Bánh răng hành tinh là bộ phận quan trọng trong hộp số tự động của xe ô tô. Vậy bánh răng hành tinh là gì? Cơ cấu và nguyên lý hoạt động ra sao? Ứng dụng của bánh răng hành tinh trong đời sống và đặc biệt trong hộp số tự động của xe ô tô,… Mọi thông tin bạn cần biết sẽ gói gọn trong bài viết dưới đây!
Định nghĩa chung về bánh răng
Bánh răng được biết đến là 1 bộ phận cơ khí có hình tròn, có răng bao quanh. Bánh răng này sẽ khớp với bộ phận của bánh răng khác để truyền momen quay tạo thành một bộ bánh răng.
Bánh răng hành tinh là gì?
Có thể gọi bánh răng hành tinh là bánh răng theo chu kỳ. Đây là một hệ thống bánh răng bao gồm 1 bánh răng trung tâm (bánh răng mặt trời) [1], nhiều bánh răng dẫn động (bánh răng hành tinh) quay xung quanh [2] cùng với 1 bánh răng vòng [3].
Chú thích: [1], [2], [3] được đánh dấu trong hình dưới đây:
Bánh răng trung tâm đóng vai trò điều khiển, các bánh răng dẫn động tham gia với bánh răng vòng tạo nên lực thúc đẩy từ bên trong. Bánh răng hành tinh dễ dàng chuyển sang tỷ lệ khác chỉ bằng cách thay đổi bánh răng trung tâm hoặc thay đổi hạt tải điện.
Cấu tạo và chức năng của bánh răng hành tinh
Một bộ bánh răng hành tinh gồm có các thành phần chính sau:
- Bánh răng trung tâm (bánh răng mặt trời)
- Bánh răng dẫn động (bánh răng hành tinh)
- Bánh răng vòng
- Giá đỡ bánh răng
Chức năng chính của mọi bánh răng hành tinh là dẫn truyền momen quay, biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến. Trong hộp số tự động AT của xe ô tô, bánh răng hành tinh là một bộ phận quan trọng có nhiệm vụ điều khiển tăng – giảm tốc, tạo tỷ số truyền, nối trực tiếp, đảo chiều bằng việc thay đổi phần tử đầu vào – ra và cố định 1 bộ truyền.
| Xem thêm các tin đăng bán xe ô tô cũ uy tín tại Muaban.net: |
Nguyên lý hoạt động chung của bánh răng hành tinh
Dựa trên nguyên tắc dẫn động, nếu 2 bánh răng ăn khớp ngoài thì tạo chuyển động quay ngược chiều, nếu ăn khớp trong thì tạo chuyển động quay cùng chiều.
>>>Xem thêm: Trục các đăng là gì? Tự thay trục các đăng tại nhà
Phân loại bánh răng hành tinh
Hiện nay có 2 loại bánh răng hành tinh phổ biến là bộ truyền hành tinh thường và bộ truyền hành tinh kiểu Ravigneaux.
Cơ cấu và nguyên lý hoạt động của các loại bánh răng hành tinh
Bánh răng hành tinh thường
Cơ cấu bánh răng hành tinh thường
Bộ bánh răng hành tinh gồm có các bộ phận sau:
- Bánh răng bao
- Bánh răng hành tinh
- Bánh răng mặt trời
- Cần dẫn
Trong đó cần dẫn là thiết bị nối với trục trung tâm của mỗi bánh răng, làm cho các bánh răng xoay quanh cần dẫn, còn bộ các bánh răng như các hành tinh xoay quanh mặt trời.
>>>Xem thêm: Bộ điều áp là gì? Tổng hợp từ A-Z thông tin về bộ điều áp khí nén trong ô tô
Nguyên lý hoạt động của hệ bánh răng hành tinh thường
Nguyên lý hoạt động của hệ bánh răng hành tinh thường dựa vào sự dẫn động của bánh răng. 2 bánh răng sẽ quay ngược chiều hoặc cùng chiều tùy theo tùy theo nó ăn khớp ngoài hay ăn khớp trong với bánh răng mặt trời.
Trong các loại hộp số tự động, bánh răng hành tinh có tác dụng giảm tốc, tăng tốc, đảo chiều và nối trực tiếp.
Giảm tốc – tỷ số truyền > 1
Bánh răng mặt trời là cố định, đầu ra là cần dẫn, đầu vào là bánh răng bao. Khi bánh răng mặt trời cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh xoay quanh trung tâm bánh răng mặt trời. Lúc này trục đầu ra giảm tốc so với trục đầu vào do các bánh răng hành tinh xoay quanh bánh răng mặt trời.
Tăng tốc – tỷ số truyền < 1
Bánh răng mặt trời là cố định, đầu ra là bánh răng bao, còn đầu vào là cần dẫn. Cơ chế này ngược so với cơ chế giảm tốc, khi cần dẫn chuyển động quay theo chiều kim đồng hồ thì hộp số bánh răng hành tinh cũng di chuyển xung quanh bánh răng mặt trời và đi theo chiều kim đồng hồ. Từ đó tốc độ đầu ra sẽ lớn hơn tốc độ đầu vào, như vậy trục đầu ra tăng tốc so với trục đầu vào.
Truyền thẳng – nối trực tiếp – tỷ số truyền = 1
Khác với 2 cơ chế tăng và giảm tốc, cơ chế truyền thẳng có tốc độ đầu ra và đầu vào bằng nhau. Trong đó bánh răng mặt trời và bánh răng bao là đầu vào, còn đầu ra là cần dẫn. Bánh răng mặt trời và bánh răng bao quay cùng nhau nên tốc độ bằng nhau làm cho đầu ra là cần dẫn cũng có cùng tốc độ.
Đảo chiều
Cần dẫn là cố định, đầu ra là bánh răng bao, còn bánh răng mặt trời là đầu vào. Cần dẫn được cố định, bánh răng mặt trời quay khiến bánh răng bao quay trên trục làm hướng sẽ được đảo ngược chiều.
>>>Xem thêm: Các loại xi lanh cho động cơ phổ biến nhất hiện nay
Bánh răng hành tinh kiểu Ravigneaux
Cơ cấu bánh răng hành tinh kiểu Ravigneaux
Khác với cơ cấu bánh răng hành tinh thường, cơ cấu bánh răng tinh kiểu Ravigneaux
chỉ có 2 loại là bánh răng mặt trời và bánh răng hành tinh. Trong đó, bánh răng mặt trời nhỏ thì ăn khớp ngoài với với bánh răng hành tinh nhỏ, còn bánh răng hành tinh ngắn thì ăn khớp ngoài với bánh răng hành tinh dài. Bánh răng hành tinh dài cùng ăn khớp trong với bánh răng bao và ăn khớp ngoài với bánh răng mặt trời lớn. Toàn bộ trục của các bánh răng hành tinh đều gắn cố định trên cần dẫn.
Nguyên lý hoạt động của hệ bánh răng hành tinh kiểu Ravigneaux
Chế độ giảm tốc
Hộp số bánh răng hành tinh có 2 tỉ số truyền sau đây:
- Tỉ số truyền 1: Cần dẫn là cố định. Đầu vào là bánh răng mặt trời nhỏ, đầu ra là bánh răng bao.
- Tỉ số truyền 2: Bánh răng mặt trời lớn là cố định. đầu vào là bánh răng mặt trời nhỏ, còn đầu ra là bánh răng bao.
Chế độ nối trực tiếp
Trong chế độ nối trực tiếp, toàn bộ hệ thống truyền không có chuyển động giữa các phần tử với nhau. Có thể nói bộ truyền là một khối để tốc độ trục đầu vào và đầu ra bằng nhau.
Chế độ tăng tốc
Bánh răng mặt trời lớn là cố định. Đầu vào là cần dẫn, còn đầu ra là bánh răng bao.
Chế độ đảo chiều
Cần dẫn là cố định. Đầu vào là bánh răng mặt trời lớn, còn đầu ra là bánh răng bao. So sánh bộ truyền hành tinh kiểu Ravigneaux với bộ truyền hành tinh kiểu thường thì kiểu Ravigneaux có thêm một tỉ số truyền giảm tốc.
So với việc sử dụng 2 bộ truyền hành tinh thường thì việc kết hợp giữa bộ truyền hành tinh kiểu Ravigneaux và bộ truyền hành tinh thường trong cùng một hộp số sẽ làm giảm kích thước theo chiều dài của hộp số, đồng thời tăng được số cấp của hộp số.
Việc ứng dụng bánh răng hành tinh phù hợp với hộp số của những xe có hệ truyền động cầu trước, hạn chế về không gian theo chiều ngang.
Ưu nhược điểm của hộp số sử dụng cơ cấu bánh răng hành tinh
Ưu điểm
Ưu điểm của bánh răng hành tinh đó là chúng khá chắc chắn, không cần tấm lắp, cho phép nhìn rõ các bộ phận chuyển động để dễ dàng sửa chữa, kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, có độ bền cao và hoạt động êm khi chuyển số trong lúc ô tô đang chạy làm cho việc điều khiển tự động hóa được dễ dàng hơn, ít tiếng ồn.
Hiệu suất làm việc cao (tỉ lệ công suất/trọng lượng cao), cho phép sử dụng các ổ trượt nhỏ do đã được giảm tải bởi lực hướng kính. Độ tin cậy hoàn toàn đảm bảo, giá thành rẻ.
Nhược điểm
- Kết cấu phức tạp.
- Đòi hỏi công nghệ chế tạo cao và tinh vi.
- Chịu lực ly tâm lớn do vận tốc theo lớn.
- Ma sát trong quá trình truyền động có thể làm giảm hiệu suất.
- Cần có các ly hợp nhiều đĩa và phanh.
Tuy nhiên các nhược điểm trên có thể khắc phục khi tối ưu sơ đồ cơ cấu và trình độ chế tạo máy phát triển.
Ứng dụng bánh răng hành tinh vào thực tiễn
Bánh răng hành tinh là một bộ phận cơ khí hữu dụng, không thể thiếu trong việc vận hành cơ khí. Chúng được ưu tiên sử dụng cho các không gian hạn chế, bởi vì chúng có kích thước nhỏ hơn các loại hộp số khác. Bên cạnh đó, chúng còn là cơ sở của các loại hộp số tự động phổ biến ngày nay, gọi là hộp số tự động hành tinh thủy lực.
Bánh răng hành tinh thường được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp ô tô, đây chính là một bộ phận quan trọng cấu thành hộp số tự động trên ô tô bạn đang dùng ngày nay.
Chúng cũng được ứng dụng phổ biến trong công nghệ in 3D ( một dạng công nghệ bồi đắp vật liệu). Bánh răng cung cấp 1 tỷ số truyền lớn trong một gói nhỏ có trọng lượng nhẹ. Bánh răng hành tinh có 1 ưu điểm là chúng không bị rơi ra khỏi vòng và không cần có tấm lắp, cho phép mình nhìn rõ các bộ phận chuyển động. Loại linh kiện cơ khí này được sử dụng trong in 3D để tạo ra đồ chơi trẻ em.
Bên cạnh đó, bánh răng hành tinh còn được sử dụng trong các thiết bị cơ khí như tuabin gió, máy khoan và một số hệ thống truyền động trong xe dành cho máy bay trực thăng.
Ngoài ra, chúng cũng được sử dụng rất phổ biến trong máy móc công nghiệp, máy cắt laser, nơi sử dụng robot dẫn đường hay thậm chí ngay cả trên bàn mổ bệnh viện,…
Giá thành theo từng size của bánh răng hành tinh
Mức giá tham khảo cho từng size của bánh răng hành tinh:
- Với size 57 PX57 tỷ lệ từ 5-10 có giá từ 775.000đ
- Với size 86 PX86 tỷ lệ 1:5 có giá từ 1.020.000đ
- Với size 86 PX86 tỷ lệ 1:10 có giá từ 1.250.000đ
- Với size 110 PX110 tỷ lệ 1:5 có giá từ 1.585.000đ
Trên đây là toàn bộ những thông tin cần thiết về bánh răng hành tinh, nguyên lý hoạt động cũng như vai trò của bánh răng hành tinh trong đời sống, đặc biệt trên xe ô tô. Mong rằng những chia sẻ trên sẽ thực sự hữu ích cho bạn. Đừng quên truy cập website Muaban.net thường xuyên để đọc thêm nhiều thông tin bổ ích về công nghệ, ô tô, xe máy,… nhé!
>>Xem thêm:
- Buồng đốt là gì? Tổng hợp thông tin về buồng đốt mới nhất 2022
- Bộ vi sai là gì? Tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và cách khắc phục của bộ vi sai ô tô
__ Hương Martinie __
