Nguyên lý làm việc của hộp số tự động

Trên những chiếc xe hiệu suất cao, hộp số tự động là một lựa chọn rất phổ biến, chúng đem lại cảm giác lái thoải mái và đáng tin cậy. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của hệ thống cơ khí phức tạp này theo một cách đơn giản và logic. Chúng ta sẽ sử dụng hộp số tự động được phát triển bởi Tập đoàn Anderson để phân tích chi tiết,

Hộp số tự động vận hành dựa vào sự kết hợp chuyển động giữa các bộ bánh răng hành tinh. Để có thể hiểu được quá trình kết hợp này, chúng ta hãy nhìn vào các thành phần cấu tạo của một bộ bánh răng hành tinh, một bộ bánh răng hành tinh bao gồm một bánh răng trung tâm và ba bánh răng hành tinh quay quanh nó, một luồng hành tinh chứa các bánh răng hành tinh và một vòng bao bên ngoài.

Một bộ bánh răng hành tinh có hai thành phần kích động và một thành phần phát động. Bên trong hộp số tự động, lực phát động bắt nguồn ở đồng hành tinh. Hai thành phần kích động được kết nối vào vòng răng và bánh răng trung tâm. Bây giờ hãy xem điều gì xảy ra với tốc độ phát động khi có những sự thay đổi ở tốc độ tự động. 

Hiện tại, vòng răng đang đứng yên và chuyển động quay chỉ diễn ra ở bánh răng trung tâm. Khi bánh răng trung tâm quay thì lồng hành tinh cũng quay theo.

Trong tình huống vòng rằng cũng chuyển động. Lúc này, các bánh răng vệ tinh quay quanh trục quay quanh bánh răng trung tâm khiến cho lộng hành tinh quay nhanh hơn. Do đó, tăng tốc độ quay của trục phát động trong trường hợp còn giam quay cùng tốc độ với bánh răng trung tâm. Khi đó, tất cả các bộ phận sẽ cùng quay như một khối duy nhất.

Trong trường hợp vòng răng quay với một tốc độ nhanh hơn, tốc độ quay của lộng hành tinh và trục phát động sẽ tăng cao hơn nữa. Nếu bánh răng trung tâm quay theo hướng ngược lại thì hộp số sẽ là cấp số lùi. Như vậy, nguyên lý vận hành của hộp số tự động chính là sự thay đổi tốc độ quay của các phòng giam và các bánh răng trung tâm. Và sự tuyệt diệu của hộp số tự động, đó là tốc độ quay có thể thay đổi thông qua sự kết hợp của các bộ địa hợp.

Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ xem các hoạt động của một hộp số anderson

Bên trong hộp số tự động trực tiếp động không kết nối trực tiếp với trục phát động và sẽ thông qua một trục quay trung gian được đặt ở giữa. Ngoài ra còn có hai bộ ly hợp tham gia vào quá trình chuyển động, bằng cách ép các đĩa ly hợp vào nhau, bánh răng tiếp động sẽ được kết nối vào hộp tự động. Đây là kết cấu đơn giản nhất của một hộp số tự động.

Từ những thông tin này, hãy cùng xem cấp số 1 sẽ hoạt động thế nào?

Khi bộ ly hợp thứ nhất được ép vào nhau thì trực tiếp đồng sẽ được kết nối với trục trung gian. Ở tình huống tiếp theo, khi bộ ly hợp thứ hai được ép vào nhau, hy vọng rằng được kết nối vào bộ khung tĩnh khiến cho vòng rằng đương nhiên để hộp số có thể kích hoạt cấp số một, hệ thống sẽ cùng lúc ép cả hai bộ đi hợp, cùng lúc đó trực tiếp động sẽ làm cho bánh răng trung tâm quay và bởi kỳ vọng rằng đang đương nhiên liên tục phát động sẽ có tốc độ quay bằng 1 phần 3 tốc độ quay của trục tiếp động

Để có thêm nhiều cấp số chuyển động. Ta bổ sung thêm một bộ bánh răng hành tinh, khi ép bộ ly hợp C1, 2 bánh răng trung tâm sẽ luôn quay cùng tốc độ với trực tiếp động. Khi tiếp tục ép bộ ly hợp C4. Lồng hành tinh thứ hai sẽ quay nhưng phần phức tạp nằm ở đây, bởi vì lộng hành tinh thứ hai được gắn liền với vòng răng của bộ hành tinh thứ nhất, điều này có nghĩa là sự phát động toàn bộ thứ hai chính là sự kích động cho bộ thứ nhất. Do đó, khi bộ ly hợp C 1 và c 4 cùng được ép lại sẽ làm cho vòng rằng thứ nhất quay.

Do đó, Bộ bạch rằng thứ nhất sẽ xảy ra tình huống tương tự như lúc vào số một, chỉ khác ở chỗ lần này vọng rằng vẫn chuyển động. Điều này khiến cho tốc độ của trục phát động sẽ tăng lên. Đây cũng chính là cấp số hai của hộp số, lồng vệ tinh thứ 2 lại được nối liền khối với một trục rỗng ruột.

Trục rỗng này có thể kết nối trực tiếp vào trực tiếp động thông qua một mô đun ly hợp quay, hãy dành chút thời gian để quan sát và hiểu được cách bố trí này và phần còn lại sẽ rất dễ hiểu. Với cách bố trí như vậy, hộp số có thể gài trực tiếp vào cấp số bốn như trong hình để có thể đạt được sự chuyển động trực tiếp thì vòng răng và bánh răng trung tâm của bộ bánh răng phát động phải quay cùng tốc độ với trục tiếp động.

Khi ta ép cả hai bộ ly hợp C1, C2 thì bánh răng trung tâm và vọng rằng sẽ được kết nối trực tiếp với chục triệu đồng. Để có thể đoán được cấp số sáu, ta cần tách bộ ly hợp C1 và ép bộ ly hợp C4 bên trong bộ bánh răng thưa hay lực tiếp động sẽ làm quay đồng hành tinh. Còn vòng rằng vẫn sẽ đứng yên.

Sự kết hợp này sẽ làm cho các bánh răng trung tâm quay với tốc độ rất nhanh và do đó ta có thể đạt được các dải biến thiên tốc độ lớn ở trục phát động. Để đạt được các cấp số còn lại một bộ bánh răng hành tinh thứ ba sẽ được bổ sung bằng rằm trung tâm của bộ thứ ba sẽ luôn kết nối với trực tiếp động giống màu xanh lá một cách tương tự. Sự phát động của bộ bạch rằng phía trước sẽ là sự tiếp động của bộ bánh răng liền kề.

Điều này có nghĩa là khi ép bộ ly hợp C3 sẽ làm quay vòng rằng của bộ bánh răng thưa hay để đạt được các cấp số số còn lại thì bộ đi học C3 luôn ép vào nhau để đạt được cấp số 3, ta tiếp tục ép bộ ly hợp C1. Để đạt được cấp số 5 ta tách bộ ly hợp C1 và ép bộ ly hợp C2. Để đạt được cấp số lùi, ta tiếp tục ép bộ đi học C5.

Bởi vì các bánh răng hành tinh của bộ bánh răng thứ hai không thể di chuyển quanh trục sẽ quay tại chỗ như trong hình. Điều này làm cho bánh răng trung tâm đảo chiều quay, kéo theo đó là trực tiếp động cũng sẽ quay theo hướng ngược lại. Một máy tính kiểm soát hộp số sẽ quyết định thời điểm kết hợp các bộ địa hợp. Không giống như hộp số sàn, hộp số tự động cần phải có thêm một bộ biến mô.

Nguyên nhân là khi sự chấn động đang diễn ra và ta đạp phanh, lực chấn động giữa động cơ và hộp số cần phải được ngắt và với các khớp nối là chất lỏng. Bộ biến mô có thể xử lý được sự gián đoạn đột ngột này. Một mô hình 2D cũng có thể giải thích nguyên lý hoạt động của một hệ thống hộp số tự động. Xin cảm ơn và hẹn gặp lại các bạn.

Nguồn: Toyota Nam Định