Nghiên cứu và thi công mô hình hộp số 4WD thường xuyên đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Error! Bookmark not defined NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Error! Bookmark not defined XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT Error! Bookmark not defined DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 11 CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 15 1.1 Lý chọn đề tài: 16 1.2 Mục tiêu đề tài: 17 1.3 Phạm vi ứng dụng: 17 1.4 Tình hình nay: 18 1.5 Những vấn đề tồn tại: 18 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 4WD 19 2.1 Định nghĩa: 19 2.2 Các kiểu 4WD: 19 2.2.1 4WD gián đoạn: 19 2.2.2 4WD thường xuyên: 20 2.2.3 4WD On-Demand: 21 CHƯƠNG 3: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA 4WD THƯỜNG XUYÊN 23 3.1 Khái quát vi sai giữa: 23 3.1.1 Hoạt động vi sai giữa: 23 3.1.2 Tại phải cần vi sai giữa: 24 3.1.3 Nếu khơng có vi sai giữa: 24 3.2 Các kiểu bánh vi sai giữa: 24 3.3 Các kiểu cấu khóa vi sai giữa: 26 3.3.2 Vi sai với khớp thủy lực: 27 3.3.3 Vi sai với ly hợp nhiều đĩa thủy lực: 27 3.3.4 Vi sai loại cảm nhận mômen quay: 27 3.4 Cấu tạo hộp số 4WD thường xuyên (serie E55F5): 27 3.4.1 Cụm hộp số thường: 29 3.4.2 Vi sai hộp số phụ: 37 Hình 3.14: Cụm vi sai hộp số phụ 37 3.4.3 Hệ thống khóa vi sai 41 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 4WD 44 4.1 Ưu điểm xe 4WD 44 4.2 Nhược điểm xe 4WD 45 CHƯƠNG 5: THI CƠNG VÀ HỒN THIỆN MƠ HÌNH 48 5.1 Thiết kế giá đỡ: 48 5.1.1 Phác thảo khung giá đỡ: 48 5.1.2 Tiến hành lắp ghép khung gá: 48 5.1.3 Thực hoàn chỉnh khung giá đỡ: 49 5.2 Thi cơng mơ hình hộp số: 51 5.2.2 Tháo rời: 51 5.2.3 Thực cắt, sơn vỏ hộp số: 73 5.3 Hoàn thiện: 76 5.4 Các học áp dụng từ mơ hình 77 5.5 Ưu nhược điểm mơ hình 78 5.5.1 Ưu điểm: 78 5.5.2 Nhược điểm: 78 5.6 Những học rút từ q trình thi cơng mơ hình 78 6.1 Kết luận: 80 6.2 Đề nghị: 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 10 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt FF Front-Engine Front-Wheel-Drive Động đặt trước, cầu trước chủ động FR Front-Engine Rear-Wheel Drive Động đặt trước, cầu sau chủ động 2WD Two-Wheel-Drive Hai bánh chủ động 4WD Four-Wheel-Drive Bốn bánh chủ động AWD All-Wheel-Drive Dẫn động tất bánh xe FWD Front-Wheel-Drive Cầu trước chủ động RWD Rear-Wheel-Drive Cầu sau chủ động 11 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Những đặc trưng 4WD gián đoạn 20 Hình 2.2: Những đặc trưng 4WD thường xuyên 21 Hình 2.3: Những đặc trưng 4WD On-Demand 22 Hình 3.1: Hoạt động vi sai 23 Hình 3.2: Bánh 25 Hình 3.3: Bánh hành tinh 25 Hình 3.4: Các kiểu cấu khóa vi sai 26 Hình 3.5: Tổng quan cấu tạo hộp số 4WD thường xuyên 28 Hình 3.6: Sơ đồ động hộp số E55F5 29 Hình 3.7: Các cụm chi tiết chi tiết phụ bên ngồi hộp số 4WD thường xuyên 30 Hình 3.8: Các chi tiết cụm hộp số thường 31 Hình 3.9: Các chi tiết cụm hộp số thường (tiếp theo) 32 Hình 3.10: Sơ đồ thay đổi tay số 33 Hình 3.11: Vị trí số trung gian 34 Hình 3.12: Chuyển số 34 Hình 3.13: Chuyển số 35 Hình 3.14: Chuyển số lùi 36 Hình 3.15: Cụm vi sai hộp số phụ 37 Hình 3.17: Sơ đồ dịng truyền cơng suất cụm vi sai hộp số phụ 39 Hình 3.18: Sơ đồ hệ thống khóa vi sai 41 Hình 3.19: Cơng tắc khóa vi sai tắt 42 Hình 3.20: Cơng tắc khóa vi sai bật 43 Hình 4.1: So sánh khả bám đường 2WD 4WD ảnh hưởng tải trọng 44 Hình 4.2: Ảnh hưởng hiện tượng “phanh góc hẹp" 46 Hình 5.1: Phác thảo khung xương giá đỡ 48 Hình 5.2: Hộp số gá khung giá 49 Hình 5.3: Khung gá hộp số sau hoàn thành 50 Hình 5.4: Tháo phận đo tốc độ 51 Hình 5.5: Cơng tắc đèn báo số lùi 52 Hình 5.7: Bộ phận trục chuyển số 53 12 Hình 5.8: Tháo bulơng nối hộp số hộp số phụ 53 Hình 3.6: Nắp vỏ hộp số 54 Hình 5.11: Phanh hãm trục sơ cấp 56 Hình 5.12: Cảo đồng tốc 57 Hình 5.13: Cảo bánh bị động số No.5 57 Hình 5.14: Bộ bánh sô No.5 58 Hình 5.15: Tháo vị trí có bi hãm trục gài số 58 Hình 5.16: Tháo phanh hãm bạc đạn trục sơ cấp 59 Hình 5.17: Phanh hãm trục gài số 59 Hình 5.18: Tháo vỏ hộp số 60 Hình 5.19: Đai ốc giữ bánh số lùi 60 Hình 5.20: Tháo vỏ hộp số 61 Hình 5.21: Tháo đai ốc giữ gài số 62 Hình 5.22: Rút trục gài số 3&4 63 Hình 5.23:Bộ gài số 64 Hình 5.24: Vị trí bánh bơm nhớt 64 Hình 5.25: Tháo đai ốc gạt số lùi 65 Hình 5.26: Tháo đai ốc giữ gạt lẫn ống dẫn dầu 66 Hình 5.27: Lấy trục bánh số lùi 66 Hình 5.28: Các chi tiết: bánh răng, vòng chặn, trục 67 Hình 5.29: Trục sơ cấp thứ cấp 67 Hình 5.30: Hộp vi sai 68 Hình 5.31: Cụm bơm dầu hộp số 68 Hình 5.32: Hộp số phụ cầu trước 69 Hình 5.33: Đai ốc giữ bi chặn trục khóa vi sai 70 Hình 5.34: Cụm chi tiết khóa vi sai 70 Hình 5.35: Bộ vi sai cầu trước 71 Hình 5.36: Bánh vành chậu 71 Hình 5.37:Vỏ bánh dứa 72 Hình 5.38: Bánh dứa 73 Hình 5.39: Phần vỏ hộp số 74 Hình 5.40: Phần nắp vỏ hộp số 74 Hình 5.41: Vị trí hộp vi sai đồng hồ đo tốc độ 75 13 Hình 5.42: Vị trí bánh vành chậu khóa vi sai 76 Hình 5.43: Mơ hình hộp số 77 14 DANH MỤC BẢNG  Tỉ số truyền hộp số E55F5 33 15 CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Lý chọn đề tài: Năm 2018 đến Đây thời điểm nhiều người chờ đợi để mua ô tô giá rẻ thuế nhập ô tô từ khu vực nước ASEAN vào Việt Nam 0% so với mức 30% nay, với điều kiện tỉ lệ nội địa hóa xe phải đạt từ 40% Trước tăng đột biến nhu cầu sở hữu ôtô kéo theo yêu cầu khác nguồn nhân lực để đáp ứng với phát triển thị trường ôtô, từ đặt câu hỏi làm để vừa đáp ứng đủ số lượng chất lượng nhân lực tương lai phù hợp với nhu cầu thị trường Bên cạnh việc cải thiện phương pháp giảng dạy ln ln cập nhật chương trình giảng dạy cải thiện, nâng cấp sở vật chất phục vụ trình giảng dạy việc làm cần phải quan tâm trọng Chính việc nghiên cứu hệ thống ôtô nhằm mục đích giúp học viên tiếp cận với cơng nghệ nhất, nâng cao tính thực tiển học tập giảng dạy, nâng cao tay nghề người thợ, người kỹ sư tương lai Trên ôtô, động lực tạo nên chuyển động cho xe chủ yếu từ động đốt động cớ xăng hay diesel, ngồi phần nhỏ từ cơng nghệ sau xe lai hay xe chạy lượng điện việc truyền lượng ơtơ đảm bảo tính tiện nghi tính dễ điều khiển tài xế hành khách đóng vai trị cần quan tâm Trên ơtơ, hệ thống nằm phía sau động chia làm phần riêng biệt như: hệ thống truyền lực ôtô, hệ thống ch động ôtô hệ thống điều khiển ôtô Ngày nhiều công trình nghiên cứu công ty ôtô nhắm đến việc nâng cao tốc ơtơ thơng qua việc cải thiện đặc tính bám, đặc tính kéo, ổn định chuyển động Những tiến khoa học kỹ thuật ôtô phần khung gầm cải tiến nhiều hệ thống điều khiển lái, phanh, treo ôtô Cụ thể hệ thống lái trợ lực điện tử, hệ thống treo điện tử, hệ thống phanh chống hãm cứng Được ứng dụng nhiều loại ôtô đại Một phương tiện ôtô chiếm số lượng lớn sinh hoạt hàng 16 ngày ơtơ có tính động cao, cụ thể ôtô cầu chủ động, ơtơ cầu chủ động Nó thường xun có mặt cơng, nơng trường, vùng đồi núi, để chuyên chở hàng hóa thiết bị, người đến phục vụ vùng sâu vùng xa cách dễ dàng thuận lợi Ngoài 4WD trở nên phổ biến dịng xe khách SUV hay crossover tính hoạt động ổn định mặt đường xấu nên ưa chuộng Việt Nam Chính việc nghiên cứu hệ thống xe nhằm mục đích đám ứng nhu cầu đào tạo chuyên sâu cho sinh viên lý thuyết lẫn thực hành hện thống truyền lực 4WD xác hiệu Đây hệ thống mà sở trang thiết bị xưởng thực hành trường thiếu Việc nghiên cứu thi cơng mơ hình hộp số 4WD thường xuyên chắn giúp việc dạy học trở nên hiệu nhiều 1.2 Mục tiêu đề tài:  Xây dựng sở lý thuyết hệ thống 4WD thường xuyên  Nghiên cứu thi cơng mơ hình hộp số 4WD thường xun  Trình bày chức năng, cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống 4WD thường xuyên  Hình thành kỹ thiết kế, thi công, chế tạo loại mơ hình phục vụ cho cơng tác giảng dạy  Thơng qua mơ hình, kích thích khơi dậy niềm đam mê nghiên cứu khoa học sinh viên bên cạnh giúp tăng hiệu dạy học 1.3 Phạm vi ứng dụng: Về đối tượng ứng dụng: mơ hình cắt nhằm phục vụ đối tượng lực lượng lao động phục vụ cho ngành công nghệ kỹ thuật ôtô bao gồm giảng viên, sinh viên, nhân công kỹ sư 17 Về phạm vi môi trường ứng dụng: mơ hình phục vụ q trình giảng dạy ngành công nghệ kỹ thuật ôtô Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh trường khác nước, đồng thời tài liệu dùng để tham khảo 1.4 Tình hình nay: Dạy học khối ngành kỹ thuật lấy mục tiêu tạo hiểu biết, ứng dụng thực tế lên hàng đầu, bên cạnh cịn phải khơi gợi tinh thần sáng tạo nghiên cứu học viên Và với điều kiện thông tin mở nguồn kiến thức khơng thiếu, để lọc thơng tin hữu ích xác phải cần hướng dẫn người thầy, người giảng viên Nhằm hỗ trợ việc dạy học ngày hiệu quả, việc đổi phương pháp dạy học với việc nâng cấp đổi trang thiết bị học tập cần thiết Hiểu yêu cầu thiết trên, nhận thấy tầm quan trọng mơ hình hộp số 4WD cần thiết đáp ứng hiệu nhu cầu ấy, từ đến việc nghiên cứu sở lý thuyết (nhằm cung cấp thông tin, kiến thức cho học viên) thi cơng mơ hình cắt hộp số 4WD (nhằm nâng cao tính thực tiển việc học) 1.5 Những vấn đề tồn tại: Mặc dù nỗ lực đầu tư phát triển, đổi sở vật chất, trang thiết bị dạy học phương pháp dạy không nhỏ vấn đề chưa thể giải quyết:  Tài liệu giảng dạy, giáo trình điện tử chưa thực lơi cuốn, kích thích niềm đam mê nghiên cứu học tập sinh viên  Giáo trình phục vụ giảng dạy chưa cập nhật nhiều kỹ thuật công nghệ  Trang thiết bị phục vụ cho học tập cịn thiếu Đặc biệt mơ hình phục vụ cho thực hành 18  Cụm bánh số lùi Hình 5.28: Các chi tiết: bánh răng, vòng chặn, trục Lấy trục sơ cấp thứ cấp khỏi vỏ hộp số:  Dùng tay lấy trục sơ cấp thứ cấp khỏi vỏ hộp số Hình 5.29: Trục sơ cấp thứ cấp 67 Tháo hộp vi sai:  Lấy hộp vi sai khỏi vỏ hộp số Hình 5.30: Hộp vi sai Tháo phận bơm dầu cho hộp số:  Dùng cờ lê 12 mở đai ốc giữ phận bơm dầu hộp số Hình 5.31: Cụm bơm dầu hộp số 68 Tháo hộp vi sai:  Dùng tuýp 14 tháo đai ốc vỏ hộp số phụ Hình 5.32: Hộp số phụ cầu trước  Dùng lục giác 12mm tháo nút bi chặn trục khóa vi sai 69 Hình 5.33: Đai ốc giữ bi chặn trục khóa vi sai  Tháo bầu chân không trục khóa vi sai Hình 5.34: Cụm chi tiết khóa vi sai 70  Tháo vi sai cầu trước Hình 5.35: Bộ vi sai cầu trước  Bộ vi sai bánh vành chậu Hình 5.36: Bánh vành chậu 71  Tháo bánh dứa  Dùng tuýp 14 tháo đai ốc Hình 5.37:Vỏ bánh dứa 72  Tháo cụm bánh dứa khỏi hộp số phụ Hình 5.38: Bánh dứa 5.2.3 Thực cắt, sơn vỏ hộp số:  Để thấy chi tiết bên hộp số mà giữ nguyên trạng hộp số, ta tiến hành cắt phần chi tiết quan trọng bên để hiểu rõ nguyên lý hoạt động hộp số  Tiến hành cắt phần vỏ cụm cần trục chọn chuyển số Để thấy cách hộp số chuyển số 73 Hình 5.39: Phần vỏ hộp số  Cắt phần nắp vỏ hộp số để dễ dàng quan sát cụm bánh số lùi No.5 Hình 5.40: Phần nắp vỏ hộp số 74  Cắt phần vi sai đồng hồ đo tốc độ Hình 5.41: Vị trí hộp vi sai đồng hồ đo tốc độ  Cắt phần vỏ nơi cụm bánh vành chậu khóa vi sai để dễ dàng quan sát hoạt động khóa vi sai 75 Hình 5.42: Vị trí bánh vành chậu khóa vi sai  Sau hoàn thiện việc cắt gọt vỏ hộp số ta tiến hành chà rửa sơn bạc vỏ hộp số, sơn khoảng 2-3 lớp sơn lớp sơn phủ bề mặt Ở phần đường cắt vỏ ta sơn vàng để thể việc cắt vị trí 5.3 Hồn thiện:  Sau q trình thi cơng phần khung giá đỡ phần vỏ hộp số ta lắp hộp số vào khung gá lắp thêm phần sơ đồ động mơ hình hộp số 4WD  Sản phẩm sau hồn thiện 76 Hình 5.43: Mơ hình hộp số 5.4 Các học áp dụng từ mơ hình:  Dựa vào tài liệu lý thuyết, quan sát mơ hình nhằm phân biệt cụm chi tiết, chi tiết Sau quan sát mơ hình, luyện tập vẽ phát thảo mơ hình, thể dịng truyền công suất để nắm rõ vể nguyên lý hoạt động  Sử dụng mơ hình, thao tác đóng mở khóa vi sai giữa, sau quan sát để nhận khác biệt hai trạng thái hoạt động  Xoay trục sơ cấp hộp số thường sau thay đổi tay số (gài tay số sau số 2) qua làm thay đổi tỉ số truyền, quan sát thay đổi tốc độ Tiếp theo để quan sát chênh lệch tốc độ bánh trái phải, ta giữ hờ bánh vành chậu vi sai để tạo tượng xe xoay vòng 77 5.5 Ưu nhược điểm mơ hình: 5.5.1 Ưu điểm:  Mơ hình cắt theo cụm chi tiết rõ ràng, phù hợp, có sơ đồ minh họa, qua thể nguyên lý hoạt động phức tạp hệ thống truyền lực cách dễ hiểu, giúp người xem dễ dàng phân biệt chi tiết, dễ hình dung nguyên lý hoạt động dễ dàng quan sát chi tiết bên  Mơ hình dễ dàng bảo quản thay chi tiết có hư hỏng  Gọn, nhẹ, dễ dàng sử dụng di chuyển mơ hình 5.5.2 Nhược điểm:  Khơng bao qt tất hệ thống 4WD thường xuyên thể cụm hộp số, chưa thể chi tiết trục đăng, vi sai cầu sau  Còn hạn chế khả ứng dụng mơ hình, chưa đầy đủ sơ đồ mạch điện, cơng tắc khóa ví sai 5.6 Những học rút từ trình thi cơng mơ hình:  Trước bắt đầu thi cơng mơ hình nên xem trước tài liệu tháo lắp hộp số để việc thi công diễn thuận tiện xác, tránh sai lầm  Nên lập kế hoạch bước thi cơng mơ hình để tránh thao tác dư thừa, sai lầm cần ghi cụ thể bước thao tác thực mơ hình để lưu lại hình chụp thứ tự trung khớp với thao tác, tránh sai lầm phải thực sữa đổi  Cần chuẩn bị dụng cụ, vật liệu cần thiết trước thi cơng để tránh lãng phí thời gian di chuyển kinh phí thi cơng  Sắp xếp dụng cụ, vật liệu mơ hình thi công gọn gàng sau thực để tránh xảy thất lạc, thời gian cho lần làm việc sau Giữ vệ sinh, dọn dẹp khu vực thi cơng mơ hình 78  Nên luyện tập thao tác cần thiết (hàn, mài, cắt mơ hình) phục vụ cho thi cơng mơ hình trước thực thức mơ hình kim loại nên sai lầm khó khăn sửa chữa khơng thể sửa Khi thi cơng mơ hình nên cẩn thận bước, nên cân nhắc thật kỹ trước thực  Bên cạnh tinh thần làm việc nhóm quan trọng, trước đưa định nên bàn bạc với người thực  Nên tham khảo ý kiến giảng viên hướng dẫn để việc thi cơng mơ hình xác, ln hướng 79 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 6.1 Kết luận: Đề tài hoàn thành thời gian qui định đáp ứng tiêu chí đề ra, bảo đảm nội dung thiết thực theo tiêu giáo dục trực quan Mơ hình cắt hộp số 4WD hồn thành khơng đạt mục đích truyền tải thơng tin hiệu cho sinh viên ngồi cịn có thẩm mỹ định Bên cạnh phần nội dung cấu tạo thơng số kỹ thuật mơ hình cịn cung cấp từ nhà sản xuất nên việc thi cơng kết đạt tốt, cung cấp xác liệu thực tế giúp sinh viên tiếp cận, học tập nghiên cứu hiệu Toàn nội dung đề tài xếp hợp lý có tính liên tục kế thừa, phù hợp với mức độ nghiên cứu mục đích truyền tải với thông tin đối chiếu chắt lọc từ tài liệu đào tạo hãng nhà sản xuất ô tô hàng đầu giới TOYOTA Và điều quan trọng với mục tiêu ban đầu nhằm đáp ứng nhu cầu tăng trưởng công nghiệp ô tô, sinh viên cần thực tập chuyên môn với thiết bị cụ thể giúp đồng hóa chất lượng đầu ra, khơng cịn phụ thuộc vào tính cách trình độ giảng viên 6.2 Đề nghị: Qua việc thực đề tài, tác giả xin kiến nghị thêm hướng phát triển đề tài sau: ngành khoa học ứng dụng nên tính thực tiễn việc học đặt lên hàng đầu, việc nghiên cứu phát triển dụng cụ dạy học quan trọng, qua việc thi cơng mơng hình cắt tác giả nhận thấy mở rộng đề tài không mức độ khí mà cịn tiến lên cơng nghệ cao công nghệ ô tô ngày dần chuyển sang điều khiển tự động điện tín hiệu CAN bus, chi phí để mua sắm dụng cụ thiết bị thi công cao nên giải pháp chế tạo, đơn giản hóa khả thi Để làm điều địi hỏi cơng phu, phải kết hợp thiết bị đại cung với kỹ thuật viên có tay nghề cao để mô thi công mô hình cơng nghệ cao, khoa học hiệu 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO (1) https://www.oto-hui.com./ (2) https://www.luanvan.net.vn/ (3) https://en.wikipedia.org/wiki/Four-wheel_drive (4) TOYOTA New TEAM 4WD thường xuyên (5) TOYOTA TEAM 21 hai cầu chủ động 4WD 81 ... như: hệ thống truyền lực ? ?tô, hệ thống ch động ? ?tô hệ thống điều khiển ơtơ Ngày nhiều cơng trình nghiên cứu công ty ? ?tô nhắm đến việc nâng cao tốc ? ?ô ? ?tô thông qua việc cải thi? ??n đặc tính bám, đặc... động phục vụ cho ngành công nghệ kỹ thuật ? ?tô bao gồm giảng viên, sinh viên, nhân công kỹ sư 17 Về phạm vi môi trường ứng dụng: mơ hình phục vụ q trình giảng dạy ngành cơng nghệ kỹ thuật ơtơ Trường... hộp số 4WD thường xuyên 28 Hình 3.6: Sơ đồ động hộp số E55F5 3.4.1 Cụm hộp số thường: Hộp số sử dụng cụ thể cho hệ thống 4WD loại hộp số đặt ngang, loại thường dùng cho xe có động đặt trước -