Nhận viết luận văn đại học, thạc sĩ trọn gói, chất lượng, LH ZALO=>0909232620 Tham khảo dịch vụ, bảng giá tại: https://vietbaitotnghiep.com/dich-vu-viet-thue-luan-van Download luận văn đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ ô tô với đề tài: Nghiên cứu hộp số Toyora 4GR-FSE và ứng dụng trong xây dựng bài thực hành về hệ thống truyền động ô tô, cho các bạn tham khảo

1. LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình
của các thầy trong bộ môn Công Nghệ Ôtô và Hệ Thống Cảm Biến, bạn bè và gia
đình. Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy trong bộ môn Công
Nghệ Ôtô và Hệ Thống Cảm Biến thuộc trường Đại học Công Nghệ Thông Tin và
Truyền Thông đã tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới Th.S Trần Trung Dũng thầy đã
quan tâm, chỉ bảo, hướng dẫn em rất tận tình trong suốt quá trình em thực hiện đồ
án. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn quan tâm, động
viên giúp đỡ để em hoàn thành tốt đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 3 tháng 6 năm 2016
Sinh viên
Lê Thế Thắng
1

2. LỜI CAM ĐOAN
- Đồ án tốt nghiệp là thành quả từ sự nghiên cứu hoàn toàn thực tế trên cơ
sở các số liệu thực tế và được thực hiện theo hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn.
- Cam đoan về nội dung đồ án không sao chép nội dụng cơ bản từ các đồ án
khác và sản phẩm của đồ án là do em nghiên cứu xây dựng nên.
- Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn các nguồn tài
liệu trong báo cáo và danh mục tài liệu tham khảo.
-Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường, tôi xin hoàn
toàn chịu trách nhiệm .
Thái Nguyên, ngày 3 tháng 6 năm 2016
Sinhviên
Lê Thế Thắng
2

3. MỤC LỤC
MỤC LỤC iii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ 2
1.1 Định nghĩa về hộp số ô tô..............................................................................2
1.2 Công dụng, phân loại, yêu cầu.......................................................................2
1.2.1 Công dụng ...............................................................................................2
1.2.2 Phân loại hộp số ......................................................................................2
1.2.3. Yêu cầu về hộp số ..................................................................................8
CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TOYOTA 4GR-FSE..................11
2.1 Cấu tạo của các bộ phân trong hộp số toyota 4GR-FSE..............................11
2.1.1 Bộ biến mô ............................................................................................11
2.1.2 Bộ truyền động bánh răng hành tinh .....................................................23
2.2. Bộ điều khiển thủy lực và hệ thống van thủy lực .......................................41
2.2.1. Bộ điều khiển thủy lực .........................................................................41
2.2.2 Hệ thống van .........................................................................................43
CHƯƠNG 3: XÂY XỰNG BÀI THỰC HÀNH 50
VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG Ô TÔ 50
3.1. Giới thiệu modul 4GR-FSE ........................................................................50
3.2. Xây dựng các bài thực hành trên modul 4GR-FSE ....................................53
KẾT LUẬN 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO 75
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 76
3

4. DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Cấu tạo hộp số vô cấp [2] ...................................................................... 3
Hình 1.2: Cấu tạo bên trong của hộp số sàn động cơ ô tô [2]................................ 4
Hình 1.3: Cấu trúc hộp số ly hợp kép [2]............................................................... 5
Hình 1.4: Hộp số ly hợp kép [2]............................................................................. 6
Hình 1.5: Cấu tạo trong của hộp số tự động [2]..................................................... 7
Hình 1.6: Đường cong đặc tính truyền động [6].................................................... 9
Hình 1.7: Tỷ số truyền hộp số [6] ........................................................................ 10
Hình 2.1: Cấu tạo của hộp số tự động Toyota 4GR-FSE [3] ............................... 11
Hình 2.2: Bộ biến mô của Toyota 4GR-FSE [1].................................................. 11
Hình 2.3: Bánh bơm [1] ....................................................................................... 12
Hình 2.4: Bánh tua bin [1] ................................................................................... 13
Hình 2.5: Hoạt động của khớp 1 chiều [1]........................................................... 14
Hình 2.6: Cơ cấu li hợp khóa biến mô [1]............................................................ 15
Hình 2.7: Cơ cấu vận hành của biến mô [1]......................................................... 15
Hình 2.8: Sự nhả khớp trên biến mô [1] .............................................................. 16
Hình 2.9: Sự ăn khớp của khóa biến mô [1] ........................................................ 17
Hình 2.10: Sự truyền mô men [1] ........................................................................ 18
Hình 2.11: Khuếch đại mô-men [1] ..................................................................... 18
Hình 2.12: Hoạt động của biến mô [1]................................................................. 19
Hình 2.13: Xe bắt đầu chuyển động [1] ............................................................... 20
Hình 2.14: Tỷ số truyền momen và hiệu suất truyền [1]...................................... 21
Hình 2.15: Tỷ số truyền và hiệu suất truyền [1]................................................... 22
Hình 2.16: Chức năng của khớp 1 chiều của stato [1]......................................... 23
Hình 2.17: Cụm bánh răng hành tinh [3] ............................................................. 24
Hình 2.18: Cấu tạo bánh răng hành tinh [1]......................................................... 25
Hình 2.19: Nguyên lí vận hành [1]....................................................................... 25
Hình 2.20: Cơ cấu giảm tốc [1]............................................................................ 26
4

5. Hình 2.21: Đảo chiều [1]...................................................................................... 27
Hình 2.22: Nối trực tiếp [1].................................................................................. 28
Hình 2.23: Tăng tốc [1]........................................................................................ 29
Hình 2.24: Nguyên lí hoạt động ở số 1 của bánh răng hành tinh [1] ................... 30
Hình 2.25: Nguyên lí hoạt động ở số 2 của bánh răng hành tinh [1] ................... 31
Hình 2.26: Nguyên lý hoạt động ở số 3 của bánh răng hành tinh [1] .................. 31
Hình 2.27: Nguyên lý hoạt động ở số lùi của bộ bánh răng hành tinh [1]........... 32
Hình 2.28: Phanh trong hộp số Toyota 4GR-FSE [1].......................................... 34
Hình 2.29: Hoạt động của phanh dài (B1) [1]...................................................... 35
Hình 2.30: Phanh kiểu nhiều đĩa ướt B2,B3 [1]................................................... 36
Hình 2.31: Hoạt động của phanh kiểu nhiều đĩa ướt B2,B3 [1] .......................... 37
Hình 2.32: Cấu tạo li hợp [1] ............................................................................... 38
Hình 2.33: Hoạt động của li hợp [1] .................................................................... 39
Hình 2.34: Hoạt động nhả khớp ở C1 [1] ............................................................ 40
Hình 2.35: Bộ điều khiển thủy lực [3] ................................................................. 41
Hinh 2.36: Cơ chế chuyển số tự động [3] ............................................................ 42
Hình 2.37: Sơ đồ khối điều khiển thủy lực [3]..................................................... 42
Hình 2.38: Thân van [3]....................................................................................... 43
Hình 2.39: Van điều khiển [3] ............................................................................. 45
Hình 2.40: Van điều áp sơ cấp [3] ....................................................................... 45
Hình 2.41: Van điều áp thứ cấp [3]...................................................................... 46
Hình 2.42 :Van bướm ga [3]................................................................................ 46
Hình 2.43: Van chuyển số 1-2 [3]........................................................................ 47
Hình 2.44: Van chuyển số 2-3 [3]........................................................................ 48
Hình 2.45: Van chuyển số 3-4 [3]........................................................................ 49
Hình 3.1: Mặt trước của modul 4GR-FSE ........................................................... 50
Hình 3.2: Modul 4GR-FSE nhìn ngang ............................................................... 51
Hình 3.3: Modul 4GR-FSE nhìn từ phía sau........................................................ 52
5

6. Hình 3.4: Máy G-Scan ......................................................................................... 54
Hình 3.5: Cổng kết nối với máy G-SCAN........................................................... 55
Hình 3.6: Máy G-SCAN đang ở chế độ chọn vào mục Toyota ........................... 56
Hình 3.7: Máy G-SCAN đang ở chọn chế độ MARKX ...................................... 56
Hình 3.8: Chọn vào GRX120............................................................................... 57
Hình 3.9: Chọn 4GR-FSE .................................................................................... 57
Hình 3.10: Chọn vào DATA................................................................................ 58
Hình 3.11: Kết quả đo được hiển thị trên màn hình............................................. 58
Hình 3.12: Sơ đồ mạch điều khiển hộp số Toyta 4GR-FSE [7]........................... 59
Hình 3.13: Các cổng kết nối trên modul 4GR-FSE ............................................. 60
Hình 3.14: Dạng sóng 1 SL2 [7].......................................................................... 64
Hình 3.15: Dạng sóng 2 SLU [7] ......................................................................... 64
Hình 3.16: Dạng sóng 3 NT [7] ........................................................................... 65
Hình 3.17: Dạng sóng 4 SP2 [7] .......................................................................... 66
Hình 3.18: Dạng sóng 5 SL1 [7].......................................................................... 66
Hình 3.19: Dạng sóng 6 SLT [7].......................................................................... 67
Hình 3.20: Đồng hồ số ......................................................................................... 68
Hình 3.21: Thao tác nối cực âm đồng hồ số với cổng kết nối B.......................... 68
Hình 3.22: Thao tác nối cực dương đồng hồ số với cổng kết nối B .................... 69
Hình 3.23: Cần số được đặt tại vị trí S................................................................. 69
Hình 3.24: Bảng đồng hồ táp lô ........................................................................... 69
Hình 3.25: Tăng ga............................................................................................... 70
Hình 3.26: Màn hình táp lô hiển thị động cơ đang chạy ở số 1 ........................... 70
Hình 3.27: Màn hình táp lô hiển thị động cơ đang chạy ở số 2 ........................... 71
Hình 3.28: Màn hình táp lô hiển thị động cơ đang chạy ở số 3 ........................... 72
Hình 3.29: Màn hình táp lô hiển thị động cơ đang chạy ở số 4 ........................... 72
Hình 3.30: Màn hình táp lô hiển thị động cơ đang chạy ở số 5 ........................... 73
6

7. 7

8. DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Cách đo đạc tại vị trí P hoặc N [7] ......................................................... 61
Bảng 2: Đo đạc tại vị trí cần số R [7]................................................................... 61
Bảng 3: Đo đạc ở vị trí D, S [7] ........................................................................... 62
Bảng 4: Dạng sóng 1 (điều khiển ly hợp điện từ số 1 SL2) [7] ........................... 63
Bảng 5: Dạng sóng 2 (kích vào kiểm tra điện từ SLU) [7].................................. 64
Bảng 6: Dạng sóng 3 (mạng cảm biến khi truyền NT) [7]................................... 65
Bảng 7: Dạng sóng 4 (cảm biến truyền cách mạng SP2) [7] .............................. 65
Bảng 8: Dạng sóng 5 (kiểm tra chân điện tử số 1 SL1) [7] ................................. 66
Bảng 9: Dạng sóng 6 (dòng điện điều chỉnh áp suất từ ASSY SLT) [8]............. 66
Bảng 10: Kết quả đo điện áp................................................................................ 73
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, ngành vận tải ô tô phát triển với tốc độ cao,
nhiều kiểu dáng mẫu mã hợp thị hiếu khách hàng. Ở Việt Nam, xe hơi đã bắt đầu
được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên nhu cầu đi lại của con người vẫn chưa được thỏa
mãn. Do vậy các hãng sản xuất xe không ngừng cải tiến, ứng dụng đưa những
thành tựu khoa học kỹ thuật, ngành thiết kế và chế tạo ô tô nhằm làm tăng độ an
toàn cho xe, làm gọn nhẹ hệ thống điện động cơ, bền đẹp và hợp lý. Những cải tiến
trên là nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người và những quy định
khắt khe về an toàn và bảo vệ môi trường.
Ô tô đang ngày càng trở nên quen thuộc trong cuộc sống hiện đại ngày này,
trở thành một trong những phương tiện đi lại phổ biến của con người. Để tạo nên
một chiếc ô tô hoàn thiện yêu cầu rất nhiều công nghệ khác nhau như cơ khí, điện,
điện tử bên cạnh đó còn có công nghệ vật liệu, hóa học, nhiệt… và ngày nay là
8

9. công nghệ thông tin tất cả sẽ được kết hợp lại. Những chiếc ô tô ngày này cũng đã
khác xa so với những chiếc xe của thế kỷ trước, với rất nhiều cải tiến về công nghệ
từ động cơ, nhiên liệu, hệ thống điều khiển v.v…
Với mục đích làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, củng cố mở rộng
thêm kiến thức chuyên môn. Em đã được giao đề tài: “Nghiên cứu hộp số Toyora
4GR-FSE và ứng dụng trong xây dựng bài thực hành về hệ thống truyền động
ô tô”.
Trong quá trình thực hiện đề tài em đã được thầy Trần Trung Dũng tận tình
chỉ dẫn và tạo điều kiện thuận lợi về mặt tinh thần cũng như tài liệu tham khảo.
Mặc dù đã rất cố gắng để hoàn thành đề tài nhưng do bước đầu làm quen
với mô hình thực tế, trình độ bản thân còn nhiều hạn chế nên đề tài không tránh
khỏi những sai sót. Rất mong được sự thông cảm và góp ý của thầy,cô và các bạn
để đề tài này được hoàn thiện hơn.
Qua đây em xin cám ơn thầy Trần Trung Dũng đã giúp đỡ em hoàn thành
đề tài này.
9

10. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ
 Định nghĩa về hộp số ô tô
Hộp số là một hệ thống gồm nhiều cặp hay bộ bánh răng ăn khớp với
nhau, được sử dụng để truyền mô men xoắn từ động cơ tới các bánh xe chủ động
của ô tô. Ngày nay, ngoài hộp số tay truyền thống, còn thêm các loại hộp số tự
động, số ly hợp hay vô cấp.
Mô men quay sinh ra bởi động cơ hầu như không đổi. Tuy nhiên khi khởi
động hoặc khi lên dốc xe đòi hỏi mô men quay phải lớn hơn, còn khi xe chạy ở tốc
độ cao mô men quay lớn lại không cần thiết nữa. Hộp số được cung cấp để giải
quyết vấn đề này bằng cách thay đổi tổ hợp bánh răng (thay đổi tỷ số truyền) nhằm
biến công suất đầu ra của động cơ thành mô men quay và tốc độ quay phù hợp với
điều kiện xe chạy.
Một chiếu ô tô là tổng thể gồm hàng ngàn chi tiết kiết hợp với nhau. Tuy
nhiên, một vài bộ phận trong cả ngàn chi tiết đó điều khiển hoạt động của xe, vì
vậy chúng đóng một vai trò quan trọng hơn phần còn lại. Hộp số là một trong
những bộ phận cực kỳ quan trọng của ô tô. Thiếu nó, chiều xe của bạn sẽ không
thể di chuyển được.
1.2 Công dụng, phân loại, yêu cầu
1.2.1 Công dụng
 Tăng mô men dẫn động bánh xe khi ôtô khởi động và leo dốc.
 Dẫn động các bánh xe đạt được tốc độ cao khi cần thiết.
 Đảo chiều chuyển động của ôtô.
 Cắt chuyển động từ động cơ đến bánh xe chủ động (tay số N).
1.2.2 Phân loại hộp số
+ Theo phương pháp thay đổi tỷ số truyền, hộp số được chia thành: hộp số
có cấp và hộp số vô cấp.
+ Theo loại hộp số gồm: số sàn, số tự động, hộp số ly hợp kép.
a. Theo phương pháp thay đổi tỷ số truyền.
10

11. + Hộp số có cấp được chia theo:
- Sơ đồ động học:
 Loại có trục cố định (hộp số hai trục, hộp số ba trục . . .)
 Loại có trục không cố định (hộp số hành tinh một cấp, hai cấp . . .)
- Dãy số truyền:
 Một dãy tỷ số truyền (3 số, 4 số, 5 số)
 Hai dãy tỷ số truyền.
- Phương pháp sang số:
 Hộp số điều khiển bằng tay.
 Hộp số tự động.
+ Số vô cấp
Không giống như hộp số truyền thống, hộp số vô cấp không có các cặp
bánh răng tạo tỷ số truyền. hộp số vô cấp thường hoạt động trên một hệ thống puli
(ròng rọc) và dây đai truyền cho phép thay đổi vô cấp và liên tục, không tách biệt
riêng rẽ các số.
11

12. Hình 1.1: Cấu tạo hộp số vô cấp [2]
Ưu điểm của hộp số vô cấp là giảm những cú sốc khi chuyển số qua đó có
thể tăng đáng kể khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Tuy nhiên, dây đai của nó cũng có
thể bị trượt và kéo giãn, làm giảm hiệu suất hoạt động. Điểm yếu lớn nhất của hộp
số vô cấp là không chịu được mô men xoắn cao, do đó không ứng dụng được với
xe thể thao. Song sự đơn giản của hộp số vô cấp đã biến chúng trở thành lý tưởng
cho xe máy. Xe hybrid lắp hộp số vô cấp cũng đang phổ biến và hộp số này đang
được sử dụng cho chiếc Toyota Prius danh tiếng.
+ Hộp số vô cấp được chia theo:
- Hộp số thủy lực (hộp số thủy tĩnh, hộp số thủy động).
- Hộp số điện.
- Hộp số ma sát.
b. Theo loại hộp số
12

13. + Hộp số tay (số sàn).
Đặc điểm chính của hộp số tay hay còn gọi là số sàn là người lái phải tự
chuyển số bằng pê-đan côn và cần số trên sàn xe. Thành phần chính của hộp số tay
gồm một trục bánh râng trung gian, hoạt động nhờ kết nối với trục xoay của động
cơ.
Hình 1.2: Cấu tạo bên trong của hộp số sàn động cơ ô tô [2]
Ưu điểm: hộp số tay là giá thành thấp, bão dưỡng đơn giản hơn, ít tốn kém
hơn. Hộp số tay nếu được sẽ dụng thích hợp có thể hoạt động hàng trăm nghìn
kilomet mà không trục trặc. Việc thay dầu định kỳ cũng không thường xuyên như
hộp số tự động. Số tay tạo cảm giác chế ngự trực tiếp sức mạnh của động cơ ô tô
và người điều khiển có thể cảm nhận được sức mạnh tối đa của động cơ. Tuy
nhiên, sử dụng số tay có thể là một trải nghiệm “tra tấn” khi bị kẹt xe trong đô thị.
Công dụng và nguyên tắc hoạt động: Một trục bánh răng chốt (splined
shaft) nối trực tiếp với trục dẫn động thông qua vi-sai đến các bánh xe. Tương ứng
13

14. với các bánh răng ở trục trung gian sẽ là các bánh răng trên trục chốt để tạo ra
những tỷ số truyền động khác nhau. Nhông cài (collar) gắn với cần số có chức
năng kết nối các bánh răng ở trục chốt với trục dẫn động tới các bánh xe. Nhông
cài có thể trượt qua trái hoặc phải dọc theo trục chốt để gài vào các bánh răng khác
nhau. Các răng trên nhông, gọi là răng chó (dog teeth), khớp với các lỗ mặt bên
của bánh răng trên trục chốt để khóa vào nhau.
Hộp số tay ở xe hiện đại còn sử dụng 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 cùng tốc độ
trước khi khớp với các răng chó. Xe chạy chậm (số 1) là nhờ tỷ số bánh răng cao
để vận tốc của bánh răng truyền mô-men xoắn vào trục bánh xe chủ động thấp. Khi
chạy nhanh (số 5, 6, 7) tỷ số bánh răng thấp – các bánh răng có đường kính gần
tương đương nhau – để vận tốc của bánh xe tương đương với vận tốc xoay của
động cơ.
+ Hộp số ly hợp kép
Hộp số ly hợp kép hay còn gọi là hộp số bán tự động cũng giải phóng cho
người lái khỏi pê-đan côn li hợp khi chuyển số. Về cơ bản, có thể mô tả hộp số ly
hợp kép như sự kết hợp giữa hai hộp số tay.
14

15. Hình 1.3: Cấu trúc hộp số ly hợp kép [2]
Hộp số ly hợp kép hoạt động trên nguyên tắc truyền động tương tự như hộp
số tay. Nhưng bộ đôi ly hợp ở đây thuộc loại ly hợp ma sát ướt, nghĩa là các đĩa ma
sát được ngâm trong dầu và sự tách, nối của nó được điều khiển bằng cơ cấu chấp
hành: thủy lực-điện tử. Không giống như số tay truyền thống, vốn đưa tất cả các
bánh răng lên một trục truyền mô-men xoắn, hộp số ly hợp kép gồm hai trục truyền
mô-men xoắn lồng vào nhau, một trục nằm phía bên trong của trục kia. Hai trục
này gồm một trục gắn các bánh răng ở cấp số lẻ (trục trong) và một trục gồm các
bánh răng ở cấp số chẵn (trục ngoài). Bộ đôi ly hợp của hộp số ly hợp kép, thường
thuộc loại ly hợp ma sát ướt, nghĩa là các đĩa ma sát được ngâm trong dầu và được
điều khiển bằng cơ cấu thủy lực-điện tử. Hai ly hợp này hoạt động hoàn toàn độc
lập với nhau, một điều khiển các bánh răng cấp số lẻ (1, 3, 5 và bánh răng số lùi),
trong khi ly hợp còn lại có nhiệm vụ điều khiển bánh răng số chẵn (2, 4,6). Quá
trình chuyển số có thể thực hiện tự động hoàn toàn tuỳ thuộc vào chế độ hoạt động
của động cơ và lực cản của mặt đường. Hộp số ly hợp kép cũng có thể cho phép
người lái chuyển số tay mặc dù nó vẫn được thực hiện thông qua hệ thống thủy
15

16. lực-điện tử của hộp số.
Hình 1.4: Hộp số ly hợp kép [2]
Với kết cấu như trên, quá trình tăng hoặc giảm số diễn ra rất nhanh chóng
(chỉ 8 mili giây), liên tục và vì thế điểm mạnh nhất của hộp số ly hợp kép là tiết
kiệm nhiên liệu. Một số chuyên gia cho biết, hộp số li hợp kép 6 cấp có thể cải
thiện 10% hiệu suất tiêu thụ nhiên liệu so với hộp số tự động 5 cấp truyền
thống.Tuy nhiên, chi phí phụ trội để ứng dụng hộp số này không nhỏ, khi các hãng
ô tô phải điều chỉnh dây chuyền chế tạo cho phù hợp với loại hộp số mới.
+ Hộp số tự động
Hộp số tự động có kết cấu phức tạp hơn nhiều so với số sàn, do đó cần phải
hiểu đúng về các tính năng cũng như cách sử dụng đúng, tránh trược các hư hỏng
và giúp kéo dài tuổi thọ sử dụng.
Số tự động là hộp số có thể tự động thay đổi tỷ số truyển động bằng cách sử
dụng áp suất dầu tác động tời từng ly hợp hay đai bên trong. Vì thế, khác biệt dễ
thấy nhất là xe lắp số tự động không có chân côn.
Trái tim của số tự động là bộ bánh răng hành tinh. Cấu tạo của bộ bánh răng
16

17. này bao gồm bánh răng định tinh (còn gọi là bánh răng trung tâm hay bánh răng
mặt trời) nằm ở giữa. Các bánh răng hành tinh nhỏ ăn khớp và xoay quanh bánh
răng mặt trời, được lắp với một giá đỡ. Cuối cùng là vòng răng ngoài bao quanh và
ăn khớp với các bánh răng hành tinh nhỏ.
Hình 1.5: Cấu tạo trong của hộp số tự động [2]
Trong hộp số tự động, vòng răng thường được chế tạo thêm rãnh răng ở mặt
ngoài để ăn khớp với các đĩa ma sát của ly hợp, như vậy các đĩa ma sát sẽ chuyển
động cùng với vòng răng. Cả ba thành phần này đều có thể đóng vai trò của bánh
răng truyền mô-men xoắn, bánh răng nhận mô-men xoắn hoặc có thể cố định.
Bằng cách đổi vai như vậy, tỷ lệ truyền động sẽ thay đổi. Máy tính điện tử sẽ tính
toán mức chịu tải của động cơ cũng như tốc độ để qua đó điều khiển các li hợp hay
đai giữ thông qua áp suất dầu nhằm cố định hay cho phép các thành phần này
chuyển động.
17

18. Số tự động có thêm bộ chuyển đổi mô-men (torque converter) là một loại
“khớp nối” dầu giữa động cơ và hộp số đóng vai trò thay cho li hợp ở số tay để cho
phép động cơ quay độc lập với hộp số. Với bộ chuyển đổi mô-men này, một số
chuyển động trượt sẽ xảy ra trong quá trình vận hành vì thế hiệu suất hoạt động
của hộp số bị giảm bớt. Tuy nhiên, hầu hết các bộ chuyển đổi mô-men trong hộp
số hiện đại ngày nay đã có thêm li hợp khóa để ngăn chuyển động trượt giúp bộ
chuyển đổi mô-men có hiệu suất hoạt động tương đương với li hợp của số tay. Mặc
dù vậy, do số tự động sử dụng một phần sức mạnh của động cơ để vận hành bơm
thủy lực tạo ra áp suất dầu điều khiển các li hợp bên trong nên số tay vẫn tiết kiệm
nhiên liệu hơn.
Ưu điểm chính của số tự động là giải phóng cho người lái khỏi chân côn
cũng như cần số, giúp người sử dụng cảm thấy thoải mái khi xe hoạt động trong đô
thị thường xuyên xảy ra kẹt xe, tắc đường. Nghiên cứu cho thấy xe sử dụng số tự
động hoạt động trong đô thị có mức tiêu thụ nhiên liệu tương đương xe lắp số tay,
và trong nhiều trường hợp còn thấp hơn. Tuy nhiên, cũng có người cho rằng số tự
động đem lại cảm giác nhàm chán, không thú vị. Một ưu điểm khác của số tự động
là giá trị bán lại của xe đã qua sử dụng lắp số tự động cao hơn. Tuy nhiên, số tự
động cũng chóng mòn và hỏng hơn nên cần được bảo hành nhiều hơn, tốn kém
hơn.
c. Cách bố trí hộp số
+ Hộp số ngang
Loại hộp số đặt ngang được dùng cho các loại xe FF (động cơ đặt ở phía
trước và cầu trước chủ động).
+ Hộp số dọc
Hộp số dọc sẽ được bố trí khi động cơ đặt dọc. Ở loại hộp số này các bánh
xe chủ động có thể là các bánh xe trước hoặc các bánh xe sau.
1.2.3. Yêu cầu về hộp số
Hộp số phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:
18

19.  Sự truyền lực phải chính xác và êm dịu.
 Hộp số phải gọn nhẹ và dễ dàng trong điều khiển.
 Chịu được sự hoạt động ở các điều kiện khắc nghiệt và có độ bền cao.
 Dễ dàng bảo quản và sửa chữa.
* Sự cần thiết của việc chuyển số:
- Đồ thị bên phải trình bày các đường cong tính năng truyền động, chỉ rõ
mối quan hệ giữa lực dẫn động và tốc độ xe từ số 1 tới số 6. A là đường cong lý
tưởng khi chuyển số.Phần gạch chéo là phần mô men xoắn sử dụng không có hiệu
quả khi chuyển số.
- Khi xe có ít tay số thì phần này sẽ rộng và hộp số sẽ không được sử dụng
trong thực tế.
Hình 1.6: Đường cong đặc tính truyền động [6]
- Ngược lại nếu hộp số có quá nhiều tay số thì các đường cong tay số sẽ gần
đường A (đường cong lý tưởng), làm giảm phần mô men xoắn không hiệu quả,
nhưng hộp số sẽ rất phức tạp khi thiết kế và lái xe gặp nhiều khó khăn khi vận
hành.Thường thì hộp số có khoảng 4 hoặc 5 số tiến và 1 số lùi.
- Đồ thị trên là quá trình chuyển số từ 1 đến 6 khi người lái muốn tăng tốc
19

20. độ động cơ thì bắt buộc phải chuyển số.
 Khi khởi hành cần có công suất lớn, nên người lái sử dụng số 1 có lực
truyền động lớn nhất.
 Sau khi khởi hành tài xế dùng số 2, số 3 để tăng tốc độ xe. Tài xế dùng
số truyền này vì chúng có giới hạn tốc độ cao hơn số 1 mà không cần nhiều lực
truyền động.
 Khi xe chạy ở tốc độ cao, tài xế dùng số truyền 4,5,6 để tiếp tục tăng tốc
độ xe. Việc sử dụng các số truyền với lực truyền động nhỏ và hạ thấp tốc độ động
cơ sẽ giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.
* Tỷ số truyền
Để thay đổi tốc độ chuyển động của ôtô bằng cách thay đổi tỷ số truyền của
hộp số thông qua các cặp bánh răng ăn khớp dựa vào nguyên tắc sau: Khi tốc độ
đầu ra của hộp số chậm thì mô men của nó sinh ra sẽ cao để ôtô vượt chướng ngại
vật và leo dốc dễ dàng. Ngược lại, khi tốc độ đầu ra của hộp số càng nhanh thì mô
men ở đầu ra của hộp số bé, được sử dụng cho ôtô hoạt động ở tốc độ cao.
Hình 1.7: Tỷ số truyền hộp số [6]
Tỷ số truyền: i12 = n1/n2 = Z2/Z1
Z2: Số răng của bánh răng bị động. Z1: Số răng của bánh răng
chủ động.
20

21. n1: Số vòng quay của bánh răng chủ động.
n2: Số vòng quay của bánh răng bị động.
- Tỷ số truyền giảm: i>1 (Z2>Z1). Trong hộp số tương ứng với các số 1, 2, 3.
- Tỷ số truyền tăng : i<1 (Z2<Z1). Trong hộp số tương ứng với số 5.
- Tỷ số truyền không đổi (tỷ số truyền thẳng): i=1 (Z2=Z1). Trong hộp số
tương ứng với số 4.
Theo sự truyền động của các cặp bánh răng theo hình vẽ thì chuyển động
của trục thứ cấp của hộp số ngược chiều quay với trục sơ cấp.
21

22. CHƯƠNG 2:TÌM HIỂU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TOYOTA 4GR-FSE
 Cấu tạo của các bộ phân trong hộp số toyota 4GR-FSE
Hình 2.1: Cấu tạo của hộp số tự động Toyota 4GR-FSE [3]
Hộp số tự động Toyota 4GR-FSE gồm các bộ phận sau: ECU động cơ, các
loại cảm biến, bộ biến mô, bộ điều khiển thủy lực…
 Bộ biến mô
 Khái quát chung và cấu tạo
22

23. Hình 2.2: Bộ biến mô của Toyota 4GR-FSE [1]
- Bộ biến mô vừa truyền vừa khuếch đại mô men từ động cơ vào hộp số (bộ
truyền bánh răng hành tinh) bằng việc sử dụng dầu hộp số tự động như một môi
chất.
- Bộ biến mô gồm bánh bơm, bánh tua-bin, khớp một chiều, stato và vỏ
biến mô chứa tất cả các bộ phận đó.
- Bộ phận biến đổi được đổ đầy hộp số tự động do bơm dầu cung cấp. Động
cơ quay sang và bánh bơm quay và dầu bị đẩy ra từ bánh bơm thành một dòng
mạnh làm quay bánh tua-bin.
Bánh bơm
Bánh bơm được bố trí trong vỏ bộ biến mô và được nối với trục khuỷu qua
đĩa dẫn động. Nhiều cánh hình cong được lắp bên trong bánh bơm. Một vòng dẫn
hướng được lắp trên mép trong của các cánh để đường dẫn dầu được êm.
23

24. Hình 2.3: Bánh bơm [1]
Bánh tua-bin
Rất nhiều cánh được lắp trên bánh tua-bin giống như trường hợp bánh bơm.
Hướng cong của các bánh này ngược chiều với hướng của các bánh bơm, bánh
tua-bin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong nó nằm đối
diện với các cánh của bánh bơm với khe hở rất nhỏ ở giữa.
24

25. Hình 2.4: Bánh tua bin [1]
Stato
Stato nằm giữa bánh bơm và bánh tua-bin, qua khớp 1 chiều nó được lắp
trên trục stato trục này cố định trên vỏ hộp số.
Hoạt động của stato
Dòng bơm dầu trở về từ bánh tua bin vào bánh bơm theo hướng cản sự quay
của bánh bơm. Do đó, stato đổi chiều của dòng dầu sao cho nó tác động lên phía
sau của các cánh trên bánh bơm và bổ sung thêm lực đẩy cho bánh bơm do đó nó
làm tăng thêm mô men.
Hoạt động của khớp một chiều
Khớp một chiều cho phép stato quay theo chiều quay trục khuỷu động cơ.
Tuy nhiên nếu stato bắt đầu quay theo chiều ngược lại thì khớp ngược chiều sẽ
25

26. khóa stato để ngăn cản không cho nó quay.
Hình 2.5: Hoạt động của khớp 1 chiều [1]
Cơ cấu li hợp khóa biến mô
Mô tả
Cơ cấu li hợp khóa biến mô truyền cô suất từ động cơ tới hộp số tự động
một cách trực tiếp và cơ học. Do bộ biến mô sử dụng thủy lực để gián tiếp truyền
26

27. công suất nên có sự tổn hao công suất. Vì vậy, li hợp được lắp trong bộ biến mô để
nối trực tiếp từ động cơ tới hộp số để giảm tổn hao công suất.
Khi xe đạt được một tốc độ nhất định, thì cơ cấu li hợp khóa biến mô sẽ
được sử dụng để nâng cao công suất và sử dụng nhiên liệu.
Li hợp khóa biến mô sẽ được lắp trong moay ơ của bánh tua-bin, phía trước
bánh tua-bin.
Lo xo giảm chấn sẽ hấp thụ lực xoắn khi ăn khớp li hợp để ngăn không cho
sinh ra va đập. Một vật liệu ma sát (cùng dạng sử dụng trong phanh đĩa và đĩa li
hợp) được gắn lên vỏ biến mô hoặc piston khóa của bộ biến mô để ngăn sự trượt ở
thời điểm ăn khớp li hợp.
Hình 2.6: Cơ cấu li hợp khóa biến mô [1]
Vận hành
27

28. Khi vận hành khóa biến mô được kích hoạt thì nó sẽ quay cùng với bánh
bơm và bánh tuabin. Việc ăn khớp và nhả li hợp khóa biến mô được xác định từ
những thay đổi về hướng của dòng thủy lực trong biến mô khi xe đạt được một tốc
động nhất định.
Hình 2.7: Cơ cấu vận hành của biến mô [1]
28

29. Nhả khớp
Khi xe chạy ở tốc động thấp thì dầu bị nén (áp suất của bộ biến mô) sẽ chảy
vào phía trước của bộ li hợp khóa biến mô. Do đó, áp suất trên mặt trước và mặt
sau của li hợp khóa biến mô trở nên cân bằng và do đó li hợp khóa biến mô được
nhả khớp.
Hình 2.8: Sự nhả khớp trên biến mô [1]
Ăn khớp
Khi xe chạy ở tốc độ trung bình hoặc cao thì dầu bị nén sẽ chảy vào phía sau
29

30. của li hợp khóa biến mô. Do đó, vỏ bộ biến mô và li hợp khóa biến mô sẽ trực tiếp nối
với nhau. Do đó li hợp khóa biến mô và vỏ của nó sẽ quay cùng nhau.
Hình 2.9: Sự ăn khớp của khóa biến mô [1]
b. Nguyên lý hoạt động của bộ biến mô
Sự truyền mô men
Khi tốc độ của bánh bơm tăng thì lực li tâm bắt đầu làm cho dầu chảy từ
tâm bánh bơm ra ngoài. Khi tốc độ bánh bơm tăng lên nữa thì dầu bị ép văng ra
khỏi bánh bơm. Dầu va vào cánh của bánh tua-bin làm cho bánh tua-bin bắt đầu
quay cùng chiều với bánh bơm.
Dầu chảy vào trong dọc theo cánh của bánh tua-bin. Khi nó chiu được vào
bánh tua-bin thì mặt cong trong của bánh sẽ đổi hướng dầu ngược lại về phía bánh
bơm, và chu kỳ lại bắt đầu lại từ đầu. Việc truyền mô men được thực hiện toàn
30

31. hoàn dầu qua bánh bơm và bánh tua-bin.
Hình 2.10: Sự truyền mô men [1]
Khuếch đại mô men
Việc khuếch đại mô men do biến mô thực hiện bằng cách dẫn dầu khi nó
vẫn còn năng lượng sau khi đã đi qua bánh tua-bin trở về bánh bơm qua các cánh
của stato.
Nói cách khác bánh bơm được quay do mô men từ động cơ mà mô men này
lại được bổ sung dầu quay từ bánh tua-bin. Có thể nói rằng bánh bơm đã khuếch
đại mô men ban đầu để dẫn động bánh tua-bin.
31

32. Hình 2.11: Khuếch đại mô-men [1]
Hoạt động của biến mô
Dưới đây là mô tả chung của hoạt động của bộ biến mô khi cần số di
chuyển vào ‘D’ hoặc ‘R’.
Khi động cơ chạy không tải hoặc dừng
Khi động cơ chạy không tải thì mô men sinh ra do động cơ là rất nhỏ. Nếu
gài phanh (phanh tay hoặc phanh chân) thì tải trên bánh tuabin rất lớn vì nó không
thể quay được. Tuy nhiên, do nó bị dừng nên tỉ số truyền tốc độ của bánh tuabin so
với bánh bơm bằng không trong khi tỉ số truyền mô men ở vị trí lớn nhất. Do đó,
bánh tua-bin luôn sẵn sang quay với một mô men lớn hơn mô men do động cơ sinh
ra.
32

33. Hình 2.12: Hoạt động của biến mô [1]
Xe bắt đầu chuyển động
Khi nhả phanh thì bánh tua-bin có thể quay cùng trục sơ cấp của hộp số. Do
đó, bánh tua-bin quay với mô men lớn hơn mô men do động cơ sinh ra khi đạp bàn
đạp ga. Như vậy xe bắt đầu chuyển động.
33

34. Hình 2.13: Xe bắt đầu chuyển động [1]
Xe chạy với tốc độ thấp
Khi tốc độ xe tăng lên, thì tốc độ quay của bánh tua-bin sẽ nhanh chóng tiến
tới tốc độ quay của bánh bơm. Vì vậy, tỷ số truyền của mô men nhanh chóng tiến
gần tới 1.0. Khi tỷ số truyền của bánh tuabin và bánh bơm đạt tới điểm ly hợp thì
stato bắt đầu quay, và sự khuếch đại mô men giảm xuống. Nói cách khác, bộ biến
34

35. mô bắt đầu hoạt động như một khớp nối thủy lực. Do đó, tốc độ xe tăng gần như
thỉ lệ thuận với tốc độ động cơ.
Xe chạy ổn định ở tốc độ trung bình hoặc ở tốc độ cao
Bộ biến mô chỉ hoạt động như một khớp nối thủy lực. Bánh tua-bin quay
gần bằng tốc độ của bánh bơm.
* Chú ý:
Trong điều kiện bình thường khi xe bắt đầu chuyển động thì bộ biến mô sẽ
đạt được điểm li hợp trong thời gian từ 2 đến 3 giây. Tuy nhiên nếu tải nặng thì
thậm chí cả khi xe chạy ở tốc độ trung bình hoặc tốc độ cao thì bộ biến mô vẫn có
thể hoạt động trong dải biến mô.
Khi nhả các phanh , thậm chí nếu không đạp bàn đạp ga thì xe vẫn chuyển
động. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng trườn.
c. Tính năng của bộ biến mô
Tỷ số truyền mô men và hiệu suất truyền
Độ khuếch đại mô men do bộ biến mô sẽ tăng theo tỷ lệ dòng xoáy. Có
nghĩa là mô men cực đại của bánh tua-bin dừng.
Dải biến mô, trong đó có sự khuếch đại mô men
Dải khớp nối, chỉ đơn thuần là truyền mô men
Điểm li hợp là đường phân chia giữa hai phạm vi đó, hiệu suất truyền động
của bộ biến mô cho thấy năng lượng truyền cho bánh bơm truyền tới bánh tua-bin
với hiệu quả là ra sao. Năng lượng ở đây là công suất của bản thân động cơ, tỷ lệ
với tốc độ của động cơ và mô men động cơ. Do mô men được truyền gần 1:1 trong
khớp thủy lực nên hiệu suất truyền động trong giải khớp nối sẽ tăng tuyến tính và tỉ
lệ so với tốc độ.
Tuy nhiên, hiệu suất truyền động của bộ biến mô không đạt được 100% và
thường đạt được 95% . Sự tổn hao năng lượng là do nhiệt sinh ra trong dầu và
trong ma sát. Khi tuần hoàn dầu nó được bộ làm mát dầu làm mát.
35

36. Hình 2.14: Tỷ số truyền momen và hiệu suất truyền [1]
Điểm li hợp
Khi bánh tuabin bắt đầu quay và tỷ số truyền tốc độ tăng lên, sự chênh lệch
tốc độ giữa bánh bơm và bánh tua-bin bắt đầu giảm xuống.
Tuy nhiên, ở thời điểm này hiệu suất truyền động tăng. Hiệu suất truyền
động lớn nhất ngay trước điểm li hợp. Khi tỷ số tốc độ đạt tới một trị số nào đó thì
tỉ số truyền momen trở nên gần 1:1.
Nói cách khác, stato bắt đầu quay lại điểm li hợp và bộ biến mô hoạt động
như một khớp nối thủy lực ngăn không cho tỷ số truyền mô men giảm xuống dưới
1.
36

37. Hình 2.15: Tỷ số truyền và hiệu suất truyền [1]
Chức năng của khớp 1 chiều của stato
Mô tả
Hướng của dầu đi vào stato từ bánh tuabin phụ thuộc vào sự chênh lệch tốc
độ quay của bánh bơm và bánh tuabin.
- Khi chênh lệch lớn về tốc độ quay thì dầu tác động lên mặt trước của cánh
stato làm cho stato quay ngược chiều quay của bánh bơm. Tuy nhiên, bánh bơm
không thể quay ngược chiều lại stato bị khóa bởi khớp 1 chiều. Do đó hướng của
dòng dầu bị đổi.
- Khi chênh lệch nhỏ về tốc độ quay một lượng dầu từ cánh tua-bin chảy
vào mặt sau của cánh roto. Khi chênh lệch tốc độ ở mức nhỏ nhất thì phần lớn dầu
từ cánh tua-bin sẽ ra tiếp xúc với mặt sau của cánh stato.
37

38. Trong trường hợp đó các cánh stato sẽ cản dòng dầu. Khớp một chiều làm
cho stato quay trơn cùng chiều với bánh bơm, và dầu trở về bánh bơm một cách
thuận dòng.
Hình 2.16: Chức năng của khớp 1 chiều của stato [1]
 Bộ truyền động bánh răng hành tinh
 Bánh răng hành tinh
 Khái quát
Trong các xe hộp số tự động Toyota 4GR-FSE thì bộ bánh răng hành tinh
điều khiển việc giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc.
38

39. Bộ truyền bánh răng hành tinh gồm các bánh răng hành tinh, các li hợp và
phanh.
Bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyền bánh răng hành tinh sau
được nối với nhau bằng các li hợp phanh là các bộ nối và cắt công suất. Những
cụm bánh răng này chuyển đổi vị trí của phần sơ cấp và các phần tử cố định để tạo
ra các tỉ số truyền bánh răng khác nhau và vị trị trung gian.
Hình 2.17: Cụm bánh răng hành tinh [3]
 Cấu tạo
Các bánh răng trong bộ truyền bánh răng hành tinh có ba loại: bánh răng
39

40. bao, bánh răng hành tinh, bánh răng mặt trời và cần dẫn. Cần dẫn nối với trục
trung tâm của mỗi bánh răng hành tinh và làm cho các bánh răng hành tinh xoay
xung quanh. Với các bộ phận nối với nhau kiểu này thì bánh răng hành tinh giống
như các nhanh tinh quay quanh mặt trời và do đó chúng được gọi là bánh răng
hành tinh.
Thông thường nhiều bánh răng hành tinh được phối hợp với nhau trong bộ
bánh răng hành tinh.
Hình 2.18: Cấu tạo bánh răng hành tinh [1]
 Nguyên lý vận hành
Bằng cách thay đổi vị trí đầu vào, đầu ra, phần động và phần cố định có thể
giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc. Các nét chính của các hoạt động đó
40

41. được diễn giải dưới đây.
Hình 2.19: Nguyên lí vận hành [1]
Giảm tốc
- Đầu vào: bánh răng bao
- Đẩu ra: cần dẫn
- Cố định: bánh răng mặt trời
Khi bánh răng mặt trời bị cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh quay và
vận động xung quanh. Do đó, trục đầu ra chỉ giảm tốc độ so với trục đầu vào bằng
chuyển động quay của bánh răng hành tinh.
41

42. Độ dài của mũi tên khi tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men.
Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì mô men
càng lớn.
Hình 2.20: Cơ cấu giảm tốc [1]
Đảo chiều
- Đầu vào: bánh răng mặt trời
- Đầu ra: bánh răng bao
- Cố định: cần dẫn
Khi cần dẫn được cố định ở vị trí bánh răng mặt trời quay thì bánh răng bao
quay trên trục và hướng quay đảo chiều.
42

43. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên là chỉ momen.
Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì momen
càng lớn.
Hình 2.21: Đảo chiều [1]
Nối trực tiếp (truyền thẳng)
- Đầu vào: bảnh răng mặt trời và bánh răng bao
- Đầu ra: cần dẫn
- 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.
43

44. Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên thỉ mô men.
Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì mô men càng
lớn.
Hình 2.22: Nối trực tiếp [1]
Tăng tốc
- Đầu vào: cần dẫn
- Đầu ra: bánh răng bao
- Cố định: bánh răng mặt trời
44

45. 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 sổ răng trên bánh răng bao và trên bánh răng mặt trời. Độ dài của
mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ momen. Mũi tên càng dài thì
tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì momen càng lớn.
Hình 2.23: Tăng tốc [1]
45

46. Nguyên lý hoạt động của bánh răng hành tinh khi chuyển số
Số 1
- Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước theo
chiều kim động hồ nhờ C1.
- Bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh trước quay và chuyển động
xung quanh làm cho bánh răng mặt trời quay ngược chiều kim đồng hồ.
- Trong bánh răng hành tinh sau, cần dẫn sau được F2 cố định, nên bánh
răng mặt trời làm cho bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau quay theo chiều
kim đồng hồ thông qua bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh sau.
- Cần dẫn trước và bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau làm cho trục
thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ. Bằng cách này tạo ra được tỷ số giảm tốc
lớn.
Ngoài ra, ở đây “L”, B3 hoạt động và phanh bằng động cơ sẽ hoạt động .
Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men.
Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì mô men
càng lớn.
46

47. Hình 2.24: Nguyên lí hoạt động ở số 1 của bánh răng hành tinh [1]
Số 2
- Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ truyền bành tinh trước theo
chiều kim đồng hồ nhờ C1.
- Do bánh răng mặt trời bị B2 và F1 cố định nên công suất không được
truyền tới bộ truyền bánh răng hành tinh sau.
- Cần dẫn trước làm cho trục thứ cấp quay theo chiều kim đồng hồ. Tỷ số
47

48. giảm tốc thấp hơn so với số 1. Ngoài ra, ở dãy “2”, B1 hoạt động và phanh bằng
động cơ hoạt động .Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên
chỉ momen.
Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì mô men
càng lớn.
Hình 2.25: Nguyên lí hoạt động ở số 2 của bánh răng hành tinh [1]
Số 3
- Trục sơ cấp làm quay bánh răng bao của bộ hành tinh trước theo chiều kim
đồng hồ nhờ C1 và đồng thời làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ
nhờ C2.
- Do bánh răng bao của bộ truyền hành tinh trước và bánh răng mặt trời
quay với nhau cùng một tốc độ nên toàn bộ truyền bánh răng hành tinh cũng quay
với cùng tốc độ và công suất được dẫn từ cần dẫn phía trước tới trục thứ cấp. Khi
gài số ba, tỉ số giảm tốc là 1. Tuy ở số 3 tại dãy “D” phanh động cơ có hoạt động,
nhưng do tỉ số giảm tốc là 1 lực phanh động cơ tương đối nhỏ. Độ dài của mũi tên
chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men.
48

49. Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì mô men
quay càng lớn.
Hình 2.26: Nguyên lý hoạt động ở số 3 của bánh răng hành tinh [1]
Số lùi
- Trục sơ cấp làm quay bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ nhớ C2
- Ở bộ truyền bánh răng hành tinh sau do cần dẫn sau bị B3 cố định nên
bánh răng bao của bộ truyền hành tinh sau quay ngược chiều kim đồng hồ thông
qua bánh răng hành tinh của bộ truyền hành tinh sau và trục thứ cấp được quay
ngược chiều kim đồng hồ.
Bằng cách này, trục thứ cấp được quay ngượi lại và xe lùi với một tỉ số
giảm tốc lớn.
Việc phanh bằng động cơ xảy ra khi hộp số được chuyển sang số lùi, vì số
lùi không sử dụng khớp một chiều để truyền lực dẫn động.
Độ dài của mũi tên chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ mô men.
Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng rộng thì mô men
càng lớn.
49

50. Hình 2.27: Nguyên lý hoạt động ở số lùi của bộ bánh răng hành tinh [1]
Dãy “P“ hoặc “N“
Khi cần số ở “N“ hoặc “P“ thì li hợp số tiến (C1) và li hợp truyền thẳng
(C2) không hoạt động, vì vậy công suất từ trục thứ cấp không được truyền tới trục
dẫn động bộ vi sai.
Ngoài ra, khi cần số ở “P“ vấn hãm của khóa phanh đỗ sẽ ăn khớp với bánh
răng đỗ xe mà bánh răng này được nối với trục dẫn động bộ vi sai bằng then nên
ngăn không cho xe chuyển động.
Các vị trí của cần chọn số trong hộp số tự động có ý nghĩa như sau :
Vị trí P dùng để:
+ Đỗ xe, người lái có thể rời xe, cần kéo thêm phanh tay.
+ Dừng xe chờ không tắt máy.
50

51. + Khởi động động cơ khi xe đang đứng yên.
Vị trí N dùng để:
N: Neutral, số “mo”. Tại vị trí này động cơ vẫn chạy không tải, nên dùng
trong trường hợp kéo, đẩy xe khi bảo dưỡng. Không dùng số N khi đỗ xe và khi
chuyển N sang vị trí D và ngược lại thì không cần bấm nút khóa trên cần số.
Vị trí R dùng để:
+ Tạo số trung gian.
+ Khởi động động cơ trong mọi trường hợp.
+ Dừng xe, người lái không rời khỏi xe.
Vị trí D dùng để:
+ Chuyển động bình thường của ô tô trên mặt đường tốt.
+ Xe có khả năng làm việc ở tất cả mọi số tiến từ 1,2,3,D.
Vị trí S dùng để:
S-Sport số thể thao. Thường được dùng để vượt xe khác hoặc dùng để tăng
tốc tốt hơn.
 Phanh trong hộp số
Mô tả
Có 2 phần tử cố định phanh: kiểu dài và kiểu đĩa ướt
Kiểu dài được sử dụng cho phanh B1 và kiểu đĩa ướt được sử dụng cho
phanh B2 và B3.
Trong một số hộp số tự động , hệ thống đĩa ướt được sử dụng cho cả B1.
Đối với hộp số Toyota 4GS-FSE thì phanh được dùng là kiểu dài.
51

52. Hình 2.28: Phanh trong hộp số Toyota 4GR-FSE [1]
 Kiểu phanh dài (B1)
Dải phanh được quấn vòng lên đường kính ngoài của trống phanh.
Một đầu của dải phanh được hãm chặt vào vỏ hộp số bằng một chốt, còn
đầu kia tiếp xúc với piston phanh qua cần đẩu piston chuyển động bằng áp suất
thủy lực. Piston phanh có thể chuyển động lên trên cần đẩy piston nhờ việc nén các
lò xo.
Người ra bố trí cần đẩy piston có 2 chiều dài khác nhau để có thể điều chỉnh
khe hở giữa dải phanh và trống phanh.
 Hoạt động của phanh dài (B1)
Khi áp suất thủy lực tác động lên piston thì piston di chuyển sang phía trái
trong xi-lanh và nén các lò xo lại. Cần đẩy piston chuyển sang bên trái cùng với
52

53. piston và đẩy một đầu của dải phanh. Do đầu kia của dải phanh bị cố định vào vỏ
hộp số nên đường kính của dải phanh giảm xuống và dải phanh xiết vào trống làm
cho nó không di chuyển được.
Tại thời điểm này, sinh ra một lực ma sát lớn giữa dải phanh và trống phanh
làm cho trống phanh hoặc là một phần của bộ truyền bánh răng hành tinh không
thể chuyển động được.
Khi dầu có áp suất được dẫn ra khỏi xi-lanh thì piston và cần đẩy piston bị
đẩy ngược lại do lực của lò xo ngoài và trống được dải phanh nhả ra. Ngoài ra, lò
xo trong có 2 chức năng: để hấp thụ lực từ trống phanh và để giảm va đập sinh ra
khi dải phanh xiết chặt trống phanh.
53

54. Hình 2.29: Hoạt động của phanh dài (B1) [1]
 Phanh kiểu nhiều đĩa ướt (B2 và B3)
Phanh B2 hoạt động thông qua khớp 1 chiều số 1 để ngăn không cho các
bánh mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. Các đĩa ma sát được gài
bằng then hoa vào vòng lăn ngoài của khớp 1 chiều số 1 và các đĩa thép được cố
54

55. định vào vở hộp số. Vòng lăn trong của khớp 1 chiều (các bánh răng mặt trời trước
và sau) được thiết kế sao cho khi quay ngược chiều kim đồng hồ thì nó sẽ bị khóa,
nhưng khi quay theo chiều kim đồng hồ thì nó sẽ có thể xoay tự do. Mục đích của
phanh B3 là ngăn không cho cần dẫn sau được bố trí liền 1 cụm và quay cùng
nhau. Các đĩa thép được cố định vào vỏ hộp số.
55

56. Hình 2.30: Phanh kiểu nhiều đĩa ướt B2,B3 [1]
 Hoạt động của phanh kiểu nhiều đĩa ướt (B2 và B3)
Khi có áp suất thủy lực tác động lên xi-lanh piston sẽ dịch chuyển và ép các
đĩa thép và đĩa ma sát tiếp xúc với nhau. Do đó tạo nên 1 lực ma sát lớn giữa mỗi
đĩa thép và đĩa ma sát. Kết quả là cần dẫn hoặc bánh răng mặt trời bị khóa và vỏ
hộp số.
Khi dầu có áp suất được xả khỏi xi-lanh thì piston bị lò xo phản hồi đẩy về
vị trí ban đầu của nó và nhả phanh.
Hình 2.31: Hoạt động của phanh kiểu nhiều đĩa ướt B2,B3 [1]
2.2.2.3. Li hợp (C1 và C2)
56

57. a. Cấu tạo
C1 và C2 là các li hợp nối và ngắt công suất. Li hợp C1 hoạt động để truyền
công suất từ bộ biến mô tới bánh răng bao trước qua trục sơ cấp. Các đĩa ma sát và
đĩa thép được bố trí xen kẽ nhau. Các đĩa ma sát được nối bằng then với bánh răng
bao trước và các đĩa thép được khớp nối bằng then với tang trống của li hợp số
tiến.
Bánh răng bao trước được lắp bằng then với bích bánh răng bao, còn tang
trống của li hợp số tiến được lắp bằng then với moay ơ của li hợp số truyền thẳng.
Li hợp C2 truyền công suất từ trục sơ cấp tới tang của li hợp truyền thẳng
(bánh răng mặt trời).
Các đĩa ma sát được lắp bằng then với moay ơ của li hợp truyền thẳng còn
các đĩa thép được lắp bằng then của tang trống li hợp truyền thẳng. Tang trống li
hợp truyền thẳng ăn khớp với tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời và tang
trống này được ăn khớp với các bánh răng mặt trời trước và sau.
Kết cấu được thiết kế sao cho 3 cụm đĩa ma sát, đĩa thép và tang trống quay
cùng nhau.
57

58. Hình 2.32: Cấu tạo li hợp [1]
b. Hoạt động
Ăn khớp C1
Khi dầu có áp suất chảy vào trong xi-lanh piston, nó sẽ đẩy viên bi van của
piston đóng kín van 1 chiều và làm cho piston di động trong xi-lanh và ép các đĩa
thép tiếp xúc với các đĩa ma sát. Do lực ma sát lớn giữa đĩa thép và đĩa ma sát nên
58

59. các đĩa thép dẫn và các đĩa ma sát bị dẫn quay cùng một tốc độ. Có nghĩa là li hợp
được ăn khớp, trục sơ cấp được nối với bánh răng bao và công suất từ trục cơ cấp
được truyền tới bánh răng bánh bao.
Hình 2.33: Hoạt động của li hợp [1]
59

60. Nhả khớp C1
Khi dầu có áp suất được xả thì dầu trong xi-lanh được giảm xuống. Điều
này cho phép viên bi rời khỏi van 1 chiều lực li tâm tác dụng lên nó và dầu trong
xi-lanh được xả ra ngoài nhờ van 1 chiều.
Kết quả piston trở về vị trí ban đầu của nó nhờ lò xo hồi vị và nhà li hợp.
Hình 2.34: Hoạt động nhả khớp ở C1 [1]
60

61. Chú ý: Số lượng đĩa ma sát và đĩa thép thay đổi tùy theo hộp số tự động.
Thậm chí trong các hộp số cùng kiểu thì số lượng đĩa ma sát có thể khác
nhau tùy theo cơ lắp với hộp số.
61

62. 2.2. Bộ điều khiển thủy lực và hệ thống van thủy lực
2.2.1. Bộ điều khiển thủy lực
Hình 2.35: Bộ điều khiển thủy lực [3]
Hộp số Toyota 4GR-FSE được điều khiển băng van thủy lực, đóng mở van
sẽ tương ứng với các cấp số tương ứng.
Hệ thống điều khiển thủy lực biến đổi tải của động cơ (góc mở của bướm
ga) và tốc độ xe thành các áp suất thủy lực khác nhau để tham gia vào quá trình
62

63. điều khiển chuyển số.
Hệ thống này bao gồm: một bơm dầu, van điều khiển ly tâm và một thân
van. Bánh răng dẫn động bơm dầu ăn khớp với bánh bơm của biến mô vì vậy có
cùng tốc độ góc với động cơ, van ly tâm được dẫn động bằng bánh răng chủ động
vi sai và biến tốc độ xe thành tín hiệu thủy lực gửi đến thân van. Thân van chứa rất
nhiều khoang và lắp rất nhiều van mở hay đóng các khoang để gửi các tín hiệu
điều khiển thủy lực đến các bộ phận khác nhau của bộ truyền bánh răng hành tinh.
Hinh 2.36: Cơ chế chuyển số tự động [3]
2.2.1.2 Chức năng nhiệm vụ của hệ thống thủy lực
63

64. Hình 2.37: Sơ đồ khối điều khiển thủy lực [3]
1-Biến mô, 2-Bơm dầu, 3,4-Bộ truyền hành tinh tốc độ, 5-Van ly tâm, 6,7-
Bộ tích năng, 8-Cacte dầu,9-Van rơ-le khóa biến mô, 10-Van tín hiệu khóa,11-Van
điều áp sơ cấp ,12-Van điều áp thứ cấp, 13-Van cắt, 14-Van điều biến bướm
ga,15-Bướm ga, 16- Van điều khiển, 17-Van chuyển số 1-2, 18-Van chuyển số 2-3,
19-Van chuyển số 3-4.
- Cung cấp dầu có áp suất đến bộ biến mô và điều khiển sự hoạt động của
cơ cấu khóa biến mô.
- Điều khiển áp suất thủy lực do bơm tạo ra.
- Chuyển hóa tín hiệu tải trọng động cơ và tốc độ xe thành tín hiệu “ thủy
64

65. lực“ phục vụ cho việc điều khiển chuyển số.
- Bôi trơn các chi tiết chuyển động và làm mát chúng.
- Cung cấp áp suất thủy lực đến các phanh và lư hợp điều khiển hoạt động
của cơ cấu hành tinh.
2.2.2 Hệ thống van
2.2.2.1 Thân van
Hình 2.38: Thân van [3]
Thân van bao gồm một thân van trên và một thân van dưới. Thân van giống
như một mê cung gồm rất nhiều đường dẫn để dầu hộp số chảy qua.
Rất nhiều van được lắp vào các đường dẫn đó, trong các van có áp suất thủy
lực điều khiển và chuyển mạch chất lỏng từ đường dẫn này sang đường khác.
Thân van trên Toyota 4GR-FSE có các bộ phận như: van điều áp sơ cấp,
van chuyển số, van điện từ, van bướm ga.
65

66. 66

67. a. Chức năng của các van
Van điều khiển được điều khiển bằng cần chọn số, có nhiệm vụ cung cấp áp
suất chuẩn tới các van chuyển số từ đó cung cấp đến các phanh ly hợp.
Van điều áp sơ cấp điều chỉnh áp suất do bơm tạo ra thành áp suất chuẩn
làm cơ sở cung cấp áp suất để tạo các áp suất khác nhau như áp suất ly tâm, áp suất
bướm ga, áp suất biến mô.
Van điều áp thứ cấp nhận áp suất chuẩn từ van điều áp sơ cấp để tạo ra áp
suất biến mô và bôi trơn.
Van bướm ga được điều khiển bằng cáp bướm ga qua bàn đạp ga, chuyển
tín hiệu chuẩn thành tín hiệu bướm ga làm tín hiệu so sánh ở van chuyển số.
Van ly tâm được dẫn động từ trục ra tương ứng với tốc độ xe nhận áp suất
chuẩn và tạo ra áp suất ly tâm tương ứng với tốc độ xe.
Van cắt giảm áp suất nó sẽ cắt giảm bớt áp suất bơm ga một lượng khi áp
suất ly tâm tăng cao.
Van tín hiệu khóa biến mô nhân tín hiệu từ van ly tâm và các phanh ly hợp
để quyết định thời điểm đóng mở ly hợp.
Van rơ-le khóa biến mô nó quyết định hướng dòng chảy để khóa hay mở cơ
cấu khóa biến mô.
Các van chuyển số 1-2,2-3,3-4 nhận các tín hiệu về áp suất để mở dầu đến
các khoang phù hợp tới các phanh, ly hợp tương ứng.
Van điều khiển bộ tích năng có nhiệm vụ làm giảm va đạp khi piston phanh,
ly hợp làm việc.
Ngoài ra còn có các van khác và các van một chiều tiết lưu phục vụ trong
hệ thống điều khiển thủy lực.
b. Van điều khiển
Van này được nối với cần chọn số ở khoang lái, tùy vào vị trí cần chọn số
mà van sẽ cung cấp dầu có áp suất chuẩn từ một khoang đến các khoang khác để
có các chế độ số “P“, ”R”, “N” , “ D”, như hình bên dưới.
67

68. Hình 2.39: Van điều khiển [3]
c. Van điều áp sơ cấp
68

69. Hình 2.40: Van điều áp sơ cấp [3]
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 bơm.
Ở vị trí phía dưới của van điều áp sơ cấp, lực căng của lo xo và áp suất của
69

70. bộ điều khiển tác dụng lên phần 1 của van làm cho piston van có xu hướng bị đẩy
lên. Ở vị trí phía trên lực nhấn có tác dụng án pitong van đi xuống. Áp suất chuẩn
được điều chỉnh bằng sự cần bằng của hai lực trên.
70

71. d. Van thứ cấp
Hình 2.41: Van điều áp thứ cấp [3]
Van này điều chỉnh áp suất bộ biến mô và áp suất bôi trơn nhờ sự cân bằng
giữa hai lực, lực căng của lo xo cộng với lực đẩy từ B theo hướng lên trên và lực
ẩn xuống từ A sẽ cân bằng với nó.
e. Van bướm ga
Van bướm ga có công dụng tạo ra áp suất dầu điều khiển tương ứng gói góc
nhấn của bàn đạp ga. Bằng cách khi chân ga được nhấn, chốt chuyển xuống số
thấp bị ẩn lên trên qua cáp dẫn động bướm ga và cam bướm ga làm cho van điều
khiển bướm ga dịch chuyển lên trên, qua lò xo mở khoang áp suất để tạo ra áp suất
bướm ga.
71

72. Hình 2.42 :Van bướm ga [3]
g. Các van chuyển số
Van chuyển số 1-2
72

73. Hình 2.43: Van chuyển số 1-2 [3]
Van này điều khiển việc chuyển số giữa số 1 và số 2 phụ thuộc vào áp suất
bướm ga và áp suất ly tâm. Van 3 mảnh được sử dụng để cải thiện chuyển động
trượt của van. Khi áp suất ly tâm thấp nhưng áp suất bướm ga cao, van này bị ẩn
xuống bằng áp suất bướm ga. Do điều này làm mạch dầu cho phanh số 2 bị đóng
lại, nên hộp số chuyến đến số 1. Khi áp suất ly tâm cao và áp suất bướm ga thấp,
van bị ấn lên bằng áp suất ly tâm và mạch dầu đến piston phanh số 2 mơ nên hộp
số sẽ chuyển đến số 2. Sự trễ khi chuyển số 1-2 xảy ra do khoang áp suất bướm ga
bị đóng khi van thấp. Khi khoang áp suất bướm ga bị đóng, việc chuyển số xuống
số 1 sẽ xảy ra tại một tốc độ xe xác định. Trong dây “L“, không chuyển lên số 2
73

74. được do áp suất bộ điều biến đang có tác dụng lên van chuyển số quán tính thấp.
74

75. Van chuyển số 2-3
Hình 2.44: Van chuyển số 2-3 [3]
Van này thực hiện việc chuyển số giữa 2 và 3.Việc điều khiển này được
thực hiện bằng cách đặt áp suất bướm ga và sức căng của lo xo đối diện với áp suất
ly tâm.
Khi áp suất ly tâm cao, van này bị ấn xuống lại lực cản của áp suất bướm ga
và sức căng của lò xo để mớt khoang đến piston ly hợp số truyền thẳng C2, do đó
chuyển số lên số 3. Khi áp suất ly tâm thấp, van này bị ẩn xuống bởi áp suất bướm
ga và sức căng của lò xo làm đóng khoang dầu đến piston ly hợp số truyền thẳng
do đó chuyển số xuống số 2.
75

76. Trong trường hợp đạp xuống, áp suất hãm tác dụng lên van chuyển số 2-3
để cho phép chuyển xuống số 2 một chách nhanh chóng. Sự chậm trễ số 2 xảy ra
do sự chênh lệch tổng diện tích ở trong van với phía được cấp áp suất ly tâm. Do
diện tích này khi chuyển xuống số thấp hơn so với chuyển lên số cao, nên việc
chuyển xuống số thấp được thực hiện tại tốc độ xe thấp hơn.
Trong dãy “2” áp suất chuẩn từ van điều khiển tác dụng lên van chuyển số
trung gian. Van này đi xuống và xảy ra chuyển số sang số 2, nhưng không xảy ra
chuyển số sang số 3. Cũng như áp suất chuẩn qua điều biến số 2 và van chuyển số
1-2, tác dụng lên phanh dài số 2 để tạo nên hiệu quả phanh bằng động cơ.
Mục đích chính của van chuyển số 2-3 là thực hiện chuyển số giữa số 2 và
3, tuy nhiên cũng đóng vai trò việc chuyển sang số lùi và số 1.
Van chuyển số 3-4
Hình 2.45: Van chuyển số 3-4 [3]
Van chuyển số 3-4 có hai chứ năng chính:
+ Van này cung cấp áp suất thủy lực hoặc là đến ly hợp số truyền tăng (C0)
76

77. hoặc là đến phanh số truyền tăng B0. Hộp số được chuyển xuống số 3 từ số truyền
tăng khi van này cấp áp suất thủy lực đến C0, và chuyển từ số 3 lên số truyền tăng
khi van này cấp áp suất thủy lực đến B0.
+ Việc chuyển số truyền bị ngăn chặn khi áp suất chuẩn được cấp đến van
chuyển số 3-4 ( tại điểm A trong hình minh họa). Mặt khác khi không có áp suất
chuẩn, việc điều khiển được duy trì bằng sự kết hợp của sức căng lo xo và áp suất
bướm ga chống lại áp suất ly tâm, do vậy khi áp suất ly tâm tăng lên hộp số được
chuyển đến số truyền tăng
Cá điều khiện để chuyển đến số truyền tăng
- Van điện tử tắt (không có áp suất chuyển từ van nối tiếp số truyền tăng
cấp đến điểm A).
- Hộp số ở dãy “D”.
- Tốc độ xe đã đạt đến đường từ số 3 lên số truyền tăng.
CHƯƠNG 3: XÂY XỰNG BÀI THỰC HÀNH
VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG Ô TÔ
 Giới thiệu modul 4GR-FSE
 Thể loại động cơ: Xe Toyota, động cơ xăng Toyota 4GR-FSE, phun
xăng trực tiếp D4, hình chữ V, 6 xi lanh, 2499cc.
 Thể loại hộp số: FR (động cơ trước chuyển động lực bánh sau) xe hộp
số tự động 6 số.
77

78. Hình 3.1: Mặt trước của modul 4GR-FSE
78

79. Chú thích: 1-công tắc điều khiển, 2-các cổng kết nối để đo đạc và kiểm tra,
3-ECU động cơ, 4-hộp cầu chì, 5-các cổng kết nối với động cơ, 6-ắc quy, 7-bình
xăng.
 Khung để máy được làm bằng sát hình vuông, nước sơn nhiệt.
 Bình xăng bằng sắt không gỉ.
 Động cơ với hộp số được kết nối và vận hành như xe bình thường.
Hình 3.2: Modul 4GR-FSE nhìn ngang
Chú thích: 1-hộp số, 2-cần chuyển số, 3-phần động cơ, 4-ống xả, 5-hệ
thống làm mát, 6-khung để máy.
79

80.  Áp suất dầu trong hộp số có thể kiểm tra qua máy tính.
 Động cơ và phần hộp số A/T (số tự động) có thể cố tình làm hư hỏng để
tái hiện trạng máy khi bi hư hỏng thật. Có thể kiểm tra điện áp và tần số dạng sóng
qua các điểm của máy tính.
 Bẳng điều khiển được lắp đặt: Công tơ, chân ga, đo nhiên liệu, cần số,
chìa khóa động cơ.
80

81. 81

82. Hình 3.3: Modul 4GR-FSE nhìn từ phía sau
Chú thích: 1-bảng táp lô, 2-đồ hồ đo, 3-chân ga, 4-khóa khởi động.
 Mô hình được gắn với bàn đấy có bánh xe có thể di chuyển dễ dàng.
 Mô hình thực hành được dùng bằng tiếng Anh và tiếng Nhật.
 Kích cỡ mô hình: Chiều ngang 2400mm, chiều rộng 1200mm, chiều cao
1500mm.
Ta có thể tiến hành kiểm tra hệ thống trên mô hình bằng một số bài thực hành
dưới đây.
3.2. Xây dựng các bài thực hành trên modul 4GR-FSE
Bài thực hành số 1: Sử dụng G-SCAN kiểm tra các thông số trên modul
4GR-FSE
1. Mục đích thực hành
Máy G-SCAN đang sử dụng tại phòng thực hành Công nghệ ô tô là sản
phẩm nhập khẩu từ Nhật Bản với giao diện hoàn toàn bằng tiếng Nhật nên việc sử
dụng sẽ gặp rất nhiều khó khăn. Do đó, bài thực hành giúp sinh viên nắm được
cách sử dụng máy G-SCAN để đo đạc các thông số cần đo.
Kiểm tra các thông số về trạng thái hoạt động và các tín hiệu điều khiển
modul khi hoạt động.
2. Dụng cụ thực hành
Dùng máy G-SCAN
Dây nối 2 đầu
82

83. Hình 3.4: Máy G-Scan
83

84. Công dụng của máy G-SCAN: máy G-SCAN được dùng để đo đạc các
thông số như điện áp, tín hiệu điều khiển, các trang thái hoạt động, tốc độ cũng
như nhiệt độ của động cơ....
 Các bước thực hiện
Bước 1: Kết nối máy G-SCAN với cổng kết nối DLC3.
84

85. Hình 3.5: Cổng kết nối với máy G-SCAN
Bước 2: Khởi động máy G-SCAN, cắm chìa khóa và khởi động động cơ.
Bước 3: Sau khi máy G-SCAN đã khởi động xong vào chọn Toyota.
85

86. Hình 3.6: Máy G-SCAN đang ở chế độ chọn vào mục Toyota
Bước 4: Chọn vào MARKX.
86

87. Hình 3.7: Máy G-SCAN đang ở chọn chế độ MARKX
Bước 5: Chọn vào GRX120.
87

88. Hình 3.8: Chọn vào GRX120
Bước 6: Sau đó vào mục 4GR-FSE.
88

89. Hình 3.9: Chọn 4GR-FSE
Bước 7: Chọn vào DATA.
89

90. Hình 3.10: Chọn vào DATA
Bước 8: Xem được kết quả như sau:
90

91. Hình 3.11: Kết quả đo được hiển thị trên màn hình
 Kết luận: Qua các bước tiến hành đo đạc và thực hành qua máy G-
SCAN chúng ta có thể quan sát được các thông số cơ bản trên modul như: thông số
nguồn, các thông số điều khiển động cơ và hộp số.
Bài thực hành số 2: Đo đạc, kiểm tra các thông số điều khiển hộp số tự
động và các chế độ của hộp số của mudul 4GR-FSE
 Mục đích thực hành
Bài thực hành củng cố và thực nghiệm các kiến thức lý thuyết về điều khiển
91

92. hộp số nói chung và đặc biệt là hộp số tự động của modul 4GR-FSE.
 Dụng cụ đo
Dùng đồ hồ số và máy Ossicllocop
 Cơ sở lý thuyết
Mạch điểu khiển điện tử cho hộp số tự động Toyota 4GR-FSE
92

93. Hình 3.12: Sơ đồ mạch điều khiển hộp số Toyta 4GR-FSE [7]
93

94. Mô hình của modul 4GR-FSE và các bảng chuyển đổi nó gồm có 6 cổng kết
nối: A, B, C, D, E, F.
94

95. 95

96. Hình 3.13: Các cổng kết nối trên modul 4GR-FSE
 Các bước tiến hành thực hành
Bước 1: Đo đạc các thông số điều khiển trên hộp số khi đặt tay số ở vị trí P
hoặc N
Bảng 1: Cách đo đạc tại vị trí P hoặc N [7]
Thiết bị đầu -cuối
(tên chân)
Đầu vào
hoặc đầu
ra
Đơn vị
đo
Điều kiện đo
lường
Điện áp tiêu
chuẩn
BM-E1
(A5-B7)
Đầu vào V Toàn bộ thời gian 9-14V
SR-E1
(B2-E7)
Đầu ra V Khi tốc độ động cơ
ở chế độ chờ
9-14V
STAR-E1
(B4-B7)
Đầu vào V Bộ đo thời gian
(P gần N)
0-3V
STAR-E1
(B4-B7)
Đầu vào V Khi động cơ dừng
lại (P khác N)
9-14V
P - E1
(B6 - B7)
Đầu vào V Thay đổi ở vị trí
cần số P
7.5-14V
P - E1
(B6 - B7)
Đầu vào V Khác vị trí cần số
P
0-1.5V
N-E1
(B32-B7)
Đầu vào V Chuyển sang cần
số N
7.5-14V
N-E1
(B32-B7)
Đầu vào V Khác cần số N 0-15V
Bước 2: Đặt tay số ở vị trí R.
Bảng 2: Đo đạc tại vị trí cần số R [7]
96

97. Thiết bị đầu-
cuối
(tên chân)
Đầu vào
hoặc đầu
ra
Đơn vị
đo
Điều kiện đo
lường
Điện áp tiêu
chuẩn
E1- vỏ máy B7 - V Toàn bộ thời gian Điện dẫn
R-E1
(B8-B7)
Đầu vào V Thay đổi sang cần
số R
7.5-14V
R-E1
(B8-B7)
Đầu vào V Khác vị trí cần số
R
0-15V
Bước 3: Đặt tay số ở vị trí D, S.
Bảng 3: Đo đạc ở vị trí D, S [7]
Thiết bị đầu-
cuối
(tên chân)
Đầu vào
hoặc đầu
ra
Đơn vị
đo
Điều kiện đo
lường
Điện áp tiêu
chuẩn
D-E1
(B9-B7)
Đầu vào V Thay đổi sang cần
số ở vị trí D và S
7.5-14V
D-E1
(B9-B7)
Đầu vào V Thay đổi cần số
khác vị trí D và S
0-15V
S4-E1
(B16-B17)
Đầu ra V Chuyển sang cần
số D từ 4-5
0-1.5V
9-14V
S3-E1
(B18-E7)
Đầu ra V Khi động cơ ở chế
độ chờ
9-14V
S2-E1
(B19-B7)
Đầu ra V Khi động cơ ở chế
độ chờ
9-14V
S1-E1
(B18-B7)
Đầu ra V Chuyển sang cần
số D từ 1-2
0-1.5V
9-14V
OIL-EOIL
(B27-B26)
Đầu vào V Nhiệt độ dầu 110
độ C (sau khi khởi
động)
0.2-1.0V
97

98. STP-E1
(E4-B7)
Đầu vào V Dẫm vào bàn đạp
ga (chuyển sang
chế độ ON)
7.5-14V
STP-E1
(E4-B7)
Đầu vào V Dẫm vào bàn đạp
ga (chuyển sang
chế độ OFF)
0-15V
S-E1
(E9-B7)
Đầu vào V Chuyển sang cần
số S
7.5-14V
S-E1
(E9-B7)
Đầu vào V Khác vị trí cần số S 0-15V
SFTD-E1
(E19-B7)
Đầu vào V Thay đổi cần số S
sang “–“
7.5-14V
=> 0-1.5V
BRKF-E1
(E21-B7)
Đầu vào V Nhả bàn đạp phanh
(lực đạp SW ON)
Nhỏ hơn 3.1
V
BRKF-E1
(E21-B7)
Đầu vào V Nhả bàn đạp phanh
(lực đạp SW OFF)
Lớn hơn
3.1V
SFTU-E1
(E30-B7)
Đầu vào V Thay đổi cần số S
sang “+“
7.5V-14V
0-15V
BATT-E1
(F4-B7)
- V Toàn thời gian 9-14V
B1-E1
(F5-B7)
- V Động cơ dừng lại
IG ON
9-14V
B-E1
(F6-B7)
- V Động cơ dừng lại
IG ON
9-14V
STA-E1
(F12-B7)
Đầu vào V Đảo ngược thời
gian
Nhiều hơn
6.0V
MREL-E1
F13-B7
Đầu ra V Động cơ dừng lại
IG ON
9-14V
98

99. MREL-E1
(F13-B7)
Đầu ra V IG OFF (chờ 3 giây
sau khi OFF)
0-1.5V
CANH-CANL
(F25-F24)
- Ω IG OFF 54-67Ω
Bước 4: Sử dụng máy hiện sóng Osilocope quan sát dạng tín hiệu điều
khiển.
Bảng 4: Dạng sóng 1 (điều khiển ly hợp điện từ số 1 SL2) [7]
Hạng mục Nội dung
Đo thiết bị đầu cuối SL2+ → SL2-
(B13-B12)
V/DIV và Time/DIV 5V/DIV 1ms/DIV
Điều kiện đo lường Khi tốc độ động cơ ở chế độ chờ
Hình 3.14: Dạng sóng 1 SL2 [7]
Bảng 5: Dạng sóng 2 (kích vào kiểm tra điện từ SLU) [7]
Hạng mục Nội dung
Đo thiết bị đầu cuối SLU+ → SLU-
(B11-B10)
99

100. V/DIV và Time/DIV 5V/DIV 1ms/DIV
Điều kiện đo lường Khi tốc độ động cơ ở chế độ chờ
Hình 3.15: Dạng sóng 2 SLU [7]
100

101. Bảng 6: Dạng sóng 3 (mạng cảm biến khi truyền NT) [7]
Hạng mục Nội dung
Đo thiết bị đầu cuối NT+ → NT-
( B21-B20)
V/DIV và Time/DIV 1V/DIV 2ms/DIV
Điều kiện đo lường Khi tốc độ động cơ ở chế độ chờ
Hình 3.16: Dạng sóng 3 NT [7]
Bảng 7: Dạng sóng 4 (cảm biến truyền cách mạng SP2) [7]
Hạng mục Nội dung
Đo thiết bị đầu cuối SP2+ → SP2-
( B23-B22)
V/DIV và Time/DIV 2V/DIV 20ms/DIV
Điều kiện đo lường Khi xe đang chạy ở tốc độ khoảng
20km/h
101

102. Hình 3.17: Dạng sóng 4 SP2 [7]
Bảng 8: Dạng sóng 5 (kiểm tra chân điện tử số 1 SL1) [7]
Hạng mục Nội dung
Đo thiết bị đầu cuối SP1+ → SP1-
(B25-B24)
V/DIV và Time/DIV 5V/DIV 1ms/DIV
Điều kiện đo lường Khi tốc độ động cơ ở chế độ chờ
Hình 3.18: Dạng sóng 5 SL1 [7]
102

103. Bảng 9: Dạng sóng 6 (dòng điện điều chỉnh áp suất từ SLT) [8]
Hạng mục Nội dung
Đo thiết bị đầu cuối SLT+ → SLT-
(B35-B34)
V/DIV và Time/DIV 5V/DIV 1ms/DIV
Điều kiện đo lường Khi tốc độ động cơ ở chế độ chờ
Hình 3.19: Dạng sóng 6 SLT [7]
 Kết luận:
Sau khi đo đạc các thông số liên quan tới điều khiển hộp số ta có thể
so sánh với các thông số theo lý thuyết và đưa ra các kết luận theo các
thông số thực tế và lý thuyết.
Nếu kết quả đo điện áp tiêu chuẩn nằm trong khoảng điện áp tiêu
chuẩn như trên bảng đo đạc thì máy hoạt động bình thường. Và nếu khác
thì máy đã xảy ra lỗi lúc này ta cần dùng máy G-SCAN để kiểm tra lỗi.
Bài thực hành số 3: Kiểm tra các thông số điều khiển hộp số khi tay số
ở vị trí S thực hiện chuyển số bằng tay
103

104.  Mục đích thực hành
Giúp người học kiểm tra được điệp áp của động cơ khi động cơ hoạt động ở
cần số S, D. Sự chuyển số khi tăng tốc và giảm tốc.
 Dụng cụ đo
 Dùng đồng hồ số
 Dây nối hai đầu
Hình 3.20: Đồng hồ số
104

105.  Các bước thực hiện
Bước 1: Cực âm của đồng hồ sẽ nối với chân số 7 của cổng kết nồi B.
Hình 3.21: Thao tác nối cực âm đồng hồ số với cổng kết nối B
Bước 2: Cực được nối với các chân lần lượt B16, B17, B18, B19 và B2.
105

106. Hình 3.22: Thao tác nối cực dương đồng hồ số với cổng kết nối B
Bước 3: Đặt cần số ở vị trí S.
Hình 3.23: Cần số được đặt tại vị trí S
Bước 4: Quan sát trên màn hình táp lô xem tay số hiện tại.
106

107. Hình 3.24: Bảng đồng hồ táp lô
Bước 5: Thực hiện tăng ga từ từ.
107

108. Hình 3.25: Tăng ga
Bước 6: Đo điện áp ở số 1 khi thay đổi lần lượt các chân từ B16-B19 và B2.
108

109. Hình 3.26: Màn hình táp lô hiển thị động cơ đang chạy ở số 1
Bước 7: Đo điện áp ở số 2 khi thay đổi lần lượt các chân từ B16-B19 và B2.
109

110. Hình 3.27: Màn hình táp lô hiển thị động cơ đang chạy ở số 2
Bước 8: Đo điện áp ở số 3 khi thay đổi lần lượt các chân từ B16-B19 và B2.
110

111. Hình 3.28: Màn hình táp lô hiển thị động cơ đang chạy ở số 3
Bước 9: Đo điện áp ở số 4 khi thay đổi lần lượt các chân từ B16-B19 và B2.
111

112. Hình 3.29: Màn hình táp lô hiển thị động cơ đang chạy ở số 4
Bước 10: Đo điện áp ở số 5 khi thay đổi lần lượt các chân từ B16-B19 và B2.
112

113. Hình 3.30: Màn hình táp lô hiển thị động cơ đang chạy ở số 5
Bảng 10: Kết quả đo điện áp
Số S4 (B16) S3 (B17) S2 (B18) S1 (B19) SR (B2)
1 0V 13,6V 12,8V 0V 12,7V
2 12,8V 12,8V 12,6V 12,6V 12,8V
3 0V 13V 0V 12,83V 12,8V
4 0V 0V 0V 12,81V 12,8V
5 0V 0V 0V 12,81V 0V
6 0V 0V 0V 12,81V 0V
Bước 11: Ghi kết quả và đưa ra nhận xét.
 Kết luận: Bài thực hành giúp sinh viên đo được điện áp từ các chân từ
113

114. B16 đến B19 thông qua cổng kết nối B trên modul 4GR-FSE ở các số từ 1 đến 6.
114

115. KẾT LUẬN
Đề tài đã trình bày được những vấn đề cơ bản nhất về hộp số tự động 4GR-
FSE từ tổng quát đến cụ thể. Phần tổng quan hệ số tự động đã trình bày được một
số vấn đề cơ bản về các nguyên lý truyền và khuếch đại mô men. Các bộ phận cơ
bản của bộ biến mô thủy lực, cơ sở lý thuyết và phân loại các cơ cấu hành tinh , hệ
thống điều khiển trong hộp số tự động để cho chúng ta có một cái nhìn tổng quan
về hộp số tự động giúp dễ dàng đi sâu vào khảo sát một hộp số tự động thực tế.
Khảo sát về hộp số tự động 4GR-FSE giúp chúng ta nắm bắt thêm về kết
cấu và nguyên lý làm việc của một hộp số tự động cụ thể về cơ chế tạo tỉ số truyền
của cơ cấu hành tinh bằng sự kết hợp hoạt động của phanh, ly hợp, hệ thống điều
khiển thủy lực và các van thủy lực được bố trí trong hệ thống điều khiển cùng với
các sơ đồ điều khiển ở các dãy số và các tay số khác nhau.
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của các vi xử lý và tin học với vai trò
dẫn đường nên các hộp số hiện đại ngày nay cũng phát triển theo xu hướng này, về
cơ bản các kết cấu cơ khí không thay đổi nhiều nhưng hệ thống điều khiển chuyển
số sử dụng các cảm biến và điểu khiển điện tử sử dụng ECU. Do đó khắc phục
được điểm yếu thời gian chậm tác dụng dài do quán tính lớn của hệ thống lực nên
điều khiển chính xác thời điểm chuyển số đảm bảo vận hành ô tô một các hiệu quả
nhất về kinh tế.
115

116. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] T.S Nguyễn Hoàng Việt “Chuyên đề ô tô “, Đà Nẵng,2006
[2] Th.S Lê Văn Tụy “Hướng dẫn thiết kế ô tô “, Đà Nẵng, 2006
[3] T.S Nguyễn Khắc Trai “Cấu tạo hệ thống truyền lực ô tô con”, Hà Nội,
1999, Nhà Xuất Bản Khoa Học và Kỹ Thuật.
[4] Nguyễn Hữu Cần-Phan Đình Kiên “Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo
“, Hà Nội, 1997, Nhà Xuất Bản Đại Học và Trung Học Chuyên Nghiệp.
[5] Công ty Toyota Việt Nam, “Tài liệu giảng dạy “, Thành phố Hồ Chí
Minh, 2004.
[6] Bộ môn công nghệ ô tô và hệ thống cảm biến “Cấu trúc ô tô”, Thái
Nguyên, 2014.
[7] Tài liệu “AT21 Automatic Transmission Diagnosis” Toyota, 2009.
116

117. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2016
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
117