CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ
1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI
1.1.1. Định nghĩa
 Hộp số chuyển số bằng tay (hộp số thường)
Khi ôtô 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 ôtô nhằm tăng hiệu quả sử dụng và tiết kiệm nhiên liệu.
Cho nên, điều cần thiết đối với người điều khiển là phải thường xuyên nhận
biết tải và tốc độ ôtô để chuyển số cho phù hợp.
 Hộp số tự động
Những nhận biết của người điều khiển về tải và tốc độ của ôtô 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 ôtô.
1.1.2. Phân loại, ưu điểm
1.1.2.1. 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 ôtô
 Các hộp số sử dụng trên ôtô FF (động cơ đặt trước cầu – cầu trước
chủ động).
 Các hộp số sử dụng trên ôtô FR (động cơ đặt trước - cầu sau chủ
động)
 Các hộp số sử dụng trên ôtô FF được thiết kế gọn nhẹ hơn so với
loại lắp trên ôtô FR do chúng được lắp trên khoang động cơ. Các
hộp số sử dụng trên ôtô FR có bộ truyền động cuối cùng lắp ở ngoài,
nhưng các hộp số sử dụng trên ôtô FF lại lắp ở bên trong. Loại hộp
số sử dụng trên ôtô FF còn được gọi là “hộp số có vi sai”.

1. Bộ truyền bánh răng hành tinh; 2. Bộ biến mô; 3. Bộ truyền động cuối cùng.
1.2.1. Bộ biến mô
Chức năng của biến mô
 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. 3

3

Hình 1.2. 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 roto tuabin;
9. Khớp khóa.
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.

3
); 4. Khớp một chiều số 2 (F
2
); 5. Phanh số 2 (B
2
);
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 ôtô và điều khiển của người
điều khiển ôtô.
 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 ôtô.
Bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm:
 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.

6

Có hai loại phanh
 Phanh hãm Hình 1.6. Phanh hãm
a. Thứ tự các chi tiết; b. Các chi tiết
1. Mặt bích; 2. Đĩa ép; 3. Đĩa ma sát; 4. Lò xo hồi pittông; 5. Phanh hãm.
Phanh nhiều đĩa loại ướt (hình 1.6). Ở loại này các đĩa ép được lắp cố
định với vỏ hộp số, và đĩa ma sát quay liền một khối với từng bộ bánh răng
hành tinh, chúng bị ép vào nhau để giữ cho một trong các bộ phận của bánh
răng hành tinh bất động.
 Phanh dải

Hình 1.7. Phanh dải
1. Dải phanh; 2. Tang trống; 3. Lò xo ngoài; 4. Cần đẩy pittông;
5. Lò xo trong; 6. Pittông. 7

7

Phanh dải (hình 1.7). 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 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.
1.2.2.3. Ly hợp và khớp một chiều

Vòng lăn ngoài của khớp một chiều được cố định vào vỏ hộp số. Nó
được lắp ráp sao cho nó sẽ khóa khi vòng lăn trong (cần dẫn sau) xoay ngược
chiều kim đồng hồ. Với cách này có thể sử dụng các khớp một chiều để
chuyển các số bằng các luân ấn hoặc nhả áp suất thủy lực lên một phần tử.
1.2.2.4. Bộ điều khiển thủy lực
Chức năng:
 Cung cấp dầu thủy lực đến bộ biến mô
 Điều chỉnh áp suất thủy lực do bơm dầu tạo ra
 Chuyển hóa tải động cơ và tốc độ ôtô thành tín ‘’hiệu’’ thủy lực
 Cung cấp áp suất thủy lực đến các ly hợp và phanh để điều khiển
hoạt động của bánh răng hành tinh
 Bôi trơn các chi tiết chuyển động quay bằng dầu
 Làm mát biến mô và hộp số bằng dầu 9

9Hình 1.9. Bộ điều khiển thủy lực
1. Van điều khiển; 2. Thân van trên; 3. Van điện từ; 4. Thân van dưới;
5. Các tấm đệm.
Cấu tạo: hệ thống điều khiển thủy lực bao gồm các te dầu có tác dụng
như một bình chứa dầu, bơm dầu để tạo ra áp suất thủy lực: các loại van với
các chức năng khác 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.
1.2.2.5. Bộ truyền động bánh răng cuối cùng

với nhau thông qua cáp hay thanh nối. Người điều khiển ôtô có thể chọn chế
độ vận hành ôtô tiến hay lùi, số trung gian hay đỗ ôtô bằng cách dùng cần
chọn số này. Trên phần lớn hộp số tự động, chế độ tiến gồm có 3 dãy “D”
(Drive – lái ôtô), “2” (Second – dải tốc độ thứ 2) và “L” (Low – tốc độ thấp).
1.2.2.7. Dầu hộp số tự động
Dầu khoáng có gốc từ dầu mỏ cấp cao đặc biệt được hòa lẫn với một số
phụ gia đặc biệt dùng để bôi trơn hộp số tự động . 11

11

Loại dầu này được gọi là dầu hộp số tự động (viết tắt là “ATF”) để
phân biệt nó với các loại dầu khác.
Việc sử dụng đúng loại dầu và đúng lượng dầu hộp số tự động là rất
quan trọng nó ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của hộp số tự động.
Chức năng của dầu hộp số tự động (AFT).
 Truyền mômen trong bộ biến mô.
 Điều khiển hệ thống điều khiển thủy lực cũng như hoạt động của ly
hợp và phanh trong hộp số.
 Bôi trơn các bánh răng hành tinh và các chi tiết truyền động khác.
 Làm mát các chi tiết truyền động.


Bánh răng bộ truyền lực chính 3,625
Hộp số 6,5 Dung tích (lít)
Biến mô 0,8
Loại dầu ATF type DEXRON II
2.1.2. 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.
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.
Hình 2.1. Dãy số 13

13

0
), (C
1
), phanh
(B
2
) và các khớp một chiều (F
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
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

- Số 2
Khi hộp số hoạt động ở số 2 của dãy “2” thì các ly hợp (C
0
), (C
1
), phanh
(B
1
),

(B
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

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.

15

15

Bảng 2.1- Bảng tóm tắt sự làm việc của các ly hợp, phanh và các khớp một chiều tại
các số ở các dãy số.
Dãy số Số C
0
C
1
C
2
B
0
B
1

Không bao giờ chuyển cần lên vị trí “P” khi ôtô đang di chuyển, do nó có thể
làm hỏng hộp số.
Không nhấn ga khi đạp phanh mà hộp số vẫn đang ở số tiến hay số lùi, do
điều đó sẽ làm quá tải hay làm hỏng hộp số.
Để đỗ ôtô tạm thời khi động cơ đang chạy, cần chuyển cần chọn số về vị trí
“P”, “N” và kéo phanh tay. Nếu cần số ở các vị trí khác, ôtô có thể chuyển động. 16

16

2.1.3. Công tắc khởi động số trung gian
2.1.3.1. Sơ đồ bố trí các dãy số của công tắc trung gian

Hình 2.2. Sơ đồ bố trí các dãy số của công tắc
trung gian
Công tắc khởi động số trung
gian truyền vị trí cần chuyển số
đến bộ điều khiển điện tử (ECT),
bộ điều khiển điện tử (ECT) nhận
thông tin về vị trí mà hộp số đang
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.


Hình 2.4. Sơ đồ khối sự điều khiển của bộ điều khiển điện tử (ECT) khi chuyển số
Bộ điều khiển điện tử (ECT) điều khiển thời điểm chuyển số, và khóa biến
mô bằng cách điều khiển các van điện từ của bộ điều khiển thủy lực để duy trì điều
Công tắc khởi động số trung
gian
Công tắc chọn phương thức
lái (tín hiệu lái)
Công tắc chính OD
Cảm biến vị trí bướm ga
(tín hiệu mở độ bướm ga)
Cảm biến tốc độ ô tô
(tín hiệu totóc độ ô tô)
ECT
Chọn phương thức sang số
Điều khiển thời điểm chuyển số
Van điện từ 1 Van điện từ 2
Các van chuyển số
Thân van

Các ly hợp và phanh
Bộ bánh răng hành tinh

19

 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van điện từ chuyển số

Hình 2.6. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van điện từ
a. Van điện từ ngắt (OFF; b. Van điện từ mở (ON))
1. Cuộn dây; 2. Lò xo hồi; 3. Lõi từ.
Khi không có tín hiệu từ bộ điều khiển điện tử (ECT) gửi tới thì cuộn dây
không có điện và lúc này lò xo hồi đẩy lõi từ về vị trí ban đầu đóng đường dẫn dầu
lại (hình 2.6a). Khi có tín hiệu từ bộ điều khiển điện tử (ECT) gửi tới cuộn dây (tín
hiệu gửi tới là tín hiệu điện áp) lúc này cuộn dây tạo ra một từ trường hút lõi từ ép
lò xo hồi lại và mở đường dẫn dầu (hình 2.6b).
2.2.2.2. Cảm biến tốc độ
 Chức năng
Phát hiện tốc độ trục thứ cấp của hộp số tự động, biến đổi tốc độ của trục thứ
cấp thành dạng tín hiệu để gửi về cho bộ điều khiển điện tử (ECT) của hộp số xử lý
và bộ điều khiển điện tử (ECT) gửi tín hiệu đển các van điện từ thực hiện việc
chuyển số.

Hình 2.7. Cảm biến tốc độ 20

20


21Hình 2.10. Sự thay đổi từ thông trong cuộn nhận tín hiệu và sức điện động
2.2.3. Cơ sở lý thuyết điều khiển của ECT
2.2.3.1. Điều khiển thời điểm chuyển số

Hình 2.11. Sơ đồ chuyển số của hộp số 22

22

Quan hệ giữa tốc độ ôtô và số của hộp số thay đổi theo góc mở của bàn đạp ga
thậm chí trong cùng một tốc độ của ôtô. Khi điều khiển ôtô, trong khi vẫn giữa bàn
đạp ga không đổi, tốc độ ôtô tăng lên và hộp số được chuyển lên số trên.
Khi bàn đạp ga được nhả ra ở điểm A trong hình bên trái (hình 2.11) và độ
mở của bàn đạp ga đạt điểm B, thì hộp số sẽ chuyển từ số 3 lên số O/D. Ngược lại
tiếp tục đạp ga ở điểm A và độ mở của bàn đạp ga đạt điểm C, thì hộp số sẽ chuyển
từ số 3 về số 2.
Độ trễ của hộp số tự động: tốc độ mà ở đó hộp số chuyển lên số cao và tốc độ
mà ở đó hộp số chuyển xuống số thấp xảy ra trong một khoảng nhất định bất kỳ ở
số một số nào đó. Khoảng này được gọi là độ trễ. Độ trễ là một đặc tính được thiết
kế cho mọi hộp số tự động để ngăn không cho hộp số chuyển số lên và xuống quá
thường xuyên.
23

2.2.3.3. Điều khiển khóa biến mô

Hình 2.13. Sơ đồ khối điều khiển khóa biến mô của bộ điều khiển điện tử (ECT)
Bộ điều khiển điện tử (ECT) đã lập trình trong bộ nhớ của nó phương thức
vận hành li hợp khóa biến mô cho từng chế độ vận hành.
Công tắc khởi động trung gian
Công tắc chọn phương thức lái
ECT
Chọn phương thức khóa biến mô
Điều khiển thời điểm khóa biến mô
Van điện từ
Van tín hiệu khóa biến mô
Ly hợp khóa biến mô
Cảm biến tốc độ ô tô
Cảm biến vị trí bướm ga
Tín hiệu chức năng khóa biến
mô 25

25

Trên cơ sở phương thức khóa biến mô này bộ điều khiển điện tử (ECT) sẽ
bật hoặc tắt van điện từ tùy thuộc vào tốc độ ôtô và các tín hiệu bướm ga.
Bộ điều khiển điện tử (ECT) sẽ bật van điện từ để vận hành khóa biến mô
nếu 3 điều kiện sau đây đồng thời tồn tại:
Ôtô đang chạy ở số 2, 3 hoặc số OD ở dãy D.
Tốc độ ôtô bằng hoặc cao hơn tốc độ quy định và góc mở bướm ga bằng
hoặc cao hơn trị số quy định.