Phân tích động học Cơ cấu hành tinh kiểu Simpson trong hộp số tự động

GVHD : TS. NGUYỄN HỮU CHÍ Trang 1
https://thuvienbieumau.com/
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ 2
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
----------------
THIẾT KẾ MÔN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT
Đề tài: Phân tích động học Cơ cấu hành tinh kiểu Simpson trong hộp số tự
động
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TH.S.NGUYỄN VĂN CHÍ
SINH VIÊN THỰC HIỆN:
Nguyễn Văn Thuận
Võ Đăng Thuận
Nguyễn Trường Tiếng
Võ Đình Tính
LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ-K53
NHÓM: 06
TP HCM - 2015
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ 2
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
----------------
THIẾT KẾ MÔN HỌC
Đề tài: Phân tích động học Cơ cấu hành tinh kiểu Simpson trong hộp số tự
động
LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ-K53
NHÓM: 06
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HỮU CHÍ
SINH VIÊN THỰC HIỆN:
Nguyễn Văn Thuận
Võ Đăng Thuận
Nguyễn Trường Tiếng
Võ Đình Tính
TP HCM – 2015

Nhận xét của GVHD
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
………………,Ngày……tháng……năm 20……
Giáo viên hướng dẫn

Trường ĐH Giao Thông Vận Tải – CS II
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT
NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT SC 2 Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
Thiết Kế Môn Học
NHÓM 6
Tên và tóm tắt yêu cầu, nội dung bài tập lớn: Phân tích động học Cơ cấu hành
tinh kiểu Simpson trong hộp số tự động
Nội dung của bản thuyết minh, các yêu cầu chính :
1. Tổng quan về điều khiển hộp số tự động và ưu nhược điểm của hộp số
hành tinh (SVTH: Nguyễn Văn Thuận)
2. Cấu tạo, sơ đồ, nguyên lý làm việc, của hộp số hành tinh, các cụm chi tiết
trong hệ thống (SVTH: Võ Đăng Thuận)
3. Các khả năng làm việc của hộp số hành tinh (SVTH: Nguyễn Trường
Tiếng)
4. Đánh giá và so sánh về mặt động học của hộp số hành tinh kiểu Simpson
và kiểu Ravigneaux (SVTH: Võ Đình Tính)
5. Kết luận và đánh giá (SVTH: Nhóm 6 )

MỤC LỤC
1 . Tổng quan về điều khiển hộp số tự động và ưu nhược điểm của hộp số hành
tinh : ..................................................................................................................4
1.1, Khái quát . .............................................................................................4
1.2, Lịch sử phát triển.....................................................................................4
1.3, Phân loại .................................................................................................5
1.4, Các bộ phận chính và chức năng cơ bản..................................................6
1.4.1, Biến mô thủy lực................................................................................6
1.4.2, Bộ bánh răng hành tinh......................................................................7
1.4.3, Hệ thống điều khiển thủy lực..............................................................7
1.4.4, Liên kết điều khiển bằng tay...............................................................7
1.4.5, Bộ truyền động cuối cùng...................................................................8
1.4.6, Dầu hộp số tự động............................................................................8
1.4.7, Vỏ hộp số. ..........................................................................................8
1.5, Chức năng của hộp số tự động: ...............................................................8
1.6, Điều kiện làm việc của hộp số tự động....................................................9
1.7, Ưu , nhược điểm của hộp số tự động.......................................................9
2, Điều khiển hộp số tự động.........................................................................10
2.1, Điều khiển tự động quá trình sang số bằng thủy lực............................10
2.2, Điều khiển tự động quá trình sang số bằng điện tử. ............................10
1, Ưu điểm của hộp số hành tinh..................................................................15
2, Khuyết điểm của hộp số hành tinh. ...........................................................15
2 . Cấu tạo, sơ đồ, nguyên lý làm việc, của hộp số hành tinh, các cụm chi tiết
trong hệ thống :................................................................................................16
2.1.Cấu tạo:...................................................................................................16
2.2.Nguyên lý vận hành: ...............................................................................18
3 . Các khả năng làm việc của hộp số hành tinh :.............................................23
3.1. Bộ bánh răng hành tinh:.........................................................................23
3.2. Các khả năng làm việc chính của hộp số hành tinh a. Giảm tốc:.........24
b. Dẫn động trực tiếp:................................................................................25

c. Tăng tốc:................................................................................................26
d. Đảo chiều: .............................................................................................27
3.3. Bộ truyền bánh răng hành tinh ba tốc độ (kiểu Simpson):......................28
4. Đánh giá và so sánh về mặt động học của hộp số hành tinh kiểu Simpson và
kiểu Ravigneaux:..............................................................................................29
4.1. Quan hệ động học của các dãy hành tinh...............................................29
4.2. Cơ cấu hành tinh kiểu Wilson.................................................................31
a.Cơ cấu hành tinh kiểu Wilson kiểu đơn giản. ..........................................31
b. Cơ cấu hành tinh kiểu Wilson tổ hợp.....................................................32
4.3. CCHT kiểu Simpson. ...............................................................................35
a. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc.......................................................35
b.Cấu tạo của CCHT trên ôtô VOLKSWAGEN và AUDI.................................37
c.Cấu tạo của CCHT trên ôtô TOYOTA CROWN...........................................38
4.4. CCHT kiểu Ravigneaux............................................................................41
a. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc.......................................................41
b.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của HSHT trên ôtô con OPEL....................44
c.Cấu tạo, nguyên lý làm việc của HSHT trên ôtô con FORD.......................45

Trường ĐH Giao Thông Vận Tải – CS II SVTH:Nguyễn Văn Thuận
1 . Tổng quan về điều khiển hộp số tự động và ưu nhược điểm
của hộp số hành tinh :
1.1, Khái quát
Trên xe sử dụng hộp số thường, thì lái xe phải thường xuyên nhận biết tải và tốc
độ động cơ để chuyển số một cách phù hợp.
Khi sử dụng hộp số tự động, những sự nhận biết như vậy của lái xe là không cần
thiết. Việc chuyển đến vị trí số thích hợp nhất được thực hiện một cách tự
động theo tải động cơ và tốc độ xe.
Với các xe có hộp sốtự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi
nào cần lên số hoặc xuống số. Các bánh răng tự động chuyển số tuỳ thuộc vào
tốc độ xe và mức đạp bàn đạp ga.
Một hộp số mà trong đó việc chuyển số bánh răng được điều khiển bằng
một ECU (Bộ điều khiển điện tử) được gọi là ECT-Hộp số điều khiển điện tử,
và một hộp số không sử dụng ECU được gọi là hộp số tự động thuần thuỷ lực.
Hiện nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT.
Đối với một số kiểu xe thì phương thức chuyển số có thể được chọn tuỳ theo ý
muốn của lái xe và điều kiện đường xá. Cách này giúp cho việc tiết kiệm nhiên
liệu, tính năng và vận hành xe được tốt hơn.
1.2, Lịch sử phát triển.
Ngay từ những năm 1900, ý tưởng về một loại hộp số tự động chuyển số
đã được các kỹ sư hàng hải Đức nghiên cứu chế tạo. Đến năm 1938, hộp số tự
động đầu tiên ra đời khi hãng GM giới thiệu chiếc Oldsmobile được trang bị
hộp số tự động. Việc điều khiển ô tô được đơn giản hóa bởi không còn bàn đạp
ly hợp. Tuy nhiên do chế tạo phức tạp và khó bảo dưỡng sửa chữa nên nó ít
được sử dụng.
Đến những năm 70 Hộp số tự động thực sự hồi sinh khi hàng loạt hãng ô tô
cho ra các loại xe mới với hộp số tự động đi kèm. Từ đó đến nay hộp số tự động
đã phát triển không ngừng và dần thay thế cho hộp số thường. Khi mới ra đời,
hộp số tự động là loại có cấp và được điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực. Để
chính xác hóa thời điểm chuyển số và để tăng tính an toàn khi sử dụng, hộp số
tự động có cấp điều khiển bằng điện tử (ECT)ra đời.
Vẫn chưa hài lòng với các cấp tỷ số truyền của ECT, các nhà sản xuất ôtô
đã nghiên cứu, chế tạo thành công một loại hộp số tự động với vô số cấp tỷ số
truyền (hộp số tự động vô cấp) vào những năm cuối của thế kỷ XXcụ thể như
sau :.

+ Hộp số tự động (HSTD), theo công bố của tài liệu công nghiệp ô tô
CHLB Đức, ra đời vào 1934 tại hãng Chysler. Ban đầu HSTD sử dụng Ly
hợp thủy lực và Hộp sốhành tinh, điêu khiển hoàn toàn bằng van con trượt
thủy lực, sau đó chuyển sang dùng Biến mômen thủy lực đến ngày nay, tên
gọi ngày nay dùng là AT.
+ Tiếp sau đó là hãng ZIL (Liên xô cũ 1949) và các hãng Tây Âu khác
(Đức, Pháp, Thụy sĩ). Phần lớn các HSTD trong thời kỳ này dùng hộp số
hành tinh 3, 4 cấp trên cơ sở của bộ truyền hành tinh 2 bậc tự do kiểu
Willson, kết cấu AT.
+ Sau những năm 1960 HSTD dùng trên ô tô tải và ô tô buýt với Biến
mômen thủy lực và hộp số cơ khí có các cặp bánh răng ăn khớp ngoài, kết cấu
AT.
+ Sau năm 1978 chuyển sang loại HSTD kiểu EAT (điều khiển chuyển số bằng
thủy lực điện tử), loại này ngày nay đang sử dụng.
+ Một loại HSTD khác là hộp số vô cấp sử dụng bộ truyền đai kim loại (CVT)
với các hệ thống điều khiển chuyển số bằng thủy lực điện tử, (cũng là một dạng
HSTD).
+ Ngày nay đã bắt đầu chế tạo các loại truyền động thông minh, cho
phép chuyển số theo thói quen lái xe (thay đổi tốc độ của động cơ băng chân
ga) và tình huống mặt đường, HSTD có 8 số truyền …. Hệ thống truyền lực
sử dụng HSTD được gọi là hệ thống truyền lực cơ khí thủy lực điện tử, là
khu vực có nhiều ứng dụng của kỹ thuật cao, sự phát triển rất nhanh
chóng, chẳng hạn, gần đây xuất hiện loại hộp số có khả năng làm việc theo
hai phương pháp chuyển số: bằng tay, hay tự động tùy thuộc vào ý thích
của người sử dụng.
Hiện nay để đáp ứng nhu cầu của khách hàng và để tăng tính an toàn khi
sử dụng, các nhà chế tạo đã cho ra đời loại hộp số điều khiển bằng điện tử có
thêm chức năng sang số bằng cần như hộp số thường.
Ngày nay hộp số tự động đã được sử dụng khá rộng rãi trên các xe du lịch, thậm
chí trên xe 4WD và xe tải nhỏ. Ở nước ta, hộp số tự động đã xuất hiện từ
những năm 1990 trên các xe nhập về từ Mỹ và châu Âu. Tuy nhiên do khả năng
công nghệ còn hạn chế, việc bảo dưỡng, sửa chữa rất khó khăn nên vẫn còn ít sử
dụng. Hiện nay, cùng với những tiến bộ của khoa học kỹ thuật, công nghệ chế
tạo hộp số tự động cũng được hoàn chỉnh, hộp số tự động đã khẳng định được
tính ưu việt của nó và dần thay thế cho hộp số thường.
1.3, Phân loại
Có nhiều cách để phân loại hộp số tự động.

a.Phân loại theo tỉ số truyền :
- Hộp số tự động vô cấp: cấp: Là loại hộp số có khả năng thay đổi tự động, liên
tục tỷ số truyền nhờ sự thay đổi bán kính quay của các puly
- Hộp số tự động có cấp : Khác với hộp số vô cấp, hộp số tự động có cấp
cho phép thay đổi tỷ số truyền theo các cấp số nhờ các bộ truyền bánh răng.
b.Phân loại theo cách điều khiển:
Theo cách điều khiển có thể chia hộp số tự động thành hai loại, chúng khác
nhau về hệ thống sử dụng để điều khiển chuyển số và thời điểm khóa biến mô.
Một loại là điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực, loại kia là điều khiển điện tử
(ECT), nó sử dụng ECU để điều khiển và có thêm chức năng chẩn đoán và dự
phòng.
c.Phân loại theo cấp số truyền: Có nhiều loại hộp số tự động , hiện nay thông
dụng nhất là loại 4,5.6 cấp số, có một số loại xe còn được trang bị hộp số tự
động 8 cấp.
d.Phân loại theo cách bố trí trên xe.
- Loại FF: Hộp số tự động sử dụng cho xe có động cơ đặt trước, cầu trước chủ
động. Loại này có một bộ dẫn động cuối cùng được lắp bên trong.
- Loại FR: Hộp số tự động sử dụng cho xe có động cơ đặt trước, cầu sau chủ
động. Loại này có bộ dẫn động cuối cùng(vi sai) lắp ở bên ngoài. Loại hộp số tự
động dùng trong xe FR được gọi là hộp truyền động
1.4, Các bộ phận chính và chức năng cơ bản.
Có nhiều hộp số tự động khác nhau, chúng được cấu tạo theo một vài cách
khác nhau nhưng chức năng cơ bản và nguyên lý hoạt động của chúng là giống
nhau. Hộp số tự động bao gồm một số bộ phận chính. Chúng thực hiện phần lớn
các chức năng của hộp số tự động, các bộ phận này vận hành chính xác cũng
như phải kết hợp chặt chẽ với nhau. Để hiểu biết đầy đủ hoạt động của hộp số tự
động, điều quan trọng là phải nắm được các nguyên lý cơ bản của các bộ phận
chính. Hộp số tự động gồm các bộ phận chính sau:
- Bộ biến mô.
- Bộ bánh răng hành tinh.
- Bộ điều khiển thủy lực.
- Bộ truyền động bánh răng cuối cùng.
- Các thanh điều khiển.
- Dầu hộp số tự động.
1.4.1, Biến mô thủy lực.

Biến mô thủy lực được gắn ở trục vào hộp số và được lắp bằng bulông vào trục
khủy thông qua tấm truyền động. Biến mô có tác dụng như bánh đà của động
cơ.
Chức năng của bộ biến mô:
- Tăng momen do động cơ tạo ra.
- Đóng vai trò như một ly hợp thủy lực để truyền hay không truyền
mômen động cơ đến hộp số.
- Hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống thủy lực.
- Dẫn động bơm dầu của hệ thống điều khiển thủy lực.
1.4.2, Bộ bánh răng hành tinh.
Bộ bánh răng bao gồm: các bánh răng hành tinh để thay đổi tốc độ đầu ra, ly
hợp và phanh hãm dẫn động bằng áp suất dầu thủy lực để điền khiển hoạt động
của bánh răng hành tinh, các trục để truyền công suất động cơ, và các vòng bi
giúp cho truyền động quay của trục được êm
Chức năng của bộ bánh răng hành tinh như sau:
- Cung cấp một vài tỷ số truyền bánh răng để đạt được mômen và tốc độ
quay phù hợp với các chế độ chạy xe và điều khiển của lái xe.
- Cung cấp bánh răng đảo chiều để chạy lùi.
- Cung cấp vị trí số trung gian để cho phép động cơ chạy không tải khi
xe đỗ.
1.4.3, Hệ thống điều khiển thủy lực.
Hệ thống điều khiển thủy lực bao gồm các te dầu, bơm dầu, các loại van với các
chức năng khác nhau, các khoang và ống dẫn dầu, phanh và các bộ phận khác
của hệ thống điều khiển thủy lực.
Chức năng của hệ thống điều khiển thủy lực như sau:
- Cung cấp dầu thủy lực đến bộ biến mô.
- Điều chỉnh áp suất thủy lực do bơm dầu tạo ra.
- Chuyển hóa tải trọng động cơ và tốc độ xe thành “tín hiệu” thủy lực.
- Cung cấp áp suất thủy lực đến các ly hợp và phanh để điều khiển hoạt
động của bánh răng hành tinh.
- Bôi trơn các chi tiết chuyển động quay bằng dầu.
- Làm mát biến mô và hộp số bằng dầu.
1.4.4, Liên kết điều khiển bằng tay.

Hộp số tự động chuyển lên số cao và xuống số thấp một cách tự động. Tuy
nhiên cũng có hai liên kết để cho phép lái xe điều khiển hộp số tự động bằng
tay. Các liên kết này bao gồm: Cần và cáp chọn số, cáp chân ga và bướm ga.
Cần chọn số dùng để chọn chế độ lái xe: Tiến hay lùi, số trung gian hay đỗ xe.
Lượng nhấn bàn đạp ga – có nghĩa là độ mở của bướm ga – được truyền chính
xác đến hộp số bằng cáp này. Hộp số tự động tăng hay giảm tốc dựa vào tải của
động cơ và lái xe có thể thay đổi điều đó bằng lượng nhấn bàn đạp ga
1.4.5, Bộ truyền động cuối cùng.
Trong hộp số tự động có vi sai được đặt nằm ngang, hộp số và bộ truyền động
cuối cùng được đặt chung trong cùng một vỏ. Bộ truyền động cuối cùng bao
gồm một cặp bánh răng giảm tốc cuối cùng và các bánh răng vi sai. Chức năng
của bộ truyền động cuối cùng cũng giống như trên xe có cầu sau chủ động,
nhưng nó dùng các bánh răng xoắn làm các bánh răng giảm tốc cuối cùng
1.4.6, Dầu hộp số tự động.
Dầu hộp số tự động( viết tắt là ATF) để phân biệt với các loại dầu khác. Chức
năng của dầu hộp số tự động:
- Truyền mômen trong bộ biến mô.
- Điều khiển hệ thống điều khiển thủy lực, cũng như hoạt động của ly
hợp và phanh trong phần hộp số.
- Bôi trơn các bánh răng hành tinh và các chi tiết chuyển động khác.
- Làm mát các chi tiết chuyển động.
1.4.7, Vỏ hộp số.
Bộ vỏ hộp số bao gồm: Vỏ hộp số có chứa biến mô, vỏ hộp số có chứa truyền
động bánh răng hộp số và phần lớn hệ thống điều khiển thủy lực; và đuôi hộp số
có chứa trục thứ cấp( hộp số tự động có vi sai không có phần đuôi, và truyền
động cuối cùng được đặt trong vỏ hộp số phía có vi sai). Một ống thông hơi
được lắp ở phía trên hộp số để ngăn không cho áp suất trong vỏ tăng lên quá cao
1.5, Chức năng của hộp số tự động:
Về cơ bản hộp số tự động có chức năng như hộp số thường, tuy nhiên hộp số
tự động cho phép đơn giản hóa việc điều khiến hộp số, quá trình chuyển số êm
dịu, không cần ngắt đường truyền công suất từ động cơ xuống khi sang số. Hộp
số tự động tự chọn tỉ số truyền phù hợp với điều kiện chuyển động của ô tô, do
đó tạo điều kiện sử dụng gần như tối ưu công suất động cơ.Vì vậy, hộp số tự

động có những chức năng cơ bản sau:
- Tạo ra các cấp tỉ số truyền phù hợp nhằm thay đổi moment xoắn từ động cơ
đến các bánh xe chủ động phù hợp với moment cản luôn thay đổi và nhằm tận
dụng tối đa công suất động cơ.
- Giúp cho xe thay đổi chiều chuyển động.
- Đảm bảo cho xe dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc tách ly hợp.
Ngoài ra ECT còn có khả năng tự chẩn đoán.
1.6, Điều kiện làm việc của hộp số tự động
- Hộp số tự động làm việc trong điều kiện tỷ số truyền luôn thay đổi vì vậy
trong
quá trình làm việc các chi tiết nhanh bị mài mòn.
- Hộp số tự động nằm dưới gầm xe nên dễ bị bụi bẩn và có khả năng bị va
đập gây hỏng hóc.
1.7, Ưu , nhược điểm của hộp số tự động
a) Ưu điểm :
- Thực hiện việc chyển số chính xác hơn.
- Giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thường
xuyên phải chuyển số.
- Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái
xe do vậy giảm bớt cho lái xe sự cần thiết phải thành thạo các kĩ thuật lái xe
khó khăn và phức tạp như vận hành ly hợp.
- Tránh cho động cơ và dòng dẫn động được tình trạng quá tải do nó nối chung
bằng thủy lực qua biến mô tốt hơn so với nối bằng cơ khí .
- Hộp số tự động dùng ly hợp thủy lực hoặc biến mô thủy lực việc tách nối
công suất từ động cơ đến hộp số nhờ sự chuyển động của dòng thủy lực từ cánh
bơm sang tua bin mà không qua một cơ cấu cơ khí nào nên không có sự ngắt
quãng dòng công suất vì vậy đạt hiệu suất cao ( 98 % ).
- Thời gian sang số và hành trình tăng tốc nhanh.
- Không bị va đập khi sang số, không cần bộ đồng tốc .
b) Nhược điểm
- Kết cấu phức tạp hơn hộp số cơ khí .
- Tốn nhiều nhiên liệu hơn hộp số cơ khí .
- Biến mô nối động cơ với hệ thống truyền động bằng cách tác động dòng

chất lỏng từ mặt này sang mặt khác trong hộp biến mô, khi vận hành có thể gây
ra hiện tượng “ Trượt” hiệu suất sử dụng năng lượng bịgiảm,đặc biệt là ở tốc độ
thấp.
2, Điều khiển hộp số tự động.
2.1, Điều khiển tự động quá trình sang số bằng thủy lực.
- Sang số: được thực hiện dựa trên tốc độ xe và độ mở cánh bướm ga. Mỗi dải
tốc độ và độ mở cánh bướm ga gây ra một chênh lệch áp suất làm thay đổi trạng
thái của một van sang số tương ứng. Do giới hạn về đặc tính hoạt động của cơ
cấu cơ khí và thủy lực, hoạt động của van sang số sẽ không thể hoạt động hoàn
toàn theo ý muốn. Do đó, hộp số sẽ không linh hoạt, gây ra cảm giác không
thoải mái khi vận hành.
- Trả số: có 3 trường hợp: trả số khi đang thả trôi, trả số cưỡng bức, và trả số khi
cần gạt chuyển sang số thấp hơn.
+ Khi thả trôi, bướm ga đóng hoàn toàn và tốc độ giảm dần. Lúc đó, áp lực
dầu tỉ lệ với độ mở cánh bướm ga giảm xuống, tay số vẫn được duy trì cho đến
khi áp lực dầu tỉ lệ với tốc độ nhỏ hơn áp lực do lò xo gây ra.
+ Khi đang ở tốc độ thấp mà người lái đột ngột tăng ga, áp lực dầu tỉ lệ với
độ mở cánh bướm ga tăng vọt trong khi áp lực dầu tỉ lệ với tốc độ lại đang nhỏ.
Quá trình trả số cưỡng bức xảy ra. Quá trình này có thể trả số 4->3, 3->2, 2->1
hay từ 4->1, 3->1 tùy thuộc vào thiết kế của hộp số, cách sang số đang được
chọn, tốc độ xe, tốc độ đạp ga. Nếu tốc độ xe đủ lớn, quá trình trả số sẽ không
xảy ra. Trả số cưỡng bức giúp xe tăng tốc nhanh. Yêu cầu về trả số cưỡng bức
hoàn toàn tương tự như khi người lái sử dụng xe với hệ thống truyền động
thường.
+ Trả số cũng có thể xảy ra khi người lái gạt cần chọn sang vị trí tay số thấp
hơn. Van chọn chế độ hoạt động của hộp số sẽ thay đổi vị trí và làm trả số về.
Trường hợp này không nên thực hiện trừ khi có sự cho phép của nhà sản xuất.
2.2, Điều khiển tự động quá trình sang số bằng điện tử.
Hệ thống truyền động điều khiển tự động bằng điện tử vẫn dùng thủy lực để tác
động đến các ly hợp và đai thắng. Tuy nhiên, các van điều chỉnh áp suất dầu tỉ
lệ theo tốc độ (van tiết lưu theo tốc độ) và theo độ mở cánh bướm ga (van ga) để
điều khiển các van sang số không còn được sử dụng, thay vào đó là TCU và các
van solenoid để điều khiển các van sang số. Do được điều khiển bằng lệnh từ
TCU, các van sang số có thể được điều khiển một cách tự do. Nhờ đó, thời điểm
và cách sang số có thể được tối ưu; quá trình sang số đạt chất lượng cao hơn
nhiều so với hệ thống điều khiển bằng thủy lực.
Càng ngày, hệ thống truyền động điều khiển tự động bằng điện tử càng phát
triển mạnh về phần điều khiển. Ban đầu, TCU chỉ điều khiển ly hợp của bộ biến
mô bằng van solenoid để giảm tiêu hao nhiên liệu thay cho ly hợp ly tâm. Tiếp
đến, TCU phát triển chức năng điều khiển quá trình sang số tự động bằng cách

điều khiển các van solenoid để cung cấp dòng dầu đến các van điều khiển sang
số. Các cảm biến thay vì phải có đường truyền tín hiệu riêng rẽ cho từng bộ điều
khiển trên xe thì dần dần được thay bằng hệ thống mạng. TCU từ chỗ không
giao tiếp với ECU đã yêu cầu ECU điều khiển giảm moment động cơ khi sang
số, mà cao hơn là TCU trực tiếp điều khiển giảm momen động cơ mà không cần
thông qua ECU. Từ cách điều khiển sang số dựa trên tính toán bằng công thức,
TCU chuyển sang sử dụng các bảng tra với khả năng sang số linh hoạt hơn.
Hiện đại hơn, TCU sử dụng các bộ điều khiển thích nghi để cập nhật lại các
bảng tra, các hệ số của bộ điều khiển khiến cho hệ thống truyền động hoạt động
ngày càng hiệu quả, đem lại cảm giác êm dịu cho người sử dụng. Bên cạnh đó,
bộ điều chỉnh áp lực dầu từ chỗ ổn định áp lực dựa trên phản lực của lò xo đã
được thay bằng bộ điều chỉnh có khả năng thay đổi áp lực bằng các van điện
tuyến tính, và cao hơn nữa là điều chỉnh áp lực dầu bằng các van solenoid được
điều khiển theo phương pháp điều rộng xung. Càng ngày, các phần tử chấp
hành, các thiết bị phụ càng được giảm đi; khả năng điều khiển bởi chương trình
ngày càng linh hoạt đem lại cảm giác thoải mái nhất cho người sử dụng.
Điều khiển thời điểm đóng ly hợp của bộ biến mô: để truyền được công suất
bánh côg tác và turbine luôn có độ trượt. Độ trượt này gây ra tổn thất công suất
ở bộ biến mô. Để tăng hiệu suất của bộ biến mô, turbine và vỏ biến mô sẽ được
ép chặt vào nhau càng thường xuyên càng tốt để truyền công suất trực tiếp từ
động cơ. Tiêu hao nhiên liệu (tổn thất công suất) do bộ biến mô gây ra sẽ giảm
nhưng đồng thời khả năng khuếch đại moment của biến mô cũng bị giảm theo.
Vì vậy, việc điều khiển đóng ly hợp cần phải giải quyết ổn thoả mâu thuẫn trên.
Thời điểm đóng ly hợp cũng được xác định như thời điểm sang số. Thông
thường, ở mỗi tay số khác nhau sẽ có một đường đặc tính đóng ly hợp khác
nhau.
Để giảm dao động trong hệ thống truyền động khi đổi số, ly hợp được mở trong
lúc sang số hay trả số, tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng. Sau khi đổi
số, tùy theo điều kiện mà ly hợp được đóng lại để tiết kiệm nhiên liệu
Khi chạy ở tay số 1, ly hợp luôn được mở. Thời gian ở tay số 1 thường rất ngắn,
nếu đóng ly hợp sẽ làm cho ly hợp phải làm việc nhiều do việc đổi số liên tục,
làm giảm cảm giác thoải mái cho người sử dụng. Hơn nữa, mở ly hợp ở tay số 1
sẽ tận dụng được khả năng khuếch đại moment của bộ biến mô, giúp xe tăng tốc
nhanh hơn.
Khi ga tăng nhanh nhưng tốc độ xe còn thấp, quá trình sang số cưỡng bức xảy
ra, ly hợp được mở để tận dụng khả năng khuếch đại moment của bộ biến mô,
giúp xe tăng tốc nhanh hơn.
Hệ thống điều khiển đời mới kết hợp tín hiệu từ các cảm biến và giải thuật điều
khiển thông minh để đóng/mở ly hợp đúng thời điểm, tạo cảm giác thoải mái
nhất và tiết kiệm nhiên liệu tối đa. Ly hợp có thể được đóng khi động cơ đang ở
tốc độ thấp và tải thấp mà vẫn thoả mãn cả hai yêu cầu này.

Để tăng cảm giác thoải mái khi sử dụng xe, pittông điều khiển đóng ly hợp sẽ
không còn là loại đóng/mở dứt khoát mà có hành trình có thể điều khiển được
bằng cách điều chỉnh áp lực dầu. Áp lực dầu từ chỗ được bật/tắt dứt khoát bằng
các van solenoid 2 trạng thái được chuyển sang điều chỉnh nhuyễn bằng bộ điều
áp tuyến tính hay bằng van solenoid điều khiển áp lực dầu theo phương pháp
điều rộng xung.
Điều khiển thời điểm sang số: quá trình sang số thường được điều khiển bằng
các bảng tra đã được ghi trong bộ nhớ,. Những bảng tra này với các dải điều
khiển khác nhau có thể được thay đổi trong quá trình điều khiển. Giới hạn của
điểm sang số được xác định bởi tốc độ lớn nhất và thấp nhất cho phép của động
cơ đảm bảo cảm giác thoải mái và độ ồn của động cơ trong mỗi điều kiện hoạt
động. Thời điểm sang số được dựa trên tín hiệu độ mở cánh bướm ga, tốc độ
động cơ (xác định từ tốc độ trục thứ cấp của hộp số), vị trí chân ga.
Để tránh sự chuyển số liên tục giữa 2 tay số, giữa giới hạn thời điểm sang số và
thời điểm trả số có một khoảng trễ (khoảng không nhạy). Khoảng trễ này được
xác định từ đặc tính của xe và phong cách sang số được chọn.
Một bộ điều khiển sẽ có nhiều bảng tra điều khiển sang số tương ứng cho các
phong cách sang số khác nhau. Bảng tra tương ứng với các điểm sang số sẽ làm
cho hao phí nhiên liệu là thấp nhất. Bảng tra tương ứng với các điểm sang số sẽ
tạo ra công suất lớn nhất. Người lái có thể lựa chọn bảng tra có đặc tính mong
muốn bằng cách lựa chọn bằng các nút hay công tắc. Việc xác định các bảng tra
phụ thuộc nhiều vào quan điểm thiết kế của nhà sản xuất. Hệ thống điều khiển
hiện đại có khả năng tự nhận biết phong cách lái của người lái bằng cách quan
sát cách đạp ga của họ và tự chọn phong cách sang số (bảng tra) thích hợp.
Khi bướm ga mở nhanh mà tốc độ động cơ còn thấp, TCU trả số cưỡng bức để
xe tăng tốc nhanh hơn.
Khi xe gặp khúc cua hay phải tránh chướng ngại vật, có thể sẽ xảy ra trường
hợp bướm ga đóng lại nhưng tốc độ xe vẫn tăng, quá trình sang số có thể diễn
ra. Để tránh trường hợp này, TCU kiểm soát vị trí bướm ga và tốc độ xe nhằm
tránh trường hợp sang số không mong muốn. Tương tự như trường hợp này,
TCU sẽ không cho sang số khi xe đang xuống dốc, thậm chí TCU có thể trả số
về.
Điều khiển giảm moment động cơ khi sang số: để thực hiện chức năng này,
TCU cần có giao tiếp với ECU điều khiển động cơ để điều khiển moment khi
sang số nhằm hỗ trợ sự đồng bộ của hộp số và giảm hiện tượng giật mạnh khi
sang số.

Thông thường, momen của động cơ được giảm bằng cách thay đổi thời điểm
đánh lửa (tác động nhanh). Thời điểm đánh lửa thích hợp phụ thuộc vào
moment cần thiết và phong cách sang số.
Khi sang số, công suất truyền từ động cơ đến các bánh xe không bị gián đoạn.
Việc giảm moment động cơ dựa trên theo dõi sự giảm tốc độ động cơ. Thời
điểm bắt đầu giảm moment phụ thuộc vào sai lệch tốc độ đã xác định trước.
Thời điểm kết thúc giảm moment là khi bắt đầu có sự đồng tốc ở tay số mới.
Ngoài ra, tổn hao công suất dưới dạng nhiệt khi đóng ly hợp trong bộ bánh răng
hành tinh phụ thuộc vào moment động cơ và thời gian trượt của ly hợp theo
công thức:
Q = f.( 𝑀𝑒. 𝑡𝑠 + 𝑄𝑘𝑖𝑛)Với: Q = tổn hao công suất do đóng ly hợp.
𝑀𝑒 = moomen động 𝑡𝑠
= thời gian trượt của ly hợp.
𝑄𝑘𝑖𝑛 = động năng của các phần tử quaytrong ly hợp
Giảm mômen khi sang số làm giảm nhiệt phát ra khi đóng các ly hợp trong bộ
bánh răng hành tinh. Do đó, thời gian trượt khi đóng ly hợp có thể tăng lên để
làm tăng độ êm dịu khi sang số, nhưng nhiệt độ phát ra (tổn hao công suất) vẫn
được giữ trong mức cho phép.
Điều khiển giảm moment động cơ khi trả số cưỡng bức: khi trả số cưỡng bức,
công suất truyền từ động cơ đến các bánh xe bị gián đoạn và chỉ truyền trở lại
khi đã có sự đồng tốc. Tốc độ quay lớn của động cơ sẽ gây ra dao động khi
truyền động. Dao động này được giảm bằng cách giảm mometn trước khi có sự
đồng tốc ở tay số mới. Khi tốc độ trục sơ cấp của hộp số bắt đầu đạt tốc độ đồng
bộ ở tay số mới, moment động cơ được giảm một lượng. Sau đó, moment sẽ
được tăng trở lại dần dần.
Thời điểm đánh lửa thay đổi để giảm moment khi sang số hay trả số được xác
định riêng cho mỗi loại xe với mỗi loại động cơ và hộp số. Ở một số hệ thống
hiện đại, TCU có thể can thiệp trực tiếp vào quá trình thay đổi thời điểm đánh
lửa để không làm ảnh hưởng đến thông số hoạt động của ECU điều khiển động
cơ. Ngoài ra, giảm moment động cơ còn có thể được kết hợp với thay đổi áp lực
dầu để đạt được cảm giác thoải mái cao nhất khi chuyển số.
Điều khiển áp lực dầu: những hệ thống mới không còn sử các van solenoid để
điều khiển on/off áp lực dầu một cách đơn giản. Để nâng cao chất lượng sang
số, nâng cao cảm giác êm dịu khi sang số, bên cạnh kỹ thuật giảm moment động
cơ, áp lực dầu cung cấp cho các phần tử ma sát sẽ được điều chỉnh cho phù hợp
với từng điểm làm việc. Các bộ điều chỉnh áp lực dầu tuyến tính có giải áp lực

điều khiển rộng được sử dụng, mà cao hơn nữa là sử dụng van solenoid điều
khiển bằng phương pháp điều rộng xung. Bộ điều khiển điện tử TCU có khả
năng làm công việc này dễ dàng giúp cho truyền động tự động điều khiển bằng
điện tử có ưu điểm vượt trội so với truyền động tự động điều khiển bằng thủy
lực cổ điển.
Giá trị áp lực dầu khi có và không có sang số có thể tính theo các phương pháp
khác nhau hay được tra từ bảng tra. Cùng với yêu cầu về cảm giác thoải mái khi
sang số, TCU sử dụng các tín hiệu từ moment động cơ, tốc độ trục sơ cấp của
hộp số, moment turbine, vị trí cánh bướm ga…để xác định áp lực dầu cần thiết
Các tín hiệu này có thể được đưa đến TCU qua các hệ thống điều khiển khác
trên xe bằng hệ thống mạng dữ liệu. Giá trị áp lực dầu cần thiết bao gồm các giá
trị hiệu chỉnh cộng với một áp lực dầu cơ bản phụ thuộc vào kết cấu của hộp số.
Pmod = Pconst + kn. Pn + ktor. Ptor + ks. Ps
Với: Pmod = áp lực dầu cần thiết.
Pconst = áp lực dầu cơ bản
kn = hệ số hiệu chỉnh theo tốc độ trục sơ cấp của hộp số
Pn = áp lực dầu phụ thuộc vào tốc độ trục sơ cấp của hộp số
ktor = hệ số hiệu chỉnh theo momen động cơ
Ptor = áp lực dầu phụ thuộc vào momen động cơ
ks = hệ số hiệu chỉnh theo tốc độ xe
Ps = áp lực dầu phụ thuộc vào tốc độ xe
Các hệ số điệu chỉnh được tìm ra trong giai đoạn thiết kế hộp số và thử nghiệm
với toà hệ thống trên xe. Một số hộp số sử dụng bảng tra để xác định áp lực dầu
cần thiết. Với bảng tra, áp lực dầu có thể đạt được tối ưu cho các điểm làm việc
do không phụ thuộc vào phương pháp tính.
Hệ thống điều khiển đời mới dùng giải phương pháp điều khiển thích nghi để
điều khiển áp lực dầu phù hợp khi đặc tính của các phần tử ma sát và chất lượng
dầu thay đổi theo thời gian sử dụng, cũng như sự thay đổi moment động cơ theo
tuổi thọ động cơ. Dựa trên sai lệch thời gian sang số lý thuyết và thực tế (dựa
trên tốc độ trục sơ cấp), áp lực dầu sẽ được hiệu chỉnh bằng cách tăng thêm hay
giảm đi một lượng. Tuy nhiên, sự thay đổi này nằm trong một giới hạn an toàn.
Các giá trị áp lực dầu tìm sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ để phục vụ cho lần sử
dụng sau.

Chẩn đoán lỗi: ưu điểm của hệ thống truyền động điều khiển bằng điện tử là có
thể tự giám sát hoạt động của các cơ cấu trong hệ thống. Nhờ đó, những hư
hỏng, trục trặc trong hệ thống dễ dàng được nhận biết và sửa chữa.
ΙΙ, Ưu nhược điểm của hộp số hành tinh.
Hộp số hành tinh có những ưu nhược điểm chính sau so với hộp số thường:
1, Ưu điểm của hộp số hành tinh.
- Làm việc không gây tiếng ồn, không cần bộ đồng tốc.
- Việc gài số được thực hiện nhờ ly hợp và phanh, nên tạo điều kiện thuận
lợi cho việc tự động quá trình gài số.
- Kết cấu gọn gàng nhờ ăn khớp bên trong.
- Khi có cùng kích thước đường kính bánh răng, hộp số hành tinh sẽ có tỉ
số truyền lớn hơn hộp số thường.
- Có thể sang số mà không cần ngắt công suất truyền từ động cơ xuống, do
đó thời gian và hành trình gia tốc ngắn hơn.
- Có hiệu suất cao hơn hộp số thường.
2, Khuyết điểm của hộp số hành tinh.
- Kết cấu phức tạp, khó chế tạo, giá thành cao.
Trên ô tô thường sử dụng hộp số hành tinh hai hoặc ba cấp

Trường ĐH Giao Thông Vận Tải – CS II SVTH: Võ Đăng Thuận
2 . Cấu tạo, sơ đồ, nguyên lý làm việc, của hộp số hành tinh,
các cụm chi tiết trong hệ thống :
2.1.Cấu tạo:
Hệ thống bánh răng hành tinh (hộp số hành tinh-HSHT) được đặt sau bộ biến
momen thủy lực. Khác với các hộp số cơ khí đơn giản, HSHT có trục di động
nhằm thực hiện các chuyển động theo các bộ truyền bánh răng. HSHT có thể
điều khiển bằng cần số hoặc điều khiển tự động. Nhưng ngày nay HSHT điều
khiển tự động được sử dụng rộng rãi trên xe con.
Trên hộp số AT không co cần chuyển số mà chỉ có cần chọn số, cần chọn số
nhằm xác định giới hạn khả năng tự động điều khiển của quá trình chuyển số
trong một khoảng nhất định.
Cấu tạo của hộp số hành tinh khá phức tạp, có ba dạng cơ bản được dùng trên
oto con:
- Cơ cấu hành tinh kiểu Wilson độc lập.
- Cơ cấu hành tinh kiểu sơ đồ Simpson.
- Cơ cấu hành tinh kiểu sơ đồ Ravigneaux.
Kiểu Wilson là bộ truyền bánh răng ăn khớp trong và ngoài, ba trục.
Bao gồm: một bánh răng mặt trời (răng ngoài), một bánh răng ngoại luân (răng
trong) đặt trên một trục quay khác cùng tâm với trục của bánh răng mặt trời, các
bánh răng hành tinh nằm giữa bánh răng mặt trời và ngoại luân. Trục của các
bánh răng hành tinh được cố định trên “giá hành tinh” và cùng chuyển động
quay quanh đường tâm trục của bánh răng mặt trời và ngoại luân.
Như vậy có ba trục có cùng một tâm quay và ở dạng tục lồng, gọi là đường tâm
của cơ cấu hành tinh. Số lượng bánh răng hành tinh tùy thuộc vào ý đồ thiết kế
của nhà chế tạo, các bánh răng hành tinh có khả năng tự quay quanh trục của nó
và quay quanh trục của cơ cấu hành tinh.

Với bộ các bánh răng nối với nhau kiểu này thì các bánh răng hành tinh giống
như các hành tinh quay xung quanh mặt trời, và do đó chúng được gọi là các
bánh răng hành tinh.
Thông thường nhiều bánh răng hành tinh được phối hợp với nhau trong bộ
truyền bánh răng hành tinh.

2.2.Nguyên lý vận hành:
Bằng cách thay đổi vị trí đầu vào, đầu ra, phần và các phần tử cố định có thể
giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc.
Các nét chính của các hoạt động đó được diễn giải dưới đây.
1. Giảm tốc:
Bánh răng ngoại luân chủ động (được truyền tự động cơ-Input)
Bánh răng hành tinh quay quanh trục của nó và quay quanh bánh răng
mặt trời (nhận lực từ bánh răng ngoại luân)
Bánh răng mặt trời cố định.
Giá hành tinh quay theo bánh răng hành tinh (nhận lực từ bánh răng hành
tinh-Output).
Bởi vậy momen được lấy ra từ trục của giá hành tinh.
Khi bánh răng mặt trời bị cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh quay và quay
xung quanh bánh răng mặt trời. Do đó trục đầu ra chỉ giảm tốc độ so với trục
đầu vào bằng chuyển động quay của bánh răng hành tinh.
Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mômen.
Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì mô men
càng lớn.
2. Số lùi:

Bánh răng mặt trời chủ động (được truyền từ động cơ-Input).
Bánh răng hành tinh quay quanh trục của nó (nhận lực từ bánh răng mặt
trời)-giá hành tinh cố định.
Bánh răng ngoại luân quay (nhận lực từ bánh răng hành tinh-Output).
Bởi vậy momen ra được lấy từ trục của bánh răng ngoại luân.
Khi cần dẫn được cố định ở vị trí và bánh răng mặt trời quay thì bánh răng bao
quay trên trục và hướng quay được đảo chiều.
Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì mômen
càng lớn.
3. Kết nối trực tiếp:
Bánh răng mặt trời và ngoại luân chủ động (được truyền lực từ động cơ-
Input).
Bánh răng hành tinh cố định (nhận lực từ bánh răng ngoại luân và bánh
răng mặt trời).
Giá hành tinh quay theo bánh răng hành tinh (nhận lực từ bánh răng hành
tinh-Output).
Bởi vậy momen ra được lấy từ trục của giá hành tinh.

Do bánh răng bao và bánh răng mặt trời quay cùng nhau với cùng một tốc
độ nên cần dẫn cũng quay với cùng tốc độ đó.
Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì
mômen càng lớn.
4. Gia tốc:
Giá đỡ hành tinh chủ động (được truyền lực từ động cơ-Input).
Bánh răng hành tinh xoay tròn quanh bánh răng mặt trời theo chiều quay
của giá đỡ hành tinh (nhận lực từ giá đỡ hành tinh).
Bánh răng ngoại luân quay theo bánh răng hành tinh (nhận lực từ bánh
răng hành tinh-Output).
Bởi vậy momen ra được lấy ra từ trục của bánh răng ngoại luân.

Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ thì bánh răng hành tinh chuyển
động xung quanh bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ. Do đó bánh
răng bao tăng tốc trên cơ sở số răng trên bánh răng bao và trên bánh răng
mặt trời.
Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn, và mũi tên càng rộng thì
mômen càng lớn.
Thực tế trong hộp số hành tinh mỗi cơ cấu hành tinh chỉ đảm nhận hai tỷ số
truyền (nằm trong trạng thái làm việc, trừ số Mo), các hộp số hành tinh được tổ
hợp hai hay nhiều cơ cấu hành tinh. Phần tử liên kết (bánh răng hành tinh) được
gọi là phần tử khóa, các phần tử khá biểu thị mối liên kết giữa một hoặc nhiều
một phần tử của cơ cấu hành tinh với nhau hoặc với vỏ hộp số hành tinh. Các
phần tử khóa là:
- Ly hợp ma sát làm việc trong dầu.
- Phanh dải.
- Khớp một chiều.
Tùy từng cấu trúc hộp số hành tinh mà các phần tử khóa là phần tử điều khiển
hoặc phần tử đảm bảo an toàn cơ cấu.
Các ưu điểm của hộp số sử dụng cơ cấu bánh răng hành tinh:
- Chuyển số liên tục không ảnh hưởng tới dòng lực từ động cơ.

- Giảm độ ồn tron g khi làm việc.
- Kích thước nhỏ gọn.
- Hiệu suất làm việc cao.
- Cho tỉ số truyền cao nhưng kích thước không lớn.
Nhược điểm:
- Công nghệ chế tạo đòi hỏi có độ chính xác cao.
- Kết cấu phức tạp, nhiều cụm lồng trục, lồng phanh, ly hợp khóa.
- Lực ly tâm trên các bánh răng hành tinh lớn do tốc độ góc lớn.

Trường ĐH Giao Thông Vận Tải – CS II SVTH: Nguyễn Trường Tiếng
3 . Các khả năng làm việc của hộp số hành tinh :
3.1. Bộ bánh răng hành tinh:
Các bánh răng hành tinh:
Hình 3.1. Bộ bánh răng hành tinh
_Khuếch đại mômen phải phù hợp với hoạt động của xe. Các bánh răng là cần
thiết để thực hiện điều đó. Để hoàn thành điều này, hộp số tự động sử dụng bộ
bánh răng hành tinh.
_Một bộ bánh răng hành tinh có thể sử dụng để giảm tốc, tăng tốc, và truyền
động trực tiếp, bộ bánh răng hành tinh có thể sử dụng để đảo chiều quay.
_Bộ bánh răng hành tinh mang tên như vậy là bởi vì nó giống với hệ thống mặt
trời. Bánh răng ở giữa là bánh răng mặt trời. Xung quanh bánh răng mặt trời là
các bánh răng hành tinh quay trên trục của nó. Các bánh răng hành tinh được
giữ trên cần dẫn, nhưng có thể quay trên trục của nó. Bánh răng ngoài cùng là
bánh răng bao. Tất cả bộ truyền bánh răng hành tinh sử dụng cách sắp xếp này.

3.2. Các khả năng làm việc chính của hộp số hành tinh
a. Giảm tốc:
Hình a. Giảm tốc
_Nếu bánh răng bao được giữ và công suất được truyền đến bánh răng mặt trời,
các bánh răng hành tinh được kéo quay và di chuyển xung quanh bánh răng bao.
Điều này làm cần dẫn quay chậm hơn bánh răng mặt trời. Tốc độ đầu ra giảm và
mô men tăng lên đáng kể.
_Nếu giữ bánh răng mặt trời và dẫn động bánh răng bao, các bánh răng hành
tinh sẽ di chuyển xung quanh bánh răng mặt trời. Đây là nguyên nhân làm cần
dẫn dịch chuyển chậm hơn bánh răng bao. Mô men sẽ tăng lên, tuy nhiên, tốc
độ giảm không đáng kể.

b. Dẫn động trực tiếp:
_Công suất đưa vào cả hai bánh răng mặt trời và bánh răng bao, công suất được
đưa ra ở cần dẫn.
_Do bánh răng bao và bánh răng mặt trời quay cùng với nhau với cùng một tốc
độ nên cần dẫn cũng quay cùng tốc độ đó.
Hình b. Dẫn động trực tiếp

c. Tăng tốc:
Hình c. Tăng tốc
_Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ các bánh răng hành tinh quay xung
quanh bánh răng mặt trời trong khi chúng quay quanh trục của nó theo chiều
kim đồng hồ. Làm cho các bánh răng bao tăng tốc tùy thuộc vào số răng của
bánh răng bao và mặt trời.

d. Đảo chiều:
_Bằng cánh giữ cần dẫn và dẫn động bánh răng mặt trời, các bánh răng hành
tinh bị kéo quay trên trục của nó. Điều này làm cho bánh răng bao quay theo
chiều ngược lại ở một tốc độ thấp hơn.
Hình d. Đảo chiều

3.3. Bộ truyền bánh răng hành tinh ba tốc độ (kiểu Simpson):
Hình 3.3. Bộ bánh răng hành tinh 3 tốc độ
_Bộ truyền bánh răng Simpson sử dụng trên hộp số ba tốc độ trong nhiều năm
nay.
_Bộtruyền bánh răng Simpson gồm có hai bộ bánh răng hành tinh. Bánh răng
mặt trời của mỗi bộ truyền nối với nhau tạo thành một khối gọi là bánh răng mặt
trời chung.

Trường ĐH Giao Thông Vận Tải – CS II SVTH: Võ Đình Tính
4. Đánh giá và so sánh về mặt động học của hộp số hành tinh
kiểu Simpson và kiểu Ravigneaux:
Tài liệu tham khảo: Truyền động công suất – Lê Lăng Vân
4.1. Quan hệ động học của các dãy hành tinh.
Để xem xét khả năng động học giữa các phần tử của một dãy hành tinh có thể
dùng hai phương pháp: giải tích hay đồ thị. Phương trình động học của dãy
hành tinh được viết trên cơ sở xác lập mối quan hệ tốc độ góc tương đối khi
dừng giá hành tinh G. Theo sơ đồ Hình 4-1a,btỷ số truyền viết được khi dừng
giá hành tinh như sau:
𝑖𝑀𝑁
0
=
𝑛𝑀 − 𝑛𝐺
𝑛𝑁−𝑛𝐺
=
𝜔𝑀 − 𝜔𝐺
𝜔𝑁 − 𝜔𝐺
= −K
𝑛𝑀, 𝑛𝑁, 𝑛𝐺– số vòng quay của các bánh răng M, N và giá G;
𝜔𝑀, 𝜔𝑁, 𝜔𝐺– tốc độ góc của các bánh răng M, N và giá G;
Hình 4-1. Mô tả cấu trúc và các quan hệ động học, động lực học của
CCHT 2HK.
a. Giản đồ tốc độ; b. Sơ đồ CCHT 2HK; c. Quan hệ động lực học.
K được gọi là tỷ số truyền trong 𝑖𝑀𝑁
𝐻
, hay đặc tính của dãy hành tinh. Dấu âm
(−) trước K xác định chiều quay của bánh răng M và N khi dừng giá hành tinh

là ngược chiều nhau. Giá trị K được xác định qua bán kính vòng lăn r hoặc số
răng Z:
K = ±
𝑟𝑁
𝑟𝑀
= ±
𝑧𝑁
𝑧𝑀
𝑟𝑀, 𝑟𝑁– bán kính vòng lăn của các bánh răng M, N;
𝑧𝑀, 𝑧𝑁– tốc độ góc của các bánh răng M, N;
Qua đó có thể rút ra phương trình động học của dãy hành tinh như trên là:
𝜔𝑀 − K𝜔𝑁 = (1 – K)𝜔𝐺
Với công thức tính ở trên có thể xác định tốc độ góc của M, N, G khi đã biết
khâu nào là chủ động, khâu bị động và các liên kết trong các phần tử của dãy.
Giá trị K của dãy bị hạn chế bởi kích thước của bánh răng hành tinh và của kích
thước chung. Giá trị K thường nhận được từ 1,5 đến 4. Khi sử dụng phương
pháp đồ thị, có thể dựng giản đồ tốc độ của dãy hành tinh trên giấy kẻ ly theo tỷ
lệ xích nhất định (xem Hình 4-1c). Giả sử xây dựng giản đồ tốc độ khi M – chủ
động, bánh răng N – bị phanh (𝑉𝑁 = 0). Xác định tốc độ 𝑉𝑁 tại điểm ăn khớp
giữa bánh răng M và bánh răng hành tinh qua số vòng quay 𝑛𝑀 từ công thức:
𝑉𝑀 =
𝜋𝑛𝑀
30
𝑟𝑀 (m/s)
𝑛𝑀– số vòng quay của bánh răng M, vg/ph.
Đặt 0m rên trục đứng theo giá trị bán kính của bánh răng M, từ m đặt tốc độ 𝑉𝑀,
xác định điểm c, đoạn 0m, mc xác định theo tỷ lệ xích chọn. Khi 𝑉𝑁 = 0 ta có
điểm n, nối nc. Tại d ta có thể xác định tốc độ của giá hành tinh G là 𝑉𝐺. Đường
nc biểu thị quan hệ tốc độ 𝑉𝑀 với tốc độ 𝑉𝐺 của giá hành tinh khi 𝑉𝑁 = 0. Việc
xách định số vòng quay tương đối của bánh răng hành tinh (tức là sự tự quay
của bánh răng trên ổ) có ý nghĩa lớn cho việc đánh giá và chọn ổ.
Khi bánh răng M là chủ động, giá G là bị động thì:
𝑉𝑀
̅̅̅̅ = 𝑉𝐺
̅̅̅ + 𝑉𝐻𝑇
̅̅̅̅̅
Biến đổi công thức qua số vòng quay 𝑛𝐺, 𝑛𝐻𝑇, 𝑛𝑀 và K có được:
𝑛𝐻𝑇 = (𝑛𝑀 − 𝑛𝐺)
2
𝐾−1
Tương tự ta có thể xác định các trường hợp khác của bộ truyền 2HK.
• Khi bánh răng N là chủ động, giá G là bị động:
𝑛𝐻𝑇 = (𝑛𝑁 − 𝑛𝐺)
2𝐾
𝐾−1

• Khi bánh răng M là chủ động, bánh răng N là bị động:
𝑛𝐻𝑇 = (𝑛𝑀 − 𝑛𝑁)
2𝐾
𝐾2−1
Các công thức trên tạo điều kiện tính 𝑛𝐻𝑇 khi biết thành phần 𝑛𝑀, 𝑛𝑁, 𝑛𝐺 và K.
Các bộ truyền khác cũng có thể tiến hành theo các bước như trên.
4.2. Cơ cấu hành tinh kiểu Wilson.
a.Cơ cấu hành tinh kiểu Wilson kiểu đơn giản.
a.1. Sơ đồ cấu tạo.
CCHT kiểu Wilson là bộ truyền hành tinh 1 dãy đơn giản, gồm các bánh răng
ăn khớp hỗn hợp (trong và ngoài) và ba trục. Các chi tiết bao gồm: một bánh
răng mặt trời có vành răng ngoài M đặt trên một trục quay, một bánh răng ngoại
luân có vành răng trong N đặt trên một trục quay khác đồng tâm với trục quay
của M, các bánh răng hành tinh nằm giữa M và N (với M ăn khớp ngoài, với N
ăn khớp trong), trục của các bánh răng hành tinh nối cứng với nahu trên cần dẫn
G và chuyển động quay xung quanh đường tâm của M, N, trục của cần dẫn N là
trục thứ ba của CCHT.
Cấu tạo và sơ đồ của CCHT kiểu Wilson như trên. Như vậy ba trục của cơ cấu
cơ cùng đường tâm quay ở dạng trục lồng, được gọi là đường tâm trục của
CCHT, các trục đều có thể quay tương đối với nhau. Số lượng bánh răng hành
tinh có thể là 1, 2, 3, 4, tùy thuộc vào kết cấu cụ thể. Các bánh răng hành tinh
vừa có khả năng quay xung quanh trục của nó vừa có khả năng quay xung
quanh trục của CCHT.
CCHT Wilson có 3 phần tử: M, N, G. Bánh răng hành tinh H được coi là khâu
liên kết giữa M và N, theo phân tích động học của hộp số, chúng cần có một
phần tử chủ động và một bị động. Do vậy, để nhận được một tỷ số truyền xác
định, cơ cấu có thể có hai khả năng sau:
− Khóa một phần tử với vỏ hộp số.
− Khóa hai phần tử với nhau.
Cả hai khả năng đều cho phép: nếu trục vào có tốc độ quay ổn định thì tốc độ
góc của trục ra sẽ ổn định.

Hình 4.2. Cấu tạo và sơ đồ CCHT kiểu Wilson.
M – Bánh răng mặt trời; N – Bánh răng ngoại luân; H – Bánh răng hành tinh;
G – Cần dẫn.
a.2. Khả năng sử dụng.
Khả năng sử dụng tỷ số truyền của CCHT với chức năng là hộp số trên ôtô phụ
thuộc điều kiện kết cấu và giới hạn làm việc của động cơ. Trong hộp số ôtô,
mặc dù đã sử dụng kết cấu trục lồng nhưng cũng không thể thường xuyên thay
đổi trục chủ động và trục bị động.
b. Cơ cấu hành tinh kiểu Wilson tổ hợp.
b.1. Tổ hợp bộ truyền cơ bản.
Để đáp ứng số lượng tỷ số truyền cần thiết (từ ba đến năm số tiến), trên HSHT
của ôtô thường dùng từ hai đến ba CCHT Wilson kể trên. Thường gặp hai dạng
cơ bản là ghép nối song song và ghép nối nối tiếp. Trên Hình 4-3 là sơ đồ ghép
nối tiếp của hai CCHT Wilson, còn số lượng số truyền được nhân lên gấp đôi.
Trên Hình 4-4 là sơ đồ ghép nối song song, W – một cơ cấu Wilson.
b.2. Tổ hợp các bộ truyền theo nhóm.
Hộp số chính có thể chia ra: một hoặc nhiều nhóm tỷ số truyền. Hộp số một
nhóm tỷ số truyền gồm CCHT kiểu Simpson, Ravigneaux hay tổ hợp từ các

CCHT kiểu Wilson. Hộp số có hai hay nhiều nhóm tỷ số truyền gồm các CCHT
đã được tổ hợp như trên cùng với CCHT đơn giản (Wilson). Các ôtô con hiện
đại thường bố trí các loại động cơ có số vòng quay lớn (6000 – 10000 vg/ph)
hộp số cần có nhiều số truyền và tỷ số truyền thay đổi trong giới hạn rộng, trong
khi đó không gian chỉ cho phép trong giới hạn nhất định, vì vậy hộp số đã được
cấu tạo thành hai phần (tạo nên hai nhóm số truyền) nhằm giảm bớt tỷ số truyền
cho các bộ truyền, thu gọn kích thước chung.
Hình 4-3. Sơ đồ ghép nối tiếp của hai CCHT Wilson.

Hình 4-4. Sơ đồ ghép nối song song của hai CCHT Wilson.
Trên ôtô con thường sử dụng loại hộp số có hai nhóm tỷ số truyền. Đối với loại
này hộp số chính được chia ra: phần chính hộp số, phần phụ hộp sô. Phần phụ
hộp số có thể đặt trước phần chính như Hình 4-5, hoặc đạt sau phần chính như
Hình 4-6. Hộp số có hai nhóm số truyền ở phần phụ có hai số, phần chính có ba,
bốn số. Tổ hợp các số truyền này có thể tạo nên số lượng tỷ số truyền bằng hai
lần số truyền của phần chính hộp số, nhưng trong thực tế trên ôtô con chỉ sử
dụng đến năm số tiền một số lùi, bởi vậy có một số số truyền không được tổ
hợp.

Hình 4-5. Hộp số hai nhóm số truyền có phần phụ đặt trước phần chính.
Hình 4-6. Hộp số hai nhóm số truyền có phần phụ đặt sau phần chính.
Tỷ số truyền trong phần phụ có thể có: số truyền thẳng, số truyền tăng, nhưng
cũng có thể là số truyền thẳng, số truyền giảm. Trong trường hợp có số truyền
giảm thì số D – số truyền giảm, số OD – số truyền thẳng. Tỷ số truyền chung
trong hộp số được tính toán từ tỷ số truyền của các phần trong hộp số. Hộp số
chính có nhiều nhóm tỷ số truyền không sử dụng trên ôtô con.
4.3. CCHT kiểu Simpson.
a. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc.
CCHT kiểu Simpson gồm hai CCHT Wilson. Các phần tử:𝑀1, 𝑁1, 𝐻1, 𝐺1 thuộc
dãy hành tinh thứ nhất, 𝑀2, 𝑁2, 𝐻2, 𝐺2 thuộc dãy hành tinh thứ hai. Chúng đã
được ghép nối như sau:
• Hai bánh răng mặt trời 𝑀1 và 𝑀2 đặt trên cùng một trục quay (liên kết
cứng).
• Giá hành tinh 𝐺2 liên kết cứng với bánh răng ngoại luân 𝑁1.
Sơ đồ cấu tạo đươc trình bày trên Hình 4-7, và nguyên lý làm việc tóm tắt trong
Bảng 4-1.

Hình 4-7. Hộp số Simpson.
Bảng 4-1. Nguyên lý làm việc CCHT tổ hợp Simpson.
Số
truyền
Phần
tử
chủ
động
Phần
tử bị
động
Phần tử
khóa
Phần
tử chạy
không
Công thức tính
i
Khả
năng chế
tạo i
ứn dụng
trọng
hộp số
1 𝑁2 𝑁1 𝐺1 .. 1+
𝑟𝑀2
𝑟𝑁2
+
𝑟𝑀2
𝑟𝑀1
∙
𝑟𝑁1
𝑟𝑁2
1 < i <∞
Số
truyền
rất chậm
2 𝑁2 𝑁1 𝑀1+𝑀2 𝐻1+𝐺1 1+
𝑟𝑀2
𝑟𝑁2
1 < i <∞
Số
truyền
chậm

b.Cấu tạo của CCHT trên ôtô VOLKSWAGEN và AUDI.
Sự hoạt động của tổ hợp gắn liền với việc bố trí các phần tử điều khển (ly hợp,
phanh). Nhận dạng CCHT đặt trên ôtô VOLKSWAGEN và AUDI: bộ truyền có
hai dãy hành tinh trước và sau. Trục chủ động 1 nằm trong cùng, thông qua giá
đỡ 3 nối với bánh răng 𝑁2 bằng ly hợp ∅4 và bánh răng 𝑀2 bằng ly hợp ∅5.
Trục bị động 2 lồng trong bánh răng mặt trời 𝑀1, 𝑀2 và nối với giá hành tinh
𝐺2, bánh răng 𝑁1. Bánh răng mặt trời 𝑀1, 𝑀2 liền nhau, có cùng kích thước và
có thể bị khóa đứng yên với vỏ bằng phanh 𝑇13. Giá hành tinh 𝐺1 có thể bị khóa
đứng yên bằng ly hợp ∅10 và khớp một chiều 𝐾𝑀8 và ly hợp ∅10 bố trí nối song
song giữa 𝐺1 và vỏ, vì vậy 𝐾𝑀8 đảm bảo cho ∅10 không bị quá tải trong trường
hợp 𝐺1 có xu hướng đổi chiều quay.
Sử dụng hai đặc điểm nhận dạng của CCHT kiểu Simpson để phân tích trạng
thái làm việc bộ truyền hành tinh trong hộp số VW và AUDI. Các số truyền
được thực hiện bằng việc đóng mở các phần tử điều khiển, tóm tắt nguyên lý
làm việc trong bảng 4-2.
Vị trí trung gian (số 𝑀0):
Trục chủ động 1 nối với bánh T của BMTL làm quay giá đỡ 3 của hai ly hợp
khóa, ly hợp ∅4, ∅10 mở, mômen không truyền vào CCHT, trục bị động 2 đứng
yên, ôtô không chuyển động. Cần chọn số ở vị trí “N” hoặc “P”.
Bảng 4-2. Nguyên lý làm việc của các số truyền của VW và AUDI.
Số truyền ∅4 ∅5 𝑇3 ∅10 𝐾𝑀8
1 * * *
2 * ∗
3 * *
3 𝑁2 𝑁1
𝐾1 nối
với 𝐾2
𝐻1, 𝐻2,
𝑀1,𝑀2,
𝐺1
1 1
Số
truyền
thẳng
R 𝑀1 𝑁1 𝐺1 𝐺1 −
𝑟𝑁1
𝑟𝑀1
-∞<I<-1 Số lùi

R * * *
*- Trạng thái khóa liên kết; ∅ - ly hợp ma sát; T – phanh dải; KM – khớp một
chiều.
Số truyền 1:
Ly hợp ∅4, ∅10 đóng, 𝑁1 quay. Mômen truyền qua 𝐺2 và 𝑀1, 𝑀2 tới 𝐻1 và 𝑁1
rồi truyền qua trục bị động 2. Khi có cần chọn số có thể nằm ở vị trí “D” và “2”,
còn 𝐾𝑀8 ở trạng thái mở khớp một chiều. Khi cần chọn số ở vị trí “1” hoặc số
lùi “R” khớp một chiều ở trạng thái đóng.
Số truyền 2:
Ly hợp ∅4 và phanh 𝑇13 đóng. Mômen truyền từ bánh T của BMTL tới trục 1,
giá đỡ 3 của 2 ly hợp khóa, ∅4, 𝑁2 tới 𝐺2. Khi đó 𝑀2 đứng yên, trục bị động 2
nhận mômen truyền. Vị trí của cần số “D”,”2”.
Số truyền 3: Ly hợp ∅4, ∅5 đón. Mômen truyền qua trục 1, giá đỡ 3 ∅5, ∅4
đóng tạo liên kết cứng giữa hai phần tử của CCHT dãy thứ hai và chúng làm
việc như một khối bởi vậy 𝑀2và 𝑁2 quay cùng tốc độ. Dãy hành tinh thứ nhất
không truyền mômen. Cần chọn số ở vị trí “D”.
Số lùi R: Ly hợp ∅5, ∅10 đóng. Mômen truyền từ trục 1, giá đỡ ∅5 tới 𝑀2, 𝑀1.
Do 𝐺1 đứng yên nên 𝑁1 đổi chiều quay. Trục 2 quay ngược chiều trục 1 tạo nên
chuyển động lùi của ôtô. KM đảm bảo 𝐺1 không bị quay ngược chiều do ly hợp
∅10 có thể bị trượt. Cần chọn số ở vị trí “R”.
c.Cấu tạo của CCHT trên ôtô TOYOTA CROWN.
Cấu tạo của CCHT này gồm hai phần:
• Phần trước là một cơ cấu Wilson có hai tỷ số truyền được điều khiển
bằng các ly hợp khóa 𝐵0, 𝐶0 khớp một chiều 𝐹0.
Khớp 𝐹0 có tác dụng là cơ cấu an toàn cho 𝐶0, được phép song song trong mạch
truyền lực của CCHT, liên kết giữa bánh răng mặt trời với giá hành tinh tạo nên
số truyền thẳng được gọi là số D. Ly hợp khóa 𝐵0 khóa giữa bánh răng mặt trời
với vỏ, bánh răng này được cố định tạo nên số truyền tăng gọi là OD. Các cơ
cấu 𝐵0, 𝐶0 luân phiên làm việc, tức là khi một phần tử này đóng thì phần tử kia
sẽ mở. Trục chủ động của cơ cấu là trục nối cứng với giá hành tinh, nó lồng
trong trục bánh răng mặt trời. Trục nhận mômen truyền từ bánh tuabin T của
máy bơm thủy lực. Trục bị động nối cứng với bánh răng ngoài N và truyền
mômen tới CCHT Simpson phía sau qua hai ly hợp khóa 𝐶1, 𝐶2.

Bộ truyền này có tên gọi là bộ tuyền OD, vì nó cho phép tạo nên khả năng tăng
tốc cho hộp số. Tóm tắt nguyên lý làm việc trong Bảng 4-3
Bảng 4-3. Nguyên lý làm việc bộ truyền OD.
Số truyền 𝐵0 𝐶0 𝐹0
D(i=1) * *
OD(i<1) *
• Phần sau là CCHT Simpson bao gồm hai dãy hành tinh đã tổ hợp sẵn:
dãy phía trước (F.P.C) và dãy phía sau (R.P.C). Hai dãy hành tinh được
điều khiển qua các khớp ma sát: 𝐵1, 𝐵2, 𝐵3, 𝐶1, 𝐶2 và các khớp một chiều
tự động điều khiển 𝐹1, 𝐹2.
Khớp 𝐵2, 𝐵3 là ly hợp khóa. Khớp 𝐵3 liên kết theo mạch song song với 𝐹2
nhằm khóa giá hành tinh của dãy phía trước (F.P.C) với vỏ, chỉ làm việc đồng
thời với 𝐹2 khi chịu tải lớn và có thể gây nên đảo chiều quay ở số truyền 1.
Khớp 𝐵2 và 𝐹1 khóa bánh răng mặt trời với vỏ. Với cấu trúc này, khớp 𝐵2 chỉ
có tác dụng theo một chiều quay nhất định nhằm tránh hiện tượng bánh răng
mặt trời tự động đảo chiều làm việc. Hai khớp này làm việc đồng thời khi ở khi
ở số truyền 2. Khớp B, là phanh giải có tác dụng khóa bánh răng mặt trời với
vỏ. 𝐵3 làm việc đồng thời với khớp 𝐵2 và 𝐹1 ở số 2. Trong trường hợp này 𝐹1 là
cơ cấu an toàn cho 𝐵3.
Hình 4-8. Cấu tạo của CCHT trên ôtô TOYOTA CROWN.
Khớp 𝐶1, 𝐶2 là khớp điều khiển hai dòng mômen truyền vào CCHT Simpson.
Khớp ly hợp 𝐶1 nối mômen truyền từ bộ OD vào bánh răng ngoại luân của dãy
phía sau (R.P.C) thuộc bộ truyền Simpson, trong tất cả số truyền cho xe chạy

tiến. Khớp ly hợp 𝐶2 nối mômen truyền từ bộ OD vào bánh răng mặt trời thuộc
bộ truyền Simpson, chỉ khi xe lùi và khi cần khóa CCHT Simpson tạo nên số
truyền thẳng. Khi truyền thẳng 𝐶1, 𝐶2 đồng thời đóng, như vậy bánh răng mặt
trời và bánh răng ngoại luân quay cùng tốc độ I = 1. Như vậy ở đây trạng thái
trục chủ động có thay đổi: có lúc là trục của bánh răng mặt trời nếu 𝐶2 hay cả 𝐶1
và 𝐶2 cùng đóng, có lúc là trục của bánh răng ngoại luân dãy (R.P.C) nếu 𝐶1
đóng. Trục bị động là trục của bánh răng ngoại luân dãy (F.P.C) và giá hành
tinh của dãy (R.P.C). Tóm tắt nguyên lý làm việc cho CCHT Simpson trên
TOYOTA (Bảng 4-4)
Bảng 4-4. Tóm tắt nguyên lý làm việc CCHT Simpson.
Số truyền 𝐶1 𝐶2 𝐵1 𝐵2 𝐵3 𝐹1 𝐹2
1 * * * *
2 * * * *
3 * * *
Lùi * *
*-Tổ hợp hai thành phần HSHT thực hiện theo năm khả năng tiến và một lùi với
các chế độ làm việc.
+ Khi đặt cần chọn số ở D: xe thực hiện các số truyền 1, 2, 3, OD.
Với 1, 2, 3 bộ truyền OD nằm ở trạng thái OD (i=1).
Với OD bộ truyền OD nằm ở trạng thái OD (i<1).
+ Khi đặt cần số ở 2: thực hiện các số 1, 2, 3, OD nằm ở trạng thái (i=1).
+ Khi đặt cần chọn số ở L: thực hiện các số truyền 1, 2, OD nằm ở trạng thái
(i=1). Với trạng thái số 1 khớp ly hợp 𝐵3 hỗ trợ cho 𝐹2 nhằm giảm tải cho cơ
cấu. Cấu trúc như vậy nâng cao khả năng an toàn làm việc cho CCHT.
+ Khi đặt cần chọn số ở số lùi, các trạng thái: bộ truyền OD ở D, bộ truyền
Simpson có 𝐶2, 𝐵3 đóng.
+ Khi đặt cần chọn số ở số P và số N chỉ có khớp 𝐶0 đóng, còn lại ở trạng thái
mở. Khi đặt cần chọn số ở P khóa trục bị động ở trạng thái khóa với vỏ, do vậy
xe không bị tự trôi.
Tổ hợp các trạng thái làm việc của HSHT gồm bộ truyền OD và bộ truyền
Simpson trên ôtô trong Bảng 4-5.

Bảng 4-5. Tổ hợp các trạng thái làm việc của CCHT TOYOTA CROWN.
Vị trí
cần
Vị trí HSHT 𝐶0 𝐶1 𝐶2 𝐵0 𝐵1 𝐵2 𝐵3 𝐹0 𝐹1 𝐹2
P P *
R R * * * *
N N *
1 * * * *
D 2 * * * * *
3 * * * * *
OD * * * *
1 * * * *
2 * * * * * *
3 * *
1 * * * * *
2* * * * * * *
4.4. CCHT kiểu Ravigneaux.
a. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc.
Cấu tạo của CCHT kiểu Ravigneaux gồm hai bánh răng mặt trời 𝑀1, 𝑀2 nối với
hai trục khác nhau, hai nhóm bánh răng hành tinh 𝐻1, 𝐻2, ăn khớp với nhau và
đặt trên một giá hành tinh G, một bánh răng ngoại luân N ăn khớp với 𝐻2, còn
𝐻1 ăn khớp với 𝑀2. Sơ đồ cấu tạo trình bày trên Hình 4-9 và tóm tắt nguyên lý
làm việc trong Bảng 4-6.

Hình 4-9. Sơ đồ cấu tạo của CCHT kiểu Ravigneaux.
1 - Bánh răng hành tinh 𝐻2; 2 - Bánh răng hành tinh 𝐻1; 3 - Giá hành tinh G; 4 -
Bánh răng mặt trời 𝑀1; 5 - Bánh răng mặt trời 𝑀2; 6 - Bánh răng ngoại luân N.
Bảng 4-6. Tóm tắt nguyên lý làm việc của CCHT kiểu Ravigneaux.
Số
truyền
Phần
tử chủ
động
Phần
tử bị
động
Phần
tử
khóa
Phần
tử chạy
không
Công thức tính i
Khả
năng chế
tạo i
ứng dụng
trong hộp
số
1 𝑀1 N G 𝑀2
𝑟𝑁
𝑟𝑀1
1< i <∞
Số truyền
rất chậm
2 𝑀1 N 𝑀2 _ _
𝑟𝐾
𝑟𝑀1
+
𝑟𝐾
𝑟𝑀2
1 +
𝑟𝐾
𝑟𝑀2
1<i<∞
Số truyền
chậm
3 𝑀1+𝑀2 N
𝑀1,
𝑀2 _ _ 1 1
Số truyền
thẳng

4 G N 𝑀2 _
1
1 +
𝑟𝑀2
𝑟𝑁
i<1
Số truyền
Tăng
5 𝑀2 N G 𝑀1, 𝐻1 −
𝑟𝑁
𝑟𝑀2
-∞<i<-1 Số lùi
Từ Bảng 4-6 nguyên lý làm việc nhận thấy trục chủ động có thể liên kết với 𝑀1,
𝑀2, trục bị động liên kết với N do vật kết cấu bố trí trên hộp số ôtô đảm bảo
tính hợp lý cao. Khi 𝑀1 và 𝑀2 khóa cứng với nhau tạo nên số truyền thẳng (D).
So với CCHT kiểu Simpson, CCHT kiểu Ravigneaux cho khoảng tỷ số truyền
rộng rãi hơn, ít gặp khó khăn trong chế tạo, nhiều hãng đã áp dụng CCHT kiểu
này trên ôtô con từ nhiều năm trước đây.
Hình 4-10. Các trạng thái làm việc ở số 1, 2, 4, R của CCHT kiểu Ravigneaux.
Trên Hình 4-10 mô tả các số truyền của CCHT kiểu Ravigneaux và không miêu
tả ở số 3 truyền thẳng.

b.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của HSHT trên ôtô con OPEL.
HSHT này có trục chủ động 1 nối với bánh T của BMTL, đồng thời trên nó đặt
ly hợp khóa ∅11 và 𝐾2 (bố trí song song) liên hệ với 𝑀3, ly hợp khóa ∅12 liên
hệ với bánh răng 𝑁6. Bánh răng 𝑁6 có thể nối với trục 1 hoặc khóa cứng trên vỏ
nhờ ly hợp ∅13. Trục bị động 9 nối cứng với giá hành tinh 𝐺8 và có thể bị phanh
bởi phanh 𝑇10. Bánh răng 𝑀3 ăn khớp với 𝐻4. Bánh răng 𝐻4 ăn khớp với 𝐻5,
𝑀7 ăn khớp với 𝐻5 và quay trơn trên trục 9.
Sơ đồ thực hiện cấu trúc theo phương án A của CCHT kiểu Ravigneaux, nhưng
sử dụng giá hành tinh 𝐺8 làm khâu bị động. Các trạng thái làm việc của CCHT
theo số truyền trong hộp số như sau.
• Vị trí trung gian: các ly hợp khóa ∅11, ∅12, ∅13 và phanh 𝑇10 đều ở trạng
thái mở. Trục chủ động 1 gắn với bánh tuabin của BMTL và dẫn động
bánh rănghành tinh 𝐻4 và 𝐻5 và đẩy bánh răng 𝑁6 quay cùng chiều với
𝑀3. Do bánh răng 𝑀7 quay lồng không bởi vậy giá hành tinh 𝐺8 và trục
bị động 9 đứng yên.
• Số truyền 1: ly hợp ∅11 đóng, phanh 𝑇10 đóng. Mômen truyền qua ∅11 tới
𝑀3, làm quay 𝐻4 và 𝐺8. 𝑀7 bị khóa đứng yên với vỏ hộp số nhờ phanh
dải 𝑇10. 𝐻5 lăn trên 𝑀7 và mang giá hành tinh 𝐺8 quay cùng chiều với
𝑀3, 𝑁6 quay không tải.
• Số truyền 2: ly hợp ∅12 phanh dải 𝑇10 đều đóng, mômen truyền từ trục 1
qua ∅12 và 𝐾2 tới 𝑁6, 𝐻5 quay và lăn trên bề mặt 𝑀7 (𝑇10 giữ bánh răng
𝑀7 đứng yên) mang theo 𝐺8 quay cùng chiều 𝑁6. 𝐻4 và 𝑀3 quay không
tải.
• Số truyền 3: ly hợp ∅11, ∅12 đóng mômen truyền lực từ trục 1 qua ∅11 và
𝐾2 tới 𝑀3, đồng thời qua ∅12 đến 𝑁6. Do 𝑀1 và 𝑁6 có cùng tốc độ nên
CCHT quay thành một khối thực hiện số truyền thẳng.
• Số lùi: ly hợp ∅11, ∅13 đóng 𝑁6 đứng yên với vỏ hộp số. Mômen truyền
từ trục chủ động qua ∅11 đến 𝑀3. 𝑀3 làm quay 𝐻4, 𝐻5 mang theo giá
hành tinh quay ngược chiều 𝑀3. 𝑀7 quay không tải. Trục bị động quay
ngược chiều, xe thực hiện chuyển động lùi.
Nếu cần chọn số ở vị trí “1” CCHT chỉ làm việc ở số truyền 1.
Nếu cần chọn số ở vị trí “2” CCHT làm việc ở số truyền 1 và số truyền 2.
Nếu cần chọn số ở vị trí “D” CCHT chỉ làm việc ở số truyền 1,2,3.
Nếu cần chọn số ở vị trí “N” và “P” trục bị động đứng yên.
Nếu cần chọn số ở vị trí “R” xe chuyển động lùi.
Việc dùng 𝐺8 làm khâu bị động không cho giá trị tỷ số truyền lớn, nhưng có khả
năng thu gọn kết cấu của HSHT.

c.Cấu tạo, nguyên lý làm việc của HSHT trên ôtô con FORD.
Trên xe có thêm một số truyền tăng, như vậy CCHT kiểu Ravigneaux có bốn số
truyền tiến và một số lùi. HSTĐ bố trí cùng với HTTL AOD/AOD-E. Số 1: giá
hành tinh G bị khóa đứng yên, mômen truyền từ bánh răng 𝑀1 sang bánh răng
hành tinh ngắn 𝐻1 tới bánh răng dìa hành tinh 𝐻2 và truyền ra bánh răng ngoại
luân N, tức là truyền sang trục ra của HSC. Tỷ số truyền đạt được xấp xỉ 2,5:1.
Số 2: bánh răng 𝑀2 bị khóa đứng yên, mômen truyền từ bánh răng 𝑀1 sang
bánh răng hành tinh ngắn 𝐻1 tới bánh răng hành tinh dài 𝐻2 và truyền ra bánh
răng ngoại luân N, tức là truyền sang trục ra của HSC. Tỷ số truyền xấp xỉ
1,5:1. Số 3 truyền thẳng: bánh răng 𝑀2 bị khóa với bánh răng 𝑀1, tất cả thành
một khối chuyên động. Tỷ số truyền xấp xỉ 1:1. Số 4 truyền tăng: bánh răng 𝑀1
bị khóa đứng yên, mômen truyền từ bánh răng hành tinh ngắn 𝐻1 lăn trên 𝑀1.
Tỷ số truyền đạt được xấp xỉ 0,667:1.
Bộ truyền kiểu Ravigneaux có bốn số truyền tiến và một số lùi như trên nằm
gọn trong vỏ CCHT và đặt trong vỏ của HSTĐ thành một khối riêng. Các khối
BMTL, khối CCHT, khối thủy lực, thủy lực điện từ nằm trong vỏ chung của
HSTĐ.
d.Hộp số hành tinh ba số tiền của RENAULT 1.6 TA.
Hộp số này thuộc loại HSTĐ gồm: BMTL có hệ số biến đổi 𝑀𝑇/𝑀𝐵 là 2,3,
CCHT kiểu Ravigneaux thực hiện phương án A. Phần hộp số cơ khí có: bánh
răng ngoại luân N, hai bánh răng mặt trời 𝑀1, 𝑀2 liên kết với bánh răng ngoại
luân bằng ba bộ bánh răng hành tinh kép 𝑆1, 𝑆2, bánh răng hành tinh dài 𝑆2 ăn
khớp với 𝑀2 và ngoại luân N, bánh răng hành tinh ngắn 𝑆1 ăn khớp với 𝑀2 và
bánh răng hành tinh dài 𝑆2. Phần cơ cấu điều khiển cơ khớp một chiều RL, các
khóa ma sát 𝐵1, 𝐵2 và 𝐶1, 𝐶2. Các khóa là dạng ly hợp nhiều đĩa làm việc trong
dầu.
Cơ cấu điều khiển thuộc loại hệ thống thủy lực điện từ (EAT) dùng để điều
khiển hoạt động của các khóa ma sát. Hệ thống điều khiển điện từ cho phép
chọn bộ tối ưu chế độ hoạt động của động cơ và hoạt động của ôtô bằng cách
tính toán từ cảm biến vị trí bướm ga và tốc độ chuyển động của ôtô. Cụm điều
khiển trung tâm nhận các tín hiệu từ các cảm biến, tính toán đưa ra chế độ làm
việc tối ưu cho các cơ cấu điều hành điền từ, mạch thủy lực, thực hiện đóng mở
khóa ma sát để tăng hay giảm vị trí truyền trong CCHT.
Trên cơ cấu điểu khiển còn có công tắc gia tốc nhanh đặt tại vị trí cuối cùng của
bàn đạp cung cấp nhiên liệu (chân ga). Khi xe đang chuyển động ở các số cao (2
và 3), nếu nhấn mạnh chân ga (để đóng công tắc gia công nhanh), mạch điện
cho phép điều khiển chuyển về số thấp hơn tức thời, nhằm tăng khả năng gia tốc

của xe. Cơ cấu này tạo nên trạng thái thay đổi đột biến theo xu hướng tăng gia
tốc xe (trạng thái KICK-DOWN). Công tắc này khi đóng ở chế độ làm việc
“KICK-DOWN” và khóa này “KICK- DOWN” mất tác dụng, ôtô lại hoạt động
theo chế độ tính toán của cụm điều khiển trung tâm. Nhờ cấu trúc như trên, khi
xe cần vượt chướng ngại đột xuất, hoặc gia tốc nhanh, hộp số tự động thay đổi
về truyền thấp hơn, để tạo nên lực kéo lớn. Chúng ta có thói quen gọi là “số
vượt”. Trên nhiều HSTĐ loại EAT có bố trí cơ cấu này, nhằm tăng khả năng
hoạt động linh hoạt của ôtô.

Trường ĐH Giao Thông Vận Tải – CS II NHÓM 6
5 Kết luận và đánh giá:
Đề tài đã trình bày được những vấn đề cơ bản nhất về hộp số tự động từ tổng
quát đến một hộp số cụ thể. Phần tổng quan về hộp số tự động đã trình bày được
khái quát lịch sử phát triển rằng năm 1938, hộp số tự động đầu tiên ra đời khi
hãng GM giới thiệu chiếc Oldsmobile được trang bị hộp số tự động. Việc điều
khiển ôtô được đơn giản hóa bởi không còn bàn đạp ly hợp. Tuy nhiên do chế
tạo phức tạp và khó bảo dưỡng sửa chữa nên nó ít được sử dụng. Đến những
năm 70 Hộp số tự động thực sự hồi sinh khi hàng loạt hãng ô tô cho ra các loại
xe mới với hộp số tự động đi kèm. Từ đó đến nay hộp số tự động đã phát triển
không ngừng và dần thay thế cho hộp số thường. Dựa vào cơ sở lý thuyết để
phân loại hộp số tự động theo tỷ số truyền, theo cách điều khiển, theo cấp số
truyền và theo cách bố trí trên xe. Cùng với đó là trình bày các bộ phận chính và
chức năng cơ bản của hộp số tự động, điều khiển hộp số tự động để cho chúng
ta có một cái nhìn tổng quan về hộp số tự động. Ngoài ra trong bài còn nêu
được cấu tạo, sơ đồ, nguyên lý làm việc của hộp số hành tinh. Điều này giúp
chúng ta biết được các dạng cơ bản trong cấu tạo của hộp số hành tinh trên ôtô
con, hiểu được nguyên lý vận hành của nó.
Trọng tâm của bài tập lớn là Phân tích động học cơ cấu hành tinh kiểu
Simpson trong hộp số tự động bằng việc đánh giá và so sánh về mặt động học
của hộp số hành tinh kiểu Simpson và kiểu Ravigneaux. Trong bài đã đề cập
đến mối quan hệ động học của các dãy hành tinh, cùng với đó đưa ra so sánh về
sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu hành tinh kiểu Simpson và kiểu
Ravigneaux để từ đó chúng ta một phần đánh giá được mặt động học của chúng.
Thêm vào đó, trong bài trình bày thêm về cấu tạo của cơ cấu hành tinh trên một
số ôtô như VOLKSWAGEN và AUDI, ôtô TOYOTA CROWN, ôtô con OPEL
và nguyên lý làm việc của hộp số hành tinh trên các ôtô đó.
Trên đây là toàn bộ nội dung bài tập lớn môn TRUYỀN ĐỘNG CÔNG
SUẤT của nhóm 6. Trong thời gian được giao, các thành viên trong nhóm đã
tích cực tìm hiểu và cố gắng hoàn thành nhiệm vụ nhưng cũng không thể tránh
khỏi thiếu sót, mong nhận được sự góp ý của thầy, cô và các bạn. Tất cả thành
viên của nhóm 6 xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Hữu Chí – người đã
nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho chúng em hoàn thành
bài tập này!!!

Trường ĐH Giao Thông Vận Tải – CS II NHÓM 6
HẾT!!!

Phân tích động học Cơ cấu hành tinh kiểu Simpson trong hộp số tự động

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Phân tích động học Cơ cấu hành tinh kiểu Simpson trong hộp số tự động

Similar to Phân tích động học Cơ cấu hành tinh kiểu Simpson trong hộp số tự động (20)

More from Rosie Altenwerth

More from Rosie Altenwerth (9)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Phân tích động học Cơ cấu hành tinh kiểu Simpson trong hộp số tự động