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

Thiết Kế Môn Học
TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT
ĐỀ TÀI: Phân tích động lực học và quá trình chuyển đổi cấp tốc độ
trong các loại hộp số tự động

Giáo viên hướng dẫn: TS. NGUYỄN HỮU CHÍ
Sinh viên thực hiện:
1.
2.
3.
4.

Trịnh Thị Minh Ngọc
Nguyễn Văn Lâm
Trần Xuân Lợi
Trần Trà Quang Phước

LỚP : CƠ ĐIỆN TỬ - K53
NHÓM : 04

TP. Hồ Chí Minh-2015


THIẾT KẾ MÔN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG CÔNG
SUẤT


Thiết Kế Môn Học
2


THIẾT KẾ MÔN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG CÔNG
SUẤT

TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT

3


THIẾT KẾ MÔN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG CÔNG
SUẤT

LỜI NÓI ĐẦU
Ngành công nghiệp sản xuất ôtô bắt đầu xuất hiện từ những năm 80 của thế kỉ
19. Trải qua hơn 100 năm phát triển, cho đến nay ôtô đã trở thành phương tiện
chính tham gia giao thông đường bộ và vẫn đang liên tục được nâng cấp về cả hình
thức lẫn tính năng để trở nên ngày càng hoàn thiện hơn. Cùng với sự tiến bộ của
khoa học kĩ thuật, đặc biệt là những thành tựu điện-điện tử và các phần mềm mô
phỏng - lập trình tự động hóa đã giúp mở ra nhiều hướng thiết kế chế tạo ôtô. Với
những tính năng vượt trội của mình, hệ thống ô tô hộp số tự động đang ngày càng
đang thể hiện vị thế của mình trong ngành phát triển công nghệ ô tô… và thực tế
đã chứng minh được những ưu điểm mang tính cách mạng cho xe.
Do kiến thức còn hạn chế kinh nghiệm cũng chưa có nên bài làm này của
nhóm em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy cô tận tình chỉ bảo


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 bàn
đạp ga.

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. 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
thùy theo ý muốn của lái xe và điều kiện đường xá. Cách này giúp cho việc tiết kiệm
nhiên liệu, tính năng và vận hành xe được tốt hơn.

6


THIẾT KẾ MÔN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG CÔNG
SUẤT

7


THIẾT KẾ MÔN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG CÔNG
SUẤT

1.2 Lịch sử phát triển
Ngay từ những năm 1900 ,ý tưởng về một hộp số tự động chuyển số đã được các kỹ
sư hàng hải Đức nghiên cứu chế tạo. Đến năm 1938 ,hộp số tự động đầu tiên ra đời khi
hãng GM giới thiệu chiếc Oldsmobile được trang bị hộp số tự động .Việc điều khiển oto
được đơn giản hóa bởi không còn bàn đạp ly hợp .Tuy nhiên do chế tạo phức tạp và khó

các hệ thống điều khiển chuyển số bằng thủy lực điện tử (cũng là một dạng hộp số tự
động).
* 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 động cơ bằng chân ga) và tình huống mặt đường,
hộp số tự động có 8 số truyền... Hệ thống truyền lực sử dụng hộp số tự động được gọi là
hệ thống truyền lực cơ khí thủy lực điện từ, là khu vực có nhiều ứng dụng của kỹ thuật
cao, sự phát triển rất nhanh chóng, chẳng hạng gần đây xuất hiện 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.
Hiện nay để đáp ứng nhu cầu của khách hàng và để tăng tính an toàn khi sử
dụng, các nhà chế tạo đã cho ra đời hộp số điều khiển bằng điện từ có thêm chức
năng sang số bằng cần như hộp số thường.

9


THIẾT KẾ MÔN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG CÔNG
SUẤT

Ngày nay hộp số thường được sử dụng khá rộng rãi trên các xe du lịch thậm chí trên
các xe 4WD và xe tải nhỏ. Ở nước ta, hộp số tự động đã xuất hiện từ những năm 1990
trên các xe nhập về từ Mỹ và châu âu. Tuy nhiên khả năng công nghệ còn hạn chế , việc
bảo dưỡng sửa chữa rất khó khăn nên vẫn còn ít dử dụng. Hiện nay, cùng với những tiến
bộ của khoa hoc kỹ thuật, công nghệ chế tạo hộp số tự động cũng được hoàn chỉnh, hộp
số tự động đã khẳng định được tính ưu việt của nó và dần thay thế cho hộp số thường.

1.3 Phân loại
Có nhiều cách phân loại hộp số tự động.
Phân loại theo tỉ số truyền:

khiển hoàn toàn bằng thủy lực , loại kia là điều khiển điện tử (ECT), nó sử dụng ECU để
điều khiển và 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 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.
Mặt khác, đối với hộp số điều khiển điện từ ECT, các cảm biến phát hiện tốc độ xe
và độ mở bướm ga chúng thành tín hiệu điện và gởi chúng về bộ điều khiển ECU. Dựa
trên tín hiệu này ECU điều khiển hoạt động của các ly hợp, phanh thông qua các van và
hệ thống thủy lực.
* Hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực: điều khiển chuyển số cơ học bằng cách
phát hiện tốc độ xe bằng thủy lực thông qua van điều tốc và phát hiện độ mở bàn đạp từ
bướm ga thông qua độ dịch chuyển của cáp bướm ga.
Loại này sử dụng cáp bướm ga và các tín hiệu điện từ để điều khiển hộ số tự động
Bàn đạp ga -> cáp dây ga -> cáp bướm ga -> van bướm ga, van ly tâm -> van sang
số -> bộ truyền bánh răng hành tinh và bộ biến mô.

13


THIẾT KẾ MÔN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG CÔNG
SUẤT

* Hộp số điều khiển bằng điện từ: hộp số này sử dụng áp suất thủy lực để tự động
chuyển số theo tín hiệu điều khiển của ECU , ECU điểu 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:


16


THIẾT KẾ MÔN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG CÔNG
SUẤT

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG TRONG HỆ
THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
A. CẤU TẠO

Hộp số điều khiển điện tử (ECT)
- Bộ biến mô: Để truyền và khuyếch đại mômen do động cơ sinh ra
- Bộ truyền bánh răng hành tinh: Để chuyển số khi giảm tốc, đảo chiều, tăng tốc, và vị
trí số trung gian.
- Bộ điều khiển thuỷ lực: Để điều khiển áp suất thuỷ lực sao cho bộ biến mô và bộ
truyền bánh răng hành tinh hoạt động êm.
- ECU động cơ và ECT: Để điều khiển các van điện từ và bộ điều khiển thuỷ lực nhằm
tạo ra điều kiện chạy xe tối ưu.
- 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, do đó điều khiển áp suất thuỷ lực.
Hộp số tự động thuần thuỷ lực:
Kết cấu của một hộp số tự động thuần thuỷ lực về cơ bản cũng tương tự như của ECT.
Tuy nhiên, hộp số này điều khiển chuyển số bằng 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.
1.1 Các cụm chi tiết chính

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.
2.

Bánh tuabin

Rất nhiều cánh được lắp lên bánh tuabin giống như trường hợp bánh bơm.Hướng
cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của cánh của bánh bơm.Bánh tua
bin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong nó nằm đối diện
với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa.

3. Satto
Stato nằm 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.
Hoạt động của stato
Dòng dầu trở về từ bánh tua bin vào bánh bơm theo hướng cản sự quay của bánh
bơm. Do đó, stato đổi chiều của dòng dầu sao cho nó tác động lên phía sau của các cánh
trên bánh bơm và bổ sung thêm lực đẩy cho bánh bơm do đó làm tăng mômen.
19


THIẾT KẾ MÔN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG CÔNG
SUẤT
Hoạt động của khớp một chiều
Khớp một chiều cho phép Stato quay theo chiều quay của trục khuỷu động cơ. Tuy
nhiên nếu Stato định bắt đầu quay theo chiều ngược lại thì khớp một chiều sẽ khóa stato
để ngăn không cho nó quay.
1.1.2 Nguyên lý hoạt động của bộ biến mô:
Khi tốc độ của bánh bơm tăng thì lực li tâm làm cho dầu bắt đầu chảy từ tâm bánh


Độ khuyếch đại mômen do bộ biến mô sẽ tăng theo tỉ lệ với dòng xoáy. Có nghĩa là
mômen sẽ trở thành cực đại khi bánh tua bin dừng.
Hoạt động của bộ biến mô được chia thành hai dải hoạt động:
Dải biến mô, trong đó có sự khuyếch đại mômen.
Dải khớp nối, trong đó chỉ thuần tuý diễn ra việc truyền mômen và sự khuyếch đại
mômen không xảy ra.
Điểm li hợp là đường phân chia giữa hai phạm vi đó.
22


THIẾT KẾ MÔN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG CÔNG
SUẤT
Hiệu suất truyền động của bộ biến mô cho thấy năng lượng truyền cho bánh bơm
được truyền tới bánh tua bin với hiệu quả ra sao.
Năng lượng ở đây là công suất của bản thân động cơ, tỉ lệ với tốc độ động cơ
(vòng/phút) và mômen động cơ.
Do mômen được truyền với tỉ số gần 1:1 trong khớp thuỷ lực nên hiệu suất truyền
động trong dải khớp nối sẽ tăng tuyến tính và tỉ lệ với tỉ số tốc độ.
Tuy nhiên, hiệu suất truyền động của bộ biến mô không đạt được 100% và thường
đạt khoảng 95%. Sự tổn hao năng lượng là do nhiệt sinh ra trong dầu và do ma sát. Khi
dầu tuần hoàn nó được bộ làm mát dầu làm mát.
 Điểm Dừng Và Điểm Li Hợp

1.Điểm dừng:
Điểm dừng chỉ tình trạng mà ở đó bánh tua bin không chuyển động. Sự chênh
lệch về tốc độ quay giữa bánh bơm và bánh tua bin là lớn nhất.
Tỉ số truyền mô men của bộ biến mô là lớn nhất tại điểm dừng (thường trong
phạm vi từ 1,7 đến 2,5). Hiệu suất truyền động bằng 0.

2.Xe bắt đầu khởi hành:
Khi nhả các phanh thì bánh tuabin có thể quay cùng với trục sơ cấp của hộp số.Do
đó, bánh tuabin quay với một mômen lớn hơn mô men do động cơ sinh ra khi đạp bàn
đạp ga. Như vậy xe bắt đầu chuyển động.
3.Xe chạy với tốc độ thấp:
Khi tốc độ xe tăng lên, thì tốc độ quay của bánh tua bin sẽ nhanh chóng tiến gần tới
tốc độ quay của bánh bơm. Vì vậy, tỷ số truyền mômen nhanh chóng tiến gần tới 1.0.Khi
tỷ số truyền tốc độ giữa bánh tua-bin và bánh bơm đạt tới điểm li hợp thì stato bắt đầu
quay.và sự khuyếch đại mô men giảm xuống. Nói cách khác, bộ biến mô bắt đầu hoạt
động như một khớp nối thủy lực. Do đó, tốc độ xe tăng gần như theo tỷ lệ thuận với tốc
độ động cơ.
4.Xe chạy ổn định ở tốc độ trung bình hoặc tốc độ cao:
Bộ biến mô chỉ hoạt động như một khớp nối thủy lực. Bánh tua bin quay ở tốc độ
gần đúng tốc độ của bánh bơm.
 Cơ Cấu Li Hợp Khoá Biến Mô


25

Mô tả