Hộp số tự động trên ô tô là một thiết bị rất phức tạp, chỉ sau động cơ. Hầu hết các hộp số tự động đều sử dụng nguyên lý thủy lực để hoạt động, do đó bơm dầu là một thiết bị không thể thiếu. Bơm dầu có tác dụng điều tiết, điều áp dầu thủy lực đến các bộ truyền động, van, và biến mô. Dầu thủy lực được luôn chuyển giúp cho việc bôi trơn, làm mát và tác động thủy lực cho hoạt động của hộp số.
Bơm dầu hộp số tự động
Bơm dầu, nằm ở phía trước của hộp số, nó được dẫn động bởi biến mô, hút dầu thủy lực từ chảo dầu hộp số. Bơm dầu điều chỉnh áp suất chất lỏng và cung cấp nó cho biến mô, bộ làm mát hộp số và hệ thống thủy lực truyền động, và khi chất lỏng lưu thông trong suốt quá trình truyền động, nó cũng bôi trơn các bộ phận bên trong hộp số.
Sự hoạt động của bơm dầu
Chất lỏng thủy lực đầu ra từ bơm dầu chảy đến van điều chỉnh áp suất và từ đó đến van chuyển số bằng tay. Van tay được điều khiển bởi người lái thông qua cần số và hướng áp suất chất lỏng đến các van và ly hợp và dải số thích hợp khi cần số được đặt ở các vị trí P, D, N, R.
Hộp số tự động cũ
Trên các hộp số cũ hơn, không được điều khiển bằng điện tử, chất lỏng được cung cấp đến bộ điều tốc và van tiết lưu, từ đó chất lỏng trực tiếp đến các van chuyển số trong thân van. Trục đầu ra hộp số dẫn động bộ điều tốc, tạo áp suất trực tiếp liên quan đến tốc độ của xe. Trong điều kiện tăng tốc nhẹ, van tiết lưu không ảnh hưởng nhiều đến van chuyển số và các dịch chuyển số được điều khiển bởi bộ điều tốc diễn ra sớm hơn và nhẹ nhàng hơn.
Trong điều kiện gia tốc cứng, khi tải động cơ cao, van tiết lưu sẽ tác động ngược lại van chuyển số để ép áp suất bộ điều tốc cao hơn. Điều này làm trì hoãn sự dịch chuyển và cung cấp áp suất cao hơn cho các dải truyền và ly hợp, cung cấp cho chúng sức mạnh kẹp cần thiết để điều khiển các bộ phận của bộ bánh răng hành tinh của bộ truyền và tạo ra các dịch chuyển số cứng, chắc chắn.
Hộp số tự động điều khiển điện tử
Trên hộp số được điều khiển điện tử, thời điểm chuyển số và độ ổn định được điều khiển bằng máy tính. Một mạng lưới các cảm biến và công tắc động cơ và hộp số cung cấp đầu vào cho máy tính (TCM) về các điều kiện hoạt động bao gồm tải động cơ, nhiệt độ và tốc độ xe. Máy tính sử dụng đầu vào này, cùng với chương trình lập trình bên trong, để điều khiển áp suất và dòng chảy của chất lỏng thông qua các solenoid điện từ trong thân van.
Các solenoid chuyển số hướng áp suất chất lỏng đến ly hợp hoặc phanh dải thích hợp và một solenoid điện từ hướng áp suất chất lỏng đến khớp ly hợp của bộ biến mô. Solenoid điện từ chứa một cuộn dây với một pít tông sắt từ bên trong. Khi dòng điện được đưa vào solenoid điện từ, nó sẽ trở thành một nam châm điện và pít tông thay đổi vị trí. Khi pít tông di chuyển, nó sẽ mở hoặc đóng van, cho phép hoặc ngăn dòng chất lỏng.
Các loại bơm dầu hộp số tự động
Có hai loại bơm dầu hộp số, bơm dung tích (dịch chuyển) cố định và dung tích (dịch chuyển) biến thiên. Dung tích bơm là thể tích chất lỏng được bơm dịch chuyển trong mỗi lần bơm. Bơm dịch chuyển cố định di chuyển cùng một lượng chất lỏng với mỗi chu kỳ và tốc độ này phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Khi tốc độ của động cơ tăng, tốc độ dòng chảy của bơm tăng lên.
Bơm dầu dung tích cố định có thể là loại bánh răng hoặc loại rôto, bơm dịch chuyển biến thiên là máy bơm kiểu cánh gạt. Biến mô, dẫn động bơm dầu, được liên kết với trục khuỷu thông qua đĩa uốn flexplate và quay cùng tốc độ động cơ. Do đó, công suất của bơm dung tích cố định thay đổi theo tốc độ động cơ và không phụ thuộc vào yêu cầu chất lỏng của hộp số.
Bơm dung tích cố định loại bánh răng (Gear-type Pumps)
Loại phổ biến nhất của máy bơm bánh răng dịch chuyển cố định là máy bơm lưỡi liềm (bán nguyệt). Loại máy bơm này có hai bánh răng giống như các máy bơm bánh răng khác, nhưng chúng được thiết kế với một bánh răng bên ngoài có răng bên trong và bánh răng bên trong nhỏ hơn có răng bên ngoài.
Khi những răng này ăn khớp nhau, chúng mang theo và ép chất lỏng từ cổng vào đến cổng ra. Khoảng cách thu hẹp khi nó gần đến cổng ra. Sau đó, các bánh răng sẽ di chuyển chất lỏng qua cổng ra để tạo ra áp suất đường truyền. Loại máy bơm này có dung sai nghiêm ngặt giữa bánh răng và vỏ. Việc mòn quá mức làm giảm đáng kể công suất và hiệu quả của máy bơm này.
Bơm dung tích cố định kiểu Rôto (Gerotor pump)
Máy bơm kiểu rôto tương tự như máy bơm bánh răng lưỡi liềm, ngoại trừ nó có rôto thay vì bánh răng (thật ra thì nó cũng được gọi là bánh răng, nhưng răng kiểu cánh quạt hơn là bánh răng tiêu chuẩn). Rôto bên trong dẫn động rôto bên ngoài. Khoảng cách giữa các rôto tăng lên khi nó di chuyển ra khỏi cổng vào và giảm khi di chuyển gần cổng ra. Sử dụng thước lá (feeler gauge) để đo lường các khe hở này. Hành động này tạo ra dòng chảy được sử dụng để bôi trơn và vận hành các phanh dải ma sát và ly hợp của hộp số.
Bơm dung tích biến thiên kiểu cánh gạt (Vane-type pump)
Bơm dung tích biến thiên kiểu cánh gạt sử dụng các rãnh trượt nằm bên trong vỏ bơm để thay đổi kích thước của các cổng đầu vào và đầu ra phù hợp với nhu cầu của bộ truyền động. Đường trượt này được chuyển động chống lại áp suất lò xo bởi một mẫu nhỏ đầu ra của máy bơm. Cánh trượt của máy bơm giữ cho lưu lượng chất lỏng ở mức tối thiểu khi nhu cầu không cao và cung cấp lưu lượng tối đa khi cần thiết.
Trên bơm dung tích biến thiên có van trượt để thay đổi tốc độ dòng chảy, do đó hộp số sẽ nhận được áp suất thủy lực cần thiết khi hoạt động. Bơm dung tích biến thiên tiết kiệm năng lượng hơn, do vậy loại bơm này được tìm thấy chủ yếu trên các loại ô tô đời mới.
