hộp số.

Hình 3-24 Hình vẽ lắp phanh B₂ .

1- Vòng su chặn dầu; 2- Piston; 3- Lò xo hồi piston; 4- Vòng chặn;

5- Đĩa ma sát; 6- Đĩa ép.

+ Phanh B₃ được thiết kế để ngăn bánh răng trung tâm của bộ truyền hành tinh U/D không quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ.

Phanh B₃ hoạt động ở tất cả các tay số (Trừ số 5)

Các đĩa ma sát ăn khớp với vành trong của khớp một chiều F₂, vành trong khớp một chiều F₂ nối với tang trống của ly hợp U/D. Các đĩa ép được gắn cố định vào hộp số.

Hình 3-25 Phanh đĩa ma sát ướt B₃.

1, 2- Vòng su chặn dầu; 3- Piston phanh; 4- Lò xo hồi piston;

5- Đĩa ép; 6, 8, 10- Vòng chặn; 7- Vòng lăn ngoài may ơ B₃ ;

8- Khớp một chiều; 9- Đĩa ma sát.

- Nguyên lý hoạt động của phanh ma sát ướt nhiều đĩa:

Khi áp suất thủy lực tác dụng lên xi lanh piston sẽ dich chuyển và 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 khóa vào vỏ hộp số. Khi dầu có áp suất được xả ra khỏi xi lanh thì piston bị lò xo phản hồi đẩy về vị trí ban đầu của nó và làm nhả phanh.

3.2.10. Bơm dầu hộp số.

Bơm dầu được đặt giữa vách bộ biến mô và hộp số hành tinh nó là loại bơm bánh răng lệch tâm, được dẫn động trực tiếp bởi cánh bơm của bộ biến mô.

Bánh chủ động được dẫn động trực tiếp bằng cánh bơm của bộ biến mô quay cùng tốc độ với tốc độ động cơ.

Cấu tạo:

- Bơm dầu hộp số gồm vỏ bơm, bánh răng chủ động và bị động, tấm phân cách và một thân bơm.

Công dụng:

- Cung cấp dầu điều khiển đóng ly hợp.

- Cung cấp dầu dưới áp suất mạch chính đến các hệ thống thủy lực.

- Chứa các đường dẫn đến mạch dầu bộ ly hợp, ly hợp biến mô và mạch bôi trơn.

Hoạt động:

Bánh răng chủ động của bơm nối với vỏ bộ biến mô thông qua trục dẫn động .Khi trục chủ động quay do sự không đồng tâm của trục quay nên khi các bánh răng ăn khớp tạo nên các khoang dầu, khoang dầu tạo nên bởi giữa các bề mặt răng tăng dần thể tích ứng với quá trình hút, dầu hộp số được hút từ khoang chứa dầu bên dưới, đi qua lọc rồi tới bơm dầu. Khi khoang dầu bị thu hẹp thể tích tăng lên ép dầu cung cấp cho hệ thống thủy lực.

Áp suất dầu với dung tích cố định được điều tiết bởi van điều áp chính được bố trí trong cụm van điều khiển số chính.

Hình 3-26 Cấu tạo bơm dầu.

3.2.11. Cơ cấu khóa trục bị động:

Cơ cấu khoá trục bị động của hộp số là cơ cấu an toàn khi ôtô đứng yên tại chỗ. Khoá trục bị động làm việc khi cần chọn số để ở vị trí “P” (Parking) và vị trí N. Khi đó ly hợp C₁ và C₀ không làm việc vì vậy công suất từ trục thứ cấp không được truyền tới dẫn động bộ vi sai. Ngoài ra khi cần số ở hai vị trí này thì vấu hãm của khóa phanh đỗ sẽ ăn khớp với bánh răng đỗ xe mà bánh răng này được nối với trục dẫn động bộ vi sai bằng then nên ngăn không cho xe chuyển động.

Do tác dụng đảm bảo an toàn của nó nên khoá trục bị động không tham gia vào việc thực hiện các số truyền của hộp số hành tinh.

Hình 3-27 Cơ cấu khóa trục bị động.

Cấu tạo của cơ cấu khoá trục bị động : Vấu hãm khóa phanh đỗ, bánh răng phanh đỗ lắp trên trục thứ cấp và cam khóa phanh đỗ.

Vấu hãm luôn luôn ở trạng thái mở bằng lò xo, việc thực hiện đóng cơ cấu hãm trên trục được điều khiển bởi cần chọn số thông qua dây cáp, trục quay và đòn xoay. Cơ cấu này được điều chỉnh cùng với việc điều chỉnh cam quay định vị của cần số chọn.

Cơ cấu khoá trục bị động hộp số hành tinh là cơ cấu an toàn của ô tô ở trạng thái đỗ, người lài có thể rời khỏi xe mà ôtô không xảy ra hiện tượng “tự bò”.

Mặt khác, khi xe đang chuyển động không được phép chọn cần số vào vị trí “P” hay N". Tại vị trí này, khi xe còn lăn bánh, sẽ xảy ra hiện tượng khoá trục bị động đột ngột và có thể gây quá tải cho hệ thống truyền lực, hay xe bị quay ngoặt bất ngờ nguy hiểm.

3.3. Bộ điều khiển điện tử hệ thống truyền lực .

Công dụng:

ECU động cơ & ECT điều khiển các hoạt động của động cơ cũng như thực hiện các chức năng điều khiển hộp số.

ECU động cơ & ECT điều khiển các van điện từ (solenoid valve) chuyển số để điều khiển áp suất dầu mạch chính, điều khiển thời điểm chuyển số, đóng ly hợp biến mô và phanh .

ECU động cơ & ECT được lắp trên hộp số U250E đã lập trình vào bộ nhớ của nó về phương thức điều khiển các hoạt động động cơ, các phương thức chuyển số tối ưu cho một vị trí cần số và mỗi chế độ lái cũng như thực hiện các chức năng điều khiển khác.

Bảng 3-3 Hạng mục điều khiển của ECU động cơ & ECT.

Hộp số	U250E
Điều khiển trực tiếp áp suất li hợp
Điều khiển tối ưu áp suất chuẩn
Điều khiển mômen động cơ
Điều khiển chuyển số khi lên/xuống dốc
Điều khiển thời điểm chuyển số
Điều khiển thời gian khóa biến mô
“N” to “D” Điều khiển chống nhấc đầu
Điều khiển hộp số tự động đa chế độ
Chẩn đoán
Chức năng an toàn

Cấu trúc điều khiển.

Hình 3-28 Sơ đồ cấu trúc điều khiển điện.

Chức năng của một số cảm biến :

- Cảm biến lưu lượng khí nạp: Đo khối lượng không khí nạp, hay nhận biết chế độ tải của động cơ.

- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: Nhận biết nhiệt độ của nước làm mát làm và dưa vào tín hiệu này, ECU sẽ điều chỉnh lượng phun vào làm cải thiện khả năng tải trong quá trình hoạt động của động cơ.

- Cảm biến vị trí bướm ga: Xác định chế độ tải trọng động cơ (không tải hay toàn tải)

- Cảm biến nhiệt độ dầu: Nhận biết nhiệt độ dầu hộp số.

3.4. Điều khiển thủy lực.

3.4.1. Khái quát.

Hệ thống điều khiển bao gồm: Thân van (nữa thân van trên và nữa thân van dưới) và 7 van (4 van điện từ SLx , van DLS, van S4, van SR ).

Thân van chứa rất nhiều khoang và lắp rất nhiều van mở hay đóng các khoang để gởi các tín hiệu điều khiển thủy lực đến các bộ phận khác nhau của bộ truyền bánh răng hành tinh.

Hình 3-29a Kết cấu phần thân van trên.

Hình 3-29b Kết cấu phần thân van dưới.

3.4.2. Chức năng nhiệm vụ của hệ thống thủy lực.

- Cung cấp dầu có áp suất đến bộ biến mô và điều khiển sự hoạt động của cơ cấu khóa biến mô.

- Điều khiển áp suất thủy lực do bơm tạo ra.

- Chuyển hóa tín hiệu tải trọng động cơ và tốc độ xe thành tín hiệu thủy lực phục vụ cho việc điều khiển chuyển số.

- Bôi trơn các chi tiết chuyển động và làm mát chúng.

- Cung cấp áp suất thủy lực đến các phanh và ly hợp điều khiển hoạt động của cơ cấu hành tinh.

3.4.3. Các van cơ bản trong hộp số U250E.

3.4.3.1. Van điều khiển điện.

Hộp số U250E sữ dụng bảy cuộn dây điện từ trong bảy van điều khiển điện để điều khiển dòng áp suất, khóa biến mô men và chuyển số. Trong đó bốn cuộn dây dùng để điều khiển dòng áp suất và ba cuộn dây ở trạng thái ON/OFF dùng để thực hiện việc nối và ngắt dòng áp suất.

Van điều khiển điện là thiết bị điện – cơ khí điều khiển luân hoàn thủy lực bằng cách mở và đóng các đường dẫn dầu theo tín hiệu điện điều khiển (mở đường dẫn dầu theo tín hiệu mở và đóng lại theo tín hiệu đóng) từ ECU động cơ & ECT để điều khiển (vận hành) các van chuyển số và điều khiển áp suất thủy lực (điều khiển khóa biến mô men, điều khiển áp suất bướm ga, điều khiểm áp suất trở lại bình tích năng ).

Bảng 3-4 Chức năng của các van.

Van điện từ	Chức năng
SL1 (tuyến tính)	Điều khiển áp suất của phanh B1
SL2 (tuyến tính)	Điều khiển áp suất của ly hợp C0 Điều khiển áp suất của ly hợp khóa biến mô
SL3 (tuyến tính)	Điều khiển áp suất của ly hợp C1
SLT (tuyến tính)	Điếu khiển áp suất chuẩn Điếu khiển áp suất thứ cấp
DSL	Chuyển mạch dầu cho van rơ le khóa biến mô Chuyển mạch dầu cho van điều khiển tác dụng lên B₂ và van số lùi.

- Van điều khiển điện SL1, SL2, SL3.

Các cuộn dây van điều khiển điện SL1, SL2 và SL3 là những cuộn dây tuyến tính điều khiển trạng thái hoạt động của van khi có tín hiệu điện điều khiển từ ECU động cơ & ECT.

Hình 3-30 Kết cấu van SL1, SL2, SL3 .

1- Cuộn dây từ tính; 2- Van ; 3- Vỏ; 4- Lò xo hồi; 5- Vòng đệm; 6- Giắc cắm.

Các van điện từ tuyến tính SL1, SL2, SL3 có kết cấu gọn nhẹ, lưu lượng cao và điều khiển áp suất trực tiếp tới các phanh và ly hợp ở các số 23, 34. Bộ tích năng B₁, C₀, C₁, gọn nhẹ hơn do không có buồng áp suất sau.

Điều khiển tối ưu áp suất tới phanh và ly hợp, do vậy việc chuyển số trở nên êm dịu, giảm rung giật.

Hình 3-31 Hệ thống van điện từ điều khiển áp suất tới phanh B₁ và ly hợp C₀, C₁.

- Van điện từ tuyến tính SLT:

Có cùng kết cấu với van SL1, SL2, SL3 dùng để điều khiển áp suất đường ống chính (áp suất cơ bản) và áp suất thứ cấp. Khi cuộn dây của van nhận tín hiệu một chu trình làm việc từ ECU động cơ & ECT dựa trên tín hiệu đầu vào cảm biến vị trí bướm ga và cảm biến tốc độ đầu vào. Nó cung cấp áp suất tới van điều áp sơ cấp điều khiển chính xác áp suất đường ống chính, do đó thực hiện các đặc tính chuyển số êm dịu và tối ưu hóa tải trọng làm việc của bơm dầu.

Hình 3-32 Van điện từ tuyến tính (SLT).

- Van tỷ lệ điều khiển điện (SR, S4, DSL).

Hình 3-33 Van tỷ lệ điều khiển điện (SR, S4, DSL).

a) Trạng thái mở; b) Trạng thái đóng.

1- Bi, 2- Lõi từ tính, 3- Lò xo van; 4- Vỏ, 5- Cuộn dây từ tính, 6- Giắc cắm.

3.4.3.2. Van điều áp sơ cấp.

Van điều áp sơ cấp điều chỉnh áp suất do bơm tạo ra thành áp suất chuẩn làm cơ sở cung cấp áp suất đến các bộ phận tương ứng với công suất của động cơ để tránh mất mát công suất của bơm.

Hình 3-34 Van điều áp sơ cấp .

a – Dòng dầu từ bơm, 4- Dòng dầu về đáy chứa dầu, c- Dòng dầu đến van rơ le khoa biến mô, d- dòng dầu từ van SLT.

Ở vị trí bên dưới của van điều áp sơ cấp lực căng của lò xo và áp suất điều khiển từ van điều khiển SLT tác dụng lên van, có tác dụng làm van bị đẩy lên. Ở vị trí bên trên áp suất chuẩn có tác dụng ấn van xuống. Áp suất chuẩn được điều chỉnh bằng sự cân bằng của 2 lực trên

3.4.3.3. Van điều áp thứ cấp.

Van điều áp thứ cấp nhận áp suất chuẩn từ van điều áp sơ cấp để tạo ra áp suất biến mô và bôi trơn.

Lực căng của lò xo trong van tác dụng theo hướng lên trên, trong khi áp suất biến mô có tác dụng như một lực ấn xuống. Sự cân bằng của hai lực này sẽ điều chỉnh áp suất dầu của biến mô và áp suất bôi trơn.

Hình 3-35 Van điều áp thứ cấp.

3.4.3.4. Van rơ le khóa biến mô.

Van rơ le khóa biến mô được lắp lên trên thân van. van này nó quyết định hướng dòng chảy để khóa hay mở cơ cấu khóa biến mô.

Van rơ le khóa biến mô đảo chiều dòng dầu thông qua bộ biến mô (ly hợp khóa biến mô) theo một áp suất từ van DSL qua van phân phối thủy lực. Khi áp suất tác động lên phía dưới của van rơ le khóa biên mô thì van rơ le khóa biến mô được đẩy lên và mở đường dầu sang phía sau của ly hợp khóa biến mô và làm cho nó hoạt động. Nếu áp suất qua van phân phối thủy lực bị cắt do van DSL đóng thì van rơ le khóa biến mô bị đẩy xuống phía dưới do áp suất cơ bản và lực lò xo tác động lên đỉnh van rơ le, và sẽ mở đường dẫn dầu vào phía trước của ly hợp khóa biến mô làm cho nó được nhả ra.

Hình 3-36 Sơ đồ bộ van điều khiển van rơ le khóa biến mô.

ON ( Trạng thái mở); OFF (Trạng thái đóng).

3.4.4. Điều khiển hoạt động các van thủy lực.

- Van SR điều khiển van phân phối thủy lực dẫn đến dòng dầu chạy từ DSL và S4 thay đổi, khi đó tùy theo chế độ làm việc mà hệ thống điều khiển sẽ điều chỉnh áp suất đến các bộ phận cụ thể:

Hình 3-37 Bộ van điện từ điều khiển van phân phối thủy lực.

- Van S4 điều khiển van chuyển số 4-5.

Hình 3-38 Bộ van chuyển số 4-5.

Van S4 điều khiển van chuyển số 4-5 bằng sự thay đổi áp suất dầu tác dụng lên B₃ và C₃. Van chuyển số 4-5 luôn ở trạng thái chịu tải từ lò xo để đảm bảo cho phép phanh B₃ luôn ở trạng thái đóng (trạng thái hoạt động) hay còn gọi phanh B₃ là phanh thường đóng và ly hợp C₃ ở trạng thái mở không hoạt động.

Ly hợp U/D (C₃) và Phanh B₃ cả hai điều khiển trực tiếp bánh răng trung tâm bộ hành tinh U/D. Khi phanh B₃ nối bánh răng trung tâm thì với trường hợp này tỷ số truyền giảm thông qua tất cả các bánh răng bộ truyền hành tinh U/D trong tất cả các số trừ số 5. Ly hợp C₃ nối bánh răng trung tâm với cần dẫn bộ hành tinh U/D thực hiện việc truyền công suất trực tiếp qua bộ hành tinh U/D này trong lúc chuyển từ số 4 lên số 5.

Hoạt động:

Khi chuyển số vào số 5 van S4 nhận được tín hiệu điều khiển ở trạng thái mở (ON) cho dòng dầu có áp từ đường ống chính đi qua và áp suất đường ống chính này buộc van chuyển số 4-5 nén lò xo lại nối đường áp tới ly hợp làm cho ly hợp C₃ hoạt động và phanh B₃ tách ra thực hiện việc chuyển số 4- 5.

- Van điều khiển tiết lưu B₃ sẽ điều khiển B₃ khi chuyển từ số 5 về số 4.

Hình 3-39 Van điều khiển tiết lưu B₃.

Hoạt động.

Điều khiển này được hiệu ứng bởi van điều khiển tiết lưu B₃. Van điều khiển tiết lưu B₃ đã được cung cấp cho phanh B₃, mà cung cấp này thực hiện khi chuyển từ số 5 về số 4. Van điều khiển tiết lưu B₃ được điều khiển bởi giá trị của áp suất đường ống chính tương ứng với điều kiện sang số và thể tích dòng của dòng dầu mà được cung cấp tới điều khiển phanh B₃ bởi việc thay đổi kích thước của van điều khiển thực hiện tiết lưu.

- Van điều khiển điện DSL .

Điều khiển phanh B2 thông qua van phân phối thủy lực để điều khiển hoạt động chuyển số khi cần số chuyển về vị trí L hay R.

Ứng với vị trí L của cần số van phân phối thủy lực ở trang thái OFF, van DSL mở cho dòng dầu chạy qua đến van điều khiển phanh B₂ ấn van đi xuống, dòng dầu theo nhánh L đưa đến phanh B₂ điều khiển phanh B₂ hoạt động ngăn cần dẫn của bộ hành tinh sau và vành răng bao bộ hành tinh trước không quay xuôi hoặc ngược chiều kim đồng hồ.

Khi cần số ở vị trí R ứng với số lùi, van điều khiển điện DSL và van phân phối thủy lực đều ở trang thái đóng (OFF), van điều khiển phanh B₂ dưới tác dụng của lực lò xo đẩy van đi lên mở ở nhánh R tạo ra đường nối áp suất từ đường ống chính đến phanh B₂, điều khiển B₂ hoạt động.

Ở số lùi thì phanh B₂ và ly hợp C₂ hoạt động, Trong các số thấp, Phanh B2 hoạt động song song với F₁

Hình 3-40 Sơ đồ điều khiển phanh B₂ hoạt động ở số lùi (cần số ở vị trí R) và số 1 (cần số ở vị trí L).

3.5. Cầu chủ động.

Xe TOYOTA- CAM RYlà ô tô sữ dụng động cơ đặt nằm ngang, cầu trước chủ động. Cụm hộp số chính và cầu chủ động được chế tạo liền khối bằng hợp kim nhôm.

Trục bị động của hộp số được đặt trên hai ổ bi đỡ chặn. Khoảng cách giữa đường tâm trục bị động với đường tâm trục cầu xe lớn, trên kết cấu dùng một bánh răng trụ trung gian để truyền lực cho bánh răng bị động truyền lực chính. Bánh răng trung gian này đóng vai trò như bánh răng chủ động truyền lực chính.

Bánh răng bị động truyền lực chính chế tạo rời ghép với vỏ vi sai bằng bu lông. Nhằm tạo điều kiện cân đối chiều dài bán trục nối ra hai bánh xe, bánh răng bị động bố trí lệch, còn cụm vi sai đặt gần tâm trục dọc của xe.

Cơ cấu vi sai bánh răng côn có tác dụng làm cho hai bánh xe chủ động quay cùng tốc độ khi chuyển động thẳng và quay khác tốc độ khi ô tô chuyển động quay vòng.

Chức năng cụm vi sai.

- Với cùng một độ bám mặt đường như nhau cả hai bán trục sẽ quay để truyền mô men với cùng tốc độ.

- Nếu độ bám mặt đường khác nhau cả hai bán trục sẽ quay để truyền mô men với cùng tốc độ khác nhau.

- Một bán trục có thể quay để truyền mômen trong khi bán trục còn lại quay chậm hoặc có thể đứng yên.

Hình 3-41 Kết cấu cầu chủ động (bộ truyền động cuối cùng).

1- Trục bị động, 2- Bu lông khóa các chi tiết trên trục bị động, 3- Bánh răng trụ, 4, 11- Bánh răng vi sai (hay bánh răng hành tinh); 5- Vòng đệm bánh răng vi sai; 6- Vỏ vi sai; 7,15 - Bánh răng bán trục; 8, 14 - Bán trục; 9- Vòng đệm bánh răng bán trục; 10- Trục vi sai; 12- Bánh răng bị động truyền lực chính (vành răng); 13- ổ bi đỡ chặn; 16- Bánh răng bị động trung gian.

Khi ô tô chuyển động trên đường cơ cấu vi sai làm việc như sau:

Ô tô chuyển động thẳng trên đường bằng phẳng hai bánh xe chủ động chịu một lực cản bằng nhau. Trường hợp này vành răng (12), vỏ bộ vi sai (6) và trục bánh răng vi sai (10) cùng quay, các bánh răng vi sai (4, 11) ăn khớp với các bánh răng bán trục bên phải (7) và bên trái (16) và đẩy các bánh răng bán trục quay với tốc độ giống nhau.

Ô tô chuyển động trên đường cong, bánh xe phía trong chịu lực cản lớn hơn nên quay chậm lại, lúc này các bánh răng vi sai bắt đầu quay trên trục của nó do chịu tác dụng của lực cản bánh xe phía trong truyền đến cho bánh răng bán trục, do đó làm tăng thêm tốc độ cho bánh xe phía ngoài.

Như vậy là khi mà bộ vi sai hoạt động nó phân phối mô men khác nhau ra các bánh xe hai bên (trái và phải). Trong khi điều này là có ưu điểm là làm cho xe chạy được êm qua các đoạn đường vòng thì ngược lại nó lại có nhược điểm là làm giảm lực dẫn động đến cả hai bánh xe khi mà lực dẫn động lên một bánh xe bị giảm.

4. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống truyền lực thủy cơ.

4.1. Tính tỷ số truyền hộp số thủy cơ.

Tỷ số truyền trong hộp số là tỷ số truyền của bộ bánh răng hành tinh và được tính bằng tỷ số giữa số răng của phần tử bị động và số răng của phần tử chủ động.

Do bánh răng hành tinh chỉ đóng vai trò như là một liên kết với vành răng bao và bánh răng trung tâm nên số răng của chúng không liên quan tới tỷ số truyền của bộ truyền hành tinh. Do vậy tỷ số truyền của bộ bánh răng hành tinh được xác định thông qua số răng của cần dẫn, vành răng bao và bánh răng trung tâm. Cần dẫn không phải là bánh răng và không có răng nên ta sử dụng số răng tượng trưng như sau: số răng cần dẫn () bằng tổng số răng của vành răng bao () và số răng của bánh trung tâm ().

Trong hộp số U250E số răng của các bánh răng như sau:

+ Số răng của bộ hành tinh trước:

Bánh răng trung tâm: Z_1T = 43

Bánh răng hành tinh: Z_2T = 17

Vành răng bao: Z_3T = 77

+ Số răng của bộ hành tinh sau:

Bánh răng trung tâm: Z_1S = 31

Bánh răng hành tinh: Z _2S = 19

Vành răng bao : Z ₃_S = 69

+ Số răng của bộ hành tinhOD:

Bánh răng trung tâm: Z_1OD= 32

Bánh răng hành tinh: Z_2OD = 26

Vành răng bao : Z_3OD= 84

+ Số răng bánh răng trung gian chủ động: Z₁= 50

+ Số răng bánh răng trung gian bị động: Z₂= 51

Tổng tỷ số truyền = tỷ số truyền hành tinh 3 cấp nhân tỷ số truyền hành tinh OD nhân tỉ số truyền trung gian.

Tỷ số truyền trung gian bằng số răng bánh răng bị động trung gian chia cho số răng bánh răng chủ động trung gian:

1,02

*Tỷ số truyền ở tay số n là i_n .

Tay số 1:

Hình 4-1 Đường truyền công suất ở tay số 1.

Ly hợp C₁ , phanh B₃ , khớp một chiều F₁, F₂ hoạt động.

(+) Cùng chiều với chiều kim đồng hồ, (-) Ngược chiều với chiều kim đồng hồ.

Tỷ số truyền số 1 được tính theo công thức sau:

== 3,93

Tay số 2:

Hình 4-2 Đường truyền công suất ở tay số 2. (Vi trí D, 4, 3 và 2).

Ly hợp C₁ , phanh B₁ , B₃ , khớp một chiều F₂ hoạt động.

(+) Cùng chiều với chiều kim đồng hồ, (-) Ngược chiều với chiều kim đồng hồ.

Qua sơ đồ ta thấy đường truyền công suất không chỉ qua bộ hành tinh trước mà qua cả bộ hành tinh sau, vì vậy việc tính tỷ số truyền có phức tạp hơn.

Công thức tính tỷ số truyền cho tay số hai là :

(4.1)

Trong đó :

i_h2 – Tỷ số truyền ở tay số 2.

i_1,2 – Tỷ số truyền qua bộ hành tinh trước (1) và sau (2).

i_tg – tỷ số truyền qua cặp bánh răng trung gian.(Z₁, Z₂ ) Với

i₃ – tỷ số truyền qua bộ hành tinh UD. Với

Xét: mà : (4.2)

Đối với bộ hành tinh trước: Xét chuyển động tương đối của hệ đối với cần C (cần dẫn)

. (4.3)

Với :

,- Tốc độ góc của bánh răng trung tâm và vành răng bao bộ hành tinh trước.

- Tốc độ góc của cần dẫn bộ hành tinh trước.

,- Số răng của bánh răng trung tâm và vành răng bao bộ hành tinh trước.

(-) Chỉ sự ăn khớp ngoài.

Đối với bộ hành tinh sau: Xét chuyển động tưông đối của hệ đối với cần C (cần dẫn)

(4.4)

Do bánh răng trung tâm bộ hành tinh sau cố định (phanh B₁) hoạt động, nên .

(4.5)

Với :

,- Tốc độ góc của bánh răng trung tâm và vành răng bao bộ hành tinh sau.

- Tốc độ góc của cần dẫn bộ hành tinh sau.

, - Số răng của bánh răng trung tâm và vành răng bao của bộ hành tinh sau.

Mà ta có:

Thay vào (4.5) ta có :

Tiếp tục thay giá trị vào (4.3)

tacó:

Hay (4.6)

Thay vào công thức (4.1) tính tỷ số truyền ở tay số 2 :

= 2,19

Tay số 3:

Hình 4-3 Đường truyền công suất ở tay số 3.(Vị trí D, 4 và 3).

Ly hợp C₀ ,C₁ , phanh B₃ , khớp một chiều F₂ hoạt động.

(+) Cùng chiều với chiều kim đồng hồ, (-) Ngược chiều với chiều kim đồng hồ.

Tỷ số truyền tay số 3 được tính theo công thức :

= = 1,408

Tay số 4 :

Hình 4-4 Đường truyền công suất ở tay số 4 (vị trí D, 4).

Ly hợp C₀ , phanh B₁ , B₃ , khớp một chiều F₂hoạt động.

(+) Cùng chiều với chiều kim đồng hồ, (-) Ngược chiều với chiều kim đồng hồ.

Tỷ số truyền thẳng được tính theo công thức sau.

== 0,9719

Tay số 5 (số truyền tăng U/D):

Hình 4-5 Đường truyền công suất ở tay số 5 (Vị rí D) (số truyền tăng U/D).

Ly hợp C₀ ,C₃ phanh B₁ hoạt động.

(+) Cùng chiều với chiều kim đồng hồ, (-) Ngược chiều với chiều kim đồng hồ

Tỷ số truyền tay số 5 tính theo công thức sau.

= = 0,7038

Tay số lùi (R) :

Hình 4-6 Đường truyền công suất ở tay số lùi (R).

Ly hợp C₂ , phanh B₂ ,B₃ hoạt động.

(+) Cùng chiều với chiều kim đồng hồ, (-) Ngược chiều với chiều kim đồng hồ

Tỷ số truyền tay số lùi (R) tính theo công thức sau:

= = 3,135

Như vậy, qua tính toán tỷ số truyền hộp số thống kê như bảng dưới.

Bảng 4-1 Tỷ số truyền của hộp số.

Tay số	Tỷ số truyền
Số 1	3,93
Số 2	2,19
Số 3	1,4085
Số 4	0,9719
Số 5	0,7038
Số lùi	3,135

4.2. Tính toán thiết kế kiểm tra đường kính một bộ phận của ly hợp của hộp số thủy cơ .

Tính toán đường kính cho đĩa ma sát bộ ly hợp C₁ .

- M_ms : Mô men ma sát cần thiết của ly hợp.

- Z : Số đĩa ma sát. Z = 5

- Điều kiện làm việc: Trong dầu.

Thông số tính toán:

+ Đường kính trong (D₁) của đĩa ma sát.

+ Đường kính ngoài (D₂) của đĩa ma sát.

Ly hợp phải có khả năng truyền hết mô men xoắn lớn nhất của động cơ M_emax. Để đảm bảo yêu cầu truyền hết mô men xoắn lớn nhất của động cơ trong mọi điều kiện làm việc, thì ta phải có :

(N.m) (4.7)

Trong đó :

M_ms- Mô men ma sát cần thiết của ly hợp.

M_emax- Mô men xoắn lớn nhất của động cơ.

k_B – Hệ số biến mô men. Chọn : [9]

Ta có : M_emax = 224 [Nm]. [1]

- Hệ số dự trữ của ly hợp.

Hệ số dự trữ phải đủ lớn ()để đảm bảo cho ly hợp truyền hết mô men xoắn của động cơ trong mọi điều kiện làm việc của nó. Mặt khác hệ sốkhông được lớn quá, vì như thế ly hợp không làm tốt chức năng bảo vệ an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải.

Chọn [2]

Nếu gọi lực ép tổng cộng do cơ cấu ép tạo ra F [N], đặt tại bán kính trung bình R_tb [m] của đĩa ma sát, thì mô men ma sát của ly hợp M_ms [N.m] do cơ cấu ép tạo ra là:

(4.8)

Trong đó:

- Hệ số ma sát trượt giữa các đôi bề mặt ma sát . Đối với cặp ma sát thép- đồng thau làm việc trong dầu.

[6]

Chọn:

Z_ms- Số đôi bề mặt ma sát.

Ly hợp C₃ có 5 đĩa ma sát vậy nên số đôi bề mặt ma sát sẽ là Z_ms = 10.

Mặt khác, nếu gọi p [N/m²] là áp suất pháp tuyến sinh ra ở các đôi bề mặt ma sát dưới tác dụng của lực ép F, và với giả thiết áp suất p là phân bố đều trên toàn bộ bề mặt ma sát (p = const). Với R₁, R₂ là bán kính trong và ngoài của hình vành khăn thì mô men ma sát của ly hợp M_ms do cơ cấu ép tạo ra được viết lại dưới dạng triển khai theo kích thước của đĩa ma sát :

. (4.9)

Từ (4.8), (4.9) suy ra bán kính trung bình R_tb là :

(4.10)

Hình 4-7 Sơ đồ tính toán ly hợp.

Hình 4-8 Sơ đồ xác định quan hệ giữa mô men ma sát và các thông số khác của đĩa ma sát

Hay : (4.11)

K_R- Hệ số tỷ lệ giữa bán kính trong (R₁) và bán kính ngoài (R2) bề mặt ma sát.

(4.12)

Vì xe có tính chất động lực tốt nên có thể chọn: K_R = 0,78 [3]

Từ (4.11) suy ra :

Bán kính ngoài R₂[m] của đĩa ma sát được xác định theo áp suất làm việc của bề mặt ma sát:

(4.13)

p- Áp suất pháp tuyến của đôi bề mặt ma sát [MN/mm²] làm bằng vật liệu đồng thau. Vì các đĩa của ly hợp làm việc trong môi trường dầu nên giá trị áp suất làm việc cho phép nằm trong khoảng [N/m²] . [3]

Vậy chọn : p_N = 1,3.10⁶ [N/m²].

Mô men ma sát : [Nm].

Thay các giá trị vào (4.2.7) ta có:

0,0892 [m]

Hay : [mm].

Suy ra: 69,576 [mm].

Vậy đường kính đĩa ma sát ly hợp C₃ là : D₁ = 139,15 (mm) Và D₂ = 178,4 (mm)

5. Các hư hỏng, kiểm tra bảo dưỡng sữa chữa hệ thống truyền lực thủy cơ.

5.1. Kiểm tra sữa chữa hộp số hành tinh.

A .Các nguyên nhân hư hỏng.

1). Khó vào số.

Xe rùng khi vào số. Có thể do tốc độ ra – lăng ty quá cao, áp suất thủy lực quá cao, bộ trữ năng hỏng, van bị rò chảy.

2). Số kết chậm.

Xe không tác động ngay khi cài số. Có thể do cần liên kết điều chỉnh không đúng, mức dầu hộp số thấp (thiếu dầu), áp suất thủy lực thấp, hỏng bơm dầu, hộp van bị rò, hở phớt piston ly hợp, bộ trữ năng hỏng.

3). Cài số khó.

Xe rùng khi lên số. Có thể do áp suất thủy lực quá cao hoặc quá thấp, ly hợp mòn, cần liên kết điều chỉnh sai.

4). Bị trượt số khi tới hoặc lùi.

Có thể do thiếu dầu hộp số, áp suất thủy lực thấp, bơm dầu mòn, đĩa ly hợp mòn, hở phớt piston ly hợp, khối van bị rò chảy.

5). Sai điểm cài hoặc không lên số được.

Có thể do thiếu dầu hộp số, áp suất thủy lực thấp, hỏng mô đun chân không, hỏng bộ điều tốc, hỏng khối van.

6). Hộp số kêu.

Hú – cọ mài.

Có thể do sai mức dầu, bộ truyền động thủy động bị hỏng, bạc bị mòn lỏng, các bánh răng hành tinh mòn, bánh răng chủ lực mòn, các bánh răng bộ vi sai mòn, bơm thủy lực mòn.

7). Bộ truyền thủy động không khóa hãm được.

Có thể do mức dầu sai, sủi bọt, cảm biến báo nhiệt bị hỏng, rò van, bộ điều khiển điện tử bị hỏng.

B. Kiểm tra và điều chỉnh.

B1. Đo mức dầu hộp số.

Mức dầu và tình trạng dầu.

- Dầu hộp số ở nhiệt độ hoạt động bình thường là 85⁰ C.

- Kéo hãm thắng tay.

- Cho động cơ hoạt động ở tốc độ chậm không tải (ra lăng ty), dịch chuyển cần số qua hết các vị trí số.

- Vẫn cho động cơ chạy ở vận tốc chậm và đặt cần số ở vị trí do nhà chế tạo quy định (đa số ở vị trí đậu xe (P) hoặc số O (N)).

- Rút que thăm ra và lau sạch.

- Ráp que thăm vào vị trí tựa. Rút que thăm ra và xem dấu mức dầu, tình trạng dầu (màu sắc, chất bẩn). Nếu mức dầu quá cao hoặc quá thấp thì không được chạy thử xe. Chỉnh đúng mức dầu là điều tiên quyết.

B2. Kiểm tra rò dầu hộp số.

Kiểm tra sự rò dầu cần phải phân biệt giữa dầu hộp số, dầu nhớt động cơ, dầu tay lái...

Để xác định chỗ hộp số bị rò dầu, cần phải lau khô nơi khả nghi bị rò dầu, sau đó cho máy hoạt động để xác định cụ thể.

Những nơi khả nghi bị rò dầu có thể là:

- Bộ truyền thủy động.

- Roăng bơm dầu trước.

- Roăng, phớt của hộp - máng chứa dầu .

- Chỗ gá dây cáp đồng hồ tốc độ.

- Vòng su đệm ống châm dầu.

- Nắp ống châm dầu hộp số bị hỏng.

- Mô đun chân không.

( lưu ý: Nếu màng chân không bị thủng sẽ có dầu hộp số hút vào trong động cơ. Tháo ống chân không để kiểm tra, nếu trong ống không ướt là tốt).

B3. Kiểm tra các linh kiện điện và điện tử.

Các rơ le điện từ và các cảm biến có thể kiểm tra bằng ôm kế.

- Kiểm tra rơ le: Tháo dây mạch rơ le, đấu các dây ôm kế tới rơ le. Nếu ôm kế báo điện trở lớn hơn hay nhỏ hơn tiêu chuẩn kỷ thuật phải thay mới.

- Kiểm tra cảm biến: Tháo ổ cắm dây cảm biến đấu các dây ôm kế tới các đầu dây của cảm biến. Quay trục phát động của hộp số và quan sát số đo trên ôm kế. Ôm kế sẽ báo số đo mỗi khi rô to quét qua cảm biến. Nếu ôm kế không báo, phải thay cảm biến mới.

B4. Chạy thử xe.

Mục đích chạy thử xe là cho xe hoạt động nhiều tốc độ khác nhau trong khi kiểm tra mỗi cấp số để phát hiện xảy ra sự cố như bị trượt hoặc số lên không đúng.

Luôn luôn lưu ý tình hình hoạt động của động cơ.

Máy bị bó khựng, bị bỏ lữa làm cho hộp số không hoạt động tốt được và gây máy nóng quá độ. Triệu chứng này sẽ làm cho tốc độ máy bị rùng giật hay tăng vọt đột ngột trước hoặc ngay khi cài số đó là nguyên nhân đai hãm hay bộ ly hợp bị trượt.

Trong khi chạy thử xe, kiểm tra những điểm cài số và chất lượng sang số dưới các điều kiện hoạt động khác nhau: vào số khó hoặc dễ dàng êm ái. Để ý các tốc độ và vị trí cánh bướm ga ở các cấp số để so sánh với các tiêu chuẩn kỷ thuật.

Lên số bị chậm khi gia tốc nhẹ có thể do bộ điều tốc hoạt động kém hoặc áp suất van ga quá cao. Nếu có cảm giác vào số bị trục trặc, phải điều chỉnh lại cần liên kết van ga, sau đó tiến hành kiểm tra khác như : kiểm tra áp suất thủy lực, kiểm tra tĩnh.

B5. Kiểm tra tĩnh.

Kiểm tra tĩnh để xác định rằng các bộ phận ma sát và ly hợp một chiều là hãm giữ lại, phương pháp này được xúc tiến bằng cách đạp hãm chặt thắng chân và kéo thắng tay, rồi đạp lút ga trong chốc lát và đọc số đo tốc độ động cơ trên tốc độ kế.

Chú ý : nếu tốc độ kiểm tra vượt quá chuẩn định, phải giảm ga ngay vì có đai hãm hoặc ly hợp bị trượt. Nếu để máy chạy tiếp sẽ gây hư hỏng nặng.

Kết quả kiểm tra sẽ là : Tốc độ cao, thấp hay OK.

- Tốc độ kiểm tra tĩnh cao chứng tỏ đai hãm hoặc ly hợp bị trượt.

- Tốc độ kểm tra tĩnh thấp chứng tỏ động cơ yếu hoặc ly hợp một chiều bị trượt

5.2. Kiểm tra sữa chữa bộ vi sai.

Hỏng hóc của cầu chủ động và bộ vi sai.

Hỏng hóc thông thường nhất của cầu chủ động là phát tiếng khua. Nguồn gốc khua có thể do nơi cầu chủ động hay bộ vi sai. Phải biết phân tích tiếng khua loại nào và khua theo chế độ làm việc nào.

Có ba loại tiếng khua: Tiếng hú vo vo, tiếng gầm và tiếng gõ. phải phân biệt tiếng khua khi xe chạy trên đường thẳng, hay chỉ khua khi qua khúc quanh. Cũng cần phân biệt tiếng khua phát ra khi động cơ dẫn động xe hay lúc quán tính của xe kéo.

6. Kết luận.

Qua một thời gian thực hiện liên tục nội dung đề tài, ban đầu có hơi bối rối vì nội dung của đề tài tìm hiểu là loại xe Camry còn mới chưa được phổ biến nhiều trên thị trường (tuy có mặt trên thị trường Việt Nam cách đây hơn một năm) một phần do tài lệu còn hạn chế do đó cũng mất không ít thời gian cho việc tìm các tài liệu, đọc tìm hiểu nội dung của đồ án. Với sự cố gắng của bản thân và được sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn cùng sự chia sẽ thêm các tài liệu liên quan của các bạn trong lớp em đã hoàn thành được phần nào nội dung của đề tài được giao.

Với thời gian để thực hiện đề tài khảo sát hệ thống nhưng do kiến thức thực tế về lĩnh vực này còn ít, tài liệu còn nhiều hạn chế do vậy đề tài này chắc hẳn còn nhiều thiếu sót. Rất mong thầy giáo và các bạn thông cảm, bổ sung các sai sót để đề tài này thêm hoàn thiện. Em xin chân thành cảm ơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Đinh Ngọc Ai- Đặng Huy Chi- Nguyễn Phước Hoàng- Phạm Đức Nhuận.

“Thủy lực và máy thủy lực – Tập II”. Hà Nội: NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp; 1972.

[2]. Nguyễn Hữu Cẩn - Dư Quốc Thịnh - Phạm Minh Thái - Nguyễn Văn Tài - Lê Thị Vàng.

“Lý thuyết ô tô, máy kéo”. Hà Nội: NXB khoa học và kỹ thuật; 1998.

[3]. Ths Lê Văn Tụy

''Thiết kế ô tô'' . Đà Nẵng: Tài liệu lưu hành nội bộ của khoa cơ khí giao thông Đại Học Đà Nẵng;

[4]. Nguyễn Hoàng Việt.

“Kết cấu và tính toán ô tô” . Đà Nẵng: Tài liệu lưu hành nội bộ của khoa cơ

khí Giao Thông. Đại Học Đà Nẵng; 1998.

[5]. Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Đình Kiên.

“Thiết kế và tính toán ô tô, máy kéo”. Hà Nội: NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp; 1985.

[6]. Nguyễn Khắc Trai.

“Hệ thống truyền lực ô tô con”. Hà Nội: NXB Khoa học và kỹ thuật; 1999.

[7]. “Hộp số tự động U250E”. Công ty ô tô TOYOTA Việt Nam

[8]. “Team- Hộp số tự động”. Công ty ô tô TOYOTA Việt Nam.

[9]. http://www.vatgia.com/568/11220/toyota-camry-2-4g-2007.html. Tháng 3-2008

[10].http://www.toyotasaigon.com/vn/index.pnp?option=com_content&view=article&id =10&itemid. Tháng 3-2008.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"

Các đồ án/ tài liệu liên quan

	ĐỒ ÁN XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN CÁC CỤM CHI TIẾT TRÊN Ô TÔ
	ĐỒ ÁN KHAI THÁC HỆ THỐNG TREO TRÊN XE HYUNDAI COUNTY
	ĐỒ ÁN KHAI THÁC HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC MT TRÊN XE ISUZU TROOPER
	ĐỒ ÁN XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA VỪA HỆ THỐNG PHANH XE MAZ-537
	ĐỒ ÁN THIẾT KẾ GARA BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA Ô TÔ BUÝT
	ĐỒ ÁN KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS
	ĐỒ ÁN KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ TRÊN ĐỘNG CƠ G4KA LẮP TRÊN XE HUYNDAI
	ĐỒ ÁN KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU HÀO KHÔNG KHÍ TRÊN XE FORD TRANSIT
	ĐỒ ÁN KHẢO SÁT HỆ THỐNG NẠP - THẢI TRÊN ĐỘNG CƠ 1NZ-FE LẮP TRÊN XE VIOS
	ĐỒ ÁN KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ YC4G170-20 LẮP TRÊN XE BUS THACOJB86L

Ngân hàng Techcombank	Ngân hàng Vietcombank
Số tài khoản: 190.2999.4998.012 Chủ tài khoản: Lê Văn Hùng Chi nhánh: Hoàng Quốc Việt - Hà Nôi	Số tài khoản: 0491.0000.93308 Chủ tài khoản: Lê Văn Hùng Chi nhánh: Thăng Long - Hà Nôi

ĐỒ ÁN KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC THỦY CƠ TRÊN XE TOYOTA CAMRY

2.1. Yêu cầu, phân loại hệ thống truyền lực thủy cơ.

2.1.1. Yêu cầu.

2.1.2. Phân loại.

2.2. Hệ thống truyền động thủy động.

2.2.1. Tổng quan.

2.2.2. Biến mô thủy lực.

2.2.2.1. Kết cấu.

2.2.2.2. Sơ đồ và nguyên lý làm việc.

2.2.2.3. Các thông số đánh giá và đặc tính của biến mô.

2.2.3. Hộp số hành tinh.

2.2.3.1. Giới thiệu.

2.2.3.2. Ưu, nhược điểm.

2.2.3.3. Phân loại.

2.2.3.4. Quan hệ động học và động lực học của các dãy hành tinh.

2.2.3.5. Tải trọng tác dụng lên cơ cấu khóa.

2.2.3.6. Điều kiện công nghệ của bánh răng trong cơ cấu hành tinh.

2.2.3.7. Các cơ cấu hành tinh thường dùng trên ô tô.

3. Khảo sát hệ thống truyền lực thủy cơ trên xe TOYOTA - CAMRY.

3.1. Giới thiệu chung về xe TOYOTA – CAMRY.

3.2. Khảo sát hộp số thủy cơ.

3.2.1. Biến mô thủy lực.

3.2.2. Ly hợp khóa biến mô.

3.2.3. Bộ truyền bánh răng hành tinh.

3.2.4. Ly hợp số tiến (C1).

3.2.5. Ly hợp số lùi.(C2 )

3.2.6. Ly hợp C0 .

3.2.7. Ly hợp U/D (C3) .

3.2.8. Khớp một chiều F1, F2.

3.2.9. Phanh hãm.

3.2.10. Bơm dầu hộp số.

3.2.11. Cơ cấu khóa trục bị động:

3.3. Bộ điều khiển điện tử hệ thống truyền lực .

3.4. Điều khiển thủy lực.

3.4.1. Khái quát.

3.4.2. Chức năng nhiệm vụ của hệ thống thủy lực.

3.4.3. Các van cơ bản trong hộp số U250E.

3.4.3.1. Van điều khiển điện.

3.4.3.2. Van điều áp sơ cấp.

3.4.3.3. Van điều áp thứ cấp.

3.4.3.4. Van rơ le khóa biến mô.

3.4.4. Điều khiển hoạt động các van thủy lực.

3.5. Cầu chủ động.

4. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống truyền lực thủy cơ.

4.1. Tính tỷ số truyền hộp số thủy cơ.

4.2. Tính toán thiết kế kiểm tra đường kính một bộ phận của ly hợp của hộp số thủy cơ .

5. Các hư hỏng, kiểm tra bảo dưỡng sữa chữa hệ thống truyền lực thủy cơ.

5.1. Kiểm tra sữa chữa hộp số hành tinh.

5.2. Kiểm tra sữa chữa bộ vi sai.

3.2.4. Ly hợp số tiến (C₁).

3.2.5. Ly hợp số lùi.(C₂)

3.2.6. Ly hợp C₀ .

3.2.7. Ly hợp U/D (C₃) .

3.2.8. Khớp một chiều F₁, F₂.