VIENIDMY Đăng nhập Vào luyện thi

Trang chủ › Giáo trình › Bảo dưỡng ô tô (Tokutei 2)

Hệ thống truyền lực (AT, CVT, Bộ vi sai)

Bảo dưỡng ô tô (Tokutei 2) · 自動車整備分野(2号) · Bài học do Tokutei Pass tự biên soạn dựa trên giáo trình chính thức; không sao chép nguyên văn.

Cấu tạo biến mô thủy lực (Torque Converter), Tỷ số mô-men, Điểm ly hợp và Cơ cấu khóa biến mô

Biến mô thủy lực (Torque Converter) cấu tạo gồm 3 phần tử: 'bánh bơm (Pump impeller)' do động cơ dẫn động, 'bánh tuabin (Turbine runner)' nối với trục sơ cấp hộp số, và 'bánh dẫn hướng (Stator)' được đỡ vào vỏ qua khớp một chiều (One-way clutch), truyền và khuếch đại công suất nhờ dầu hộp số tự động (ATF) bên trong.

'Tỷ số mô-men (Torque ratio)' là 'giá trị lấy mô-men xoắn của bánh tuabin chia cho mô-men xoắn của bánh bơm'; tỷ số mô-men đạt 'cực đại (khoảng 2,0–2,5)' khi 'tỷ số tốc độ (e = tốc độ tuabin ÷ tốc độ bơm) bằng 0 (khi tuabin đứng yên / trạng thái Stall)'.

Khi tốc độ quay của bánh tuabin tăng lên làm tỷ số tốc độ lớn dần thì tỷ số mô-men giảm xuống; điểm tỷ số tốc độ (khoảng 0,85) mà tại đó tỷ số mô-men giảm về bằng '1,0' được gọi là 'Điểm ly hợp (Clutch point)'.

Vùng có tỷ số tốc độ nhỏ hơn điểm ly hợp là 'vùng biến mô (Converter range)' thực hiện khuếch đại mô-men xoắn; còn vùng vượt qua điểm ly hợp có tỷ số tốc độ lớn hơn là 'vùng khớp nối thủy lực (Coupling range - tỷ số mô-men bằng 1,0)' nơi bánh dẫn hướng Stator quay trơn nhờ khớp một chiều.

Ngoài ra, 'cơ cấu khóa biến mô (Lock-up mechanism)' sẽ ép chặt cơ khí piston khóa biến mô (Lock-up piston) lắp trên moay-ơ tuabin vào vỏ trước (Front cover) khi xe chạy tốc độ cao để truyền thẳng (triệt tiêu độ trượt thủy lực về 0) nhằm tiết kiệm nhiên liệu; chấn động xoắn khi đóng khóa được hấp thụ bởi 'lò xo giảm chấn (Damper spring)'.

Cấu tạo biến mô thủy lực (Torque Converter), Tỷ số mô-men, Điểm ly hợp và Cơ cấu khóa biến mô

Điểm cần nhớ


  • Tỷ số mô-men = Mô-men bánh tuabin ÷ Mô-men bánh bơm, đạt cực đại khi tỷ số tốc độ 'bằng 0' (phát biểu nói đạt cực đại khi tỷ số tốc độ cực đại là sai).

  • Điểm có tỷ số mô-men bằng 1,0 là 'Điểm ly hợp (Clutch point)'; vùng có tỷ số tốc độ lớn hơn điểm này là 'vùng khớp nối (Coupling range)', nhỏ hơn là 'vùng biến mô (Converter range)'.

  • Cơ cấu khóa biến mô (Lock-up) ép piston khóa biến mô vào vỏ trước (Front cover) để truyền thẳng công suất bằng cơ khí.

  • Ví dụ: Khi mô-men bánh bơm là 150N・m và mô-men bánh tuabin là 300N・m → Tỷ số mô-men = 300 ÷ 150 = 2,0

  • Ví dụ: Khi tốc độ bánh bơm là 2.000min⁻¹ và tốc độ bánh tuabin là 1.600min⁻¹ → Tỷ số tốc độ = 1.600 ÷ 2.000 = 0,8
Từ vựngNghĩa
bánh bơm (Pump impeller), bánh tuabin (Turbine runner), bánh dẫn hướng (Stator)
tỷ số mô-men và tỷ số tốc độ
điểm ly hợp (Clutch point)
vùng biến mô (Converter range) và vùng khớp nối (Coupling range)
piston khóa biến mô (Lock-up piston) và lò xo giảm chấn

Bộ bánh răng hành tinh và các phần tử ma sát của hộp số tự động điều khiển điện tử (AT)

Cơ cấu sang số của hộp số tự động điều khiển điện tử (AT) sử dụng 'bộ bánh răng hành tinh (Planetary gear unit)' gồm 'bánh răng mặt trời (Sun gear)' ở tâm, các 'bánh răng hành tinh (Pinion gear do cần dẫn Planetary carrier đỡ)' vừa tự quay vừa quay quanh bánh răng mặt trời, và 'bánh răng bao (Ring gear / Internal gear)' ở vòng ngoài.

'Ly hợp nhiều đĩa ướt (Wet multi-plate clutch)' dùng để nối/ngắt các phần tử bánh răng sẽ dùng piston thủy lực ép chặt các đĩa chủ động (Drive plate) và đĩa bị động (Driven plate) xếp xen kẽ; 'đĩa đệm vênh (Dish plate)' lắp bên trong có tác dụng làm dịu chấn động (giảm giật) khi đóng ly hợp.

Đồng thời, 'phanh dải (Band brake)' dùng để giữ cố định trống quay có cấu tạo gồm 'dải phanh (Brake band)' dán vật liệu ma sát ở mặt trong quấn quanh chu vi ngoài của trống và được siết chặt bằng 'piston trợ lực (Servo piston)' hoạt động bằng thủy lực.

'Khớp một chiều (One-way clutch kiểu con lăn nghiêng Sprag hoặc kiểu con lăn trụ Roller)' là phần tử cơ khí chỉ khóa theo một chiều quay và quay trơn theo chiều ngược lại, giúp quá trình chuyển số diễn ra êm dịu mà không cần căn chỉnh khắt khe thời điểm chuyển đổi áp suất dầu.

AT-ECU dựa trên tín hiệu cảm biến tốc độ xe và độ mở bướm ga để điều khiển các van điện từ chuyển số (Shift solenoid) và van điện từ tuyến tính (Linear solenoid) trong thân van (Valve body), tạo ra tay số và áp suất dầu chính (Line pressure) tối ưu.

Điểm cần nhớ


  • 'Đĩa đệm vênh (Dish plate)' trong ly hợp nhiều đĩa ướt có tác dụng làm dịu chấn động khi đóng ly hợp và hỗ trợ hồi vị khi nhả.

  • Phanh dải (Band brake) cấu tạo gồm 'dải phanh (Brake band)' và 'piston trợ lực (Servo piston)' hoạt động bằng thủy lực để siết chặt mặt ngoài trống.

  • Khớp một chiều kiểu Sprag chỉ khóa cố định một chiều quay, được dùng để giảm giật khi chuyển số.
Từ vựngNghĩa
bộ bánh răng hành tinh (bánh răng mặt trời, hành tinh, bánh răng bao)
ly hợp nhiều đĩa ướt và đĩa đệm vênh (Dish plate)
phanh dải (Band brake) và piston trợ lực (Servo piston)
khớp một chiều kiểu con lăn nghiêng (Sprag one-way clutch)

Cấu tạo và nguyên lý truyền lực của hộp số vô cấp kiểu đai thép (Steel-belt CVT)

'Hộp số vô cấp kiểu đai thép (Steel-belt CVT)' thay đổi liên tục bề rộng rãnh của 'puli sơ cấp (Primary pulley)' bên đầu vào và 'puli thứ cấp (Secondary pulley)' bên đầu ra bằng áp suất dầu, làm thay đổi bán kính tiếp xúc của dây đai thép quấn giữa hai puli để biến đổi tỷ số truyền vô cấp.

Dây đai thép (Steel belt) có cấu tạo gồm hàng trăm 'mắt đai thép (Steel element / mảnh kim loại)' xếp sát nhau dọc theo hai 'vòng đai thép nhiều lớp (Steel band / vòng thép ghép lớp)' ở hai bên trái phải.

Việc truyền công suất từ puli sơ cấp sang puli thứ cấp bằng dây đai thép này không phải bằng lực kéo căng dây đai, mà được thực hiện nhờ 'tác dụng đẩy (nén) của các mắt đai thép (Element)' (phát biểu nói truyền lực bằng tác dụng kéo là sai).

Về phân chia nhiệm vụ điều khiển thủy lực: áp suất dầu cấp vào 'puli sơ cấp' làm thay đổi bề rộng rãnh để điều khiển 'tỷ số puli (tỷ số truyền)', còn áp suất dầu cấp vào 'puli thứ cấp' điều khiển 'lực căng đai (lực ép giữ đai)' để chống trượt dây đai.

Ở vùng tỷ số truyền nhỏ nhất 'High (tốc độ cao)', bề rộng rãnh của puli sơ cấp 'hẹp lại (bán kính tiếp xúc lớn)' và bề rộng rãnh của puli thứ cấp 'rộng ra (bán kính tiếp xúc nhỏ)' (ở vùng Low tốc độ thấp thì ngược lại).

Cấu tạo và nguyên lý truyền lực của hộp số vô cấp kiểu đai thép (Steel-belt CVT)

Điểm cần nhớ


  • Truyền công suất trên hộp số CVT đai thép được thực hiện nhờ 'tác dụng đẩy (nén) của các mắt đai (Element)'.

  • Áp suất dầu ở 'puli sơ cấp' điều khiển 'tỷ số puli (tỷ số truyền)', còn áp suất dầu ở 'puli thứ cấp' điều khiển 'lực căng đai (lực ép đai)'.

  • Ở phía High (tốc độ cao), bề rộng rãnh puli sơ cấp 'hẹp (bán kính lớn)', còn ở phía Low (tốc độ thấp) thì 'rộng (bán kính nhỏ)'.
Từ vựngNghĩa
đai thép (các mắt đai Element và vòng đai thép nhiều lớp)
tác dụng đẩy của các mắt đai (Element)
puli sơ cấp (Primary pulley) và puli thứ cấp (Secondary pulley)
tỷ số puli (tỷ số truyền) và lực căng đai

Bộ vi sai và Cơ cấu hạn chế trượt vi sai (LSD kiểu khớp nhớt Viscous và kiểu bánh răng xoắn Helical)

Bộ vi sai (Differential) là cơ cấu hấp thụ sự chênh lệch tốc độ quay giữa hai bánh xe chủ động trái và phải khi vào cua; tổng tốc độ quay của hai bánh răng bán trục (Side gear) trái và phải luôn bằng '2 lần tốc độ quay của vành răng (Ring gear / vỏ vi sai)'.

Tuy nhiên, với bộ vi sai tiêu chuẩn, nếu một bánh xe bị quay trơn (trượt) trên bùn lầy hoặc mặt đường đóng băng thì bánh xe đang bám đường bên kia cũng mất lực kéo, do đó người ta trang bị 'bộ vi sai hạn chế trượt (LSD: Limited Slip Differential)'.

'LSD kiểu khớp nối nhớt (Viscous coupling LSD)' thuộc loại cảm nhận chênh lệch tốc độ quay có cấu tạo nạp kín 'dầu silicon độ nhớt cao' ở giữa các đĩa trong (Inner plate) và đĩa ngoài (Outer plate) xếp xen kẽ với khe hở rất nhỏ.

Ở kiểu khớp nối nhớt Viscous, 'độ chênh lệch tốc độ quay giữa hai bánh xe chủ động trái - phải càng lớn thì lực cản cắt của dầu silicon càng sinh ra mô-men nhớt (lực hạn chế vi sai) càng lớn', truyền mô-men từ bên quay nhanh sang bên quay chậm.

Mặt khác, 'LSD kiểu bánh răng nghiêng (Helical gear LSD)' thuộc loại cảm nhận mô-men xoắn sử dụng 'lực cản ma sát giữa đỉnh răng của bánh răng hành tinh với thành trong vỏ vi sai' cùng lực ma sát dọc trục (Thrust) do ăn khớp bánh răng nghiêng để tạo ra lực hạn chế vi sai.

Điểm cần nhớ


  • Tổng tốc độ quay 2 bánh xe trái và phải = Tốc độ quay vành răng (Ring gear) × 2 (nếu 1 bánh đứng yên thì bánh kia quay gấp 2 lần vành răng).

  • LSD kiểu khớp nhớt (Viscous coupling) chứa dầu silicon độ nhớt cao; độ chênh lệch tốc độ quay 'càng lớn' thì mô-men nhớt sinh ra 'càng lớn'.

  • LSD kiểu bánh răng nghiêng (Helical gear) hạn chế vi sai nhờ 'ma sát giữa đỉnh răng bánh răng hành tinh với thành trong vỏ' và ma sát dọc trục.

  • Ví dụ: Khi tốc độ quay vành răng vi sai là 500min⁻¹ và bánh xe bên phải quay 400min⁻¹ thì tốc độ quay bánh xe bên trái → 500 × 2 − 400 = 600min⁻¹
Từ vựngNghĩa
bộ vi sai (vành răng Ring gear, bánh răng hành tinh Pinion, bánh răng bán trục Side gear)
cơ cấu hạn chế trượt vi sai (LSD)
kiểu khớp nối nhớt Viscous (dầu silicon độ nhớt cao)
LSD kiểu bánh răng nghiêng (Helical gear LSD)

Ly hợp ma sát, Trục các-đăng, Khớp nối đồng tốc và Hệ thống dẫn động 4 bánh (4WD)

'Ly hợp kiểu lò xo đĩa (Diaphragm spring clutch)' dùng phổ biến trên ly hợp ma sát có đặc tính lò xo phẳng hơn so với kiểu lò xo trụ, nên có ưu điểm 'dù tấm ma sát (Facing) của đĩa ly hợp bị mòn thì lực ép của đĩa ép hầu như không bị giảm'.

Ngoài ra, kiểu lò xo đĩa ít bị giảm lực ép do lực ly tâm ở vòng tua cao và lực đạp bàn đạp nhẹ; tuy nhiên với cơ cấu dẫn động cơ khí, khi đĩa ma sát bị mòn thì 'hành trình tự do của bàn đạp ly hợp sẽ nhỏ lại' nên cần kiểm tra và điều chỉnh.

'Khớp các-đăng khác tốc (Hooke's joint / Cardan joint)' dùng trên trục các-đăng xe FR khi lắp có góc lệch sẽ sinh ra biến thiên tốc độ và mô-men 2 lần trong 1 vòng quay, nên người ta bố trí 2 khớp có góc lệch bằng nhau để tự triệt tiêu biến thiên.

Ngược lại, bán trục (Drive shaft) của xe FF sử dụng 'khớp nối đồng tốc (CVJ: Constant Velocity Joint)' không gây biến thiên tốc độ dù góc lệch lớn; phía bánh xe (bên ngoài) dùng 'kiểu Birfield (Rzeppa)', còn phía vi sai (bên trong) dùng 'kiểu Tripod (chạc 3 con lăn)' hoặc 'kiểu Double Offset' có thể dịch chuyển dọc trục.

Trên xe dẫn động 4 bánh toàn thời gian (Full-time 4WD), để hấp thụ chênh lệch tốc độ quay giữa cầu trước và cầu sau khi vào cua nhằm ngăn ngừa 'hiện tượng tự phanh khi cua gấp (Tight-corner braking)', người ta bố trí 'vi sai trung tâm (Center differential)' hoặc khớp nối điều khiển điện tử giữa cầu trước và cầu sau.

Điểm cần nhớ


  • Ly hợp kiểu lò xo đĩa có lực ép hầu như không đổi dù đĩa ma sát mòn; khi đĩa mòn thì hành trình tự do bàn đạp 'nhỏ lại'.

  • Khớp đồng tốc bán trục dùng 'kiểu Birfield' ở phía ngoài và 'kiểu Tripod' (trượt dọc trục được) ở phía trong.

  • Vi sai trung tâm của xe Full-time 4WD hấp thụ chênh lệch tốc độ giữa cầu trước - sau để chống 'hiện tượng tự phanh khi cua gấp (Tight-corner braking)'.
Từ vựngNghĩa
ly hợp kiểu lò xo đĩa (Diaphragm spring clutch)
khớp các-đăng Hooke và khớp nối đồng tốc (CVJ)
khớp đồng tốc kiểu Birfield và kiểu Tripod
hiện tượng tự phanh khi cua gấp (Tight-corner braking)

Điểm hay ra thi và cách ghi nhớ

Trong đề thi lý thuyết bậc 2 phần hệ thống truyền lực, câu hỏi xuất hiện hàng năm từ 4 chủ đề: Biến mô thủy lực, Hộp số tự động AT, Hộp số vô cấp CVT đai thép, và Vi sai hạn chế trượt LSD.

Với biến mô thủy lực, hãy nhớ chắc bộ 4 điểm: 'Tỷ số mô-men = Tuabin ÷ Bơm', 'Tỷ số tốc độ bằng 0 (tuabin dừng) thì tỷ số mô-men đạt cực đại', 'Tỷ số mô-men 1,0 = Điểm ly hợp (Clutch point)', 'Thấp hơn điểm đó = vùng biến mô (Converter range), cao hơn = vùng khớp nối (Coupling range)'.

Với AT và CVT, các điểm ra thi nhiều nhất là: 'Đĩa đệm vênh (Dish plate) trong ly hợp nhiều đĩa = giảm chấn động khi đóng', 'CVT đai thép = truyền lực nhờ tác dụng đẩy của các mắt đai Element (nói kéo là sai)', 'Áp suất dầu puli sơ cấp = điều khiển tỷ số truyền, áp suất dầu puli thứ cấp = điều khiển lực căng đai'.

Với LSD, hãy nắm rõ: 'Kiểu khớp nhớt Viscous = chứa dầu silicon độ nhớt cao, chênh lệch tốc độ càng lớn thì mô-men nhớt càng lớn', 'Kiểu bánh răng nghiêng Helical = dùng ma sát giữa đỉnh răng với thành trong vỏ và ma sát dọc trục'.

Điểm cần nhớ


  • Biến mô: Tỷ số mô-men = Tuabin ÷ Bơm; tỷ số tốc độ 0 cho tỷ số mô-men cực đại; vượt qua điểm ly hợp (tỷ số mô-men 1,0) là vùng khớp nối (Coupling range).

  • Phần tử ma sát AT: Đĩa đệm vênh (Dish plate) làm dịu chấn động đóng ly hợp; piston khóa biến mô ép vào vỏ trước (Front cover).

  • CVT đai thép: truyền công suất nhờ 'tác dụng đẩy của các mắt đai Element'; puli sơ cấp chỉnh tỷ số truyền, puli thứ cấp chỉnh lực căng đai.

  • LSD kiểu Viscous: dùng dầu silicon độ nhớt cao; chênh lệch tốc độ quay 'càng lớn' thì mô-men nhớt sinh ra 'càng lớn'.
Từ vựngNghĩa
tỷ số mô-men và điểm ly hợp (Clutch point)
đĩa đệm vênh (Dish plate)
tác dụng đẩy của mắt đai (Element)
LSD kiểu khớp nối nhớt (Viscous coupling)

Hệ thống truyền lực (AT, CVT, vi sai)

Luyện câu hỏi chương này trong app

Tài liệu tham khảo chính thức

💬

Zalo