CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ÔTÔ VÀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ


tô có nhiều kiểu dáng mẩu mã khác nhau nhưng tất cả đều có chung một cấu tạo căn
bản. Ngày nay các hệ thống trên xe đều được kiểm soát và điều khiển bằng điện tử.
Đôi khi người ta gọi hệ thống điện tử này
là một máy vi tính, các hệ thống và bộ
phận trong ô tô đều được chia thành 3 bộ
phận chính:
1) Động cơ
Động cơ là nguồn cung cấp công
suất cho chiếc xe. Động cơ ôtô hiện nay
là loại động cơ đốt trong vì công suất tạo
ra do hỗn hợp hòa khí nhiên liệu được
đốt cháy sinh công tại buồng đốt trong
xylanh động cơ. Hầu hết các loại ô tô đều
được trang bị động cơ có từ 4,6 đến 8
xylanh. Để động cơ có thể hoạt động liên tục cần 4 hệ thống hỗ trợ:nhiên liệu, đánh
lửa, làm mát, bôi trơn.
2) Hệ thống truyền động

Hình 1.3: Hệ thống truyền động trên ô tô

Hình 1.2:
4

Hệ thống truyền động có tác dụng đưa công suất của động cơ đến các bánh xe
chủ động để di chuyển chiếc xe. Hệ thống bao gồm ly hợp, hộp số, trục truyền
động, cầu chủ động, bộ vi sai…
3) Hệ thống điện
Hệ thống điện trên ô tô bao gồm các hệ thống sau: hệ thống khởi động, hệ
thống cung cấp điện, hệ thống phun xăng đánh lửa, hệ thống chiếu sáng và tín hiệu,
hệ thống điều khiển động cơ, hệ thống điều hòa nhiệt độ…Mỗi hệ thống có cấu tạo

của hộp số tự động trên ô tô. Thiết kế mạch điều khiển hộp số tự động để đi số tại
thời điểm cần chuyển số.
2) Yêu cầu
 Thiết lập được mô hình hộp số tự động để đưa vào phục vụ việc dạy-
học cho sinh viên.
 Phải chuyển số một cách tự động khi tải động cơ và tốc độ ôtô thay đổi
 Mô hình phải gọn nhẹ kết cấu đơn giản dễ vận hành và sử dụng.
1.2.3 Định nghĩa, phân loại và ưu điểm
1) Định nghĩa
Đối với hộp số thường khi ô tô di chuyển, cần sang số phối hợp với bàn đạp
ga và bàn đạp điều khiển ly hợp để thay đổi số (tăng hay giảm số) mục đích thay đổi
mômen hoặc tăng tốc độ cho ô tô nhằm tăng hiệu quả sử dụng và tiết kiệm nhiên
6

liệu. Cho nên, điều cần thiết đối với người điều khiển là phải thường xuyên nhận
biết tải và tốc độ ô tô để chuyển số cho phù hợp. Những nhận biết của người điều
khiển về tải và tốc độ của ô tô là không cần thiết đối với hộp số tự động, mà việc
chuyển số lên hay xuống đến số thích hợp nhất được thực hiện một cách tự động tại
thời điểm thích hợp nhất theo tải động cơ và vận tốc ô tô.
2) Phân loại
» Phân loại theo cách điều khiển
 Loại điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực, nó chỉ sử dụng hệ thống thủy
lực để điều khiển.
 Loại điều khiển điện, nó sử dụng bộ điều khiển điện tử (ECT) để điều
khiển.
» Phân loại theo kết cấu của ô tô
 Các hộp số sử dụng trên ô tô FF (động cơ đặt trước cầu – cầu trước chủ
động).
 Các hộp số sử dụng trên ô tô FR (động cơ đặt trước - cầu sau chủ động)
 Các hộp số sử dụng trên ô tô FF được thiết kế gọn nhẹ hơn so với loại lắp

Chức năng
 Tăng mômen do động cơ tạo ra.
 Đóng vai trò như một ly hợp thủy lực để truyền (hay không truyền)
mômen động cơ đến hộp số.
 Hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực.
 Có tác dụng như một bánh đà để làm đều các chuyển động quay của động
cơ.
 Dẫn động bơm dầu của hệ thống điều khiển thủy lực.
 Bộ biến mô thủy lực được lắp ở đầu vào của chuỗi bánh răng truyền
động hộp số và được bắt bằng bu lông vào trục sau của trục khuỷu thông qua tấm
truyền động.
 Bộ biến mô được đổ đầy bằng dầu hộp số tự động, nó làm tăng
mômen do động cơ tạo ra và truyền mômen này đến hộp số hoặc là đóng vai trò như
một khớp thủy lực truyền mômen đến hộp số.
 Trên ô tô có lắp hộp số tự động, bộ biến mô cũng có tác dụng như
bánh đà của động cơ.Do không cần có một bánh đà nặng như trên ô tô có hộp số
thường, nên ô tô có hộp số tự động sử dụng tấm truyền động có vành bên ngoài
dạng vành răng dùng cho việc khởi động động cơ bằng mô tơ khởi động. Khi tấm
dẫn động quay với tốc độ cao cùng với biến mô thủy lực, trọng lượng của nó sẽ tạo
nên sự cân bằng tốt nhằm ngăn chặn rung động khi quay với tốc độ cao.
8

Hình 1.7: Bộ biến mô
a. Cấu tạo biến mô; b. Các bộ phận chính
1. Khớp một chiều; 2. Stator; 3. Cánh bơm; 4. Lò xo giảm chấn;
5. Cánh tuabin; 6. Tấm dẫn động; 7. Khóa biến mô; 8. Mayơ rôto tuabin;
9. Khớp khóa.

);
6. Ly hợp số tiến (C
1
); 7. Phanh quán tính số 2 (B
1
); 8. Ly hợp truyền thăng (C
2
);
9. Trục sơ cấp; 10. Bộ bánh răng hành tinh trước; 11. Khớp một chiều số 1(F
1
);
12. Bộ bánh răng hành tinh phía sau; 13. Trục trung gian;
14. Cần dẫn bộ hành tinh sau; 15. Bộ bánh răng hành tinh truyền tăng;
16. Khớp một chiều ly hợp số truyền tăng.
* Chức năng
 Cung cấp một vài tỷ số truyền bánh răng để đạt được mômen và tốc độ
quay phù hợp với các chế độ chạy ô tô và điều khiển của người điều
khiển ô tô.
 Cung cấp bánh đảo chiều quay để chạy lùi.
 Cung cấp vị trí số trung gian để cho phép động cơ chạy không tải khi đỗ ô
tô.
 Các bánh răng hành tinh để thay đổi tốc độ đầu ra.
 Ly hợp và phanh hãm dẫn động bằng áp suất (dầu) thủy lực để điều khiển
hoạt động của bộ bánh răng hành tinh.
 Các trục để truyền công suất động cơ.
 Và các vòng bi giúp cho chuyển động quay của trục được êm dịu.
* Kết cấu bộ truyền bánh răng hành tinh
+) Bộ các bánh răng hành tinh (hình 1.9)
10


 Phanh dải (hình 1.11)

Hình 1.11: Phanh dải
1. Dải phanh; 2. Tang trống; 3. Lò xo ngoài; 4. Cần đẩy pittông;
5. Lò xo trong; 6. Pittông.
Ở loại phanh này, một dải phanh được quấn quanh trống phanh, trống này
được gắn với một trong các bộ phận của bánh răng hành tinh. Khi áp suất thủy lực
12

tác dụng lên pittông, pittông sẽ tiếp xúc với dải phanh, dải phanh sẽ xiết vào trống
phanh để giữ bất động bộ phận đó của bộ truyền hành tinh.
+) Ly hợp và khớp một chiều
 Ly hợp (hình 1.12)
Chức năng
Các ly hợp sẽ nối bộ biến mô với các bánh răng bộ truyền hành tinh để
truyền mômen động cơ đến trục trung gian cũng như ngắt bộ biến mô khỏi các bánh
răng hành tinh để ngừng sự truyền mômen.

Hình 1.12: Ly hợp
a. Thứ tự các chi tiết; b. Các chi tiết
1. Đĩa ép; 2. Đĩa ma sát; 3. Mặt bích; 4. Phanh hãm.
Cấu tạo
Ly hợp nhiều đĩa loại ướt thường được sử dụng trong hộp số tự động ngày
nay, nó bao gồm: một vài đĩa thép và đĩa ly hợp được bố trí xen kẽ, áp suất thủy lực
được dùng để nối và ngắt ly hợp.
 Khớp một chiều (hình 1.13)
Chức năng
Khớp một chiều đảm bảo chuyển số được êm và chỉ cho truyền mômen theo
một hướng.
13

nhau, các khoang và các ống dẫn dầu để đưa dầu đến các ly hợp, phanh và các bộ
phận khác nhau của hệ thống điều khiển thủy lực. Phần lớn các van trong hệ thống
điều khiển thủy lực được đặt vào bộ thân van nằm bên dưới các bánh răng hành
tinh.
4) Bộ truyền động bánh răng cuối cùng
Chức năng
Bộ truyền động cuối cùng cũng giống như trên ô tô có cầu sau chủ động,
nhưng nó dùng các bánh răng xoắn làm các bánh răng giảm tốc cuối cùng (bánh
răng nhỏ và bánh răng lớn). Do vậy, trong bộ truyền động cuối cùng của hộp số tự
động có vi sai, dầu hộp số tự động được sử dụng thay cho dầu bánh răng hypoxit.

Hình 1.15: Bộ truyền động bánh răng cuối cùng
a. Thứ tự các chi tiết; b. Chi tiết bộ bánh răng truyền động cuối
1. Miếng chắn; 2. Bộ bánh răng truyền động cuối cùng; 3. Bạc côn ngoài;
4. Miếng chêm.
15

Trong hộp số tự động có vi sai được đặt nằm ngang, hộp số và bộ truyền
động cuối cùng được đặt chung trong cùng một vỏ. Bộ truyền động cuối cùng bao
gồm một cặp bánh răng giảm tốc cuối cùng (bánh răng chủ động và bánh răng bị
động) và các bánh răng vi sai.
5) Các thanh điều khiển
Hộp số tự động chuyển lên số cao và xuống số thấp một cách tự động. Tuy
nhiên cũng có hai liên kêt để cho phép người điều khiển ô tô điều khiển hộp số tự
động bằng tay.
Các liên kết này bao gồm: cần và cáp chọn số, cáp chân ga và cáp bướm ga

Hình 1.16: Các thanh điều khiển
Cần chọn số tương ứng với cần sang số ở hộp số thường. Nó được nối với
nhau thông qua cáp hay thanh nối. Người điều khiển ô tô có thể chọn chế độ vận

17

CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Hộp số sử dụng các bánh răng để lợi dụng hiệu quả mô-men của động cơ và giúp
động cơ cung cấp cho bánh xe vùng tốc độ phù hợp nhất theo các chế độ tải trọng
và theo ý muốn của người điều khiển.
Sự khác biệt chủ yếu của hộp số tự động và hộp số cơ là hộp số cơ thay đổi
việc gài các bánh răng ăn khớp với nhau để tạo nên tỷ số truyền khác nhau giữa trục
sơ cấp ( nối liền với động cơ ) và trục thứ cấp ( nối liền với trục truyền ra các cầu
chủ động. Trong khi ở hộp số tự động thì khác hẳn, bộ bánh răng hành tinh sẽ thực
hiện tất cả những nhiệm vụ phức tạp đó.
2) Nguyên lý làm việc của bộ truyền bánh răng hành tinh
Khi nhìn vào bên trong hộp số tự động, bạn thấy có sự sắp đặt thành từng
phần riêng rẽ ở từng không gian hợp lý. Trong số những thứ đó, bạn thấy:
 Một bộ truyền bánh răng hành tinh.
 Một bộ phanh đai dùng để khóa các phần của bộ truyền bánh răng hành tinh.
 Một bộ gồm ba mảnh ly hợp ướt làm việc trong dầu dùng để khóa các phần
của bộ truyền.
 Một hệ thống thủy lực để điều khiển các ly hợp và phanh đai.
 Một bộ bơm bánh răng lớn để luân chuyển dầu trong hộp số tự động.
Quan trọng nhất trong hệ thống là bộ truyền bánh răng hành tinh. Việc đầu tiên là
chế tạo ra chúng có các tỷ số ăn khớp nhau và sau đó là giúp chúng hoạt động như
thế nào. Một hộp số tự động bao gồm các bộ truyền bánh răng hành tinh cơ sở
nhưng được kết hợp thành một khối trong hộp số.
Bất cứ bộ truyền bánh răng hành tinh cơ sở nào cũng có 3 phần chính:
 Bánh răng mặt trời ( S )
 Các bánh răng hành tinh và giá bánh răng hành tinh ( C )
20

 Vành răng ngoài ( R )

Hình 2.2: Bộ truyền bánh răng hành tinh
Khi khoá hai trong ba thành phần lại với nhau sẽ khoá toàn bộ cơ cấu thành một

Loại dầu ATF type DEXRON II

4) Dãy số hoạt động chính của hộp số
Dãy số là khoảng tốc độ (phạm vi hoạt động của hộp số) từ nhỏ nhất đến lớn
nhất mà hộp số tạo ra tương ứng với độ mở bướm ga từ nhỏ nhất đến lớn nhất.
22

Hộp số tự động A540E có 6 dãy số là: P, R, N, D, 2, L. Ở mỗi
dãy số sẽ nhiều tỷ số truyền (nhiều số) để phù hợp với các chế độ
điều khiển khác nhau cụ thể.
DÃY “P” (PARKING) VÀ “N” (NEUTRAL)
Dãy “P” là dừng ôtô, dãy “N” là dãy trung gian.
Khi muốn dừng ôtô tạm thời mà động cơ vẫn chạy người điều
khiển ôtô chuyển cần số về vị trí một trong hai dãy này.
Khi cần chọn số nằm ở vị trí dãy “P” hay “N”, ly hợp (C
0
)
hoạt động còn các ly hợp số tiến (C
1
) và ly hợp số truyền tăng (C
2
)
không hoạt động. Do vậy, chuyển động của trục sơ cấp không
được truyền đến bánh răng chủ động trung gian.
Khi cần ở vị trí “P” một cóc hãm khi đỗ ôtô ăn khớp với bánh răng bị động
đảo chiều bánh răng này lại ăn khớp then hoa với trục chủ động vi sai, ngăn không
cho ôtô chuyển động.
DÃY “R” (REVERSE)
Khi cần chọn số ở vị trí “R” các ly hợp (C
0

0
) và (F
1
) hoạt động tác dụng lên các bộ bánh răng
hành tinh phù hợp với tốc độ của số 2.
- Số 3
Hình 2.4: Dãy số
23

Khi hộp số hoạt động ở số 3 dãy “D” thì các ly hợp (C
0
), (C
1
), (C
2
), phanh
(B
2
) và khớp một chiều (F
0
) hoạt động tác dụng lên các bộ bánh răng hành tinh phù
hợp với tốc độ số 3.
- Số OD
Khi hộp số hoạt động ở số OD dãy “D” các ly hợp (C
1
), (C
2
), các phanh (B
0
)

2
) và các khớp một chiều (F
0
), (F
1
) hoạt động tác dụng lên các bộ bánh răng
hành tinh phù hợp với tốc độ của số 2.
- Số 3
Khi hộp số hoạt động ở số 3 dãy “2” thì các ly hợp (C
0
), (C
1
), (C
2
), phanh
(B
2
) và khớp một chiều (F
0
) hoạt động tác dụng lên các bộ bánh răng hành tinh phù
hợp với tốc độ số 3.
DÃY “L” (LOW)
Dãy “L” là dãy số thấp có giá trị vận tốc nhỏ nhất nhưng giá trị mômen thì
lớn nhất, ở dãy số “L” hộp số hoạt động ở hai cấp tốc độ tương ứng với 2 số là.
- Số 1
Khi hộp số hoạt động ở số 1 của dãy “L” thì các ly hợp (C
0
), (C
1
), phanh (B

Dãy số Số C
0
C
1
C
2
B
0
B
1
B
2
B
3
F
0
F
1
F
2
P Đỗ ôtô x
R Lùi ôtô x x x
N Trung gian x
Số 1 x x x x
Số 2 x x x x x
Số 3 x x x x x
D
OD x x x x
Số 1 x x x x
Số 2 x x x x x x

hoạt động từ cảm biến vị trí
chuyển số đặt trong công tắc khởi
động số trung gian sau đó quyết
định phương thức chuyển số thích
hợp.

+) Mạch điện của công tắc trung gian

Hình 2.6:Sơ đồ mạch điện công tắc khởi động trung gian

Trích đoạn Chức năng của các nút điều khiển trên mô hình

---