Hộp số ngày nay tiếp tục gia tăng độ phức tạp, từ việc ngày càng tham gia nhiều hơn vào các bộ điều khiển điện tử cho đến sự gia tăng dường như theo cấp số nhân của các tỷ số truyền sẵn có, một khái niệm vẫn là xương sống của hộp số tự động: thủy lực. Lực, áp suất và tốc độ dòng chảy là những cân nhắc quan trọng trong tất cả các giai đoạn trong vòng đời của hộp số. Các kỹ sư sử dụng chúng làm công cụ để đạt được thời gian chuyển số, chất lượng chuyển số và hiệu quả tổng thể như mong muốn. Bài viết này khám phá cách hoạt động của các loại van và mạch thủy lực khác nhau và (cũng quan trọng không kém) những triệu chứng hoặc lỗi xảy ra khi chúng ngừng hoạt động bình thường.
Một “công cụ” quan trọng mà các kỹ thuật viên có thể sử dụng trong thế giới thực để chẩn đoán các mối lo ngại về khả năng lái xe, mã sự cố hoặc lỗi bên trong là kiến thức rằng tất cả các thiết kế thủy lực đều dựa vào khả năng giữ áp suất của hệ thống. Khi quãng đường xe đi được tăng lên và các bộ phận bị mòn, mạch thủy lực bắt đầu mất khả năng này. Mặc dù có nhiều bộ phận thủy lực khác nhau trong hộp số nhưng bộ truyền động van thường có thể bị bỏ qua hoặc hiểu sai.
Một trong những thành phần quan trọng nhất là van điều chỉnh áp suất chính (hoặc sơ cấp). Có năm phần về cách nó điều chỉnh áp suất đường chính và cung cấp nguồn cấp dữ liệu chuyển đổi: áp suất nguồn, lực lò xo, dầu cân bằng, xả và tín hiệu bướm ga/lực chất lỏng EPC ngược lại (Hình 1).
Lưu lượng áp suất và thể tích trực tiếp từ máy bơm không nhất quán do tốc độ động cơ thay đổi liên tục, do đó không thể dựa vào áp suất bơm không được kiểm soát để tự vận hành hộp số. Van điều áp là bộ cân bằng và sử dụng bơm để tạo ra áp suất nguồn.
Lò xo điều chỉnh áp suất được sử dụng để tác dụng lực lên một bên của van và thiết kế lò xo là yếu tố quyết định áp suất đường ống sẽ được điều chỉnh theo mức nào. Điều này là do lực lò xo tác dụng liên tục và đẩy van về một đầu của lỗ khoan. Cần phải có một lực lớn hơn tác dụng theo hướng ngược lại của lò xo để di chuyển van ra khỏi vị trí nghỉ.
Hệ thống cân bằng là áp suất chất lỏng tác dụng lên vùng phản ứng trên van để chống lại lực lò xo và bắt đầu di chuyển van vào vị trí điều chỉnh của nó. Điều này thường được điều chỉnh áp suất đường truyền qua một lỗ đến ống cân bằng. Khi mạch cân bằng được nạp, một đường cấp liệu được mở ra để cung cấp dòng chất lỏng đến bộ biến mô và – gián tiếp – mạch bôi trơn.
Một đường xả được đặt trong lỗ khoan để giảm áp suất đường ống khi van chạm vào lò xo đủ xa. Tại thời điểm này, áp suất cân bằng giảm do áp suất đường dẫn giảm và lực lò xo di chuyển van theo hướng ngược lại. Nếu không có đường xả, áp suất đường dẫn về cơ bản sẽ tuân theo áp suất nguồn không được kiểm soát từ máy bơm.
Tín hiệu bướm ga/áp suất EPC được sử dụng để định vị van điều chỉnh áp suất chính trong lỗ khoan nhằm điều khiển áp suất đường ống theo nhu cầu truyền động. Ở chế độ ga nặng hơn hoặc ở chế độ Số lùi, cần có áp suất đường dầu cao hơn để tăng mô-men xoắn và khả năng giữ, do đó, một áp suất tăn cường được áp dụng cho van điều chỉnh áp suất để di chuyển nó đến vị trí áp suất đường cao. Một số ứng dụng áp dụng áp suất này trực tiếp vào van điều chỉnh áp suất, một số sử dụng van tăng áp và cụm ống bọc ngoài (sleeve), trong khi một số khác sử dụng kết hợp cả hai.
Việc điều chỉnh áp suất đường dẫn này có thể xảy ra hàng nghìn lần trong một chu kỳ truyền động, làm cho van điều chỉnh áp suất chính và cụm van tăng áp liên quan trở thành một trong những van hoạt động tích cực nhất trong hộp số.
Do chuyển động liên tục trong lỗ khoan, van điều chỉnh áp suất chính có xu hướng trở thành một trong những khu vực hao mòn phổ biến nhất bên trong bất kỳ thiết bị nào. Một điều quan trọng cần cân nhắc là thực tế là các triệu chứng sẽ khác nhau tùy thuộc vào khu vực lỗ khoan bị mòn. Sự mòn ở đầu cân bằng có thể khiến áp suất cân bằng vượt qua chỗ rò rỉ và yêu cầu áp suất đường ống cao hơn để chống lại lực của lò xo PR. Điều này thường thấy ở thân van Saturn TAAT (Hình 2).
Áp suất đường dẫn cao có thể dẫn đến chuyển số khắc nghiệt, các bộ phận bị hỏng và thậm chí các vấn đề về thời gian chuyển số trong các thiết bị do bộ điều tốc điều khiển. Sự mài mòn giữa áp suất đường dẫn và đường xả dẫn đến rò rỉ áp suất qua đường xả và làm giảm áp suất chung của đường dẫn. Một trong những ví dụ phổ biến hơn về tình trạng hao mòn ở khu vực này là AODE/4R70W (Hình 3).
Sự mài mòn bên trong các cụm tăng áp thường dẫn đến áp suất đường dẫn thấp hơn, do áp suất thủy lực giảm đẩy van điều chỉnh áp suất lùi ra khỏi vị trí xả. Áp suất đường dẫn thấp có thể dẫn đến chuyển số mềm, cháy ly hợp và cả các vấn đề về chuyển số trong các bộ điều tốc. Mặc dù các triệu chứng do mòn lỗ khoan có thể xảy ra ở mọi nhiệt độ, nhưng chúng thường trở nên tồi tệ hơn khi hộp số nóng lên và chất lỏng loãng ra. Các triệu chứng mà xe thể hiện có thể giúp thu hẹp các loại van cần kiểm tra và nơi kiểm tra chúng.
Có một số thử nghiệm khác nhau có thể được thực hiện khi nghi ngờ van điều chỉnh áp suất chính bị mòn. Trước khi xả chất lỏng thì nơi tốt nhất để bắt đầu là lắp đồng hồ đo áp suất đường truyền. Các vấn đề về áp suất đường ống tổng thể có thể do mòn lỗ van điều chỉnh áp suất. Đối với khối hộp số đúc, có một số cách tiếp cận khác nhau để xác định độ mòn của lỗ khoan. Kiểm tra bằng mắt là một phương pháp rõ ràng, nhưng các phương pháp khác, chẳng hạn như thử nghiệm bằng đèn pin, không khí ẩm đã được sử dụng. Phương pháp ít chủ quan nhất và có thể lặp lại nhiều nhất trong việc xác định độ mòn của vật đúc là thử nghiệm chân không. Việc đo lượng không khí có thể rò rỉ giữa ống van và bề mặt bịt kín trong vật đúc cho chúng ta biết lượng chất lỏng có thể thổi qua trong quá trình vận hành.
Sonnax
