Giáo trình Bảo dưỡng sửa chữa hộp số tự động (Nghề: Công nghệ ô tô - Cao đẳng 9+): Phần 2 - Trường Cao đẳng Kiên Giang

Chia sẻ: Cuchoami2510 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:107

Thêm vào BST

Báo xấu

37
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Bảo dưỡng sửa chữa hộp số tự động với mục tiêu giúp các bạn có thể trình bày được công dụng, phân loại hộp số tự động trên ô tô; Phân tích được nguyên lý hoạt động của các bộ phận, cụm chi tiết của hộp số tự động. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 2 giáo trình dưới đây.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Bảo dưỡng sửa chữa hộp số tự động (Nghề: Công nghệ ô tô - Cao đẳng 9+): Phần 2 - Trường Cao đẳng Kiên Giang

47 BÀI 3. BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THUỶ LỰC Giới thiệu: Trong bài này giúp người học tìm hiểu khái quát, cấu tao, chức năng, nguyên lý hoạt động, kiểm tra sửa chữa hệ thống điều khiển thuỷ lực. Mục tiêu: - Trình bày được công dụng, phân loại hệ thống điều khiển thuỷ lực của hộp số tự động - Phân tích được đặc điểm kết cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển thuỷ lực hộp số tự động; - Tháo lắp, kiểm tra và bảo dưỡng được hệ thống điều khiển thuỷ lực hộp số đúng yêu cầu kỹ thuật. - Rèn luyện được tính cẩn thận, an toàn cho người và thiết bị khi làm việc. Nội dung: 1. Khái quát Hệ thống điều khiển thủy lực biến đổi tải của động cơ (góc mở bướm ga ) và tốc độ của xe thành các áp suất thủy lực khác nhau,và đến lượt các áp suất này sẽ quyết định thời điểm chuyển số. Hệ thống này bao gồm: một bơm dầu, các van điều khiển và một thân van. Bánh răng dẫn động bơm dầu ăn khớp với đĩa bơm của bộ biến mô. Nó luôn quay cùng một tốc độ với tốc độ động cơ. Van ly tâm được dẫn động bằng bánh răng chủ động vi sai và biến đổi tốc độ quay (tốc độ xe) của trục bánh răng chủ động vi sai thành tín hiệu thủy lực, tín hiệu này được gửi đến thân van. Thân van giống như một mê cung với rất nhiều khoang và dầu thủy lực được dẫn qua đó. Rất nhiều van được lắp trong các khoang này, chúng mở hay đống các khoang này để gửi các tín hiệu chuyển số thủy lực đến các bộ phận khác nhau của bộ truyền bánh răng hành tinh. - Van điều áp sơ cấp - Van điều áp thứ cấp - Van điều khiển bằng tay - Van điều khiển bướm ga
48 - Van điều khiển ly tâm - Van cắt giảm áp 2. Cấu tạo và chức năng của các van chính trong hệ thống điều khiển thuỷ lực 2.1. Bơm dầu Hình 3.1: Cấu tạo bơm dầu Bánh răng dẫn động bơm dầu ăn khớp với cánh bơm của bộ biến mô. Nó luôn quay cùng một tốc độ với tốc độ động cơ. Bơm dầu được thiết kế để đưa dầu đến bộ biến mô, bôi trơn bộ bánh răng hành tinh và cung cấp áp suất hoạt động đến hệ thống điều khiển thủy lực. Có ba loại bơm quay thường được sử dụng để cung cấp dòng dầu và tạo ra áp suất trong hộp số tự động. Đó là bơm bánh răng, bơm roto và loại bơm cánh gạt. Hoạt động của mỗi loại bơm về cơ bản là giống nhau, trong đó bánh răng chủ động được dẫn động bởi cánh bơm của bộ biến mô, còn bánh răng bị động được đặt có khoảng trống và đặt lệch tâm với bánh răng chủ động.
49 Hình 3.2: Cấu tạo bơm dầu 2.2. Thân van điều khiển Thân van bao gồm một thân trên và một thân dưới, một thân van dẫn động bằng tay. Các van có chứa áp suất dầu điều khiển và chuyển dầu từ một khoang này sang khoang khác. THÂN VAN TRÊN THÂN VAN ĐIỀU KHIỂN BẰNG TAY Hình 3.3: Cấu tạo thân van trên và van điều khiển bằng tay hộp số A130L
50 Hình 3.4: Cấu tạo thân van dưới hộp số A130L 2.3. Van điều khiển:
51 Hình 3.5. Van điều khiển Van thường được hoạt động bởi người lái xe để đặt hộp số ở các dãy “P”, “R”, “N”, “D”, “2”, “L” và các dãy khác nếu có. Cơ cấu liên kết là thanh đẩy và cáp nối. Van điều khiển được dịch chuyển đến vị trí chọn của người lái. Từ van điều khiển, áp suất đường ống sẽ đi đến píttông điều khiển thắng hoặc ly hợp. Vị trí chuyển số Tới cụm bánh răng hành tinh P B3 R C2, B3 N - D C1 2 C1, B1 L C1, B3 2.4. Van điều áp sơ cấp:
52 Van điều áp sơ cấp điều chỉnh áp suất thủy lực (áp suất chuẩn) đến từng bộ phận tương ứng với công suất của động cơ để tránh mất mát công suất của bơm. Ở vị trí bên dưới của van điều áp sơ cấp lực căng của lò xo và áp suất của bộ điều biến (C*áp suất bộ điều biến bướm ga) tác dụng lên phần 1 của van, có tác dụng làm cho van bị đẩy lên. Ở vị trí bên dưới, (A*áp suất chuẩn) có tác dụng ấn van xuống. Áp suất chuẩn được điều chỉnh bằng sự cân Hình 3.6: Van điều áp sơ cấp bằng của hai lực trên. Khi xe đang chạy lùi, áp suất chuẩn từ van điều khiển tác dụng lên phần 2 và lực ([B-C]*áp suất chuẩn) kết hợp với lực (C*áp suất bộ điều biến bướm ga), nó tác dụng lên phần một ấn van lên trên. Điều đó tạo ra một áp suất chuẩn cao hơn so với khi ở dãy “D” và “2”. Nó tránh cho các phanh và ly hợp khỏi bị trượt do mômen xoắn cao. Hơn nữa, do áp suất bộ điều biến thấp cao hơn so với áp suất bộ điều biến bướm ga tại vị trí 1 tác dụng ở dãy “L”, nên áp suất chuẩn trong dãy “L” cao hơn so với dãy “D” hay “2”. 2.5. Van điều áp thứ cấp Van này điều chỉnh áp suất bộ biến mô và áp suất bôi trơn. Lực căng của lò xo trong van tác dụng theo hướng lên trên, trong khi (A*áp suất biến mô) có tác dụng nhu một lực ấn xuống. Sự cân bằng của hai lực này sẽ điều chỉnh áp suất dầu của biến mô và áp suất bôi trơn. Hình 3.7: Van điều áp thứ cấp
53 2.6. Van bướm ga Hình 3.8: Van bướm ga Van bướm ga tạo ra áp suất bướm ga tuơng ứng với góc nhấn của bàn đạp ga (công suất đầu ra của động cơ). Khi đạp chân ga, chốt chuyển xuống số thấp bị ấn lên trên qua cáp dẫn động bướm ga và cam bướm ga. Do đó van bướm ga dịch chuyển lên trên bằng lò xo, mở khoang áp suất tạo ra áp suất bướm ga. Áp suất này cũng tác dụng lên phần B của van bướm ga, và cùng với áp suất cắt giảm áp từ van cắt giảm áp, áp suất này tác dụng lên phần A, cố gắng đẩy van bướm ga xuống một chúc. Van bướm ga do đó đóng khoang áp suất chuẩn lại khi lực ấn van bướm ga xuống và lực lò xo ( được xác định bởi vị trí của chốt chuyển xuống số thấp, có nghĩa là góc mở của bướm ga ) cân bằng nhau. Theo cách này, áp suất buớm ga được xác định bởi độ cân bằng giữa lực ấn lên và lực ấn xuống trên van bướm ga. Do vậy áp suất buớm ga phụ thuộc vào góc mở của bướm ga của động cơ và tốc độ xe. Van bướm ga cấp áp suất bướm ga đến từng van chuyển số (1-2, 2-3 và 3-4) và có tác dụng ngược với áp suất ly tâm. Cùng lúc đó, áp suất bộ điều biến bướm ga, áp suất này dựa trên áp suất bướm ga tác dụng lên van điều áp sơ cấp và điều chỉnh áp suât chuẩn phụ thuộc vào góc mở của bướm ga và tốc độ xe ( áp suất cắt giảm áp). 2.7. Van ly tâm
54 Hình 3.9: Van ly tâm Van ly tâm được dẫn động (quay) bằng bánh răng bị động ly tâm, nó ăn khớp với bánh răng chủ động vi sai, và tạo ra áp suất dầu (áp suất ly tâm) tương ứng với số vòng quay của bánh răng chủ động vi sai (tốc độ xe). Nó cân bằng áp suất chuẩn từ van điều khiển (dãy “D”, “2”, “L”) và lực ly tâm của khối lượng ly tâm để tạo ra áp suất thủy lực tương ứng với tốc độ xe. Khi thân van ly tâm quay, lực ly tâm của các khối lượng ly tâm bên trong và bên ngoài cũng như lò xo làm cho các khối lượng này văng ra ngoài, van ly tâm bị ấn xuống bằng cầu nối của khối lượng ly tâm trong. Ở đầu bên kia, van ly tâm được ấn lên bằng áp suất ly tâm A, và sự cân bằng giữa hai lực này trở thành áp suất ly tâm tại tốc độ đó của xe. Khi tốc độ quay của bánh răng chủ động vi sai tăng lên (tốc độ trung bình hay cao), khối lượng ly tâm ngoài bị chặn lại bởi thân van. Sau đó, lực ly tâm của khối lượng trong và lực lò xo (cả hai lực này đều ấn van đi xuống) cùng kết hợp để cân bằng lực thủy lực tác dụng lên phần dưới của van. Áp suất thủy lực cuối cùng là áp suất ly tâm. Như vậy van ly tâm hoạt động theo hai giai đoạn. 2.8. Van tín hiệu khóa biến mô và van rơle khóa biến mô Van này cảm nhận áp suất ly tâm và xác định thời điểm khóa biến mô bằng việc điều khiển áp suất tác dụng lên van rơle khóa biến mô thông qua áp suất tín hiệu. Ở dưới một áp suất ly tâm nhất định, áp suất chuẩn từ ly hợp số truyền tăng (C0) được cấp đến lò xo van tín hiệu khóa biến mô và van tín hiệu khóa biến mô bị ấn xuống. Ở trên một áp suất ly tâm nhất định, van tín hiệu khóa biến mô bị ấn lên và áp suất B0 từ van chuyển số 3-4 (hay áp suất C2 từ van chuyển số 2-3 trong xeri hộp số A130) tác dụng lên phần dưới của van rơ le.
55 Sự trễ trong khóa biến mô xảy ra do sự thay đổi diện tích (khi từ B đến B-A) ở đầu dưới, mà tiếp xúc với áp suất ly tâm của van tín hiệu, như trong trường hợp van chuyển số 2-3 và 3-4 (hay van chuyển số 2-3 trong hộp số tự động A130). Van rơle khóa biến mô sẽ đảo ngược dòng dầu chảy qua bộ biến mô (ly hợp khóa biến mô) phụ thuộc vào áp suất tín hiệu từ van tín hiệu khóa biến mô. Khi áp suất tín hiệu tác dụng lên phần dưới của van rơle khóa biến mô, van này sẽ bị ấn xuống. Điều đó làm mở khoang phía sau của ly hợp khóa biến mô, làm cho nó ăn khớp. Nếu áp suất tín hiệu bị cắt, van rơle khóa biến mô bị ấn xuống bằng áp suất chuẩn và lực lò xo tác dụng lên phần đầu của van rơle. Điều đó làm mở khoang dầu đến phía trứơc của ly hợp khóa biến mô, làm cho nó nhả khớp. Các van này đóng - mở khoá biến mô. Van rơle khoá biến mô đảo chiều dòng dầu thông qua bộ biến mô (ly hợp khoá biến mô) theo một áp suất tín hiệu từ van tín hiệu khoá biến mô. Khi áp suất tín hiệu tác động lên phía dưới của van rơle khoá biến mô thì van rơle khoá biến mô được đẩy lên và mở đường dẫn dầu sang phía sau của ly hợp khoá biến mô và làm cho nó hoạt động. (a)
56 (b) Hình 3.10. Van tín hiệu khóa biến mô và van rơle khóa biến mô a: Khóa biến mô Off; b: Khóa biến mô On Nếu áp suất tín hiệu bị cắt thì van rơle khoá biến mô bị đẩy xuống phía dưới do áp suất cơ bản và lực lò xo tác động lên đỉnh van rơle, và sẽ mở đường dẫn dầu vào phía trớc của ly hợp khoá biến mô làm cho nó được nhả ra. 2.9. Van điều khiển bộ tích năng Van điều khiển bộ tích năng làm giảm rung động khi vào số bằng cách giảm áp suất hồi của bộ tích năng cho ly hợp số truyền thẳng (C2) và bộ tích năng cho phanh số 2 (B2) khi góc mở bướm ga là nhỏ.
57 Hình 3.11: Van điều khiển bộ tích năng Nếu góc mở bướm ga còn nhỏ, do mô men tạo bởi động cơ còn thấp nên cả áp suất hồi về bộ tích năng và do đó áp suất ban đầu dùng để hoạt động các phanh và ly hợp đều giảm xuống, ngăn chặn va đập mà nếu khộng sẽ xảy ra khi nối phanh và ly hợp. Ngược lại, khi mô men tạo bởi động cơ lớn nếu góc mở của bướm ga lớn, áp suất hồi về bộ tích năng tăng lên, do đó ngăn sự trượt xảy ra khi ly hợp và phanh ăn khớp. 2.10. Van chuyển số Hình 3.12: Van chuyển số
58 Để cho phép hộp số thay đổi số lên suống, một đường ống được thêm vào đi từ đường ống áp suất chính đến van chuyển số. Van chuyển số đưa áp suất thủy lực đến các bộ phận giữ của hộp số để tạo ra các số khác nhau trong dãy dẫn động. Sự dịch chuyển của van chuyển số là nguyên nhân làm hộp số chuyển lên hay xuống giữa hai số. Dầu rời van chuyển số và thoát ra. Một đường dẫn sẽ đi đến nhánh ly hợp số cao, một đường dẫn khác đến nhánh số thấp. Van chuyển số hoạt động bởi van bướm ga và van ly tâm. Khi van điều khiển được mở, áp suất dầu hoạt động píttông phanh số thấp. Và xe dịch chuyển về phía trước ở số thâp. Áp suất dầu cũng dịch chuyển van chuyển số và van và van ly tâm. Khi xe đạt đến một tốc độ định trước, van ly tâm sẽ mở đủ để cho phép áp suất dầu đi đến van chuyển số và mở nó. Khi mở van chuyển số, áp suất dầu đi đến píttông ly hợp và phanh. Khi áp suất tăng lên trong ly hợp, tương ứng áp suất tăng lên trong píttông. Áp suất trong van chuyển số bằng với áp suất trên bề mặt kia của píttông, lò xo hồi ngắt phanh. 2.11. Các van khác 2.11.1. Van điều áp thứ cấp Van này điều chỉnh áp suất bộ biến mô và áp suất bôi trơn. Sự cân bằng của hai lực này điều chỉnh áp suất dầu của bộ biến mô và áp suất bôi trơn. Áp suất bộ biến mô được cung cấp từ van điều áp sơ cấp và được truyền tới van rơle khoá biến mô. Hình 3.13: Van điều áp thứ cấp 2.11.2. Van ngắt giảm áp Van này điều chỉnh áp suất ngắt giảm áp tác động lên van bướm ga, và được kích hoạt do áp suất cơ bản và áp suất bướm ga. Tác động áp suất ngắt giảm áp lên van bướm ga bằng cách này sẽ làm giảm áp suất bướm ga để ngăn ngừa tổn thất công suất không cần thiết từ bơm dầu.
59 Hình 3.14. Van ngắt giảm áp 2.11.3. Van điều biến bướm ga Van này tạo ra áp suất điều biến bớm ga. Áp suất điều biến bướm ga hơi thấp hơn so với áp suất bướm ga khi van bướm ga mở to. Việc này làm cho áp suất điều biến bướm ga tác động lên van điều áp sơ cấp để cho các thay đổi trong áp suất cơ bản phù hợp hơn với công suất phát ra của động cơ. Hình 3.15. Van điều áp bướm ga 3. Hệ thống điều khiển điện tử (Electronic control module – ECM): 3.1. Điều khiển chuyển đổi tốc độ bằng điện tử Một số hộp số và transxle được điều khiển bằng điện tử. Các cảm biến sẽ kiểm tra tình trạng vận hành của xe chẳng hạn như tốc độ, tải của động cơ và nhiệt độ dung dịch làm mát. Những thông tin này được chuyển đến bộ điều khiển điện tử (ECM). ECM xử lý những thông tin này để để xác định thực hiện việc đổi tốc lúc nào và như thế nào. Các tín hiệu được gửi đến các solenoid để đóng hoặc mở đường dẫn dầu đến cơ cấu phanh và ly hợp. 3.2. Bộ điểu khiển hộp số (Transmission control module – TCM) TCM có nhiệm vụ kiểm soát và điều khiển các chức năng hộp số đồng thời chia sẻ các thông tin với hộp số như tải, tốc độ động cơ. ECM và TCM
60 được tích hợp thành bộ điều khiển hệ thống truyền lực (Powertrain control modunle – PCM). Hoạt Động Của TCM: các cảm biến trên xe gửi thông tin về xe cho TCM. Sau đó máy tính sử dụng chương trình nạp sẵn gửi tín hiệu để điều khiển solenoid sang số, khóa biến mô. Solenoid mở hoặc đóng đường dầu để làm hoạt động hộp số. Hình 3.16. Sơ đồ hoạt động của TCM 3.3. Solenoid: Hình 3.17. Solenoid 3.3.1. Hoạt Động Của Solenoid
61 Hình 3.18. Solenoid điều khiển áp suất tới van và Solenoid di chuyển van điều hòa TCM hoặc PCM gửi điện qua dây dẫn của solenoid. Khi dòng điện di qua cuộn dây của Solenoid sẽ tạo ra lực từ làm hoạt động van. Solenoid di chuyển van điều khiển để thay đổi áp suất thủy lực và dòng dầu trong hộp số. TCM và solenoid thay thế cơ cấu cơ khí và áp thấp, cải thiện hiệu quả hoạt động của hộp số 3.4. Công tắc chọn chế độ hoạt động Công tắt chọn chế độ hoạt động cho phép người lái chọn chế độ hoạt động mong muốn (bình thường hay tải nặng). ECT ECU Đèn báo ắc Chế đ PWR PW quy NOR R M Từ GN D Đèn báo chế độ Hình 3.19 Công tắc chọn chế độ hoạt động
62 ECT ECU chọn sơ đồ chuyển số, khoá biến mô và chế độ hoạt động đã chọn. ECT ECU có cực PWR nhưng không có cực NORMAL. Khi chọn chế độ hoạt động, điện áp 12V được cấp lên cực PWR và ECT ECU nhận biết rằng đã chọn chế độ POWER. Khi chọn chế độ NORMAL, điện áp 12V không được cấp lên cực PWR nữa và ECT ECU biết rằng đã chọn chế độ NORMAL. Chế đô hoạt động Điện áp cực PWR NORMAL 0V POWER 12V Các tiếp điểm của công tắc này cũng được sử dụng để bật một trong các đèn báo vị trí của công tắc để báo cho người lái biết chế độ hoạt động. 3.4.1. Công tắc khởi động số trung gian ECT ECU nhận thông tin về số đang gài từ cảm biến vị trí gài số được gắn trong công tắc khởi động trung gian, sau đó xác định chế độ gài số tương ứng.
63 Hình 3.20 Sơ đồ mạch khởi động số trung gian Các cực được nối điện với nhau Trong ECT, công tắt khởi động số trung gian có tiếp điểm cho mọi vị trí số. Nếu cực N, 2 hay L của ECU được nối với cực E, ECU xác định được rằng hộp số đang ở hoặc ở số N, 2 hay L. Nếu không có cực nào trong các cực N, 2 hay L được nối với cực E, ECU xác định rằng hộp số đang ở số D. Chú ý: Ở số P, D và R, công tắc khởi động số trung gian không gửi các tín hiệu để báo cho ECU về vị trí cần số. Ở một vài kiểu hộp số, công tắc khởi động số trung gian gửi các tín hiệu ở số R. Hình 3.20 Công tắc khởi động số trung gian.
64 Tiếp điểm của công tắc này cũng được sử dụng để bật trong các đèn báo vị trí cần số, báo cho người lái biết vị trí cần số hiện tại. Bảng 3.1. Trạng thái đóng – mở của mỗi tiếp điểm được . Cho công tắc khởi Các đèn báo vị trí cần chuyển số CỰC SỐ động số trung gian B NB E P 2 L P : Các cực được nối điện với nhau Chú ý: Nếu tín hiệu ECT ECU không bình thường, ECU sẽ phản ứng như sau: Hở mạch tín hiệu “2”: Khi ở vị trí “2”, ECU chuyển sơ đồ cho vị trí D. Tuy nhiên do cách chế tạo mạch thủy lực, hộp số chỉ được gài lên số 3. Hở mạch tín hiệu “L”: Khi ở vị trí “L”, ECU chọn vị trí gài cho vị trí D. Tuy nhiên do cách chế tạo mạch thủy lực chỉ được gài lên số 2. Hở mạch tín hiệu “N”: Từ “N” sang “D” không có điều khiển chống nhấc đầu. 3.4.2. Cảm biến vị trí bướm ga:
65 Cổ họng hút Cảm biến vị trí bướm ga
66 Hình 3.21 Cảm biến vị trí bướm ga và sơ đồ mạch điện Cảm biến này được gắn trên bướm ga và cảm nhận bằng điện mức độ mở bướm ga sau đó nó gởi những dữ liệu này đến ECU (dưới dạng tín hiệu điện) để điều khiển thời điểm chuyển số và khoá biến mô. Kiểu gián tiếp: A140E là kiểu mà ECU động cơ được gắn giữa vị trí cảm biến bướm ga ECT ECU như hình vẽ trên. Cảm biến vị trí bướm ga biến đổi một cách tuyến tính lúc mở bướm ga thành các tín hiệu điện. Một điện áp không đổi 5V được cấp đến cực Vc từ ECU động cơ. Khi bướm ga trượt dọc điện trở theo góc mở bướm ga, điện áp tác dụng lên cực VTA tỉ lệ với góc này. ECU động cơ biến đổi điện áp VTA thành một trong 8 tín hiệu góc mở bướm ga khác nhau để báo cho ECT ECU biết góc mở của bướm ga. Những tín hiệu này bao gồm các tập hợp khác nhau của các điện áp cao và thấp tại cực L1, L2, L3 hoặc IDL của ECT ECU như bảng dưới. Khi bướm ga đóng hoàn toàn, tiếp điểm cho tín hiệu IDL với cực E, gửi tín hiệu đến ECT ECU để báo rằng, bướm ga đóng hoàn.