Cấu tạo hộp số tự động trên xe ô tô
Khi nhìn vào bên trong một hộp số tự động, bạn thấy có sự sắp đặt thành từng phần riêng rẽ ở từng không gian hợp lý. Trong số những thứ đó, bạn thấy:
Các bộ truyền bánh răng hành tinh.
Các bộ phanh đai dùng để khoá các phần của bộ truyền bánh răng hành tinh.
Các bộ gồm nhiều đĩa ly hợp ma sát ướt làm việc trong dầu dùng để khoá các phần của bộ truyền bánh răng hành tinh.
Hệ thống thuỷ lực để điều khiển các ly hợp và phanh đai (hay còn gọi là phanh dải).
Một bộ bơm thủy lực để luân chuyển dầu truyền động trong hộp số.
Bộ điều khiển bơm và hệ thống các đường thủy lực.
Một trong những bộ phận quan trọng trong hệ thống là bộ truyền bánh răng hành tinh. Việc chế tạo ra chúng ăn khớp lồng vào nhau và giúp cho chúng hoạt động đòi hỏi công nghệ sản xuất cao.
Một bộ bánh răng hành tinh là một loại gồm các bánh răng ăn khớp với nhau theo sơ đồ:
Trong đó bao gồm: Bánh răng mặt trời, bánh răng bao, các bánh răng hành tinh và cần dẫn.
Bánh răng mặt trời có vành răng ngoài và được đặt trên một trục quay.
Bánh răng bao có vành răng trong và cũng được đặt trên một trục quay khác đồng trục với bánh răng mặt trời.
Các bánh răng hành tinh nằm giữa và ăn khớp với bánh răng mặt trời và bánh răng bao.
Trục của các bánh răng hành tinh được liên kết với một cần dẫn cũng có trục quay đồng trục với bánh răng bao và bánh răng mặt trời.
Như vậy 3 trục có cùng đường tâm quay ở dạng trục lồng và được gọi là đường tâm trục của cơ cấu hành tinh. Các trục đều có thể quay tương đối với nhau. Số lượng bánh răng hành tinh có thể là 2, 3, 4 tùy thuộc vào cấu trúc của chúng. Các bánh răng hành tinh vừa quay xung quanh trục của nó vừa quay xung quanh trục của cơ cấu hành tinh.
Nguyên lý hoạt động của cơ cấu hành tinh:
Một cơ cấu hành tinh bao gồm ba loại bánh răng: một bánh răng mặt trời, một bánh răng bao và một số bánh răng hành tinh lắp trên một cần dẫn.
Cơ cấu hành tinh là cơ cấu ba bậc tự do tương ứng với ba chuyển động của các trục bánh răng mặt trời, bánh răng bao và cần dẫn. Vì vậy để có một chuyển động từ đầu vào đến đầu ra thì một trong ba bậc tự do trên phải được hạn chế.
Nguyên lý truyền động của cơ cấu hành tinh được thể hiện qua 4 trường hợp sau đây:
a. Giảm tốc (i>1):
Ở chế độ này, trạng thái và tên gọi của các phần tử được thể hiện như sau:
Khi bánh răng bao quay theo chiều kim đồng hồ, các bánh răng hành tinh sẽ quay xung quanh bánh răng mặt trời trong khi cũng quay xung quanh trục của nó theo chiều kim đồng hồ. Điều đó làm cho tốc độ quay của cần dẫn giảm xuống tùy thuộc số răng của bánh răng bao và bánh răng mặt trời.
b. Tăng tốc (i<1):
Ở chế độ này, trạng thái và tên gọi của các phần tử được thể hiện như sau:
Bánh răng bao: Phần tử bị động
Bánh răng mặt trời: Cố định
Cần dẫn: Phần tử chủ động
Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ, các bánh răng hành tinh sẽ quay quanh bánh răng mặt trời trong khi chúng cũng quay quanh trục của nó theo chiều kim đồng hồ. Điều đó sẽ làm cho bánh răng bao tăng tốc tùy thuộc số răng của bánh răng bao và bánh răng mặt trời.
c. Đảo chiều:
Ở chế độ này, trạng thái và tên gọi của các phần tử được thể hiện như sau:
Khi bánh răng mặt trời quay theo chiều kim đồng hồ, các bánh răng hành tinh lúc này do cần dẫn bị cố định lúc này tự quay quanh trục của nó ngược chiều kim đồng hồ. Điều đó làm cho bánh răng bao cũng quay ngược chiều kim đồng hồ Lúc này bánh răng bao giảm tốc phụ thuộc vào số răng của bánh răng bao và bánh răng mặt trời.
d. Truyền thẳng (i=1):
e. Tốc độ và chiều quay của bộ truyền hành tinh được tóm tắt trong bảng sau:
Bảng tóm tắt bộ bánh răng hành tinh Cách tạo số của Hộp số tự động:
Theo như những phân tích phía trên, khi ta tác động cố định, chọn phần tử chủ động và phần tử nào bị động trong hệ bánh răng sẽ cho ta 1 tỷ số truyền. Nhìn tổng quan hơn cho toàn bộ hộp số thì trong đó là sự kết hợp của nhiều bộ bánh răng kết hợp với nhau để cho ra một tỷ số truyền cuối cùng ở trục ra hộp số tự động. Về sơ đồ bố trí sự kết hợp này như thế nào thường được áp dụng từ các kết quả nghiên cứu, kinh nghiệm chế tạo đúc rút trong nhiều thập kỷ qua kể từ khi hộp số tự động ra đời. Và thường chỉ có nhà sản xuất mới biết được điều này.
Chính hai hay nhiều phanh dải và ly hợp ma sát sẽ quyết định bộ phận nào cố định, cái nào chủ động, cái nào bị động. Bạn có thể tham khảo bảng diễn tả cách tạo số của một loại hộp số tự động 8 cấp của ZF.
Cách tạo số của Hộp số tự động *Ghi chú: Dấu chấm trong bảng thể hiện kích hoạt sự phanh của phanh dải (Break) hoặc sự đóng của ly hợp ma sát ướt (Clutch).
Có thể thấy, hộp số tự động là một bộ phận rất phức tạp và tinh xảo. Sự ra đời của hộp số tự động đã làm thay đổi trải nghiệm lái lúc bấy giờ.