Bánh răng hành tinh: 6 thông tin quan trọng bạn cần tìm hiểu

Bánh răng hành tinh là bộ phận quan trọng trong hộp số tự động của xe ô tô, xe nâng giúp tạo tỷ số truyền, điều khiển quá trình giảm tốc, đổi chiều, tăng tốc và nối trực tiếp của xe. Dưới đây, cùng XE NÂNG TOÀN QUỐC tìm hiểu chi tiết về khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm chi tiết của nó ngay trong bài biết này. 

1. Bánh răng hành tinh là gì?

Bánh răng hành tinh, hay còn được biết đến là bánh răng theo chu kỳ, là một thành phần quan trọng trong các hệ thống truyền động, đặc biệt là trong hộp số tự động của các xe ô tô. Hệ thống này bao gồm các thành phần chính như bánh răng mặt trời (hoặc bánh răng trung tâm), các bánh răng dẫn động được gọi là hành tinh và bánh răng vòng.

Vai trò chính của bánh răng hành tinh là tạo ra các tỷ số truyền khác nhau và điều khiển quá trình truyền động trong hộp số tự động. Khi các bánh răng hành tinh quay xung quanh bánh răng trung tâm, tỷ số truyền sẽ thay đổi tùy thuộc vào cách mà các thành phần được kết hợp với nhau. Việc điều chỉnh các phần tử đầu vào, đầu ra, cố định một bộ truyền sẽ ảnh hưởng đến tỷ số truyền và các chức năng khác nhau của hộp số, bao gồm giảm tốc, tăng tốc, nối trực tiếp hoặc đảo chiều.

Ngoài ra với một số dòng thiết bị có lắp hộp số tự động AT, bánh răng hành tinh còn có nhiệm vụ tạo tỷ số truyền điều khiển việc giảm tốc, tăng tốc, nối trực tiếp, đảo chiều bằng cách thay đổi các phần tử đầu vào, đầu ra và cố định một bộ truyền.

2. Cấu tạo chi tiết của bánh răng hành tinh 

Hộp số giảm tốc bánh răng hành tinh trên xe nâng được cấu tạo từ 4 bộ phận cơ bản như sau:

• Bánh răng hành tinh
• Cầu dẫn
• Bánh răng mặt trời
• Bánh răng bao.

Với bất kỳ bộ hộp số giảm tốc bánh răng hành tinh nào, khi bạn nhìn vào bên trong thì có thể thấy được sự sắp xếp hợp lý trong từng thành phần đối với từng vị trí. Các thứ tự đó lần lượt là bộ truyền động, bánh răng hành tinh, 1 bộ phanh đai, 1 bộ gồm 3 mảnh ly hợp ướt thường làm việc trong dầu, 1 hệ thống thủy lực, 1 bộ bơm bánh răng lớn.

3. Nguyên lý vận hành của bánh răng hành tinh 

Theo cấu tạo của hộp số giảm tốc bánh răng hành tinh như trên, bộ phận truyền động bánh răng đóng vai trò rất quan trọng, góp phần tạo ra được các bánh răng với tỷ số truyền động ăn khớp với nhau, làm cho hộp số vận hành êm ái, linh hoạt.

Nguyên lý hoạt động của hộp số giảm tốc bánh răng hành tinh được mô tả khá phức tạp: Đầu tiên là trục sơ cấp nhận nhiệm vụ quay quanh bánh răng bao của bộ truyền động hành tinh trước theo chiều kim đồng hồ nhờ vào tụ điện C1. Sau khi bánh răng phía trước quay và thực hiện chuyển động xung quanh làm cho bánh răng mặt trời quay theo chiều ngược kim đồng hồ.

Tại bánh răng sau và cầu dẫn lúc này có F2 cố định nên hộp số bánh răng mặt trời làm thành bánh răng bao của bộ truyền hành tinh phía sau cũng được quay theo chiều kim đồng hồ băng bánh răng của bộ truyền động hành tinh sau.

Tất cả bộ phận của hộp số giảm tốc đều vận hành hợp lý, phối hợp thống nhất. Mặt khác, nguyên lý hoạt động của bánh răng hành tinh cũng bị thay thế, đảo vị trí theo từng chức năng, nhiệm vu, cụ thể như:

3.1 Nguyên lý vận hành khi thực hiện nhiệm vụ giảm tốc

Ở nhiệm vụ này, bánh răng mặt trời được cố định trong khi bánh răng hành tinh quay xung quanh nó. Điều này tạo ra một cơ chế giảm tốc độ quay giữa trục đầu vào (bánh răng mặt trời) và trục đầu ra (cần dẫn).

Quá trình hoạt động của bánh răng hành tinh dựa vào nguyên lý cơ bản của bánh răng: khi một bánh răng nhấn vào một bánh răng khác, chuyển động quay được truyền từ bánh răng này sang bánh răng kia. Trong trường hợp này, bánh răng hành tinh là bánh răng “nhấn vào”, còn bánh răng mặt trời là bánh răng “bị nhấn vào”.

Khi bánh răng hành tinh quay xung quanh bánh răng mặt trời, nó truyền động lực từ bánh răng mặt trời sang cần dẫn. Điều này làm giảm tốc độ quay của cần dẫn so với bánh răng mặt trời. Mô men được chuyển đổi theo nguyên tắc của bánh răng, với mô men từ bánh răng mặt trời được truyền qua bánh răng hành tinh và cuối cùng đến cần dẫn.

Độ lớn của tốc độ quay và mô men phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của bánh răng hành tinh. Mũi tên dài thường chỉ tốc độ quay càng lớn, trong khi mũi tên rộng thường chỉ mô men càng lớn.

3.2 Nguyên lý hoạt động khi tiến hành đảo chiều 

Khi thực hiện nhiệm vụ đảo chiều trong hộp giảm tốc, nguyên lý hoạt động của bánh răng hành tinh được áp dụng để chuyển đổi hướng quay của động cơ. Trong trường hợp này, cần dẫn của hộp giảm tốc được cố định ở một vị trí, trong khi bánh răng mặt trời và bánh răng bao sẽ thực hiện quay với hướng đảo chiều so với hướng quay ban đầu.

Quá trình hoạt động của bánh răng hành tinh trong trường hợp này cũng tuân theo nguyên lý cơ bản của bánh răng. Khi bánh răng bao quay trên trục với hướng quay đảo chiều, nó truyền động lực qua bánh răng mặt trời. Từ đó, bánh răng mặt trời sẽ quay theo hướng ngược lại so với hướng ban đầu.

Điều này cho phép hệ thống chuyển đổi hướng quay của động cơ mà không cần thay đổi vị trí của cần dẫn. Tốc độ quay của động cơ và mô men chuyển đổi sẽ phụ thuộc vào kích thước, hình dạng của bánh răng hành tinh, tương tự như mô tả trước đó. Mũi tên dài thường chỉ tốc độ quay càng lớn, trong khi mũi tên rộng thường chỉ mô men càng lớn.

3.3 Nguyên lý hoạt động khi thực hiện nối trực tiếp 

Trong trường hợp thực hiện nối trực tiếp, bánh răng bao và bánh răng mặt trời được thiết kế để quay cùng nhau với cùng một tốc độ. Điều này có nghĩa là khi bánh răng bao quay, bánh răng mặt trời cũng sẽ quay theo và ngược lại. Đồng thời, cần dẫn giảm tốc cũng sẽ quay với cùng một tốc độ như bánh răng mặt trời và bánh răng bao.

Trong quá trình này, nguyên tắc hoạt động của bánh răng hành tinh vẫn được áp dụng. Bánh răng hành tinh giữ vai trò trung gian, truyền động lực từ bánh răng mặt trời đến cần dẫn giảm tốc. Vì cả bánh răng bao và bánh răng mặt trời quay với cùng một tốc độ, nên cả hai cũng chịu cùng một mô men.

Độ dài của mũi tên trong trường hợp này vẫn biểu thị tốc độ quay, với mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn. Trong khi đó, chiều rộng của mũi tên vẫn biểu thị mô men, với mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn.

3.4 Nguyên lý hoạt động khi tăng tốc 

Khi bánh răng hành tinh quay xung quanh bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ, cần dẫn cũng sẽ tiến hành quay theo cùng chiều. Nguyên lý này đảm bảo rằng động cơ sẽ nhận được một sự tăng tốc hiệu quả từ hệ thống giảm tốc.

Sự tăng tốc của bánh răng hành tinh phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó số lượng răng trên bánh răng bao cùng với bánh răng mặt trời đóng vai trò quan trọng. Một số lượng răng lớn hơn trên bánh răng bao so với bánh răng mặt trời sẽ tạo ra một hiệu ứng tăng tốc nhanh hơn.

Độ dài của mũi tên trong trường hợp này vẫn biểu thị tốc độ quay, với mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn. Trong khi đó, chiều rộng của mũi tên vẫn biểu thị mô men, với mũi tên càng rộng thì mô men càng lớn.

4. Phân loại các kiểu bánh răng hành tinh 

4.1 Bánh răng thông dụng 

Có cấu tạo từ 4 bộ phận như phía trên XE NÂNG TOÀN QUỐC mô tả. Trong đó, cầu dẫn nối thẳng với trục trung tâm của bánh răng, giúp bánh răng xoay quanh cầu dẫn. Bộ các bánh răng hành tinh xoay quanh bánh răng trung tâm (bánh răng mặt trời).

Hệ thống này hoạt động nhờ sự dẫn động của bánh răng. 2 bánh răng sẽ quay ngược hoặc cùng chiều tùy theo khớp ngoài hay khớp trong với bánh răng mặt trời.

4.2 Bánh răng hành tinh dạng Ravigneaux 

Bộ bánh răng dạng này được cấu tạo gồm 2 bộ phận bánh răng mặt trời và bánh răng hành tinh. Trong đó:

• Bánh răng mặt trời nhỏ khớp ngoài với bánh răng hành tinh nhỏ.
• Bánh răng hành tinh ngắn khớp ngài với bánh răng hành tinh dài.
• Bánh răng hành tinh dài khớp trong với bánh răng bao, khớp ngoài với bánh răng mặt trời lớn.
• Toàn bộ hệ thống bánh răng hành tinh được gắn cố định tại cầu dẫn.

Bánh răng này nhận nhiệm vụ giảm tốc, tăng tốc, đảo chiều, truyền thẳng.

5. Ưu và nhược điểm của bánh răng hành tinh 

Ưu điểm chính:

• Bánh răng hành tinh khá chắc chắn, không cần tấm lắp.
• Có thể quan sát rõ các bộ phận vận hành bên trong.
• Dễ dàng thay thế sửa chữa.
• Kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, có độ bền cao, vận hành ổn định
• Vận hành, điều khiển tự động hóa, giảm tiếng ồn.
• Hiệu suất cao, có thể sử dụng ổ trượt nhỏ, độ tin cậy cao.
• Giá bán rẻ.

Nhược điểm: 

• Mặc dù đây là chi tiết nhỏ nhưng có cấu tạo phức tạp.
• Quy trình sản xuất cần công nghệ cao, tinh vi.
• Lực ly tâm lớn do vận tốc hướng kính theo lớn.
• Ma sát do bánh răng và cần dẫn tạo ra có thể gây giảm hiệu suất vận hành.
• Khi vận hành cần kết hợp ly hợp với nhiều đĩa và phanh.

6. Bảo trì, sữa chữa hộp giảm tốc bánh răng hành tinh 

Trong quá trình vận hành liên tục lâu dài, bánh răng nếu không được kiểm tra, bảo dưỡng đúng cách sẽ dẫn đến hư hỏng, gây ảnh hưởng đến các bộ phận khác. Để đảm bảo khả năng vận hành của nó, cần thực hiện bảo dưỡng định kỳ:

• Kiểm tra, thay dầu bôi trơn định kỳ theo khuyến cáo của nhà sản xuất. Công việc này sẽ giảm ma sát, mài mòn của các bộ phận.
• Kiểm tra, điều chỉnh độ rơ của các bộ phận. Độ rơ quá lớn sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác và tuổi thọ của hộp giảm tốc.
• Kiểm tra tiếng ồn bất thường.
• Vệ sinh bụi bẩn, tạp chất trên hộp giảm tốc.

Trên đây là thông tin về về hộp giảm tốc hành tinh về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phân loại, ưu nhược điểm của nó cho quý khách hàng tham khảo. Nếu bạn còn điều gì phân vân về những thông tin trên, hãy liên hệ ngay với XE NÂNG TOÀN QUỐC qua hotline 0869981388 để được đội ngũ chuyên viên kinh doanh của chúng tôi hỗ trợ và tư vấn nhanh nhất.