Giáo trình Kỹ thuật viên chẩn đoán, Hộp số tự động - Bộ điều khiển thủy lực

Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -1- Mô tả Mô tả Các li hợp và phanh vận hành bộ truyền bánh răng hành tinh làm việc nhờ áp suất thuỷ lực. Bộ điều khiển thuỷ lực sinh ra và điều chỉnh áp suất thuỷ lực này và thay đổi các đường dẫn nó. Hình vẽ bên trái thể hiện mạch thuỷ lực của hộp số kiểu A140E. áp suất thuỷ lực vận hành qua nhiều đường dẫn áp suất thuỷ lực khác nhau. Gợi ý: Nếu ắc quy chết vẫn có thể khởi động động cơ của các xe có hộp số thường bằng cách đẩy-khởi động cho xe nổ máy. Nhưng với các xe có hộp số tự động thì điều này là không thể thực hiện được. Trong khi đẩy khởi động, do bơm dầu không hoạt động nên không có áp suất thuỷ lực để vận hành bộ truyền bánh răng hành tinh. Nói cách khác, công suất từ bánh xe không được truyền tới động cơ. (1/2) Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -2- Sơ đồ triển khai: Mạch thuỷ lực (1/1) Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -3- Bộ điều khiển thuỷ lực có ba chức năng sau. 1. Tạo ra áp suất thuỷ lực Bơm dầu có chức năng tạo ra áp suất thuỷ lực. Bơm dầu sản ra áp suất thuỷ lực cần thiết cho hoạt động của hộp số tự động bằng việc dẫn động vỏ bộ biến mô (động cơ). 2. Điều chỉnh áp suất thuỷ lực áp suất thuỷ lực tạo ra từ bơm dầu được điều chỉnh bằng van điều áp sơ cấp. Ngoài ra, van bướm ga cũng tạo ra áp suất thuỷ lực thích hợp với công suất phát ra của động cơ. 3. Chuyển các số (làm cho li hợp và phanh hoạt động) Khi li hợp và phanh của bộ truyền bánh răng hành tinh được đưa vào vận hành thì việc chuyển các số được thực hiện. Đường dẫn dầu được tạo ra tuỳ thuộc vào vị trí chuyển số do van điều khiển thực hiện. Khi tốc độ xe tăng thì các tín hiệu được chuyển tới các van điện từ từ ECU động cơ & ECT. Các van điện từ sẽ vận hành các van chuyển số để chuyển các số tốc độ. Các bộ phận chính của bộ điều khiển thuỷ lực gồm có. ã Bơm dầu ã Thân van ã Van điều áp sơ cấp ã Van điều khiển ã Van chuyển số ã Van điện từ ã Van bướm ga (2/2) Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -4- Các bộ phận chính Bơm dầu Bơm dầu được dẫn động từ bộ biến mô (động cơ) để cung cấp áp suất thuỷ lực cần thiết cho sự vận hành của hộp số tự động. Gợi ý: Dùng que thăm dầu để kiểm tra mức dầu, lưu ý để động cơ chạy không tải và dầu hộp số tự động (ATF) ở nhiệt độ vận hành bình thường. Ghi chú: Khi kéo một xe có hộp số tự động, do bơm dầu không hoạt động nên dầu bôi trơn bên trong hộp số có thể không đủ và có nguy cơ hộp số bị kẹt. Vì lí do đó, xe có hộp số tự động cần được kéo ở tốc độ thấp (không quá 30 km/giờ) và mỗi lần quãng đường không quá 80 km. Một phương pháp tốt hơn là nên kéo một xe có hộp số tự động với các bánh chủ động của nó được nhấc lên khỏi mặt đất, hoặc bán trục hoặc trục trục các đăng được ngắt rời. (1/1) Thân van 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 thuỷ lực điều khiển và chuyển mạch chất lỏng từ đường dẫn này sang đường dẫn khác. Thông thường, thân van gồm: ã Van điều áp sơ cấp ã Van điều khiển ã Van chuyển số (1-2, 2-3, 3-4) ã Van điện từ (số 1, số 2) ã Van bướm ga Số lượng van phụ thuộc vào kiểu xe, một số kiểu xe có các van khác với các van nêu trên. (1/1) Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -5- Van điều áp sơ cấp 1. Vai trò của các bộ phận Van điều áp sơ cấp điều chỉnh áp suất thuỷ lực (áp suất cơ bản) tới từng bộ phận phù hợp với công suất động cơ để tránh tổn thất công suất bơm. 2. Hoạt động Khi áp suất thuỷ lực từ bơm dầu tăng thì lò xo van bị nén, và đường dẫn dầu ra cửa xả được mở, và áp suất dầu cơ bản được giữ không đổi. Ngoài ra, một áp suất bướm ga cũng được điều chỉnh bằng van, và khi góc mở của bướm ga tăng lên thì áp suất cơ bản tăng để ngăn không cho li hợp và phanh bị trượt. ở vị trí “R”, áp suất cơ bản được tăng lên hơn nữa để ngăn không cho li hợp và phanh bị trượt. (1/1) Van điều khiển Van điều khiển được nối với cần chuyển số và thanh nối hoặc cáp. Khi thay đổi vị trí của cần chuyển số sẽ chuyển mạch đường dẫn dầu của van điều khiển và cho dầu hoạt động trong từng vị trí chuyển số. Gời ý: Nói chung, các cáp được sử dụng trong các xe FF (Động cơ đằng trước, dẫn động bánh trước) và thanh nối được sử dụng trong các xe FR (Động cơ đằng trước, dẫn động bánh sau). (1/1) Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -6- Van chuyển số 1. Vai trò của các bộ phận Ta chuyển số bằng cách thay đổi sự vận hành của các li hợp và phanh. Các van chuyển số chuyển mạch đường dẫn dầu làm cho áp suất thuỷ lực tác động lên các phanh và li hợp. Có các van chuyển số 1-2, 2-3 và 3-4. 2. Vận hành Ví dụ: Van chuyển số1-2 Khi áp suất thuỷ lực tác động lên phía trên van chuyển số thì hộp số được giữ ở số 1 vì van chuyển số ở dưới cùng và các đường dẫn dầu tới các li hợp và phanh bị cắt. Tuy nhiên, khi áp suất thuỷ lực tác động bị cắt do hoạt động của van điện từ thì lực lò xo sẽ đẩy van lên, và đường dẫn dầu tới B2 mở ra, và hộp số được chuyển sang số 2. (1/1) Van điện từ Van điện từ hoạt động nhờ các tín hiệu từ ECU động cơ & ECT để vận hành các van chuyển số và điều khiển áp suất thuỷ lực. Có hai loại van điện từ. Một van điện từ chuyển số mở và đóng các đường dẫn dầu theo các tín hiệu từ ECU (mở đường dẫn dầu theo tín hiệu mở, và đóng lại theo tín hiệu đóng). Một van điện từ tuyến tính điều khiển áp suất thuỷ lực tuyến tính theo dòng điện phát đi từ ECU. Các van điện từ chuyển số được sử dụng để chuyển số và các van điện từ tuyến tính được sử dụng cho chức năng điều khiển á p suất thuỷ lực. Gợi ý: Còn có một van điện từ chuyển số kiểu nâng lõi cuộn dây để mở đường dẫn dầu khi tín hiệu bị ngắt, và đóng đường dẫn dầu khi tín hiệu được đóng. Ngoài ra van điện từ chuyển số có số 1 và số 2 trong khi van điện từ tuyến tính chỉ có một SLT được sử dụng thay cho van bướm ga và một SLU để điều khiển khoá biến mô, v.v... (1/1) Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -7- Van bướm ga Van bướm ga tạo ra áp suất bướm ga tuỳ theo góc độ của bàn đạp ga thông qua cáp bướm ga và cam bướm ga. áp suất bướm ga tác động lên van điều áp sơ cấp, và như vậy sẽ điều chỉnh á p suất cơ bản theo độ mở của van bướm ga. Một số kiểu xe điều khiển áp suất bướm ga bằng một van điện từ tuyến tính (SLT) thay cho van bướm ga. Các kiểu xe như vậy điều khiển áp suất bướm ga bằng ECU động cơ & ECT chuyển các tín hiệu tới van điện từ tuyến tính theo các tín hiệu từ cảm biến vị trí van bướm ga (góc mở bàn đạp ga) (1/1) Các van khác Các van khác 1. Van rơle khoá biến mô và van tín hiệu khoá biến mô Các van này đóng-mở khoá biến mô. Van rơ-le khoá biến mô đảo chiều dòng dầu thông qua bộ biến mô (li hợp khoá biến mô) theo một áp suất tín hiệu từ van tín hiệu khoá biến mô. Khi áp suất tín hiệu tác động lên phía dưới của van rơle khoá biến mô thì van rơle khoá biến mô được đẩy lên và mở đường dẫn dầu sang phía sau của li hợp khoá biến mô và làm cho nó hoạt động. Nếu áp suất tín hiệu bị cắt thì van rơle khoá biến mô bị đẩy xuống phía dưới do áp suất cơ bản và lực lò xo tác động lên đỉnh van rơle, và sẽ mở đường dẫn dầu vào phía trước của li hợp khoá biến mô làm cho nó được nhả ra. (1/3) 2. Van điều áp thứ cấp Van này điều chỉnh áp suất bộ biến mô và áp suất bôi trơn. Sự cân bằng của hai lực này điều chỉnh á p suất dầu của bộ biến mô và áp suất bôi trơn. áp suất bộ biến mô được cung cấp từ van điều áp sơ cấp và được truyền tới van rơle khoá biến mô. Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -8- 3. Van ngắt giảm áp Van này điều chỉnh áp suất ngắt giảm áp tác động lên van bướm ga, và được kích hoạt do áp suất cơ bản và áp suất bướm ga. Tác động áp suất ngắt giảm áp lên van bướm ga bằng cách này sẽ làm giảm áp suất bướm ga để ngăn ngừa tổn thất công suất không cần thiết từ bơm dầu. (2/3) 4. Van điều biến bướm ga Van này tạo ra áp suất điều biến bướm ga. á p suất điều biến bướm ga hơi thấp hơn so với áp suất bướm ga khi van bướm ga mở to. Việc này làm cho áp suất điều biến bướm ga tác động lên van điều áp sơ cấp để cho các thay đổi trong áp suất cơ bản phù hợp hơn với công suất phát ra của động cơ. 5. Bộ tích năng Bộ tích năng hoạt động để giảm chấn động khi chuyển số. Có sự khác biệt về diện tích bề mặt của phía hoạt động và phía sau của piston bộ tích năng. Khi áp suất cơ bản từ van điều khiển tác động lên phía hoạt động thì pít tông từ từ đi lên và á p suất cơ bản truyền tới các li hợp và phanh sẽ tăng dần. Một vài kiểu điều khiển áp suất thuỷ lực tác động lên bộ tích năng bằng một van điện từ tuyến tính để sự quá trình chuyển số được êm dịu hơn. (3/3) Tham khảo: Van điều tốc Trong các hộp số tự động điều khiển thuỷ lực hoàn toàn, một van điều tốc được sử dụng để phát hiện tốc độ xe. Van điều tốc tạo ra á p suất điều tốc phù hợp với tốc độ quay của trục thứ cấp. Tốc độ xe cần có cho việc chuyển số được xác định thông qua mức áp suất điều tốc. (1/1) Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -9- Hoạt động khi chuyển số Hoạt động khi chuyển số ở đây, điều kiện của mỗi số được giải thích bằng việc sử dụng các van điện từ và van chuyển số. 1. Số 1 Để chuyển từ số trung gian sang số 1 thì đường dẫn dầu tới C1 được mở bằng cách chuyển mạch van điều khiển. Do van điện từ số 1 bật “ON” và van điện từ số 2 bị tắt “OFF” nên đường dẫn dầu tới C0 được mở. (Van điện từ số 1 được bật “ON” và van điện từ số 2 bị ngắt “OFF”). Sự hoạt động của C1 và F2 tạo ra đường dẫn dầu cho số 1. ở các vị trí “D” và “2” phanh động cơ không bị tác động do hoạt động của F2. ở vị trí “L”, đường dẫn từ B3 được mở và phanh bằng động cơ hoạt động. áp suất thuỷ lực đến bộ truyền bánh răng hành tình C1 từ van điều khiển C0 từ van chuyển số 3-4 B3 từ van chuyển số 2-3 Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -10- 2. Số 2 Van điện từ số 2 được chuyển từ tắt “OFF” sang bật “ON” theo các tín hiệu từ ECU. (Van điện từ số 1 bật, và van điện từ số 2 bật). áp suất thuỷ lực cấp lên phía trên các van chuyển số 1-2 và 3-4 được xả ra và van chuyển số 1-2 được đẩy lên do lực lò xo. Do đó, đường dẫn dầu mở vào B2. C1 và B2 (F1) hoạt động để chuyển số sang số 2. ở dãy “D” phanh bằng động cơ không bị tác động do hoạt động của F1. ở dãy “2” đường dẫn dầu vào B2 được mở, và phanh động cơ được tác động. áp suất thuỷ lực đến bộ truyền bánh răng hành tinh C1 từ van điều khiển C0 từ van chuyển số 3-4 B2 từ van chuyển số 1-2 B1 từ van chuyển số 1-2 3. Số 3 Van điện từ số 1 được chuyển từ bật “ON” sang tắt “OFF” theo các tín hiệu từ ECU. (Van điện từ số 1 tắt “OFF” và van điện từ số 2 bật “ON”) áp suất thuỷ lực bắt đầu được tác động lên phía trên van chuyển số 2-3 và đẩy van chuyển số 2-3 xuống. Do đó, đường dẫn dầu mở vào C2. C1 và C2 hoạt động để chuyển sang số 3. áp suất thuỷ lực đến bộ truyền bánh răng hành tinh C1 từ van điều khiển C0 từ van chuyển số 3-4 B2 từ van chuyển số 1-2 C2 từ van chuyển số 2-3 Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -11- 4. Số O/D Van điện từ số 2 được chuyển từ bật “ON” sang tắt “OFF” theo các tín hiệu từ ECU. (Van điện từ số 1 tắt, và van điện từ số 2 tắt) áp suất thuỷ lực bắt đầu tác động lên phía trên của van chuyển số 1-2 và 3-4 và đẩy van chuyển số 3-4 xuống. (áp suất cơ bản từ van chuyển số 2-3 tác động vào dưới van chuyển số 1-2, do đó van chuyển số 1-2 không di động). Vì vậy, đường dẫn dầu đang tác động lên C0 từ B0 được chuyển mạch và tốc độ được chuyển lên số truyền tăng O/D. Khi công tắc số truyền tăng tắt “OFF”, nó không thể chuyển lên số o/D. Vì ECU không gửi tín hiệu ngắt van điện từ số 2. áp suất thuỷ lực đến bộ truyền bánh răng hành tinh C1 từ van điều khiển C0 từ van chuyển số 3-4 B2 từ van chuyển số 1-2 C2 từ van chuyển số 2-3 (1/1) Mô tả Cần chuyển số tương đương với cần chuyển số của hộp số thường, người lái xe có thể chọn chế độ chạy xe tiến hoặc lùi, số trung gian hoặc đỗ xe bằng cách vận hành cần chuyển số này. Có các kiểu cần chuyển số sau đây, tuỳ theo từng loại xe. 1. Kiểu thẳng 2. Kiểu cột 3. Kiểu cổng 4. Kiểu thẳng có hệ chuyển số hình chữ E Gợi ý: Công tắc chính O/D còn có thể được gọi là công tắc O/D OFF, hoặc công tắc điều khiển hộp số. Kiểu chuyển số hình chữ E có thể chuyển số lên hoặc xuống nhờ công tắc chuyển của hộp số (1/1) Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -12- Cần chuyển số Cơ cấu khoá cần chuyển số 1. Khái quát Các hệ thống khoá cần chuyển số được dùng để ngăn ngừa sự vận hành không đúng của cần chuyển số. Với cơ cấu này khi cần chuyển số ở dãy “P” thì cần số không thể chuyển động được trừ khi chìa khoá điện ở vị trí “ON” và đạp bàn đạp phanh. Ngoài ra, khi cần số không ở dãy “P” thì chìa khoá điện không thể tắt được từ “ON” hoặc “ACC” sang “LOCK”, và chìa khoá điện cũng không thể rút ra được. Có một nút nhả khoá chuyển số để huỷ bỏ bằng tay cơ cấu khoá cần số nếu ắc quy chết. 2. Các bộ phận Cụm cần chuyển số gồm có tấm khoá chuyển số, thanh nối khoá chuyển số, cuộn dây điện từ khoá chuyển số, máy tính khoá chuyển số và nút nhả khoá chuyển số. Cụm ổ khoá điện gồm các chi tiết như chốt khoá và cam. Chốt khoá được nối vào tấm khoá chuyển số qua cáp khoá phanh đỗ. Gợi ý: Một vài kiểu xe bỏ không dùng cáp khoá phanh đỗ, và điều khiển bằng một van điện từ. (1/3) 3. Hoạt động (1) Cơ cấu khoá cần chuyển số Khi cần chuyển số ở dãy “P”, nếu chìa khoá điện không ở vị trí “ON” và bàn đạp phanh không bị ấn xuống thì không có dòng điện chạy vào cuộn dây điện từ khoá chuyển số, do đó không thể chuyển động được cần chuyển số. Khi tấm khoá chuyển số chuyển động về phía nhả nhờ cuộn dây điện từ khoá chuyển số thì cần số có thể chuyển động được khi ấn nút cần chuyển số, và chốt khoá chuyển số bị ấn xuống và thanh nối khoá chuyển số được dịch chuyển xuống dưới. (2/3) Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -13- (2) Cơ cấu khoá liên động Khi ấn nút bấm trên cần chuyển số thì chốt khoá chuyển số bị đẩy xuống và thanh nối khoá chuyển đi xuống. Khi cần chuyển số được gạt về các vị trí (trừ vị trí ACC) thì thanh nối khoá chuyển số được cố định ở vị trí khoá. Và chốt khoá bên của ổ khoá được cố định ở phía khoá. Kết quả là nếu cần số không được gạt vào vị trí “P” thì chìa khoá điện không thể tắt được từ “ON” hoặc “ACC” về “LOCK”, và chìa khoá điện không thể rút ra được. (3/3) Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -14- Bài tập Hãy sử dụng các bài tập này để kiểm tra mức hiểu biết của bạn về các tài liệu trong chương này. Sau khi trả lời mỗi bài tập, bạn có thể dùng nút tham khảo để kiểm tra các trang liên quan đến câu hỏi về câu hỏi hiện tại. Khi các bạn có câu trả lời đúng, hãy trở về văn bản để duyệt lại tài liệu và tìm câu trả lời đúng. Khi đã trả lời đúng mọi câu hỏi, bạn có thể chuyển sang chương tiếp theo. Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -15- Câu hỏi-1 Hóy đỏnh dấu Đỳng hoặc Sai cho mỗi cõu sau đõy. No. Cõu hỏi Đỳng hoặc Sai Cỏc cõu trả lời đỳng 1. Đối với cỏc xe cú hộp số tự động, thỡ động cơ khụng thể khởi động được bằng cỏch đẩy xe nếu ắc quy chết. Đỳng Sai 2. Bơm dầu nằm bờn trong thõn van. Đỳng Sai 3. Van chuyển số được nối trực tiếp vào cần chuyển số để vận hành. Đỳng Sai 4. Mới đõy, một số kiểu xe điều khiển ỏp suất bướm ga bằng một van điện từ tuyến tớnh thay cho van bướm ga. Đỳng Sai Câu hỏi-2 Hỡnh vẽ dưới đõy chỉ ra cỏc nột chớnh của hộp số tự động. Hóy chọn những từ ứng với 1 đến 5. a) Bơm dầu b) Van điều khiển c) Van điều ỏp sơ cấp d) Van bướm ga e) Cỏc van điện từ Trả lời: 1. 2. 3. 4. Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hộp số tự động Bộ điều khiển thuỷ lực -16- Câu hỏi-3 Hỡnh vẽ dưới đõy cho thấy cỏc loại cần chuyển số. Hóy chọn những từ ứng với 1 đến 4. a) Kiểu thẳng với hệ thống chuyển vị hỡnh chữ E b) Kiểu thẳng c) Kiểu cổng d) Kiểu cột Trả lời: 1. 2. 3. 4. Câu hỏi-4 Cỏc cõu sau đõy liờn quan tới vai trũ của mỗi van. Hóy chọn những từ phự hợp từ 1 đến 4. 1. Áp suất thuỷ lực được điều khiển bởi một độ lớn dũng điện phỏt từ ECU. 2. Áp suất thuỷ lực được tạo ra từ gúc mở thớch hợp của bàn đạp ga. 3. Đường dẫn dầu được chuyển hướng để vận hành ỏp suất thuỷ lực tới phanh hoặc li hợp. 4. Áp suất thuỷ lực truyền từ bơm dầu được điều chỉnh đến một ỏp suất thớch hợp. a) Van chuyển số b) Van điều ỏp sơ cấp c) Van điện từ tuyến tớnh d) Van bướm ga Trả lời: 1. 2. 3. 4.