Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN 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 tỉ số truyền ) nhằm biến công suất đầu ra của động cơ thành mô men quay và tốc độ quay phù hợp với điều kiện chạy xe. Một chiếc ô tô là tổng thể gồm hàng ngàn chi tiết kết 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. Lịch sử hình thành một số loại hộp số.1 Sự ra đời của hộp số sàn Được ví như trái tim của hệ thống truyền lực, hộp số biến đổi mô-men, tốc độ làm việc của động cơ sao cho phù hợp với điều kiện làm việc của bánh xe trên đường.
Kể từ khi phát minh nổi tiếng của George Selden về bộ truyền động cầu trước kết hợp với động cơ 3 xi lanh đặt nằm ngang trở thành thiết kế trên xe hơi, có rất ít ý tưởng mới phù hợp. Giới thiệu vào năm 1894, bản phác thảo đầu tiên của hộp số cận đại do hai kỹ sư người Pháp, Louis-Rene Panhard và Emile Levassor đưa ra đã không mang về cho hai ông vinh quang mà ngược lại phải nhận những chỉ trích. Buổi thuyết trình không thành công, chiếc xe mô hình bị chết máy, nội dung bị cắt bớt chỉ còn trình bày trên bảng đen. Một tờ báo viết "kẻ bịp bợm đã dùng nhiều trò mánh khóe để lừa gạt công chúng hâm hộ cùng với chiếc xe mới”.
Có lẽ các nhà phát minh nên bỏ qua buổi nói chuyện công nghệ và sử dụng mô tả vừa đủ. Những gì họ đã làm thật thô thiển. 2 hời ấy, kết cấu truyền động khá đơn giản bằng bộ truyền đai hoặc bộ truyền bánh răng côn. Xe chỉ có thể chạy với tốc độ đa 32 km/h.
Khi gặp vật cản trên đường, tài xế phải dừng lại gài số thấp. Lanchester, một trong những người tiên phong trong lĩnh vực ôtô ở Anh, mô tả về chiếc xe của ông gồm hai cấp truyền đai, một cho tốc độ thấp, cần mô-men lớn và một ở tốc độ cao, mô-men nhỏ. Một năm sau cuộc hộp báo tai tiếng, Panhard and Levassor nổi danh trở lại không những chỉ với riêng hộp số mà còn toàn bộ hệ thống truyền lực. Lần này, họ đã có chiếc xe đầu tiên sẵn sàng chạy khi đạp ga.
Bên cạnh đó họ cũng đã có rất nhiều thay đổi về ý tưởng. Thực tế, nó là một mẫu đã đáp ứng được hầu hết các yêu cầu của xe được xây dựng vào những năm 90 và cả những năm sau đó. Không giống như mẫu xe hiện thời, thiết kế mới có động cơ đặt dọc phía trước, truyền công suất ra cầu sau thông qua ly hợp và hộp số trượt 3 cấp và cầu chuyển động bằng xích. Nó gần giống như hệ thống truyền lực trên các xe hiện đại, nhưng chưa có vi sai và bán trục chủ động.
Tuy nhiên, vào năm 1898, điều này đã trở thành hiện thực khi nhà triệu phú Louis Renault kết nối công suất thành công từ động cơ đặt dọc, qua hộp số tới cầu sau “sống” bằng trục kim loại. Cầu sau “sống” hay còn gọi là vi sai cầu sau, cái mà Renault đã làm phù hợp với ý tưởng phát triển của một người Mỹ có tên C. Vì đã khắc phục vấn đề mòn lốp, nên phát minh này được hầu hết các nhà sản xuất ôtô áp dụng. Vi sai bao gồm một cụm bánh răng răng khớp làm nhiệm vụ phân chia công suất cho hai bánh của cầu sau.
Nó cho phép bánh phía ngoài quay nhanh hơn bánh trong khi xe quay vòng. Năm 1904, hộp số sàn sang số trượt của Panhard-Levassor đã được hiện thực hóa bởi hầu hết các nhà sản xuất ôtô. Dù tồn tại dưới dạng này hay dạng khác thì chúng vẫn còn được sử dụng cho đến thời gian gần đây. Hiển nhiên, đã có những cải tiến, thay đổi quan trọng nhất là hệ thống đồng bộ hóa cho phép quá trình ăn khớp giữa cách bánh răng diễn ra một cách trôi chảy, không phát 3 sinh va đập.
Hộp số trang bị bộ đồng tốc được Cadillac sử dụng lần đầu tiên vào năm 1928. Sau khi được Porsche phát triển, phát minh này đã trở nên phổ biến cho đến tận ngày nay. Khoảng thời gian kể từ khi hộp số sàn xuất hiện cho đến thời điểm phát minh ra bộ đồng tốc, có một sự cố gắng khác cũng nhằm đơn giản quá trình sang số. Đó chính là hộp số có cấu tạo từ bộ truyền bánh răng hành tinh, xuất hiện lần đầu tiên trên mẫu Ford Model T 1908.
Bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm một bánh răng trung tâm hay còn được gọi là bánh răng mặt trời, một số bánh răng hành tinh ăn khớp xung quanh. Ngày nay, bộ truyền hành tinh được sử dụng trên hộp số tự động nhiều hơn trên số sàn. Một vài loại số sàn phức tạp sử dụng bánh răng hành tinh đã được đưa ra, Wilson Preselector là một trong những hộp số như thế. Nó từng được sử dụng vào những năm 30.
Hệ thống sử dụng 4 bộ truyền bánh răng hành tinh riêng rẽ, cho phép lái xe chọn trước một tỷ số truyền bằng cách di chuyển cần điều khiển nhỏ cạnh trục lái. Sự ra đời của hộp số tự động Kể từ khi hộp số Panhard-Levassor ra đời, tất cả các phát minh hay cải tiến khác đều nhằm mục đích làm cho quá trình sang số dễ dàng hơn. Tất nhiên dễ nhất là quá trình chuyển số được thực hiện một cách tự động. Đó là lý do giải thích vì sao Sturtevant, anh trai của Boston, giới thiệu hộp số tự động vào năm 1904.
Quả văng ly tâm điều khiển sự ăn khớp của các bánh răng theo tốc độ, Quá trình sang số không cần đến sự đóng mở của ly hợp. Tuy nhiên bộ truyền này gặp lỗi, trọng lượng thường lệch bề một bên. Reo đã có một sự cố gắng đầy ý nghĩa vào năm 1934 khi cho ra đời hộp số Reo Self-Shifter gồm hai bộ truyền mắc nối tiếp. Bộ truyền thứ nhất tự động chuyển số bằng cách điều khiển quá trình đóng mở ly hợp ma sát nhiều đĩa theo 4 tốc độ xe.
Bộ truyền thứ 2 được điều khiển bằng tay nhưng chỉ sử dụng khi động cơ cần tỷ số truyền thấp. Năm 1937, Oldsmobile tung ra hộp số bán tự động 4 cấp được gọi “ hộp số an toàn tự động”. Tài xế không cần sử dụng tới bàn đạp ly hợp và cần số khi xe chuyển từ số 1 sang số 2 hoặc từ 3 lên 4. Áp suất dầu điều khiển bộ truyền hành tinh.
Điểm sang số được thiết lập sẵn theo tốc độ động cơ.000 chiếc Oldsmobile 1938 trang bị hộp số này. Khía cạnh an toàn mà các nhà sản xuất đưa ra ở đây: lái xe có thể tập trung trên đường nhiều hơn vì không cần thao tác chuyển số. Hộp số an toàn xuất hiện như một điềm báo trước sự ra đời của hộp số GM Hydra-Matic vào năm 1939. Ngay sau đó, Oldsmobile đã trang bị cho các mẫu xe phiên bản 1940.
Buick đã được trang bị hộp số bán tự động 5 cấp trên bản đặc biệt vào năm 1938, nhưng đã có một số vấn đề phát sinh nên nó chỉ được hiện thực hóa vào những năm tiếp theo. Hydra-Matic gồm 3 bộ truyền bánh răng hành tinh, điều khiển thủy lực. Bộ kết nối thủy lực làm nhiệm vụ truyền công suất từ động cơ sang hộp số thay cho ly hợp. Danh tiếng về bộ kết nối thủy lực đi tới Chrysler, nơi đã phát triển mẫu ý tưởng vào năm 1937.
Tuy nhiên, Chrysler đã không sử dụng cho đến năm 1941, khi hộp số Chrysler Fluid Drive được giới thiệu. Tuy đây không phải hộp số tự động, nhưng nó là hộp số tiêu chuẩn cùng kết nối thủy lực, không có ly hợp. Ý tưởng đã có từ lâu, nhưng đến năm 1948 hộp số tự động hoàn toàn mới xuất hiện, sử dụng biến mô thủy lực và bộ truyền bánh răng hành tinh như ngày nay. Chiếc Buick Roadmaster vinh dự là mẫu xe đầu tiên trang bị Dynaflow, một trong những mẫu hộp số tự động hiện đại, như là một option giá 244 USD.
Trong vòng 3 năm, 85% Buick đã có Dynaflow. Công dụng , yêu cầu phân loại hộp số.1 Công dụng - Nhiệm vụ : 5 + Hộp số dùng để thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi mô men xoắn ở các bánh xe chủ động của ô tô , đồng thời thay đổi tốc độ chạy phù hợp vơi sức cản bên ngoài + Thay đổi chiều chuyển động của ô tô + Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong khoản thời gian tuỳ ý mà không cần tắt máy và mơ li hợp + Dẫn động lực học ra ngoài cho các bộ phận công tác của xe chuyên dùng 1.2 Yêu cầu + Có đủ tỉ số truyền một cách hợp lý để nânng cao tính kinh tế và tính động lực học của ô tô + Hiệu suất truyền lực cao , khi làm việc không gây tiếng ồn , thay đổi số nhẹ nhàng không sinh lực va đập ở bánh răng + Kết cấu gọn gàng chắc chắn , dễ điều khiển và bảo dưỡng và sửa chữa , giá thành hạ 1.3 Phân loại hộp số * Phân loại theo phương pháp thay đổi tỉ số truyền A ) Loại hộp số có cấp Ngày nay trên ô tô dùng nhiều nhất là hộp số có cấp vì cấu tạo đơn giản , làm việc chắc chắn , hiệu suất truyền lực cao , giá thành rẻ Trong hộp số có cấp người ta chia thành : + Theo tính chất truyền : - Loại trục có tâm cố định việc thay đổi số bằng các còn trượt thường có 2 loại trục tâm dọc hoặc ngang , loại ba trục tâm dọc - Loại có trục tâm di động + Theo cấp số ta có : 3 cấp 4 cấp 5 cấp , .