Các thành phần DCT / MT của hộp số ô tô: Kiến trúc, Vật liệu, Chẩn đoán và Lựa chọn Thành phần

Các bộ phận truyền động ô tô thường được chọn theo số bộ phận, nhưng việc thay thế đáng tin cậy bắt đầu bằng việc hiểu rõ từng bộ phận hoạt động như thế nào bên trong đường mô-men xoắn. Hộp số ly hợp kép (DCT) và hộp số tay (MT) đều dựa vào bánh răng, trục, cơ cấu đồng bộ hóa, vòng bi, hệ thống hãm và giao diện chính xác, tuy nhiên chúng phân phối mô-men xoắn và điều khiển chuyển số theo những cách rất khác nhau.

Đối với các nhà sản xuất hộp số, nhà phân phối hậu mãi, nhà xây dựng lại và người mua linh kiện, những khác biệt này ảnh hưởng đến mọi thứ, từ hình dạng bộ đồng bộ hóa và lựa chọn vật liệu đến kiểm tra kích thước và khả năng tương thích thay thế.

Jiaxing OnRoll Machinery Co., Ltd. sản xuất các bộ phận truyền động ô tô bao gồm thanh trượt đồng bộ hóa và các bộ phận hộp số liên quan cho các ứng dụng MT và DCT, với hoạt động sản xuất được quản lý theo hệ thống chất lượng IATF 16949.

Cấu trúc đường dẫn mô-men xoắn DCT và MT và thành phần quay

Hộp số tay thông thường thường sử dụng một ly hợp giữa động cơ và hộp số. Mô-men xoắn của động cơ đi qua ly hợp và trục đầu vào thành một bộ bánh răng ăn khớp không đổi. Mặc dù các bánh răng vẫn ăn khớp nhưng tỷ số đã chọn sẽ không truyền mô-men xoắn cho đến khi ống đồng bộ khóa bánh răng thích hợp vào trục của nó.

Do đó, hệ thống đồng bộ hóa đóng hai vai trò: đầu tiên là điều chỉnh tốc độ quay thông qua ma sát ở bề mặt hình nón, sau đó cung cấp sự tương tác cơ học tích cực thông qua ống bọc và răng chó.

DCT chia kiến ​​trúc này thành hai đường truyền song song. Hai ly hợp nối động cơ với hai trục dẫn động, thường được bố trí đồng tâm. Một trục thường phục vụ một nhóm tỷ lệ và trục thứ hai phục vụ các tỷ lệ thay thế. Điều này cho phép bộ điều khiển hộp số chọn trước bánh răng tiếp theo trong khi bánh răng hiện tại vẫn đang truyền mô-men xoắn.

Trong khi chuyển số, công suất mô-men xoắn giảm ở một ly hợp trong khi tăng ở ly hợp kia, hạn chế sự gián đoạn của lực kéo.

Cả hai kiến ​​trúc đều phụ thuộc nhiều vào dung sai thành phần. Vòng bi phải kiểm soát đủ chuyển động hướng tâm và hướng trục để duy trì sự liên kết của lưới bánh răng và bộ đồng bộ. Do đó, độ đảo của trục, khe hở từ ống lót đến trục, hình học trục chính, đường kính vòng đệm và tải trước hoặc lực tác động của ổ trục do đó cũng quan trọng như tỷ số truyền danh nghĩa.

Khi sử dụng bánh đà khối lượng kép, tính tương thích cũng phải được kiểm tra ở giao diện đầu vào truyền động. Cấu hình trục bánh đà, cách bố trí ly hợp, cơ cấu nhả, hình dạng trục đầu vào và chiều cao trục dọc phải được xác minh dựa trên mã truyền chính xác thay vì chỉ được chọn theo kiểu xe.

Bộ ly hợp kép DCT, dẫn động thủy lực và điều khiển sang số cơ điện tử

Đặc điểm nổi bật của DCT là hai bộ ly hợp được điều khiển độc lập. Tùy thuộc vào thiết kế hộp số, đây có thể là bộ ly hợp ma sát khô hoặc bộ ly hợp nhiều đĩa ướt hoạt động trong chất lỏng truyền động.

Bộ ly hợp ướt thường sử dụng ma sát xen kẽ và các tấm thép. Áp suất thủy lực nén chồng tấm, tạo ra lực ma sát cần thiết để truyền mô-men xoắn. Bộ ly hợp phải cung cấp đủ công suất mô-men xoắn mà không tạo ra lực cản quá mức khi nhả ra.

Hai bộ ly hợp thường được ký hiệu là K1 và K2. Mỗi chiếc điều khiển một trong hai đường dẫn mô-men xoắn của hộp số. Việc phân bổ bánh răng chính xác khác nhau tùy theo họ hộp số, vì vậy việc lựa chọn thành phần phải luôn tuân theo mã truyền OEM có liên quan thay vì giả định rằng mọi DCT đều chỉ định các bánh răng giống hệt nhau.

Hệ thống cơ điện tử phối hợp các bộ ly hợp này với các bộ truyền động lựa chọn bánh răng. Nó kết hợp điều khiển điện tử với dẫn động thủy lực hoặc cơ điện để xác định áp suất ly hợp, vị trí ăn khớp, tỷ số đã chọn và thời gian sang số.

Do đó, chất lượng chuyển số phụ thuộc nhiều vào bản thân các tấm ma sát. Phản ứng của van, hành trình của bộ truyền động, bù mài mòn ly hợp, nhiệt độ dầu, độ ổn định áp suất, phản hồi cảm biến và các giá trị thích ứng đã học đều có thể ảnh hưởng đến sự gắn kết.

Điều kiện vận hành lạnh minh họa rõ ràng cho sự tương tác này. Độ nhớt của chất lỏng tăng lên có thể thay đổi đặc tính phản ứng thủy lực và lực cản, trong khi hành vi ma sát của ly hợp cũng có thể thay đổi theo nhiệt độ. Do đó, khiếu nại xuất hiện chủ yếu khi khởi động nguội sẽ không tự động được chẩn đoán là hộp số hoặc bộ đồng bộ bị lỗi.

Chẩn đoán chuyên môn nên so sánh vị trí bộ truyền động được lệnh và vị trí thực tế, sự thích ứng của ly hợp, tốc độ đầu vào truyền động, hành vi áp suất và thông tin lỗi cụ thể của nhà sản xuất trước khi thay thế các bộ phận.

Vòng đồng bộ hóa hộp số tay, liên kết và điều chỉnh chốt chuyển số

Trong hộp số MT, bộ đồng tốc là một trong những nhóm thành phần quan trọng nhất ảnh hưởng đến cảm giác sang số.

Khi người lái di chuyển cần số, hệ thống liên kết hoặc cáp sẽ di chuyển cơ cấu chọn và càng chuyển số. Phuộc di chuyển ống đồng bộ về phía bánh răng đã chọn. Trước khi ống bọc khớp hoàn toàn với răng chó của bánh răng, hình nón đồng bộ sẽ tạo ra mô-men xoắn ma sát đưa hai bộ phận quay về cùng một tốc độ.

Thiết kế bộ đồng bộ hóa có thể sử dụng cách sắp xếp một, hai hoặc nhiều hình nón. Cấu hình công suất cao hơn làm tăng mô-men xoắn đồng bộ sẵn có, đặc biệt đối với các bánh răng thấp hơn nơi chênh lệch tốc độ quay có thể lớn hơn.

Bề mặt ma sát có thể sử dụng đồng thau hoặc hợp kim đồng được thiết kế, bề mặt làm từ molypden, vật liệu thiêu kết, lớp lót carbon và các hệ thống ma sát dành riêng cho ứng dụng khác. Việc lựa chọn không thể chỉ dựa vào đường kính vòng.

Để xác nhận việc thay thế hoặc sản xuất, các thông số quan trọng có thể bao gồm:

• Góc hình nón và hình học hình nón giao phối
• Đường kính vòng lớn và nhỏ
• Độ dày vòng và chiều cao trục
• Hồ sơ chặn răng
• Số lượng và hình học của các tính năng lập chỉ mục
• Kích thước trục bọc và trục trung tâm
• Khe hở hình nón được thiết kế
• Đặc điểm kỹ thuật của lớp lót ma sát hoặc bề mặt

Sự mài mòn làm giảm khả năng tạo ra mô-men xoắn ma sát có thể dự đoán được của bộ đồng bộ hóa. Các triệu chứng có thể bao gồm đồng bộ hóa chậm, va chạm vào bánh răng, nỗ lực sang số nhiều hơn hoặc khó vào một số cụ thể.

Sự cố cũng có thể bắt nguồn từ bên ngoài vòng đồng bộ hóa. Khoảng hở quá lớn trong càng chọn, khối dẫn hướng, thanh trượt đồng bộ hóa, cáp, khớp nối, bộ phận hãm hoặc ống bọc có thể làm thay đổi hành trình ăn khớp thực tế.

Do đó, lò xo hãm, chốt, bi, khối dẫn hướng và tính năng khóa không phải là phần cứng tầm thường. Kích thước và đặc điểm lò xo của chúng góp phần trực tiếp vào việc định vị bộ chọn, lực giữ và cảm giác chuyển số.

Đối với người mua linh kiện, việc tái tạo các bộ phận truyền động tưởng như nhỏ này với dung sai kích thước ổn định là điều cần thiết để hộp số vận hành ổn định.

Vật liệu, xử lý nhiệt, độ bền của vỏ và sự suy thoái nhiệt

Các bánh răng truyền động và các bộ phận đồng bộ liên tục gặp ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn, ma sát trượt, tải trọng va đập và chu kỳ nhiệt.

Do đó, vật liệu bánh răng thường được lựa chọn kết hợp với quy trình xử lý nhiệt có kiểm soát. Các phương pháp làm cứng vỏ như chế hòa khí hoặc thấm cacbon có thể tạo ra bề mặt cứng, chống mài mòn trong khi vẫn giữ được lõi cứng hơn có khả năng hỗ trợ tải trọng theo chu kỳ.

Việc bắn bi sau đó có thể được sử dụng để tạo ra ứng suất dư nén có lợi trên bề mặt. Đối với các bánh răng chịu tải nặng, điều này có thể cải thiện khả năng chống lại sự hình thành vết nứt do mỏi khi quá trình này được kiểm soát đúng cách.

Chất lượng xử lý nhiệt không nên được đánh giá đơn giản bằng một con số độ cứng bề mặt. Kiểm soát sản xuất cũng có thể bao gồm độ sâu vỏ, độ cứng lõi, cấu trúc vi mô, độ méo, quá trình khử cacbon, thay đổi kích thước và tình trạng bề mặt.

Vỏ hộp số có yêu cầu khác. Hợp kim nhôm được sử dụng rộng rãi trong đó việc giảm khối lượng là quan trọng, nhưng độ cứng của vỏ vẫn rất quan trọng vì sự liên kết của trục và ổ trục phải được kiểm soát dưới mô-men xoắn và tải nhiệt.

Suy thoái nhiệt cũng có thể xảy ra trong hệ thống ma sát và chất bôi trơn.

Trong bộ ly hợp DCT, độ trượt quá mức sẽ chuyển năng lượng cơ học thành nhiệt. Việc khởi động năng lượng cao lặp đi lặp lại, vận hành dừng và chạy, kéo, khởi hành ngang dốc hoặc áp suất ly hợp không đủ có thể đẩy nhanh quá trình hư hỏng vật liệu ma sát.

Đối với bộ đồng bộ hóa, nhiệt độ tại bề mặt ma sát có thể ảnh hưởng đến sự xuống cấp và tuổi thọ sử dụng. Điều kiện bề mặt, nhiệt độ dầu, tốc độ trượt, áp suất tiếp xúc và ma sát đều tương tác với nhau.

Do đó, việc lựa chọn chất lỏng tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể. Không có một độ nhớt chung nào được khuyến nghị cho mọi DCT hoặc MT. Hệ thống DCT ướt có thể yêu cầu chất lỏng được thiết kế cho cả đặc tính ma sát ly hợp và điều khiển thủy lực, trong khi nhiều hộp số tay yêu cầu chất lỏng được pha chế riêng cho vật liệu đồng bộ hóa của chúng.

Luôn phù hợp với thông số kỹ thuật của chất lỏng của nhà sản xuất hộp số thay vì chỉ thay thế theo cấp độ nhớt chung.

Chẩn đoán, Quy trình Dịch vụ và Tiêu chuẩn Thành phần Tái sản xuất

Việc sửa chữa đường truyền thành công bắt đầu bằng việc nhận dạng.

Số VIN của xe rất hữu ích, nhưng việc khớp các bộ phận chuyên nghiệp thường yêu cầu kiểu hộp số hoặc mã hộp số, số bộ phận OEM, thông tin sửa đổi, ngày sản xuất và đôi khi là các phép đo vật lý của bộ phận bị loại bỏ.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với các bộ phận liên quan đến bộ đồng bộ hóa vì các vòng, thanh trượt, chìa khóa, khối dẫn hướng, bộ phận hãm và ống bọc có vẻ giống nhau có thể khác nhau về các kích thước nhỏ nhưng quan trọng về mặt chức năng.

Để chẩn đoán DCT, dữ liệu quét phải được đánh giá trước khi tháo gỡ cơ học. Tùy thuộc vào nền tảng truyền động, phần mềm chẩn đoán có thể cung cấp thông tin về khả năng thích ứng của ly hợp, hành trình của bộ truyền động, vị trí chọn bánh răng, tốc độ trục đầu vào, nhiệt độ, hoạt động thủy lực và các lỗi cơ điện tử.

Mã lỗi phải luôn được giải thích bằng cách sử dụng thông tin dịch vụ dành cho hộp số chính xác. Không có danh sách chung về mã chẩn đoán DCT áp dụng cho mọi xe được bán ở Hoa Kỳ.

Việc kiểm tra cơ học sau đó sẽ xác minh các nguyên nhân ở cấp độ thành phần của khiếu nại.

Các điểm kiểm tra hộp số điển hình bao gồm hành trình cuối trục, tình trạng ổ trục, khe hở bánh răng nếu được chỉ định, khe hở đồng bộ, chuyển động của ống lót, độ mòn phuộc, tình trạng trục xoay, bề mặt bịt kín và hư hỏng vỏ.

Độ bám dọc trục thường được đo bằng đồng hồ đo hoặc chỉ báo phù hợp theo thiết lập được chỉ định của nhà sản xuất hộp số. Giá trị được chấp nhận phải đến từ thông số kỹ thuật truyền dẫn có liên quan; việc áp dụng giới hạn lượt chơi cuối chung trên các hộp số khác nhau có thể dẫn đến việc lắp ráp không chính xác.

Sau khi lắp ráp, việc kiểm tra rò rỉ có thể được thực hiện bằng các phương pháp dựa trên áp suất hoặc chân không tùy thuộc vào bộ phận và quy trình của nhà máy. Mục tiêu là phát hiện các khuyết tật bịt kín ở vỏ, phích cắm, nắp, phốt trục và các khớp nối khác trước khi hộp số hoạt động trở lại.

Do đó, một bộ phận được tái sản xuất cần được đánh giá nhiều hơn vẻ bề ngoài của nó. Người mua nên xem xét việc kiểm tra kích thước, đặc điểm kỹ thuật vật liệu, xử lý bề mặt, truy xuất nguồn gốc, kiểm tra chức năng, tiêu chí lỗi và trao đổi tham chiếu OEM.

Đối với chuỗi cung ứng ô tô có yêu cầu cao về an toàn hoặc khối lượng lớn, việc kiểm soát quy trình được ghi lại và tuân thủ hệ thống chất lượng là đặc biệt quan trọng.

Chọn các bộ phận truyền động DCT và MT để thay thế hoặc sản xuất

Các vấn đề về hộp số như khó ăn khớp, va chạm bánh răng, cảm giác bộ chọn không nhất quán, tiếng ồn bất thường hoặc do dự chuyển số hiếm khi chỉ ra một bộ phận mà không cần chẩn đoán thêm.

Quy trình tìm nguồn cung ứng hiệu quả nhất là xác định hộp số trước tiên, xác định tài liệu tham khảo OEM hoặc bản vẽ thành phần gốc, sau đó xác minh các yêu cầu vật liệu và hình học quan trọng trước khi đặt hàng.

Gia Hưng OnRoll Machinery Co., Ltd. cung cấp thanh trượt đồng bộ hóa và các bộ phận truyền động ô tô liên quan cho các ứng dụng MT và DCT. Đối với các nhà phân phối, nhà chế tạo lại hộp số, nhà cung cấp linh kiện truyền động và nhà sản xuất ô tô, bản vẽ, mẫu, tài liệu tham khảo OEM, mã hộp số hoặc yêu cầu về kích thước có thể được sử dụng để đánh giá khả năng tương thích của linh kiện và yêu cầu sản xuất tùy chỉnh.

Thay vì chỉ tìm kiếm theo mô tả xe, hãy gửi mẫu hộp số, số bộ phận OEM, kích thước bộ phận, bản vẽ hoặc mẫu để có được đánh giá và báo giá phù hợp với bộ phận chính xác hơn.

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt chính về cấu trúc giữa DCT và đường dẫn mô-men xoắn của hộp số tay là gì?

MT thường sử dụng một ly hợp và một đường mômen đầu vào chính, với bộ đồng bộ hóa chọn thủ công bánh răng ăn khớp không đổi theo yêu cầu. DCT sử dụng hai ly hợp và hai đường dẫn trục đầu vào để một bánh răng có thể truyền mô-men xoắn trong khi một tỷ số khác được chọn trước. Sự sắp xếp trục và bánh răng chính xác khác nhau giữa các họ hộp số.

Đĩa ma sát bộ ly hợp kép và phân bổ ly hợp K1/K2 ảnh hưởng đến hành vi chuyển số DCT như thế nào?

Các mặt tiếp xúc ma sát xác định mỗi ly hợp có thể truyền bao nhiêu mô-men xoắn tại một lực kẹp nhất định. Trong quá trình chuyển số, bộ điều khiển phối hợp truyền mô-men xoắn giữa K1 và K2. Do đó, độ mòn, đặc tính ma sát, hành trình của bộ truyền động, áp suất thủy lực, nhiệt độ và khả năng thích ứng có thể ảnh hưởng đến độ êm khi sang số và độ trượt ly hợp.

Cần kiểm tra kích thước hoặc vật liệu vòng đồng bộ hóa nào để đảm bảo khả năng tương thích với hộp số tay?

Kiểm tra tham chiếu OEM cùng với góc côn, đường kính vòng, chiều cao trục, hình học răng chặn, tính năng lập chỉ mục, khe hở hình nón được thiết kế, bề mặt ma sát hoặc lớp lót và các bộ phận ghép nối. Các hệ thống bằng đồng thau, đồng thau, thiêu kết, phủ molypden và lót carbon không thể tự động thay thế cho nhau.

Mã chẩn đoán cơ điện tử nào phổ biến trên các phương tiện được trang bị DCT ở Hoa Kỳ?

Định nghĩa mã lỗi DCT khác nhau đáng kể tùy theo nhà sản xuất và dòng truyền động. Chẩn đoán nên sử dụng mã hộp số chính xác và thông tin quét tương thích với OEM. Các nhóm lỗi liên quan thường liên quan đến việc thích ứng ly hợp, vị trí bộ truyền động hoặc bộ chọn, áp suất thủy lực, cảm biến tốc độ, nhiệt độ hoặc hoạt động của bộ điều khiển, nhưng các mã số cụ thể không nên được khái quát hóa giữa các nhãn hiệu.

Độ nhớt dầu hộp số nào được khuyến nghị cho các bộ phận DCT so với hộp số sàn?

Không có khuyến nghị chung về độ nhớt DCT so với MT. DCT ướt có thể yêu cầu chất lỏng chuyên dụng cao với đặc tính ma sát ly hợp được kiểm soát, trong khi dầu MT phải tương thích với vật liệu đồng bộ hóa của hộp số. Luôn sử dụng thông số kỹ thuật của chất lỏng OEM để truyền chính xác.

Làm thế nào để so sánh các bộ phận DCT và hộp số tay được tái sản xuất với các tiêu chuẩn trao đổi số bộ phận của OEM?

Tham khảo chéo chỉ là sự khởi đầu. Một bộ phận được tái sản xuất hoặc thay thế đáng tin cậy cũng phải phù hợp với các kích thước, vật liệu, độ cứng hoặc xử lý bề mặt quan trọng, các giao diện chức năng, mức độ sửa đổi và các yêu cầu ứng dụng. Nếu có, các bản vẽ hoặc mẫu thực tế sẽ cung cấp khả năng xác minh mạnh mẽ hơn việc chỉ tra cứu tên xe.

Những kiểm tra lắp ráp nào cần được thực hiện trước khi cài đặt lại DCT hoặc MT?

Tùy thuộc vào thiết kế hộp số, việc kiểm tra có thể bao gồm hành trình cuối trục, tình trạng ổ trục, khe hở đồng bộ, chuyển động của bộ chọn, ăn khớp bánh răng, tình trạng bịt kín, tính toàn vẹn của vỏ, mô-men xoắn của dây buộc và kiểm tra rò rỉ. Dịch vụ DCT có thể yêu cầu thêm các cài đặt cơ bản về bộ ly hợp hoặc bộ truyền động, quy trình thích ứng, xác minh dữ liệu quét và kiểm tra đường được kiểm soát sau khi lắp đặt.