Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
MỞ ĐẦU.
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay các phương tiện giao thông vận tải là một phần không thể thiếu trong
cuộc sống con người. Cũng như các sản phẩm của nền công nghiệp hiện nay, Ôtô được
tích hợp các hệ thống tự động lên các dòng xe đã và đang sản suất với chiều hướng
ngày càng tăng.
Hộp số tự động sử dụng trong hệ thống truyền lực của xe là một trong số
những hệ thống được khách hàng quan tâm hiện nay khi mua Ôtô, vì những tiện ích
mà nó mang lại khi sử dụng. Việc nghiên cứu hộp số tự động sẽ giúp chúng ta nắm bắt
những kiến thức cơ bản để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sửa chữa và cải
tiến chúng. Ngoài ra nó còn góp phần xây dựng các nguồn tài liệu tham khảo phục vụ
nghiên cứu trong quá trình học tập và công tác. Xuất phát từ những lí do trên, cũng
như được sự nhất trí của Nhà trường, Khoa công nghệ kỹ thuật ô tô, em đi sâu tìm hiểu
về hộp số tự động trên xe ô tô với đề tài:
" Nghiên cứu kết cấu, lập quy trình kiểm tra, chẩn đoán và bảo dưỡng hộp số tự
động U660E trên xe Toyota Camry 2007"
2. Mục đích của đề tài
Trang bị thêm kiến thức về chuyên môn, hiểu được quy trình tháo lắp, kiểm tra,
chẩn đoán của hộp số tự động U660E trên xe TOYOTA CAMRY 2007 nói riêng và
hộp số tự động trên ô tô nói chung.
3. Phạm vi và phương pháp nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu là những tài liệu về xe TOYOTA và trong đó đi sâu về dòng
xe Toyota CAMRY 2007.
Phương pháp nghiên cứu: Thu thập và chọn lọc thông tin từ internet, tài liệu
chuyên môn, tham khảo thông tin của những nghiên cứu trước và ý kiến của giáo viên
hướng dẫn và từ thực tế.
4. Kết cấu của đề tài
" Nghiên cứu kết cấu, lập quy trình kiểm tra, chẩn đoán và bảo dưỡng hộp số tự
động U660E trên xe Toyota Camry"
Nội dung chính gồm 3 chương:
chế tạo phức tạp và khó bảo dưỡng sửa chữa nên nó ít được sử dụng.
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
Đến những năm 70 Hộp số tự động thực sự hồi sinh khi hàng loạt hãng ô tô cho
ra các loại xe mới với hộp số tự động đi kèm. Từ đó đến nay hộp số tự động đã phát
triển không ngừng và dần thay thế cho hộp số thường. Khi mới ra đời, hộp số tự động
là loại có cấp và được điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực. Để chính xác hóa thời điểm
chuyển số và để tăng tính an toàn khi sử dụng, hộp số tự động có cấp điều khiển bằng
điện tử (ECT) ra đời.
Vẫn chưa hài lòng với các cấp tỷ số truyền của ECT, các nhà sản xuất ô tô đã
nghiên cứu, chế tạo thành công một loại hộp số tự động với vô số cấp tỷ số truyền
(hộp số tự động vô cấp) vào những năm cuối của thế kỷ XX cụ thể như sau :
Hộp số tự động (HSTD), theo công bố của tài liệu công nghiệp ô tô CHLB Đức,
ra đời vào 1934 tại hãng Chysler. Ban đầu HSTD sử dụng ly hợp thủy lực và hộp số
hành tinh, điều khiển hoàn toàn bằng van con trượt thủy lực, sau đó chuyển sang dùng
biến mômen thủy lực đến ngày nay, tên gọi ngày nay dùng là AT.
Tiếp sau đó là hãng ZIL (Liên xô cũ 1949) và các hãng Tây Âu khác (Đức,
Pháp, Thụy sĩ). Phần lớn các HSTD trong thời kỳ này dùng hộp số hành tinh 3, 4 cấp
trên cơ sở của bộ truyền hành tinh 2 bậc tự do kiểu Willson, kết cấu AT.
Sau những năm 1960 HSTD dùng trên ô tô tải và ô tô buýt với biến mômen
thủy lực và hộp số cơ khí có các cặp bánh răng ăn khớp ngoài, kết cấu AT.
Sau năm 1978 chuyển sang loại HSTD kiểu EAT (điều khiển chuyển số bằng
thủy lực điện tử), loại này ngày nay đang sử dụng.
Một loại HSTD khác là hộp số vô cấp sử dụng bộ truyền đai kim loại (CVT)
với các hệ thống điều khiển chuyển số bằng thủy lực điện tử, (cũng là một dạng
HSTD).
Ngày nay đã bắt đầu chế tạo các loại truyền động thông minh, cho phép chuyển
số theo thói quen lái xe (thay đổi tốc độ của động cơ bằng chân ga) và tình huống mặt
đường, HSTD có 8 số truyền …. Hệ thống truyền lực sử dụng HSTD được gọi là hệ
thống truyền lực cơ khí thủy lực điện tử, là khu vực có nhiều ứng dụng của kỹ thuật
cao, sự phát triển rất nhanh chóng, chẳng hạn, gần đây xuất hiện loại hộp số có khả
Mặt khác, đối với hộp số điều khiển điện tử ECT, các cảm biến phát hiện tốc
độ xe và độ mở bướm ga biến chúng thành tín hiệu điện và gửi chúng về bộ điều khiển
ECU. Dựa trên tín hiệu này ECU điều khiển hoạt động các ly hợp, phanh thông qua
các van và hệ thống thủy lực.
a. Hộp số tự động điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực :
Điều khiển chuyển số cơ học bằng cách phát hiện tốc độ xe bằng thuỷ lực thông
qua van điều tốc và phát hiện độ mở bàn đạp ga từ bướm ga thông qua độ dịch
chuyển của cáp bướm ga.
Loại điều khiển điện tử kết hợp thủy lực
Loại này sử dụng ECU- ECT để điều khiển hộp số thông qua các tín hiệu điều
khiển điện tử.
Sơ đồ tín hiệu điều khiển :
!" !#$%&' ()&' (*&' (+,-$./
0 !"#123'04$)5"$%-$6'78&$6&' (+,
'78&$/69:;<69:=9:;6>$ !36%?$6'
'%,@0 0'' (&
A B"C D !C(E"F2
Loại điều khiển điện tử hoàn toàn thủy lực:
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
Loại này sử dụng cáp bướm ga và các tín hiệu điện tử điều khiển để điều khiển
hộp số tự động.
Sơ đồ tín hiệu điều khiển :
G04$6%-1$6%'78&$6$'78&$*$21-&6$
$6',"1B'%,@0 0'' (&
H B"C DI0I0#12
b: Hộp số tự động điều khiển bằng điện tử:
Hộp số này sử dụng áp suất thuỷ lực để tự động chuyển số theo các tín hiệu
điều khiển của ECU. ECU điều khiển các van điện từ theo tình trạng của động cơ và
của xe do các bộ cảm biến xác định, từ đó điều khiển áp suất dầu thuỷ lực.
Sơ đồ tín hiệu điều khiển :
Đảm bảo cho xe dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc tách ly hợp.
Ngoài ra ECT còn có khả năng tự chẩn đoán.
1.1.5. Điều kiện làm việc của hộp số tự động .
Hộp số tự động làm việc trong điều kiện tỷ số truyền luôn thay đổi vì vậy trong
quá trình làm việc các chi tiết nhanh bị mài mòn.
Hộp số tự động nằm dưới gầm xe nên dễ bị bụi bẩn và có khả năng bị va đập
gây hỏng hóc.
1.1.6. Ưu, nhược điểm của hộp số tự động
a) Ưu điểm :
Giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thường
xuyên phải chuyển số.
Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái
xe do vậy giảm bớt cho lái xe sự cần thiết phải thành thạo các kĩ thuật lái xe khó khăn
và phức tạp như vận hành ly hợp.
Tránh cho động cơ và dòng dẫn động được tình trạng quá tải do nó nối chung
bằng thủy lực qua biến mô tốt hơn so với nối bằng cơ khí .
Hộp số tự động dùng ly hợp thủy lực hoặc biến mô thủy lực việc tách nối công
suất từ động cơ đến hộp số nhờ sự chuyển động của dòng thủy lực từ cánh bơm sang
tua bin mà không qua một cơ cấu cơ khí nào nên không có sự ngắt quãng dòng công
suất vì vậy đạt hiệu suất cao ( 98 % ).
Thời gian sang số và hành trình tăng tốc nhanh.
Không bị va đập khi sang số, không cần bộ đồng tốc .
b) Nhược điểm
Kết cấu phức tạp hơn hộp số cơ khí .
Tốn nhiều nhiên liệu hơn hộp số cơ khí .
Biến mô nối động cơ với hệ thống truyền động bằng cách tác động dòng chất
lỏng từ mặt này sang mặt khác trong hộp biến mô, khi vận hành có thể gây ra hiện
tượng “ Trượt” hiệu suất sử dụng năng lượng bị giảm,đặc biệt là ở tốc độ thấp.
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
Tóm lại ta có thể tóm tắt một cách đầy đủ về các loại hộp số như sau:
bằng côn
.Điều khiển
Thủy lực và
điện tử
(ECT,ECU)
Số tự động
chuyển số
bằng côn và
Phanh điều
khiển Thủy
lực và điện
tử
(ECT,ECU).
Đặc Điểm:
Loại hộp số
CVT vận
hành trên một
hệ thống pu-
li, dây đai
thông minh,
hệ thống này
cho phép một
khả năng biến
thiên vô hạn
giữa số thấp
nhất và số cao
nhất mà
không không
có sự ngắt
quãng giữa
Đặc Điểm:
Sử dụng
biến mô
và côn,
phanh để
chuyển số
một cách
tự động.
Điều
khiển
chuyển số
bằng Thủy
lực
Đặc Điểm:
Sử dụng biến
mô và côn để
vào số một
cách tự
động.
Chuyển số
bằng côn
điều khiển
Thủy lực và
Điện Tử
(ECT,ECU).
Đặc Điểm:
Sử dụng
biến mô và
côn, phanh
để chuyển
:"4I',"1B'%,@0
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
1.2.2. 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
Giảm tốc:
Khi bánh răng mặt trời bị cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh quay và quay
xung quanh bánh răng mặt trời. Do đó trục đầu ra giảm tốc độ quay so với trục đầu
vào bằng chuyển động quay của bánh răng hành tinh. Quan sát hình vẽ trên độ dài của
mũi tên chỉ tốc độ quay lớn hay nhỏ và chiều rộng của mũi tên tướng ứng với độ lớn
của mômen.
N<O &#$&'%,@0 .
Tăng tốc:
Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ thì bánh răng hành tinh chuyển động
xung quanh bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ. Do đó bánh răng bao tăng tốc
trên cơ sở số răng trên bánh răng bao và trên bánh răng mặt trời. Độ dài của mũi tên
chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen. Mũi tên càng dài thì tốc độ
quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mômen càng lớn.
N<O@#$&'%,@0
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
Dẫn động trực tiếp:
N<OC X, (#$',"1B'%,@0
Do bánh răng bao và bánh răng mặt trời 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. Ta nhận thấy ở đây mômen không
thay đổi độ lớn từ đầu vào cho đến đầu ra
Đảo chiều quay:
Khi cần dẫn được cố định ở vị trí và bánh răng mặt trời quay thì bánh răng bao
nhờ các bánh răng hành tinh quay trên trục của nó và hướng quay được đảo chiều. Đầu
Khi dầu có áp suất được dẫn ra khỏi xi lanh thì piston và cần đẩy piston bị đẩy
ngược lại do lực của lò xo ngoài và trống được dải phanh nhả ra. Ngoài ra, lò xo trong
có hai chức năng: để hấp thu phản lực từ trống phanh và để giảm va đập sinh ra khi
dải phanh xiết trống phanh.
Phanh kiểu nhiều đĩa ướt (B2 và B3).
Phanh B2 hoạt động thông qua khớp một chiều số 1 để ngăn không cho các
bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. Các đĩa ma sát được
gài bằng then hoa vào vòng lăn ngoài của khớp một chiều số 1 và các đĩa thép được cố
định vào vỏ hộp số. Vòng lăn trong của khớp một chiều số 1 (các bánh răng mặt trời
trước và sau) được thiết kế sao cho khi quay ngược chiều kim đồng hồ thì nó sẽ bị
khoá, nhưng khi quay theo chiều kim đồng hồ thì nó có thể xoay tự do. Mục đích của
phanh B3 là ngăn không cho cần dẫn sau quay. Các đĩa ma sát ăn khớp với moay-ơ B3
của cần dẫn sau. Moay-ơ B3 và cần dẫn sau được bố trí liền một cụm và quay cùng
nhau. Các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số.
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
T:% (0+,2V,%#$$78 B"Y$G
0G
Hoạt động của các phanh kiểu đĩa ướt.
WI4#$%$C D"Y$78
Khi áp suất thuỷ lực tác động lên xi lanh piston sẽ dịch chuyển và ép các đĩa
thép và đĩa ma sát tiếp xúc với nhau. Do đó tạo nên một lực ma sát lớn giữa mỗi đĩa
thép và đĩa ma sát. Kết quả là cần dẫn hoặc bánh răng mặt trời bị khoá vào vỏ hộp số.
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. Số lượng các đĩa ma sát và đĩa thép khác nhau tuỳ theo
kiểu hộp số tự động. Thậm chí trong các hộp số tự động cùng kiểu số lượng đĩa ma sát
cũng có thể khác nhau tuỳ thuộc vào động cơ được lắp với hộp số.
Ly hợp (C1 và C2)
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
Trong khi chuyển số, ngoài áp suất do thân van kiểm soát, thì áp suất tác động
lên dầu trong buồng áp suất dầu của piston cũng có ảnh hưởng, mà áp suất này lại phụ
thuộc vào sự dao động tốc độ của động cơ. Để triệt tiêu ảnh hưởng này người ta bố trí
đối diện với buồng áp suất thuỷ lực của piston một khoang triệt tiêu áp suất dầu thuỷ
lực. Bằng việc sử dụng dầu bôi trơn như dầu dùng cho trục thì một lực ly tâm tương
đương sẽ tác động, làm triệt tiêu lực ly tâm tác động lên bản thân piston. Vì vậy,
không cần phải xả chất lỏng bằng cách dùng viên bi mà vẫn đạt được một đặc tuyến
thay đổi tốc độ êm và rất nhạy.
Khớp một chiều (F1 và F2).
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. Chỉ cần C1, C2, B1 và B3 là đủ.
Nhưng rất khó thực hiện việc áp suất thuỷ lực tác động lên phanh đúng vào thời
điểm áp suất thuỷ lực vận hành để nhả ly hợp. Do đó, khớp một chiều số 1 (F1) tác
động qua phanh B2 để ngăn không cho bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược
chiều kim đồng hồ. Khớp một chiều số 2 (F2) ngăn không cho cần dẫn sau quay ngược
kim đồng hồ.
Z2V%21E0C8& B"
Vòng lăn ngoài của khớp một chiều số 2 được cố định vào vỏ hộp số. Nó được
lắp ráp sao cho nó sẽ khoá khi vòng lăn trong (cần dẫn sau) xoay ngược chiều kim có
thể sử dụng các khớp một chiều để chuyển các số bằng cách luôn ấn hoặc nhả áp suất
thuỷ lực lên một phần tử. Nghĩa là, chức năng của khớp một chiều là đảm bảo chuyển
số được êm.
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
Hoạt động của số bằng sơ đồ nguyên lý.
AN<O0I
(1) Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước theo
chiều kim đồng hồ nhờ C1. (2) Bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh trước
quay và chuyển động xung quanh làm cho bánh răng mặt trời quay ngược chiều kim
đồng hồ. (3) Trong bánh răng hành tinh sau, cần dẫn sau được F2 cố định, nên bánh
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG U660E
2.1.1. Thông tin về hộp số tự động U660E.
Toyota Motor Corporation đ
ã phát tri
ển hộp số tự động 6 tốc độ (U660E) cho
các xe bánh trước chủ động và khoang động cơ được bố trí rộng hơn.
U660E được ứng dụng nhằm cải thiện, bảo vệ môi trường, và đáp ứng tiêu
chuẩn an toàn, đó là mối quan tâm lớn cho xã hội và sự hài lòng của khách hàng, bởi
vì nhỏ, nhẹ, hiệu quả cao, phản ứng nhanh, và khả năng chuyển số tốt. Về cơ bản
Toyota đ
ã
cải thiện cả phần cứng và phần mềm của hệ thống điều khiển để đáp ứng
những mục tiêu quan trọng.
Hộp số tự động U660E đầu tiên xuất hiện trên xe Lexus ES350 và Toyota
Camry 2007. Sau đó, nó tiếp tục xuất hiện trên xe Avalon 2008, tiếp theo là Venza
2009.
Hộp số tự động U660E sử dụng trên động cơ 2GR-FE, là hộp số super ECT
gọn nhẹ với 6 cấp tốc độ.
;MM9
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
2.1.2.
Đặc điểm kỹ thuật:
a. Tỉ số truyền của các số
GNI%F,"1B;MM98 ;H
Loại xe Toyota Camry 2007 Toyota Camry 2006
Loại hộp số
U660E
U151
E
Tỉ số truyền
6
th
0.608
-
Số lùi
4.148
3.378
*
1
Tỉ số truyền vi sai
3.685
*1
3.2
Dung tích dầu (lít)
*2
6.57
8
.
Loại dầu ATF WS ATF Type T-IV
Trọng lượng (kg)
*3
94.4
91
*1 : Bao gồm cả tỷ số truyền của bánh răng trung gian.
*2 : Bao gồm vi sai
*3 : Trọng lượng lúc hộp số đầy dầu
b. Số lượng các bánh răng
>+,%'\,I;MM9
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
Số răng BR bao
69
Bộ bánh răng hành tinh
U/D
Số răng BRMT
66
Số răng BRHT
21
Số răng BR bao
110
Bộ bánh răng trung gian
Số răng BR chủ động
44
Số răng BR bị động
47
2.1.3. Hộp số tự động đa chế độ.
a. Khái quát chung
Bằng cách di chuyển cần số lên phía trước (+) hoặc phía sau (-), tài xế có
thể chọn thêm vùng chuyển số. Do đó, tài xế có thể chuyển số như cảm giác thông
thường.
Hộp số tự động đa chế độ được thiết kế cho phép tài xế chọn phạm vi chuyển
số, chứ không phải sang từng số như hộp số sàn
Đèn báo vị trí S sáng khi chọn cần số ở vị trí S và đèn báo xác định phạm vi
chuyển số sẽ sáng, nó báo lên đồng hồ táp lô phạm vi chuyển số đã chọn.
Khi xe đang chạy ở tốc độ định mức hay cao hơn nữa trong phạm vi số thấp
thì suốt quá trình vận hành sự hoạt động của việc chuyển số cao không được thực
hiện nhằm bảo vệ cơ cấu truyền động của hộp số. Trong trường hợp này, ECM
(Engine Control Module) sẽ báo chuông trên đồng hồ táp lô 2 lần để cảnh báo tài xế.
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
]7^ 0% !"#$$(
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
2.2.1.1.Cấu tạo của bộ biến mô:
Cấu tạo bộ biến mô gồm
+ bánh bơm (impeller pump)
+ bánh dẫn hướng( Startor)
+ bánh bị động ( tuabine)
+ khớp một chiều và giảm chấn
+ vỏ biến mô( cover) chứa tất cả các bộ phận đó.
Bộ biến đổi được đổ đầy ATF do bơm dầu cung cấp. Động cơ quay và bánh
bơm quay, và dầu bị đẩy ra từ bánh bơm thành một dòng mạnh làm quay bánh tuabin.
Thông qua bánh dẫn hướng và khớp một chiều sẽ điều chỉnh hoạt động của biến mô.
M:"4I#$'' (&
a.Bánh bơm:
Bánh bơm được bố trí nằm trong vỏ bộ biến mô và nối với trục khuỷu qua đĩa
dẫn động. Nhiều cánh hình cong được lắp bên trong bánh bơm. Một vòng dẫn hướng
được lắp trên mép trong của các cánh để đường dẫn dòng dầu được êm
'%'<&
Copyright: Tài liệu đại học ©