Hộp số tự động là gì?
Ngày nay, khái niệm hộp số tự động hay còn gọi là hộp số AT (Automatic Tranmission) đã không còn là cái tên xa lạ nữa vì nó đang ngày càng trở nên gần gũi đối với người sử dụng. Với những tính năng ưu việt mà một chiếc hộp số cơ khí không thể thực hiện được như chuyển số tự động, quá trình chuyển số êm dịu không gây mệt mỏi cho người lái, tổn hao công suất qua hệ thống truyền lực thấp...vv.Hộp số tự động đang dần chiếm ưu thế và ngày càng được sử dụng rộng rãi trên những phương tiện di chuyển. Tuy vậy, mỗi khi nhắc đến hộp số tự động, người ta sẽ hình dung ngay đến một chiếc xe hơi đời mới, với đầy đủ các tính năng hiện đại vào thời điểm này. Nhưng trên thực tế, chắc hẳn ít người biết được rằng những chiếc hộp số tự động và hiện đại như vậy từ lâu đã được trang bị trên những chiếc xe tải chuyên dụng hạng nặng (tải trọng từ 40 tấn cho đến hàng trăm tấn) hay trên những chiếc máy công trình như máy ủi, máy xúc lật bánh lốp...vv.
Bài viết này sẽ đề cập một loại hộp số tự động hiện đang được trang bị trên những chiếc xe tải chuyên dụng hạng nặng của hãng Caterpillar, đó là loại hộp số tự động Powershift Transmission.
Cấu tạo của hộp số tự động AT
Về cơ bản, cấu tạo và hoạt động của hộp số này không khác gì những chiếc hộp số được trang bị trên những chiếc xe con hiện nay. Trước hết, chúng ta xem lại toàn bộ cấu trúc của một hệ thống truyền lực điển hình trên ô tô như sau: Động cơ->Ly hợp->Hộp số->Vi sai->Truyền động cuối.Đối với xe trang bị hộp số cơ khí, ly hợp thường là loại ly hợp cơ khí (ly hợp đĩa ma sát khô, đĩa ma sát ướt..vv). Nhưng đi với loại hộp số tự động, ly hợp thường là loại biến mô thuỷ lực(Torque converter-hay còn gọi là bộ chuyển đổi mômen xoắn). Về mặt cấu tạo, hộp số tự động bao gồm những thành phần cơ bản: Các bộ bánh răng hành tinh kết hợp, các bộ ly hợp thuỷ lực, bộ điều khiển điện tử-thuỷ lực.
Bộ bánh răng hành tinh
Bộ bánh răng hành tinh (BRHT) (Hình 1) bao gồm 3 bộ phận chính:
- Bánh răng định tinh (còn gọi là bánh răng trung tâm hay bánh răng mặt trời) nằm ở giữa.
- Các bánh răng hành tinh nhỏ ăn khớp và xoay quanh bánh răng định tinh, được lắp cố định trên lo^ng_ hành tinh.
- Vòng răng (ngoài cùng bao quanh và ăn khớp trong với các bánh răng hành tinh nhỏ). Trong hộp số tự động, vòng răng thường được chế tạo thêm rãnh răng ở bề mặt bên ngoài để ăn khớp với các đĩa ma sát của ly hợp, như vậy các đĩa ma sát sẽ chuyển động cùng với vòng răng
Bộ ly hợp thuỷ lực
Bộ ly hợp thuỷ lực(Hình 2) bao gồm Vỏ ly hợp, các đĩa ma sát, các tấm thép ma sát, cụm lò xo và piston.
Đĩa ma sát và tấm thép ma sát được lần lượt được xếp chồng lên nhau. Đĩa ma sát được bắt cố định vào vòng răng ngoài(của bộ BRHT) nhờ rãnh răng, khi công suất truyền qua bộ BRHT, vòng răng chuyển động và các đĩa ma sát cũng sẽ chuyển động theo. Các tấm ma sát được xếp trong vỏ ly hợp và được giữ cố định bởi 1 chốt chống xoay trên vỏ ly hợp.
Khi không có áp suất dầu, lò xo giữ piston không ép vào đĩa ma sát, do đó đĩa ma sát và tấm ma sát không tiếp xúc với nhau. Khi đóng ly hợp, áp suất dầu khoang sau piston tăng đẩy piston thắng lực lò xo dịch chuyển sang bên phải, chuyển động của các đĩa ma sát được dẫn động bởi vòng răng bị hãm lại do bị ép vào các tấm thép ma sát cố định. Lúc này vòng răng chính là một bộ phận bị giữ cố định trong bộ BRHT.
Bộ điều khiển điện tử - thuỷ lực
Trong quá trình vận hành, công việc chuyển số được thực hiện hoàn toàn tự động nhờ vào việc tính toán và xử lý của bộ điều khiển điện tử hộp số. Bộ điều khiển điện tử của hộp số là nơi tiếp nhận các thông tin đầu vào từ các cảm biến, xử lý thông tin và cung cấp dòng điện điều khiển đến các van điện từ thực hiện công việc đóng mở đường dầu đến các ly hợp.Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động AT
Hộp số tự động với 5 số tiến và 1 số lùi.
Mômen xoắn từ trục khuỷu động cơ được truyền đến trục của biến mô và sẽ được nối với trục vào của hộp số thông qua việc đóng ly hợp tiến( Ly hợp hướng-cho số tiến) hoặc ly hợp số 5 (Ly hợp hướng-cho số lùi).
Sau đó mômen xoắn từ trục vào hộp số sẽ được truyền sang trục ra hộp số bằng cách lần lượt đóng các ly hợp số từ số 1 đến số 5 tương ứng với các số di chuyển của xe. Như vậy, để mômen xoắn có thể truyền đến trục ra của hộp số, luôn luôn có 2 ly hợp thuỷ lực phải được đóng.
Như vậy, để mômen xoắn có thể truyền đến trục đầu ra, luôn luôn phải có 2 ly hợp được đóng. Thứ nhất là ly hợp hướng(ly hợp tiến hoặc ly hợp lùi), thứ hai là ly hợp số(từ ly hợp số 1 đến ly hợp số 5). Dưới đây là bảng ly hợp ăn khớp với từng số di chuyển của xe:
Ở vị trí số trung gian(N), chỉ có ly hợp số 2 ăn khớp nhưng ly hợp số tiến chưa ăn khớp, do đó mômen xoắn không thể truyền đến trục đầu ra của hộp số.
Quá trình chuyển sang số 1 được thực hiện bằng cách đóng ly hợp số tiến và ly hợp số 1. Ly hợp số tiến đóng cho phép mômen xoắn được truyền từ trục biến mô sang trục vào của hộp số. Ly hợp số 1 đóng và giữ cố định lo^ng_ hành tinh của bộ BRHT số 1, mômen xoắn được truyền qua bộ BRHT số 1 và 2 tới trục ra của hộp số.
Ở số 2, ly hợp tiến đóng, mômen xoắn từ trục biến mô đến trục vào hộp số và dẫn động bánh răng định tinh của bộ BRHT số 2. Ly hợp số 2 đóng giữ cố định vòng răng ngoài của bộ BRHT số 2.
Do đó mômen xoắn được truyền ra lo^ng_ hành tinh, mà lo^ng_ hành tinh được nối với trục ra nên mômen xoắn được truyền sang trục ra của hộp số. Tương tự, các số 3, 4, 5 lần lượt được thực hiện theo thứ tự đóng ly hợp theo như bảng trên, chỉ khác nhau về đường truyền mômen xoắn qua các bộ BRHT.
Đối với số lùi, ly hợp số 5 ăn khớp cho phép mômen xoắn được truyền từ trục biến mô sang trục bánh răng định tinh.
Ly hợp số 2 đóng sẽ giữ giữ cố định vòng răng ngoài của bộ BRHT số 2. Mômen xoắn được đổi chiều khi truyền từ trục bánh răng định tinh qua các bộ BRHT số 2 và số 3 sau đó tới trục ra của hộp số.
Last edited by a moderator:
