KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ TRUYỀN ĐỘNG CỦA BỘ TRUYỀN HÀNH TINH TRONG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN XE ÔTÔ

1. Bộ truyền bành răng hành tinh thường.

a. Nguyên lý cấu tạo.

Cấu tạo bộ truyền bánh răng hành tinh thường

Bộ truyền bánh răng hành tinh thường bao gồm 4 bộ phận: Bánh răng bao, bánh răng hành tinh, bánh răng mặt trời và cần dẫn. Trong đó, bánh răng bao ăn khớp trong với bánh răng hành tinh, bánh răng hành tinh ăn khớp ngoài với bánh răng mặt trời. Bánh răng hành tinh có trục bản thân được cố định với cần dẫn, có thể tham gia đồng thời hai chuyển động quay quanh trục bản thân và quay quanh bánh răng mặt trời.

b. Nguyên lý truyền động.

Bằng cách thay đổi các phần tử đầu vào, đầu ra và cố định một bộ truyền bánh răng hành tinh có thể tạo ra các chế độ làm việc: giảm tốc, đảo chiều, truyền thẳng (nối trực tiếp), tăng tốc.

* Giảm tốc.
 

Chế độ giảm tốc của bộ truyền bánh răng hành tinh thường

Trong chế độ làm việc này, phần tử đầu vào là bánh răng bao, đầu ra là cần dẫn và phần tử cố định là bánh răng mặt trời. Khi đó tốc độ đầu ra sẽ nhỏ hơn tốc độ đầu vào.

* Tăng tốc.

Chế độ tăng tốc của bộ truyền bánh răng hành tinh thường

Ngược lại với chế độ giảm tốc, ở chế độ tăng tốc phần tử đầu vào và đầu ra được đảo ngược lại. Cụ thể đầu vào là cần dẫn, còn đầu ra là bánh răng bao. Khi đó tốc độ đầu ra sẽ lớn hơn tốc độ đầu vào.

* Truyền thẳng (nối trực tiếp).

Đây là chế đọ truyền động có tốc độ đầu vào và tốc độ đầu ra là bằng nhau. Khi đó đầu vào là bánh răng mặt trời và bánh răng bao, còn đầu ra là cần dẫn. Có thể nói lúc này toàn bộ bộ truyền được nối trực tiếp với nhau.

Chế độ nối trực tiếp của bộ truyền bánh răng hành tinh thường

Trong cả 3 chế độ làm việc là giảm tốc, tăng tốc và truyền thẳng thì chiều quay của trục đầu và trục đầu ra là giống nhau.

* Đảo chiều.
 

Chế độ đảo chiều của bộ truyền bánh răng hành tinh thường

Trong chế độ đảo chiều phần tử đầu vào là bánh răng mặt trời, phần tử đầu ra là bánh răng bao và phần tử cố định là cần dẫn. Lúc ày do bánh răng mặt trời và bánh răng hành tinh ăn khớp ngoài nên quay ngược chiều nhau. Bánh răng hành tinh và bánh răng bao ăn khớp trong nên quay cùng chiều. Do đó, bánh răng mặt trời (trục đầu vào) và bánh răng bao (trục đầu ra) quay ngược chiều nhau.

2. Bộ truyền bánh răng hành tinh kiểu Ravigneaux.

a. Nguyên lý cấu tạo.

Bộ truyền bánh răng hành tinh kiểu Ravigneaux

Khác với bộ truyền bánh răng hành tinh thường, bộ truyền bánh răng hành tinh kiểu Ravigneaux bao gồm hai loại bánh răng mặt trời và bánh răng hành tinh. Trong đó, bánh răng mặt trời nhỏ ăn khớp ngoài với với bánh răng hành tinh nhỏ. Bánh răng hành tinh ngắn ăn khớp ngoài với bánh răng hành tinh dài. Bánh răng hành tinh dài đồng thời ăn khớp trong với bánh răng bao và ăn ăn khớp ngoài với bánh răng mặt trời lớn. Toàn bộ trục bản thân của các bánh răng hành tinh được gắn cố định trên cần dẫn.

b. Nguyên lý truyền động.

* Chế độ giảm tốc.

Trong chế độ giảm tốc của bộ truyền hành tinh Ravigneaux có hai tỉ số truyền như sau:

- Tỉ số truyền 1: Đầu vào là bánh răng mặt trời nhỏ, đầu ra là bánh răng bao, phần tử cố định là cần dẫn.

Tỉ số truyền giảm tốc 1 của bộ truyền Ravigneaux

- Tỉ số truyền 2: Đầu vào là bánh răng mặt trời nhỏ, đầu ra là bánh răng bao, phần tử cố định là bánh răng mặt trời lớn.
 

Tỉ số truyền giảm tốc 2 của bộ truyền Ravigneaux

* Chế độ nối trực tiếp.

Chế độ truyền thẳng của bộ truyền Ravigneaux

Trong chế độ này toàn bộ bộ truyền không có chuyển động tương đối giữa các phần tử với nhau. Nói cách khác bộ truyền là một khối để tốc độ trục đầu vào và đầu ra bằng nhau.

* Chế độ tăng tốc.

Chế độ tăng tốc của bộ truyền Ravigneaux

Trong chế độ này phần tử đầu vào là cần dẫn, phần tử đầu ra là bánh răng bao, phần tử cố định là bánh răng mặt trời lớn.

* Chế độ đảo chiều

Trong chế độ đảo chiều: phần tử đầu vào là bánh răng mặt trời lớn, phần tử đầu ra là bánh răng bao, phân tử cố định là cần dẫn.

Chế độ đảo chiều của bộ truyền Ravigneaux

3. Một số ví dụ về việc sử dụng bộ truyền hành tinh trong hộp số tự động.

B0, B1, B2, B3 – Các bộ phanh hãm

C0, C1, C2, – Các bộ li hợp

F0, F1, F2, – Các khớp một chiều

Hộp số tự động A340 và A343 trên xe Toyota Hilux 2008

Hộp số trên xe Toyota Hilux 2008 sử dụng 3 bộ truyền hành tinh thường với 1 bộ truyền hành tinh OD (over drive), 1 bộ truyền hành trước và 01 bộ truyền hành tinh sau. Hộp số này có 4 cấp số tiến. Đây là hộp số sử dụng trong hệ truyền động cầu sau. Trong khi đó hộp số U760E sử dụng trên xe Toyota Camry 2015 sử dụng 2 bộ truyền hành tinh: 01 bộ truyền hành tinh thường và 01 bộ truyền hành tinh kiểu Ravigneaux. Hộp số này có 6 cấp số tiến.
 

Hộp số tự động U760E trên xe Camry 2015

Như vậy có thể thấy trong bộ truyền hành tinh kiểu Ravigneaux có thêm một tỉ số truyền giảm tốc so với bộ truyền hành tinh kiểu thường. Việc kết hợp giữa 2 bộ truyền này trong cùng một hộp số sẽ giúp giảm kích thước theo chiều dài của hộp số so với việc sử dụng 2 bộ truyền hành tinh thường. Đồng thời tăng được số cấp của hộp số. Điều này đặc biệt phù hợp cho những hộp số của xe có hệ truyền động cầu trước, khi mà không gian theo chiều ngang xe bị hạn chế.