Hộp Số Tay (MT) Cấu Tạo Và Vận Hành

anhbarauanninh

25 Tháng chín 2006 - #1

Hộp Số Tay (MT) Cấu Tạo Và Vận Hành
(Lượt xem: 7,162)

Nếu bạn lái một chiếc xe số sàn, hẳn trong đầu bạn sẽ có vài thắc mắc kiểu như sau:
-Cái cần số mà tôi đang di chuyển theo hình chữ H ngộ nghĩnh này có liên hệ gì với các "số" nằm bên trong hộp số? Cái gì sẽ chuyển động bên trong hộp số khi tôi vào số?
-Khi tôi nhầm nhọt và nghe khua khủng khiếp, tiếng này từ đâu ra nhỉ?
-Rồi nếu tôi vô tình gẩy cần vào số de khi đang vi vu trên xa lộ thì sao nhỉ? Liệu hộp số có "bùm" không?
Hãy cùng nhau tìm hiểu “bộ đồ lòng” của một hộp số sàn, để tìm lời giải cho các thắc mắc trên


Ô tô cần phải có bộ truyền động là vì đặc tính vật lý của động cơ đốt trong. Thứ nhất, bất kỳ động cơ nào cũng có giới hạn "kịch kim" - đó là giới hạn của tua máy mà động cơ không thể vượt qua mà không nổ tung. Nếu bạn đã biết về sự sinh công của động cơ, thì bạn cũng hiểu rằng động cơ chỉ sinh ra công suất và mô men tối đa ở một dải tua máy hẹp. Ví dụ, một động cơ có thể sinh công suất cực đại ở vòng quay 5,500 vòng/phút. Hộp số cho phép sự thay đổi tỷ số truyền giữa động cơ và bánh dẫn động khi xe tăng giảm tốc. Bạn thay đổi số để cho động cơ luôn ở dưới mức giới hạn và dao động trong giải tua máy tối ưu



Mercedes-Benz Actros, hộp số tay

Lý tưởng nhất là hộp số có các tỷ số truyền không giới hạn, khi đó động cơ luôn hoạt động ở một giá trị tua máy duy nhất, đó là tua máy tối ưu. Ý tưởng đó đã được đưa vào đời sống dưới dạng hộp số tự động vô cấp (CVT - Trong phòng kỹ thuật đã có bài giới thiệu về loại hộp số này)

Hộp số tự động vô cấp (CVT) có vô số tỷ số truyền. Trước kia, CVT không thể cạnh tranh với các hộp số 4 hoặc 5 tỷ số truyền ở khía cạnh giá cả, kích cỡ và độ tin cậy, vì thế các nhà sản xuất ô tô đã không đưa chúng vào sản phẩm của mình. Nhưng ngày nay, sự tiến bộ về thiết kế đã làm cho CVT trở nên phổ thông hơn. Chiếc Toyota Prius là chiếc xe hybrid sử dụng CVT.


Hộp số 5 tốc độ dùng một trong năm số có tỷ số truyền khác nhau để tạo ra một giá trị vòng quay khác tại trục thứ cấp. Sau đây là một vài tỷ số truyền tiêu biểu:

Số ----- Tỷ số --------------- Vòng quay của trục thứ cấp khi động cơ đang quay ở tốc độ 3000 vòng/phút



1 ----- 2.315:1 --------------- 1295



2 ----- 1.568:1 --------------- 1913



3 ----- 1.195:1 --------------- 2510



4 ----- 1.000:1 --------------- 3000



5 ----- 0.915:1 --------------- 3278

Bạn có thể tham khảo thêm bài dịch về hộp số CVT để hiểu rõ hơn nguyên lý hoạt động của loại hộp số này. Bây giờ chúng ta hãy xem xét một hộp số đơn giản.

Chúng ta xem sơ đồ dưới đây để tìm hiểu nguyên lý cơ bản của một hộp số tiêu chuẩn. Sơ đồ này mô tả một hộp số rất đơn giản chỉ có 2 tốc độ. Hiện tại đang ở số "mo" (có người gọi là số không):


Hãy xem từng bộ phận trong sơ đồ trên để xem cách các bộ phận này kết hợp với nhau ra sao:

Trục màu xanh lá cây từ động cơ ra thông qua bộ ly hợp. Trục màu xanh lá cây và bánh răng màu xanh lá cây là một khối liền. (Bộ ly hợp là công cụ để ly và hợp động cơ với hộp số. Khi bạn dẫm lên chân côn, truyền động từ động cơ vào hộp số bị ngắt cho nên động cơ vẫn quay trong khi xe lại đứng yên. Khi bạn nhả chân côn, động cơ và trục màu xanh lá cây được kết nối trực tiếp vào nhau. Trục và bánh răng màu xanh lá cây quay cùng tốc độ với động cơ.)

Trục và bánh răng màu đỏ có tên là trục trung gian. Trục và bánh răng cũng là một khối liền, vì vậy các bánh răng trên trục trung gian và bản thân trục trung gian quay như nhau. Trục màu xanh lá cây và trục màu đỏ liên kết trực tiếp với nhau thông qua các bánh răng ăn khớp với nhau như thế nếu trục xanh lá cây quay, trục đỏ cũng quay. Bằng cách này, trục trung gian nhận được công suất trực tiếp từ động cơ mỗi khi bộ ly hợp đóng.

Trục màu vàng là một trục chốt (splined shaft) nối trực tiếp với trục dẫn động thông qua bộ vi sai đến các bánh dẫn động của xe. Nếu những bánh này quay thì trục màu vàng cũng quay.

Các bánh răng màu xanh dương nằm trên các ổ bi, như thế chúng quay trên trục màu vàng. Nếu máy tắt nhưng xe đang di chuyển thì trục màu vàng quay trong lòng các bánh răng màu xanh dương trong khi các bánh răng màu xanh dương này và trục trung gian bất động.

Nhông cài (collar) là để kết nối một trong hai bánh răng màu xanh với trục dẫn động màu vàng. Nhông cài được lắp chặt với trục màu vàng bằng chốt và quay cùng với tốc độ của trục màu vàng. Tuy nhiên, nhông cài có thể trượt qua trái hoặc phải dọc theo trục màu vàng để gài vào một trong hai bánh răng màu xanh dương. Các răng trên nhông này, gọi là răng chó (dog teeth), khớp với các lỗ mặt bên của bánh răng màu xanh dương để giữ lấy nhau.

Số Một

Hình dưới đây cho thấy, khi gài số 1, nhông cài ăn khớp với bánh răng màu xanh dương bên tay phải:


Qua bức ảnh này ta thấy, trục màu xanh từ động cơ quay trục trung gian, trục trung gian quay bánh răng xanh dương bên phải. Bánh răng này truyền động năng thông qua nhông cài vào trục dẫn động màu vàng. Trong khi đó, bánh răng xanh dương bên trái cũng đang quay, nhưng nó quay tự do trên ổ bi của nó nên không có tác động gì đến trục màu vàng.

Khi nhông cài nằm giữa hai bánh răng (như ở hình đầu tiên), hộp số đang ở số "không". Cả hai bánh răng xanh dương quay tự do với số vòng quay khác nhau trên trục màu vàng. Số vòng quay của các bánh răng này do tỷ số truyền của chúng với trục trung gian quyết định.

Từ nguyên lý trên, chúng ta có thể tự trả lời một số thắc mắc:

Khi ta thao tác sai lúc vào số và nghe tiếng khua rợn người, tiếng đó không phải do các bánh răng sai khớp với nhau. Như bạn thấy ở hình trên, tất cả các bánh răng đều ăn khớp mọi lúc mọi nơi. Tiếng khua đó là do các “răng chó” của nhông cài không ăn khớp được với các lỗ bên hông của một bánh răng xanh dương nào đó.

Hộp số trong hình trên không có "bộ đồng tốc", vì vậy nếu bạn đang sử dụng loại hộp số kiểu này thì bạn phải "đi" côn kép. Cách dùng côn kép rất phổ biến ở xe ô tô đời cũ và cũng còn được dùng rộng rãi ở các xe đua hiện đại. Khi đi côn kép, lần đạp côn thứ nhất là để tách truyền động giữa động cơ và hộp số. Động tác này ngắt áp lực khỏi các răng của nhông cài vì vậy bạn có thể kéo nhông này về vị trí "mo". Rồi bạn buông chân côn, nạp ga để tăng tua động cơ cho phù hợp với tốc độ của số kế tiếp. Động tác này nhằm làm cho bánh răng xanh kế tiếp và nhông cài đồng tốc với nhau để cho răng chó dễ dàng ăn khớp vào lỗ của bánh răng màu xanh. Rồi bạn đạp côn lần 2 và gài nhông răng chó vào số tiếp theo. Mỗi khi thay đổi số, bạn phải thao tác chân côn hai lần, vì thế mới có tên là "côn kép".



Bạn cũng có thể thấy cách di chuyển tuyến tính của cần số mỗi khi bạn thay đổi số. Cần số di chuyển một thanh nối với cái “càng lừa” hộp số. Cái càng lừa đẩy nhông cài cho trượt qua lại trên trục màu vàng để gài vào một trong hai bánh răng.





Bây giờ chúng ta hãy xem một hộp số thật. Ở hình minh họa dưới đây, bạn hãy bấm chuột vào các vị trí trên cần số để thấy các công việc nội bộ của một hộp số có 4 số tiến và số lùi.






Loại hộp số 5 tốc độ khá là phổ biến trên các xe ô tô ngày nay. Ruột gan nó trông giống như sau:




Có ba cái càng lừa được điều khiển bởi 3 thanh nối nhận tác động từ cần số. Nếu nhìn từ trên xuống, nó trông như sau:

[imghttp://www.otosaigon.com/home/uploadfiles/250806_8.gif[/img]
Nên nhớ rằng cần số là một đòn bẩy với một khớp cầu ngay chính giữa. Khi bạn đẩy cần số về phía trước để vào số 1, thì thực ra bạn đang kéo thanh nối và cái càng lừa ra phía sau để vào số.

Bạn có thể thấy rằng khi bạn di chuyển cần số sang trái hoặc phải nghĩa là bạn đang tác động vào các càng lừa khác nhau (và các nhông cài khác nhau). Di chuyển cần số về phía trước hoặc sau là di chuyển nhông cài cho khớp với một trong hai bánh răng.


Số lùi được vận hành bởi một bánh răng đảo chiều nhỏ (màu tím trong hình trên). Bánh răng màu xanh dương mang chức năng số lùi lúc nào cũng quay ngược chiều với các bánh răng màu xanh dương còn lại. Vì thế, ta không thể nào vào lùi khi xe đang chạy tới -- răng chó không thể nào khớp được. Tuy nhiên nó sẽ gây tiếng rít đáng sợ!

[[url]http://www.otosaigon.com/home/uploadfiles/250806_10.jpg/img][/url]
Ở các hộp số hiện đại, bánh răng số lùi không nằm cố định mà nó có thể trượt ra vào. Do yêu cầu này nên cấu tạo của bánh răng số lùi luôn là răng thẳng trong khi các bánh răng số tiến đều là răng xéo. Ưu điểm của bánh răng xéo là có sự tiếp xúc lớn dần giữa hai bánh răng, bắt đầu là một điểm rồi lan dần đến hết chiều dài răng. Bên cạnh đó, vào cùng mộtt thời điểm thì bánh răng xéo có nhiều răng tiếp xúc với nhau hơn, qua đó làm tăng khả năng chịu tải và giảm sức cản. Do sự đặc điểm tiếp xúc kiểu lớn dần nên bánh răng xéo hoạt động "yên tĩnh" hơn bánh răng thẳng.

Nhược điểm duy nhất của bánh răng xéo là rất khó dịch chuyển ra vào khi cần kết nối với giữa 1 bánh răng xéo này với 1 bánh răng xéo khác. Ở hộp số tay, cần có một bánh răng đảo chiều để tạo số lùi (bánh răng thẳng lớn phía bên phải), bánh răng này có thể cùng lúc trượt vào rãnh răng của hai bánh răng thẳng khác để tạo chiều quay ngược lại

Bộ đồng tốc

Các hộp số tay ở các xe hiện đại đều dùng các bộ đồng tốc để loại bỏ thao tác côn kép. Mục đích của bộ đồng tốc là cho phép nhông cài và bánh răng có tiếp xúc ma sát trước khi các răng chó ăn khớp. Điều này cho phép nhông cài và bánh răng có cùng tốc độ trước khi các răng cần phải ăn khớp với nhau, như sau:

[img]http://www.otosaigon.com/home/uploadfiles/250806_11.gif
Phần hình côn trên bánh răng màu xanh dương vừa khít vào vùng hình côn trên nhông cài, và ma sát giữa phần hình côn và nhông cài làm cho bánh răng và nhông cài có cùng tốc độ. Tiếp theo là phần bên ngoài của nhông cài trượt vào để cho các răng chó trên nhông ăn khớp với bánh răng.

Tóm lại, mỗi nhà sản xuất đều có cách chế tạo hộp số và bộ đồng tốc theo nhiều cách khác nhau, nhưng trên đây là nguyên lý chung

toyo

27 Tháng chín 2006 - #2

cái này sao giống bên autosaigon vậy ta của thich4banh thì phải .Khi các bạn post bài đã được edit từ chỗ khác vào forum của chúng ta nên đưa thêm nguồn gốc để tôn trọng người viết (dịch) bài này bạn nhé. Cũng như bên OS đã tôn trọng copyright từ howstuffwork

anhbarauanninh

30 Tháng chín 2006 - #3

Mình hiểu rồi lần sau mình sẽ cận thận hơn

toyo

30 Tháng chín 2006 - #4

Bạn ráng post nhiều nhiều nhé. Cám ơn bạn đã đóng góp bài cho forum

bmnhy

27 Tháng mười hai 2006 - #5

Thêm bài về hôp số tự động nhé, ai rảnh thì dịch cho anh em xem thuận lợi hơn.

(xem thêm tại:http://auto.howstuffworks.com/automatic-transmission.htm)

If you have ever driven a car with an automatic transmission, then you know that there are two big differences between an automatic transmission and a manual transmission:

There is no clutch pedal in an automatic transmission car.
There is no gear shift in an automatic transmission car. Once you put the transmission into drive, everything else is automatic.
Both the automatic transmission (plus its torque converter) and a manual transmission (with its clutch) accomplish exactly the same thing, but they do it in totally different ways. It turns out that the way an automatic transmission does it is absolutely amazing!

Location of the automatic transmission



In this article, we'll work our way through an automatic transmission. We'll start with the key to the whole system: planetary gearsets. Then we'll see how the transmission is put together, learn how the controls work and discuss some of the intricacies involved in controlling a transmission.



Just like that of a manual transmission, the automatic transmission's primary job is to allow the engine to operate in its narrow range of speeds while providing a wide range of output speeds.


Photo courtesy DaimlerChrysler
Mercedes-Benz CLK, automatic transmission, cut-away model



Without a transmission, cars would be limited to one gear ratio, and that ratio would have to be selected to allow the car to travel at the desired top speed. If you wanted a top speed of 80 mph, then the gear ratio would be similar to third gear in most manual transmission cars.

You've probably never tried driving a manual transmission car using only third gear. If you did, you'd quickly find out that you had almost no acceleration when starting out, and at high speeds, the engine would be screaming along near the red-line. A car like this would wear out very quickly and would be nearly undriveable.

So the transmission uses gears to make more effective use of the engine's torque, and to keep the engine operating at an appropriate speed.

The key difference between a manual and an automatic transmission is that the manual transmission locks and unlocks different sets of gears to the output shaft to achieve the various gear ratios, while in an automatic transmission, the same set of gears produces all of the different gear ratios. The planetary gearset is the device that makes this possible in an automatic transmission.

Let's take a look at how the planetary gearset works.

When you take apart and look inside an automatic transmission, you find a huge assortment of parts in a fairly small space. Among other things, you see:

An ingenious planetary gearset
A set of bands to lock parts of a gearset
A set of three wet-plate clutches to lock other parts of the gearset
An incredibly odd hydraulic system that controls the clutches and bands
A large gear pump to move transmission fluid around
The center of attention is the planetary gearset. About the size of a cantaloupe, this one part creates all of the different gear ratios that the transmission can produce. Everything else in the transmission is there to help the planetary gearset do its thing. This amazing piece of gearing has appeared on HowStuffWorks before. You may recognize it from the electric screwdriver article. An automatic transmission contains two complete planetary gearsets folded together into one component. See How Gear Ratios Work for an introduction to planetary gearsets.

From left to right: the ring gear, planet carrier, and two sun gears



Any planetary gearset has three main components:

The sun gear
The planet gears and the planet gears' carrier
The ring gear
Each of these three components can be the input, the output or can be held stationary. Choosing which piece plays which role determines the gear ratio for the gearset. Let's take a look at a single planetary gearset.
One of the planetary gearsets from our transmission has a ring gear with 72 teeth and a sun gear with 30 teeth. We can get lots of different gear ratios out of this gearset.

Input Output Stationary Calculation Gear Ratio
A Sun (S) Planet Carrier © Ring ® 1 + R/S 3.4:1
B Planet Carrier © Ring ® Sun (S) 1 / (1 + S/R) 0.71:1
C Sun (S) Ring ® Planet Carrier © -R/S -2.4:1

(xem thêm tại:http://auto.howstuffworks.com/automatic-transmission.htm)

Also, locking any two of the three components together will lock up the whole device at a 1:1 gear reduction. Notice that the first gear ratio listed above is a reduction -- the output speed is slower than the input speed. The second is an overdrive -- the output speed is faster than the input speed. The last is a reduction again, but the output direction is reversed. There are several other ratios that can be gotten out of this planetary gear set, but these are the ones that are relevant to our automatic transmission. You can try these out in the animation below:


So this one set of gears can produce all of these different gear ratios without having to engage or disengage any other gears. With two of these gearsets in a row, we can get the four forward gears and one reverse gear our transmission needs. We'll put the two sets of gears together in the next section.

This automatic transmission uses a set of gears, called a compound planetary gearset, that looks like a single planetary gearset but actually behaves like two planetary gearsets combined. It has one ring gear that is always the output of the transmission, but it has two sun gears and two sets of planets.

Let's look at some of the parts:


How the gears in the transmission are put together
Left to right: the ring gear, planet carrier, and two sun gears



The figure below shows the planets in the planet carrier. Notice how the planet on the right sits lower than the planet on the left. The planet on the right does not engage the ring gear -- it engages the other planet. Only the planet on the left engages the ring gear.


Planet carrier: Note the two sets of planets.



Next you can see the inside of the planet carrier. The shorter gears are engaged only by the smaller sun gear. The longer planets are engaged by the bigger sun gear and by the smaller planets.


Inside the planet carrier: Note the two sets of planets.




Move the shift lever to see how power is transmitted through the transmission.

First Gear
In first gear, the smaller sun gear is driven clockwise by the turbine in the torque converter. The planet carrier tries to spin counterclockwise, but is held still by the one-way clutch (which only allows rotation in the clockwise direction) and the ring gear turns the output. The small gear has 30 teeth and the ring gear has 72, so the gear ratio is:


Ratio = -R/S = - 72/30 = -2.4:1
So the rotation is negative 2.4:1, which means that the output direction would be opposite the input direction. But the output direction is really the same as the input direction -- this is where the trick with the two sets of planets comes in. The first set of planets engages the second set, and the second set turns the ring gear; this combination reverses the direction. You can see that this would also cause the bigger sun gear to spin; but because that clutch is released, the bigger sun gear is free to spin in the opposite direction of the turbine (counterclockwise).



Move the shift lever to see how power is transmitted through the transmission.

Second Gear
This transmission does something really neat in order to get the ratio needed for second gear. It acts like two planetary gearsets connected to each other with a common planet carrier.

The first stage of the planet carrier actually uses the larger sun gear as the ring gear. So the first stage consists of the sun (the smaller sun gear), the planet carrier, and the ring (the larger sun gear).

The input is the small sun gear; the ring gear (large sun gear) is held stationary by the band, and the output is the planet carrier. For this stage, with the sun as input, planet carrier as output, and the ring gear fixed, the formula is:


1 + R/S = 1 + 36/30 = 2.2:1
The planet carrier turns 2.2 times for each rotation of the small sun gear. At the second stage, the planet carrier acts as the input for the second planetary gear set, the larger sun gear (which is held stationary) acts as the sun, and the ring gear acts as the output, so the gear ratio is:


1 / (1 + S/R) = 1 / (1 + 36/72) = 0.67:1
To get the overall reduction for second gear, we multiply the first stage by the second, 2.2 x 0.67, to get a 1.47:1 reduction. This may sound wacky, but it works.



Move the shift lever to see how power is transmitted through the transmission.

Third Gear
Most automatic transmissions have a 1:1 ratio in third gear. You'll remember from the previous section that all we have to do to get a 1:1 output is lock together any two of the three parts of the planetary gear. With the arrangement in this gearset it is even easier -- all we have to do is engage the clutches that lock each of the sun gears to the turbine.

If both sun gears turn in the same direction, the planet gears lockup because they can only spin in opposite directions. This locks the ring gear to the planets and causes everything to spin as a unit, producing a 1:1 ratio.



Move the shift lever to see how power is transmitted through the transmission.

Overdrive
By definition, an overdrive has a faster output speed than input speed. It's a speed increase -- the opposite of a reduction. In this transmission, engaging the overdrive accomplishes two things at once. If you read How Torque Converters Work, you learned about lockup torque converters. In order to improve efficiency, some cars have a mechanism that locks up the torque converter so that the output of the engine goes straight to the transmission.

In this transmission, when overdrive is engaged, a shaft that is attached to the housing of the torque converter (which is bolted to the flywheel of the engine) is connected by clutch to the planet carrier. The small sun gear freewheels, and the larger sun gear is held by the overdrive band. Nothing is connected to the turbine; the only input comes from the converter housing. Let's go back to our chart again, this time with the planet carrier for input, the sun gear fixed and the ring gear for output.


Ratio = 1 / (1 + S/R) = 1 / ( 1 + 36/72) = 0.67:1
So the output spins once for every two-thirds of a rotation of the engine. If the engine is turning at 2000 rotations per minute (RPM), the output speed is 3000 RPM. This allows cars to drive at freeway speed while the engine speed stays nice and slow.



Move the shift lever to see how power is transmitted through the transmission.

Reverse
Reverse is very similar to first gear, except that instead of the small sun gear being driven by the torque converter turbine, the bigger sun gear is driven, and the small one freewheels in the opposite direction. The planet carrier is held by the reverse band to the housing. So, according to our equations from the last page, we have:


Ratio = -R/S = 72/36 = 2.0:1
So the ratio in reverse is a little less than first gear in this transmission.

Gear Ratios
This transmission has four forward gears and one reverse gear. Let's summarize the gear ratios, inputs and outputs:


Gear Input Output Fixed Gear Ratio
1st 30-tooth sun 72-tooth ring Planet carrier 2.4:1
2nd 30-tooth sun Planet carrier 36-tooth ring 2.2:1
Planet carrier 72-tooth ring 36-tooth sun 0.67:1
Total 2nd 1.47:1
3rd 30- and 36-tooth suns 72-tooth ring 1.0:1
OD Planet carrier 72-tooth ring 36-tooth sun 0.67:1
Reverse 36-tooth sun 72-tooth ring Planet carrier -2.0:1

After reading these sections, you are probably wondering how the different inputs get connected and disconnected. This is done by a series of clutches and bands inside the transmission. In the next section, we'll see how these work.

0103421238

14 Tháng mười 2009 - #6

cho em hoi ve .phuomg phap dieu khien gai cau xe

otomaykeo.com

14 Tháng mười một 2009 - #7

Ý bạn hỏi là hương pháp điều khiển gài số tay phải không?
Để an toàn và bảo vệ hộp số thì bắt buộc khi gài số tay chúng ta phải đạp chân côn (li hợp) sau đó mới gài số hoặc chuyển sang một số khác
Bạn nhìn vào trên cần chuyển số là có thể biết cách chuyển sang 1 tay số bất kỳ nào ví dụ sau:

• Kéo về trung tâm là ko có số (Độ rơ của cần số lúc này lớn)
• Đưa sang trái hết cở và kéo vào là số lùi
• Đưa sang phải và đẩy lên là số 5
• ....

truonghoat

17 Tháng mười một 2009 - #8

Các bạn cùng tìm hiểu thêm về hộp số tự động nhé, mình đưa ra hộp số TOYOTA A140 làm ví dụ: chúng ta cùng thảo luận về cấu tạo, hoạt động của hộp số này, mong các bạn ủng hộ chia sẻ nhé