TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ 2
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
----------------

THIẾT KẾ MÔN HỌC

TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT
Đề tài:

Phân tích động học Cơ cấu hành tinh kiểu Wilson độc lập trong
hộp số tự động

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TS.NGUYỄN HỮU CHÍ
SINH VIÊN THỰC HIỆN :
LỚP

: CƠ ĐIỆN TỬ-K53

NHÓM

: 05

TP.HCM - 2015


Thiết kế môn học
TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT
Nhóm 5
Tên và tóm tắt yêu cầu, nội dung bài tập lớn: Phân tích động học Cơ cấu hành
tinh kiểu Wilson độc lập trong hộp số tự động.


I.

Giới thiệu chung
1. Khái quát
Trên xe sử dụng hộp số thường thì lái xe phải thường xuyên nhận biết tải và
tốc độ động cơ để chuyển số một cách phù hợp.
Khi sử dụng hộp số tự động những sự nhận biết như vậy của người lái xe là
không cần thiết. Việc chuyển đến vị trí số thích hợp nhất được thực hiện một
cách tự động theo tải động cơ và theo tốc độ xe.
Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi
nào cần lên số hoặc xuống số. Các bánh răng tự động chuyển số tùy thuộc
vào tốc độ xe và mức độ bàn đạp ga.

SVTH: Đới Xuân Quốc

3


Thiết kế môn học
Một hộp số mà trong đó việc chuyển số bánh răng được điều khiển bằng một
ECU (Bộ điều khiển điện tử) được gọi là ECT – Hộp số điều khiển điện tử,
một hộp số không sử dụng ECU được gọi là hộp số tự động thuần thủy lực.
Hiện nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT. Đối với một số kiểu xe thì phương
thức chuyển số có thể được chọn tùy theo ý muốn của lái xe và điều kiện
đường đi. Cách này giúp cho việc tiết kiệm nhiên liệu, tính năng và vận hành
xe được tốt hơn.
2.

Lịch sử phát triển


4


Thiết kế môn học
•
•

•

Sau năm 1978 chuyển sang loại HSTĐ kiểu EAT (điều khiển chuyển
số bằng thủy lực điện tử), loại này ngày nay đang sử dụng.
Một loại HSTĐ 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
(nó cũng là một dạng HSTĐ).

Ngày nay con người đã và đang chế tạo các loại truyền động thông
minh, cho phép chuyển số theo thói quen lái xe (thay đổi tốc độ động
cơ bằng chân ga) và tình huống mặt đường, HSTĐ có 9, 10 cấp, …
Hệ thống truyền lực sử dụng HSTĐ được gọi là hệ thống truyền lực
cơ khí thủy lực điện tử, là lĩnh vực có nhiều ứng dụng của kỹ thuật
cao, phát triển rất nhanh. Chẳng hạn gần đây xuất hiện loại hộp số có
khả năng làm việc theo hai phương pháp chuyển số: bằng tay hay tự
động tùy thuộc vào ý thích của người sử dụng.

SVTH: Đới Xuân Quốc

5



cấp cho phép thay đổi tỉ số truyền theo các cấp số nhờ các bộ truyền
bánh răng.

Phân loại theo cách điều khiển
Theo cách điều khiển có thể chia HSTĐ thành hai loại, chúng khác nhau
về hệ thống sử dụng để điều khiển chuyển số và thời điểm khóa biến mô.

SVTH: Đới Xuân Quốc

7


Thiết kế môn học
Một loại là điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực, loại kia là loại điều khiển
điện tử (ECT), nó cũng sử dụng số liệu trong ECU để điều khiển nhưng
có thêm chức năng chẩn đoán và dự phòng.
• Hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực hoạt động bởi sự biến đổi
một cách cơ khí tốc độ của xe thành áp suất ly tâm và độ mở bướm
ga thành áp suất bướm ga rồi dùng các áp suất thủy lực này để điều
khiển hoạt động của các ly hợp và phanh trong cụm bánh răng hành
tinh, do đó điều khiển thời điểm lên xuống số. Nó được gọi là
phương pháp điều khiển thủy lực.
• 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 về bộ điều
khiển điện tử (ECU). ECU sau đó điều khiển hoạt động các ly hợp,
phanh trên cơ sở những tín hiệu này thông qua các van và hệ thống
thủy lực. Vì vậy điều khiển thời điểm chuyển số.
o Loại điều khiển điện tử kết hợp thủy lực: Loại này sử dụng
ECU – ECT để điều khển hộp số thông qua các tín hiệu điều
khiển điện tử.

động chuyển số theo 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 thủy
lực.
 Sơ đồ tín hiệu điều khiển: Tín hiệu từ các cảm biến và từ bộ
điều khiển thủy lực → ECU động cơ và ECT → tín hiệu
điện đến các van điện từ → bộ biến mô và các bánh răng
hành tinh.

Phân loại theo cấp số truyền
Có nhiều loại hộp số tự động, hiện nay thông dụng nhất là loại 4, 5, 6 cấp
số, một số loại xe được trang bị hộp số tự động 8, 9 cấp.

SVTH: Đới Xuân Quốc

9


Thiết kế môn học
Phân loại theo cách bố trí trên xe
• Loại FF (Front – Front: động cơ đặt trước – cầu trước chủ động): Loại
này được thiết kế gọn do chúng được bố trí ở khoang động cơ.
• Loại ER (Front – Rear: động cơ đặt trước – cầu sau chủ động): Loại
này có bộ truyền lực cuối cùng (vi sai) lắp ở bên ngoài nên nó dài hơn.
Chức năng của hộp số tự động
Về cơ bản hộp số tự động có chức năng như một hộp số thường. Tuy nhiên,
hộp số tự động cho phép đơn giản hóa việc điều khiển hộp số, quá trình
chuyển số êm dịu, không cần ngắt đường truyền công suất từ động cơ xuống
khi sang số. Hộp số tự động tự chọn tỉ số truyền phù hợp với điều kiện hoạt
động của ô tô, do đó tạo điều kiện sử dụng gần như tối ưu công suất động

không chịu ảnh hưởng của chuyển động theo, khâu quyết định là chọn
phương án sơ đồ bố trí.
− Cho tỷ số truyền cao, nhưng kích thước không lớn.

SVTH: Đới Xuân Quốc

10


Thiết kế môn học
5.2
−
−
−
−

Nhược điểm:
Công nghệ chế tạo đòi hỏi chính xác cao: trục lồng, bánh răng ăn khớp
nhiều vị trí.
Kết cấu phức tạp, nhiều cụm lồng, trục lồng phanh, ly hợp khóa.
Lực ly tâm trên các bánh răng hành tinh lớn.
Nếu dùng nhiều ly hợp và phanh có thể nâng cao tổn hao công suất khi
chuyển số, hiệu suất sẽ giảm. Các nhược điểm này sẽ dần khắc phục khi
chọn tối ưu sơ đồ cơ cấu và công nghệ chế tạo máy phát triển.

SVTH: Đới Xuân Quốc

11




Thiết kế môn học
•

Bằng cách thay đổi vị trí đầu vào, đầu ra và các phần tử cố định
ta có thể giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc.

1.

Đảo chiều.
 Đầu vào: bánh răng bao
 Đầu ra: cần dẫn
 Cố định: bánh răng mặt trời
 Khi bánh răng mặt trời bị cố định thì chỉ có bánh răng
hành tinh quay và vận động chung quanh. Do đó trục đầu
ra chỉ giảm tốc độ so với trục đầu vào bằng chuyển động
quay của bánh răng hành tinh. Độ dài của mũi tên chỉ tốc
độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ momen. Mũi tên
càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì
momen càng lớn.

SVTH: Phạm Văn Quỳnh

13


Thiết kế môn học

2.


15


Thiết kế môn học

4.

Tăng tốc.
 Đầu vào: cần dẫn
 Đầu ra: bánh răng bao
 Cố định: bánh răng mặt trời
 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 bánh răng mặt trời.

SVTH: Phạm Văn Quỳnh

16


Thiết kế môn học

5.

Các phanh (B1, B2, B3).
 Các phanh này được chia làm 2 loại theo kiểu phần tử cố
định phanh gồm có: kiểu dải và kiểu nhiều đĩa ướt. Kiểu
dải được dùng cho phanh B1 và kiểu nhiều đĩa ướt cho
phanh B2, B3. Ngoài ra trong một số hộp số tự động, hệ

Khi dầu áp suất được dẫn ra khỏi xilanh thì 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.

SVTH: Phạm Văn Quỳnh

18


Thiết kế môn học

Hình 5.2 sơ đồ nguyên lý hoạt động của phanh dải B1



Phanh kiểu nhiều đĩa ướt (B2, B3):

Hình 5.3 cấu tạo phanh dải nhiều đĩa ướt B2, B3
SVTH: Phạm Văn Quỳnh

19


Thiết kế môn học


Phanh B2 hoạt động thông qua khớp một chiều số 1 để
ngăn không cho các bánh răng mặt trời trước và sau

làm nhả phanh. Số lượng các đĩa ma sát và đĩa thép
khác nhau tùy theo kiểu hộp số tự động.
Ly hợp (C1 và C2)

Hình 6.1 cấu tạo ly hợp




C1 và C2 là các ly hợp nối và ngắt công suất. Ly hợp
C1 hoạt động để truyền công suất từ bộ biến mô đến
bánh răng bao trước qua trục sơ cấp. Các đĩa ma sát và
đĩa thép được bố trí xen kẽ với nhau. Ly hợp C2 truyền
công suất từ trục sơ cấp tới tang của ly hợp truyền
thẳng (bánh răng mặt trời). Các đĩa ma sát được lắp
bằng then với moay ơ của ly hợp truyền thẳng còn các
đĩa thép được lắp bằng then với tang trống của ly hợp
truyền thẳng.
Khi dầu có áp suất chảy vào trong piston xilanh, nó sẽ
đẩy viên bi van của piston đóng kín van một chiều và
làm piston di động trong xilanh và ép các đĩa thép tiếp
xúc với đĩa ma sát. Do lực ma sát lớn nên các đĩa thép
dẫn và đĩa ma sát bị dẫn quay cùng tốc độ. Có nghĩa là
ly hợp được ăn khớp, trục sơ cấp được nối với bánh
răng bao và công suất từ trục sơ cấp được truyền tới
bánh răng bao.

SVTH: Phạm Văn Quỳnh

21

suất thủy lực tác động lên phanh đúng thời điểm áp
suất thủy 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 chiều kim đồng hồ. Vòng lăn ngoài
của khớp F2 được cố định vào vỏ hộp số. Chức năng
của khớp một chiều là đảm bảo chuyển số được êm.

Những hình ảnh dưới đây sẽ giải thích cho chúng ta hoạt động của mỗi số
bằng sơ đồ nguyên lý.

SVTH: Phạm Văn Quỳnh

23


Thiết kế môn học

•
•

•

•

(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