Báo cáo nhập môn công nghệ kĩ thuật ô tô đề tài hộp số

Báo cáo đầu môn dành cho các bạn sinh viên ngành ô tô khi nhập môn công nghệ kĩ thuật ô tô, các bạn muốn tìm hiểu tổng quan về các loại hộp số trên ô tô. Báo cáo này đac dành được điểm tuyệt đối trường đại học Lạc Hồng

Trangbìacứng ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT Ô TÔ Đềtài: HỘP SỐ NGUYỄN VĂN TÂM Đồngnai, 10/2019 Trangbìalót ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT Ô TÔ Đềtài: HỘP SỐ Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT Ơ TƠ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS HỒNG NGỌC TÂN Đồngnai, 10/2019 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Khoa CƠ ĐIỆN- ĐIỆN TỬ, trường đại học LẠC HỒNG tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập thực đề tài Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Hồng Ngọc Tân tận tình hướng dẫn bảo em trình thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa tận tình giảng dạy , trang bị cho em kiến thức quý báu Con xin chân thành cảm ơn ông bà, cha mẹ động viên ủng hộ vật chất lẫn tinh thần suốt thời gian qua Em xin cảm ơn quan tâm giúp đỡ ủng hộ anh chị bạn bè trình thực đề tài Mặc dù cố gắng hoàn thành phạm vi khả cho phép chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận thơng cảm, góp ý tận tình bảo q thầy bạn Đồng Nai, tháng 10 năm 2019 Sinh viên thưc Nguyễn Văn Tâm LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi, cácsốliệu,kết nêu đồ án tốt nghiệp trung thực xác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực đồ án tốt nghiệp xin phép, tất thông tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Sinhviênthựchiện NguyễnVăn Tâm MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN Tổng quan chung hộp số: Ngành công nghiệp chế tạo tơ có hàng triệu phát minh kể từ ô tô đời vào năm 1886 Một phận thiếu hộp số, đến ngày nay, phận không ngừng cải tiến sản phẩm Tuy nhiên, dù bản, hộp số tơ có hai cơng dụng chính: • Ngắt cơng suất từ động đến bánh xe xe đứng yên, cho phép động quay chế độ khơng tải • Cung cấp tỉ số truyền khác giúp xe khởi hành từ vị trí đứng yên đồng thời giảm số vòng quay động tốc độ cao giúp tiết kiệm nhiên liệu, đồng thời xe vận hành mượt mà Trang6 CHƯƠNG PHÂN LOẠI HỘP SỐ Ngày nay, hộp số gồm hai loại chính: • Hộp số sàn • Hộp số tự động nói chung Hộp số sàn/ Số tay (Manual Tranmission) Đây loại hộp số có tuổi đời lớn nhất, với cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ độ tin cậy cao Loại hộp số sử dụng ly hợp ma sát dạng đĩa để ngắt kết nối chuyển động từ động xuống hộp số Ly hợp điều khiển bời người lái thông qua bàn đạp ly hợp (chân côn) Bên hộp số trục sơ cấp (đầu vào từ động cơ), trục thứ cấp (đầu khỏi hộp số) trục trung gian (đối với hộp số trục) Trên trục bánh ăn khớp cố định với tạo nên tỷ số truyền ứng với cấp số xe Khi muốn chuyển số, người lái đạp bàn đạp ly hợp để ngắt kết nối từ động xuống hộp số, kết hợp với thao tác cần số theo sơ đồ có sẵn, qua đưa bánh gài số (thơng qua liên kết khí) đến vị trí bánh ứng với số truyền tương ứng Trang7 Ưu nhược điểm hộp số sàn Ưu điểm: - Thường tiết kiệm nhiên liệu hộp số tự động hay hộp số vô cấp CVT - Giá thành rẻ so với loại hộp số khác - Việc bảo trì, bảo dưỡng thường dễ dàng tốn chi phí - Giúp người lái kiểm sốt xe tốt nhiều tình - Việc phải sử dụng nhiều thao tác để điều khiển côn, số hợp lý giúp người lái tập trung - Mang lại cảm giác điều khiển chân thật thú vị Nhược điểm: - Việc điều khiển xử lý tình với hộp số sàn khó so với xe số tự động Bên cạnh đó, “tay lái yếu” cảm thấy căng thẳng vừa phải tập trung quan sát đường đi, vừa phải thực nhiều thao tác hộp số sàn Trang8 - Gây bất tiện khó chịu trường hợp kẹt xe, tắc đường người lái phải thường xuyên thực thao tác với hộp số, đặc biệt “rà côn” để giữ cho xe không tắt máy đường đông - Việc phải liên tục làm việc với bàn đạp ly hợp (chân cơn) khiến chân người lái bị đau nhức, sau hành trình dài Với người lớn tuổi có vấn đề xương khớp chân vấn đề trở nên nghiêm trọng Các loại hộp số tự động 2.1 Hộp số tự động (Automatic Tranmission) Từ giới thiệu năm 1940 đến nay, hộp số tự động ngày khẳng định vị trí tầm quan trọng ngành cơng nghiệp tơ Hiện nay, đa số mẫu xe bán Việt Nam trang bị hộp số tự động Trong số loại hộp số giới thiệu viết này, loại có cấu tạo nguyên lý hoạt động phức tạp Hệ thống sử dụng biến mơ thủy lực đóng vai trị ly hợp để ngắt truyền chuyển động quay từ động đến hộp số Bên hộp số hệ thống bánh Trang9 hành tinh phức tạp kết hợp với để tạo nên cấp số cho xe Điều đặc biệt tồn q trình lựa chọn tỷ số truyền thích hợp sang số tính tốn điều khiển tự động máy tính dựa theo điều kiện vận hành xe Khi vận hành xe ô tô sử dụng hộp số tự động, người lái bắt gặp ký hiệu P-RN-D hay có thêm ký hiệu M, S, L Vậy ý nghĩa ký hiệu gì? Những ký hiệu viết tắt thường gặp xe số tự động Về bản, số tự động có ký hiệu sau: - P (Parking) = đậu xe - R (Reverse) = lùi xe - N (Neutral) = trạng thái tự - D (Drive) = số tiến Ưu nhược điểm hộp số tự động Ưu điểm: Trang10 Bộ bánh hành tinh (BRHT) (Hình 1) bao gồm phận chính: - Bánh định tinh (cịn gọi bánh trung tâm hay bánh mặt trời) nằm - Các bánh hành tinh nhỏ ăn khớp xoay quanh bánh định tinh, lắp cố định lồng hành tinh Vòng (ngoài bao quanh ăn khớp với bánh hành tinh nhỏ) Trong hộp số tự động, vòng thường chế tạo thêm rãnh bề mặt bên để ăn khớp với đĩa ma sát ly hợp, đĩa ma sát chuyển động với vòng Bất kể phận đóng vai trị dẫn mơmen xoắn(bộ phận đầu vào), phận cịn lại đóng vai trị nhận mômen xoắn ra(đầu ra) phận cuối phải bị giữ cố định Với thay đổi từ phận dẫn(đầu vào) phận bị giữ cho tỷ số truyền đầu khác mômen xoắn vài trường hợp cho chiều quay ngược lại Trang23 Bộ ly hợp thuỷ lực(Hình 2) bao gồm Vỏ ly hợp, đĩa ma sát, thép ma sát, cụm lò xo piston Đĩa ma sát thép ma sát xếp chồng lên Đĩa ma sát bắt cố định vào vòng ngồi(của BRHT) nhờ rãnh răng, cơng suất truyền qua BRHT, vòng chuyển động đĩa ma sát chuyển động theo Các ma sát xếp vỏ ly hợp giữ cố định chốt chống xoay vỏ ly hợp Khi khơng có áp suất dầu, lị xo giữ piston khơng ép vào đĩa ma sát, đĩa ma sát ma sát không tiếp xúc với Khi đóng ly hợp, áp suất dầu khoang sau piston tăng đẩy piston thắng lực lò xo dịch chuyển sang bên phải, chuyển động đĩa ma sát dẫn động vòng bị hãm lại bị ép vào thép ma sát cố định Lúc vịng phận bị giữ cố định Bộ điều khiển BRHT điện tử-thuỷ lực Trong q trình vận hành, cơng việc chuyển số thực hoàn toàn tự động nhờ vào việc tính tốn xử lý điều khiển điện tử hộp số Bộ điều khiển điện tử hộp số nơi tiếp nhận thông tin đầu vào từ cảm biến, xử lý thông tin cung cấp dòng điện điều khiển đến van điện từ thực cơng việc đóng mở đường dầu đến Nguyên lý hoạt động hộp số tự động Trang24 ly hợp Hình số giới thiệu loại hộp số tự động với số tiến số lùi Mômen xoắn từ trục khuỷu động truyền đến trục biến mô nối với trục vào hộp số thơng qua việc đóng ly hợp tiến(Ly hợp hướng-cho số tiến) ly hợp số 5(Ly hợp hướng-cho số lùi) Sau mơmen xoắn từ trục vào hộp số truyền sang trục hộp số cách đóng ly hợp số từ số đến số tương ứng với số di chuyển xe Như vậy, để mơmen xoắn truyền đến trục hộp số, ln ln có ly hợp thuỷ lực phải đóng Như vậy, để mơmen xoắn truyền đến trục đầu ra, ln ln phải có ly hợp đóng Thứ ly hợp hướng(ly hợp tiến ly hợp lùi), thứ hai ly hợp số(từ ly hợp số đến ly hợp số Dưới bảng ly hợp ăn khớp với số di chuyển xe: Trang25 Ở vị trí số trung gian(N), có ly hợp số ăn khớp ly hợp số tiến chưa ăn khớp, mômen xoắn truyền đến trục đầu hộp số Quá trình chuyển sang số thực cách đóng ly hợp số tiến ly hợp số Ly hợp số tiến đóng cho phép mômen xoắn truyền từ trục biến mô sang trục vào hộp số Ly hợp số đóng giữ cố định lồng hành tinh BRHT số 1, mômen xoắn truyền qua BRHT số tới trục hộp số Ở số 2, ly hợp tiến đóng, mơmen xoắn từ trục biến mô đến trục vào hộp số dẫn động bánh định tinh BRHT số Ly hợp số đóng giữ cố định vịng ngồi BRHT số Do mơmen xoắn truyền lồng hành tinh, mà lo^ng_ hành tinh nối với trục nên mômen xoắn truyền sang trục hộp số Tương tự, số 3, 4, thực theo thứ tự đóng ly hợp theo bảng trên, khác đường truyền mômen xoắn qua BRHT Đối với số lùi, ly hợp số ăn khớp cho phép mômen xoắn truyền từ trục biến mô sang trục bánh định tinh Ly hợp số đóng giữ giữ cố định vịng ngồi BRHT số Mômen xoắn đổi chiều truyền từ trục bánh định tinh qua BRHT số số sau tới trục hộp số Trang26 2.2 Hộp số tự động vô cấp CVT (Continuous Variable Tranmission) Cấu tạo Hầu hết CVT có phận bản: -Một dây đai chịu lực cao thép cao su -Một bánh đai ròng rọc sơ cấp biến thiên (input) -Một bánh đai rịng rọc thứ cấp biến thiên (output) Ngồi CVT cịn có vi xử lý phận cảm biến, ba thành phần mô tả bên yếu tố then chốt cấu hoạt động Trang27 Cơ sở hộp số vô cấp CVT Không giống hộp số tự động truyền thống, hộp số vơ cấp CTV khơng có cặp bánh để tạo tỷ số truyền Điều có nghĩa khơng có ăn khớp bánh Loại CVT thông thường hoạt động hệ thống puli (ròng rọc) dây đai truyền cho phép thay đổi vô cấp liên tục giới hạn thấp cao mà khơng có tách biệt riêng rẽ vị trí số (xem hình 2) Hình CVT sở puli đai truyền Nếu hộp số tự động kiểu hành tinh bạn thấy phức tạp “thế giới” bánh răng, phanh đĩa ly hợp thiết bị điều khiển hoạt động hộp số vơ cấp CVT lại đơn giản nhiều CVT có vi xử lý cảm biến để theo dõi điều khiển ba phần tử nhân tố chìa khóa cho phép ý tưởng trở thành thực Trang28 Hình Hệ puli với đường kính thay đổi trái tim CVT Mỗi puli tạo thành từ hai khối hình nón có góc nghiêng 20 độ đặt đối diện với Một dây đai chạy rãnh hai khối hình nón Dây đai hình chữ V có ưu điểm chúng làm từ cao su có ma sát cao, hạn chế trượt (xem hình 3) Hai khối hình nón thay đổi khoảng cách chúng Khi hai khối hình nón tách xa nhau, dây đai ngập sâu vào rãnh bán kính dây đai quấn quanh puli giảm Khi hai khối hình nón gần bán kính dây đai tăng lên CVT sử dụng áp suất thủy lực lò xo để tạo lực cần thiết thay đổi khoảng cách hai khối hình nón Trang29 Hệ puli dây đai có đường kính thay đổi thường với thành cặp Một số puli chủ động nối với trục quay động Puli chủ động gọi puli đầu vào nhận lượng trực tiếp từ động đưa vào hộp số Puli thứ hai gọi puli bị động nối với puli chủ động hay gọi puli đầu truyền momen đến trục truyền động dẫn đến bánh xe Khoảng cách trục puli tới điểm quấn dây đai gọi bán kính quay (picth radius) Tỷ số bán kính quay puli chủ động bán kính quay puli bị động xác lập nên “số” hộp số Khi puli tăng bán kính khác giảm bán kính để giữ cho dây đai ln bám chặt vào hai khối hình nón, chúng tạo vơ số tỷ số truyền từ mức thấp cao Ví dụ bán kính quay nhỏ puli chủ động lớn puli bị động tốc độ quay puli bị động giảm kết có “số thấp" Khi bán kính quay puli chủ động lớn puli bị động nhỏ tốc độ puli bị động tăng lên kết “số cao" Về mặt nguyên lý, hộp số CVT hoạt động với vô số cấp độ chạy thời điểm nào, loại động tốc độ xe xe Trang30 Sự đơn giản CVT biến chúng trở thành ý tưởng tuyệt vời cho hộp số dành cho nhiều loại máy thiết bị khác không riêng xe CVT sử dụng nhiều năm qua máy gia cơng kim loại Nó có mặt nhiều loại phươn tiện khác bao gồm đầu kéo (tractor), xe trượt tuyết (snowmobile) scooter Trong tất ứng dụng này, hộp số dựa loại dây đai cao su chất lượng tốt đàn hồi thấp Tuy nhiên bị trượt kéo dãn giảm hiệu làm việc Những loại vật liệu giới thiệu để chế tạo hộp số vơ cấp CVT có độ tin cậy hiệu làm việc cao Một cải tiến quan trọng thiết kế phát triển dây đai nối hai puli Đây loại dây phức hợp làm từ vài thép mỏng (khoảng từ 9-12) kết hợp với phiến thép có độ cứng cao, tạo hình ơm chặt lấy kim loại Dây đai kim loại khơng bị trượt có độ bền cao hơn, cho phép CVT làm việc với mômen động cao êm so với dây đai cao su Một vài dạng CVT khác Torodial CVT Trang31 Một phiên khác CVT Toroidal CVT thay dây đai puli đĩa lăn Mặc dù có khác biệt lớn tất thành phần mang đến kết tương tự CVT sử dụng puli dây đai Một đĩa nối với động tương tự puli chủ động đĩa khác nối với trục truyền tương đương puli bị động Các lăn đặt vào vị trí đĩa có vai trị dây đai, truyền cơng suất từ đĩa sang đĩa khác Những lăn quay với trục quay nằm ngang tiếp xúc với hai đĩa quay vùng khác Khi lăn tiếp xúc với đĩa quay chủ động gần tâm tiếp xúc với đĩa bị động gần viền bên kết giảm tốc độ tăng momen (số thấp) Khi lăn tiếp xúc với đĩa chủ động gần mép lại tiếp xúc với đĩa bị động gần trục quay kết làm tăng tốc độ giảm momen (số cao) Hydrostatic CVT Trang32 Cả hai loại CVT puli-dây đai Toroidal ví dụ hộp số vô cấp dựa sở ma sát trượt làm việc thay đổi bán kính điểm liên kết hai vật quay Có loại gọi hộp số vô cấp thủy tĩnh (hydrostatic CVT) Chúng sử dụng bơm để thay đổi lưu lượng chất lỏng chảy qua motor thủy tĩnh Loại hộp số này, động làm quay trục máy bơm để bơm chất lỏng bên nhánh chủ động Ở bên nhánh bị động, dịng chất lỏng chuyển động qua mơ tơ thủy tĩnh biến thành chuyển động quay trục động Thông thường, hộp số thủy tĩnh kết hợp với bánh hành tinh ly hợp để tạo thành hệ thống hybrid gọi hộp số khí thủy lực Hộp số khí thủy lực chuyển công suất từ động đến bánh xe thông qua ba chế độ khác Tại tốc độ thấp, công suất truyền thủy lực, tốc độ cao truyền khí Ở khoảng giá trị trung bình sử dụng hai cấu thủy lực khí để truyền cơng suất Hộp số khí thủy lực ý tưởng phù hợp cho ứng dụng tải trọng nặng máy nơng nghiệp xe địa hình 2.3 Hộp số ly hợp kép (Dual Clutch Tranmission) Cấu tạo Trang33 Tuy gọi hộp số ly hợp kép DCT lại khơng có bàn đạp ly hợp để người lái sử dụng chuyển số Bộ đôi ly hợp thuộc loại ly hợp ma sát ướt, nghĩa đĩa ma sát ngâm dầu tách, nối điều khiển cấu chấp hành: thuỷ lực-điện từ Nguyên tắc hoạt động hộp số ly hợp kép • Về nguyên tắc hoạt động, coi PowerShift hay PDK (Porsche Dopelkupplungsgetriebe) hai số sàn, gồm ly hợp, bánh khơng có chân hay biến mơ Ford sử dụng ly hợp khơ cịn số hãng sử dụng ly hợp ướt Hai ly hợp khô điều khiển điện tử, đảm nhiệm dãy số Cấu trúc hộp số ly hợp kép PDK Porsche • Ly hợp thứ điều khiển dãy số 1-3-5 Ly hợp lại điều khiển dãy 24-6 Khi người lái chuyển chế độ D, PowerShift số 1, ly hợp dãy lẻ • kích hoạt Ly hợp dãy chẵn nhả bánh số sẵn sàng Khi đạp ga, tốc độ vòng tua máy tăng lên Máy tính tính tốn đến thời điểm phù hợp, ly hợp dãy lẻ nhả Ly hợp dãy chẵn kích hoạt Xe lên số Tuần tự vậy, xe cấp số phù hợp với tốc độ Nhả chân ga giảm tốc, máy Trang34 tính tính tốn cấp thích hợp để nhấn ga trở lại, xe trạng thái • tăng tốc tốt Nhờ đó, việc chuyển số hồn tồn hệ thống điện tử điều khiển đóng-nhả hai ly hợp Thời gian chuyển số nhanh Đồng nghĩa với việc q trình tăng tốc êm, khơng bị trễ số tự động AT (dùng biến mô) thông thường CHƯƠNG KẾT LUẬN Vậy hộp số kiểu tốt nhất? Câu trả lời ‘khơng có tốt nhất’, bốn loại hộp số tự động cho trải nghiệm lái khác Tuy nhiên, mục đích cuối gia tăng khả tiết kiệm nhiên liệu, đồng thời đảm bảo khả vận hành êm Các nhà sản xuất tin dùng hộp số tự động truyền thống với nhiều cấp số hơn, đồng thời ứng dụng nhiều hộp số vô cấp bắt đầu phổ biến dần hộp số tự động ly hợp kép Các kiểu hộp số tự động ngày cải tiến cảm giác vận hành mượt mà không khác hộp số tự động truyền thống cho khả tiết kiệm nhiên liệu khả vận hành tốt đáng kể Trang35 TÀI LIỆU THAM KHẢO https://www.danhgiaxe.com/4-loai-hop-so-thong-dung-tren-o-to-nguoi-muaxe-nen-biet-27079 https://autodaily.vn/2012/04/nguyen-ly-hoat-dong-cua-hop-so-san https://www.otosaigon.com/threads/cau-tao-va-nguyen-ly-hoat-dong-cua-hopso-tu-dong.355389/ https://xe360.vn/kinh-nghiem/nguyen-ly-hoat-dong-cua-hop-so-vo-capcvt/39.html https://www.oto-hui.com/diendan/threads/nguyen-ly-hoat-dong-cua-hop-sovo-cap-cvt.2571/ https://www.danhgiaxe.com/hop-so-ly-hop-kep-hoat-dong-nhu-the-nao-3 Trang 30 37 ...Trangbìalót ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT Ô TÔ Đ? ?tài: HỘP SỐ Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT Ơ TƠ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS HỒNG NGỌC TÂN Đồngnai,... chung hộp số: Ngành công nghiệp chế tạo tơ có hàng triệu phát minh kể từ ô tô đời vào năm 1886 Một phận thiếu hộp số, đến ngày nay, phận không ngừng cải tiến sản phẩm Tuy nhiên, dù bản, hộp số tơ... sử dụng hộp số Tỷ số truyền Tỷ số truyền tỷ số số bánh bị động số bánh chủ động, tỷ số số vòng quay trục chủ động số vòng quay trục bị động Cụ thể tính sau: Ví dụ số bánh bị động có 38 số bánh