Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động

Nếu bạn đã từng điều khiển một chiếc ôtô số tự động, chắc chắn bạn sẽ nhận ra hai điều khác biệt rõ ràng giữa một chiếc xe số tự động và chiếc xe sử dụng số cơ khí gài bằng tay.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nguyên lý hoạt động của hộp số tự độngNguyên lý hoạt động của hộp số tự độngNếu bạn đã từng điều khiển một chiếc ôtô số tự động, chắc chắn bạn sẽnhận ra hai điều khác biệt rõ ràng giữa một chiếc xe số tự động và chiếc xesử dụng số cơ khí gài bằng tay.Sự khác biệt giữa hộp số tự động và hộp số tayTrên hộp số tự động, bạn sẽ không tìm thấy bàn đạp ly hợp và cũng không cócần chuyển số (1, 2, 3, 4..). Bạn chỉ cần thao tác duy nhất là đưa cần chọn sốvào nấc D (drive), sau đó mọi thứ đều là tự động.Cả hộp số tự động (với bộ biến mô-men) và hộp số cơ khí (với ly hợp ma sátkhô) đều có chức năng giống nhau, nhưng về nguyên lý làm việc lại hoàn toànkhác nhau. Và nếu tìm hiểu sâu, chúng ta sẽ thấy hộp số tự động thực hiệnnhững điều vô cùng kinh ngạc.Trong bài viết này, chúng ta cùng tìm hiểu về hộp số tự động. Chúng ta sẽ bắtđầu với điểm mấu chốt của toàn bộ hệ thống: bộ bánh răng hành tinh. Sau đóchúng ta xem cách các chi tiết của hộp số được lắp ghép như thế nào, chúnglàm việc ra sao và cuối cùng hãy thảo luận về một số vấn đề phức tạp liên quanđến điều khiển hộp số tự động.Cũng giống như hộp số cơ khí, nhiệm vụ chính của hộp số tự động là cho phéptiếp nhận công suất động cơ ở một phạm vi tốc độ nhất định nhưng cung cấptheo phạm vi tốc độ lớn hơn ở đầu ra.Hộp số sử dụng các bánh răng để lợi dụng hiệu quả mô-men của động cơ vàgiúp động cơ cung cấp cho bánh xe vùng tốc độ phù hợp nhất theo các chế độtải trọng và theo ý muốn của người điều khiển.Sự khác biệt chủ yếu giữa hộp số tự động và hộp số cơ là hộp số cơ thay đổiviệc gài các bánh răng ăn khớp với nhau để tạo nên giá trị tỷ số truyền khácnhau giữa trục sơ cấp (nối liền với động cơ) và trục thứ cấp (nối liền với trụctruyền ra các cầu chủ động). Trong khi ở hộp số tự động thì khác hẳn, bộ bánhrăng hành tinh sẽ thực hiện tất cả những nhiệm vụ phức tạp đó.Nguyên lý làm việc của bộ truyền bánh răng hành tinhKhi nhìn vào bên trong một hộp số tự động, bạn thấy có sự sắp đặt thành từngphần riêng rẽ ở từng không gian hợp lý. Trong số những thứ đó, bạn thấy:- Một bộ truyền bánh răng hành tinh.- Một bộ phanh đai dùng để khoá các phần của bộ truyền bánh răng hành tinh.- Một bộ gồm ba mảnh ly hợp ướt làm việc trong dầu dùng để khoá các phầncủa bộ truyền.- Một hệ thống thuỷ lực để điều khiển các ly hợp và phanh đai- Một bộ bơm bánh răng lớn để luân chuyển dầu truyền động trong hộp số.Quan trọng nhất trong hệ thống là bộ truyền bánh răng hành tinh. Việc đầu tiênlà chế tạo ra chúng có các tỷ số ăn khớp khác nhau và sau đó là giúp cho chúnghoạt động như thế nào. Một hộp số tự động bao gồm các bộ truyền bánh rănghành tinh cơ sở nhưng được kết hợp thành một khối trong hộp số.Bất cứ bộ truyền bánh răng hành tinh cơ sở nào cũng có ba phần chính:- Bánh răng mặt trời (S)- Các bánh răng hành tinh và giá bánh răng hành tinh (C)- Vành răng ngoài (R) Đầu vàoĐầu raBị khóa đứng yênCông thức tínhTỷ số truyềnASun (S)Planet Carrier (C)Ring (R)1 + R/S3.4:1BPlanet Carrier (C)Ring (R)Sun (S)1 / (1 + S/R)0.71:1CSun (S)Ring (R)Planet Carrier (C)-R/S-2.4:1Khi khoá hai trong ba thành phần lại với nhau sẽ khoá toàn bộ cơ cấu thành mộtkhối (tỷ số truyền là 1:1). Chú ý rằng danh sách tỷ số đầu tiên ở trên (A) là sốtruyền giảm – tốc độ trục thứ cấp (đầu ra) nhỏ hơn tốc độ trục sơ cấp (đầu vào).Thứ hai (B) là số truyền tăng – tốc độ trục thứ cấp lớn hơn tốc độ trục sơ cấp.Cuối cùng cũng là số truyền giảm, nhưng chiều chuyển động của trục sơ cấpngược với trục thứ cấp, tức là số lùi. Bạn có thể kiểm tra chúng theo sơ đồ môphỏng sau:Một bộ truyền bánh răng cơ sở này có thể thực hiện các tỷ số truyền khác nhaumà không cần gài ăn khớp hay nhả khớp với bất cứ bánh răng khác. Với hai bộtruyền bánh răng cơ sở ghép liền, chúng ta có thể nhận được 4 tốc độ tiến vàmột tốc độ lùi. Chúng ta sẽ bàn về hai bộ truyền bánh răngcơ sở ghép liền ởphần sau.Hộp số tự động ghép liền này cũng là một bộ truyềnbánh răng hành tinh, gọi làbộ truyềnhành tinh kép, cấu trúc giống như bộ bánh răng hành tinh đơn nhưngcấu trúc là hai bộ bánh răng hành tinh kết hợp lại. Nó có một vành răng ngoàiluôn gắn với trục thứ cấp của hộp số, nhưng nó có hai bánh răng mặt trời và haibộ bánh răng hành tinh.Hãy xem hình sau:Ở hình dưới: các bánh răng hành tinh đặt trên một giá. Xem xét kỹ hơn: bánhrăng hành tinh bên phải nằm thấp hơn bánh răng bên trái. Bánh răng bên phảikhông ăn khớp với vành răng ngoài, mà ăn khớp với bánh răng hành tinh bêncạnh. Chỉ có bánh răng hành tinh bên trái ăn khớp với vành răng mà thôi.Tiếp theo bạn hãy nhìn vào bên trong của giá bánh răng hành tinh. Các bánhrăng ngắn hơn được ăn khớp với bánh răng mặt trời nhỏ hơn. Các bánh răngdài hơn được ăn khớp với bánh răng mặt trời lớn hơn đồng thời với ăn khớp cácbánh răng hành tinh nhỏ hơn.Sơ đồ mô phỏng dưới đây cho thấy các cụm được lắp với nhau như thế nàotrong một hộp số:Số 1Ở số 1, bánh răng mặt trời nhỏ hơn là chủ động quay thuận ch ...