Nghiên cứu hộp số tự động vô cấp cvt ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ NGHIÊN CỨU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG VÔ CẤP CVT GVHD: TS HUỲNH PHƯỚC SƠN SVTH: HỒNG MINH KHÁNH TRẦN NGƠ DUY ANH SKL008055 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG VƠ CẤP CVT SVTH: HỒNG MINH KHÁNH MSSV: 16145422 SVTH: TRẦN NGÔ DUY ANH MSSV: 16145323 GVHD: TS HUỲNH PHƯỚC SƠN Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chun ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG VƠ CẤP CVT SVTH: HỒNG MINH KHÁNH MSSV: 16145422 SVTH: TRẦN NGÔ DUY ANH MSSV: 16145323 GVHD: TS HUỲNH PHƯỚC SƠN Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2020 TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc TP Hồ Chí Minh, ngày tháng 08 năm 2020 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: HOÀNG MINH KHÁNH MSSV: 16145422 TRẦN NGƠ DUY ANH MSSV: 16145323 Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật tơ Khóa: 2016-2020 Lớp: 161453A Tên đề tài: Nghiên cứu Hộp số tự động vô cấp CVT Nhiệm vụ đề tài: 1) Tổng quan 2) Giới thiệu chung hộp số tự động ô tô 3) Hộp số tự động vô cấp CVT 4) Chế độ lái đặc tính hộp số CVT 5) Kết luận Sản phẩm đề tài: 02 tập báo cáo kết nghiên cứu 02 đĩa CD nội dung báo cáo Ngày giao đề tài: 02/03/2020 Ngày nộp đề tài: 17/08/2020 TRƯỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc Bộ môn: Khung gầm PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: HOÀNG MINH KHÁNH MSSV: 16145422 Hội đồng: Họ tên sinh viên: TRẦN NGÔ DUY ANH MSSV: 16145323 Hội đồng: Tên đề tài: Nghiên cứu Hộp số tự động vô cấp CVT Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô Họ tên GV hướng dẫn: TS Huỳnh Phước Sơn Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: Nhận xét kết thực ĐATN: 2.1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.3 Kết đạt được: 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm Điểm đạt tối đa 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội,… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần quy trình 15 đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận  Được phép bảo vệ  Khơng phép bảo vệ TP Hồ Chí Minh, ngày tháng 08 năm 2020 Giảng viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc Bộ môn: Khung gầm PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: HOÀNG MINH KHÁNH MSSV: 16145422 Hội đồng: Họ tên sinh viên: TRẦN NGÔ DUY ANH MSSV: 16145323 Hội đồng: Tên đề tài: Nghiên cứu Hộp số tự động vô cấp CVT Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô Họ tên GV phản biện: Ý KIẾN NHẬN XÉT Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) Kết đạt được: Những thiếu sót tồn ĐATN: Câu hỏi: Đánh giá Mục đánh giá TT Điểm Điểm đạt tối đa Hình thức kết cấu ĐATN 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội,… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần quy trình 15 đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận  Được phép bảo vệ  Không phép bảo TP Hồ Chí Minh, ngày tháng 08 năm 2020 Giảng viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN Tên đề tài: Nghiên cứu Hộp số tự động vô cấp CVT Họ tên sinh viên: HOÀNG MINH KHÁNH MSSV: 16145422 TRẦN NGƠ DUY ANH MSSV: 16145323 Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật ô tô Sau tiếp thu điều chỉnh theo góp ý Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện thành viên Hội đồng bảo Đồ án tốt nghiệp hoàn chỉnh theo yêu cầu nội dung hình thức Chủ tịch Hội đồng: Giảng viên hướng dẫn: Giảng viên phản biện: Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 08 năm 2020 LỜI CÁM ƠN Trong trình học tập Khoa Cơ Khí Động Lực – Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, nhờ giúp đở quan tâm quý Thầy Cô, chúng em tích luỹ thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm quý giá ngành Cơng Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ Thời gian thực đề tài tốt nghiệp vừa qua khoảng thời gian chúng em ôn lại kiến thức mà q Thầy Cơ truyền đạt, bên cạnh tích luỹ thêm nhiều kiến thức Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu đề tài: “NGHIÊN CỨU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG VƠ CẤP CVT” hồn thành, chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Huỳnh Phước Sơn tận tình hướng dẫn giúp đỡ chúng em khoảng thời gian thực đồ án Chúng em cảm ơn quý Thầy Cô Khoa Cơ Khí Động Lực q Thầy Cơ trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh giảng dạy, cung cấp cho chúng em kiến thức chun mơn cần thiết để hồn thành đồ án hồn thành chương trình Đại Học Mặc dù cố gắng nổ lực thực đề tài kiến thức thời gian cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận góp ý q Thầy Cơ để chúng em có đề tài hồn thiện Cuối chúng em kính chúc quý Thầy Cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh lời chúc sức khoẻ thành cơng cơng việc Nhóm sinh viên thực HỒNG MINH KHÁNH TRẦN NGƠ DUY ANH i 3.1.2 Chế độ tự động Chế độ trung gian (Số D) Khi lái xe số D khả tiết kiệm nhiên liệu khả lái xe cải thiện hộp số CVT có vùng chuyển số lớn thay đổi tỷ số truyền liên tục trơn tru giúp người lái có cảm giác lái tốt Trong chế độ số D, người lái lựa chọn giây lát tỷ số truyền mong muốn lẫy chuyển số Chế độ chuyển số tự động tự phục hồi lại điều kiện sau: Hình 3.4 Vùng điều khiển tỷ số truyền xe số D Người lái tiếp tục kéo lẫy chuyển số “+” lâu độ dài thời gian định trước Người lái nhấn bàn đạp ga lâu độ dài thời Trở chế độ chuyển số tự động gian định trước hộp số (D mode) tỷ số truyền định Khi xe dừng Người lái chuyển cần số tới chế độ M Chuyển số tay (M mode) 97 Hình 3.6 Chuyển số tay số D Chế độ sport Hình 3.5 Vùng điều khiển tỷ số truyền xe chế độ sport Khi xe chuyển sang chế độ sport, xe chuyển số vào tua máy cao so với bình thường Từ tận dụng tối đa công suất động giúp xe tăng tốc nhanh bốc đem lại cảm giác lái thể thao cho người lái Nhưng lái xe chế độ sport làm cho xe tiêu hao nhiên liệu nhiều 98 Ở chế độ sport người lái sử dụng chức chuyển số tay thông qua lẫy chuyển số Khi xe di chuyển đường tuỳ thuộc vào vận tốc xe mà hộp số cho phép người lái tăng số tuỳ thuộc vào thiết kế hộp số Khi xe giảm tốc xe tự động giảm số phù hợp với tốc độ xe Chế độ tiết kiệm nhiên liệu Được đặc trưng góc bàn đạp ga nhỏ tốc độ bướm ga thấp, xe trạng thái tiết kiệm nhiên liệu cơng suất động điều khiển cho công suất động tạo vừa đủ để khắc phục lực cản chuyển động 3.2 Đặc tính hộp số CVT 3.2.1 CVT có vùng chuyển số rộng Hình 3.7 Đồ thị thay đổi tỷ số truyền hệ puly so với hộp số tự động cấp số Vì dây đai liên tục thay đổi bán kính làm việc tỷ số truyền hộp số thay đổi mà khơng gián đoạn Dựa vào đồ thị thay đổi tỷ số truyền hệ puly so với hộp số tự động có cấp, ta thấy vùng chuyển số hệ puly rộng liên tục, đáp ứng vùng tỷ số truyền mà hộp số tự động có cấp khơng đáp ứng 99 3.2.2 Đặc tính tiết kiệm nhiên liệu hộp số CVT Hình 3.9 Đặc tính tiết kiệm nhiên liệu CVT Hình 3.8 Vùng cắt nhiên liệu CVT Không giống với hộp số tự động thông thường yêu cầu phải chuyển số Hộp số CVT cho phép lái xe gần với đường tiết kiệm nhiên liệu tối ưu (Một phạm vi moment xoắn cao có mức tiêu thụ nhiên liệu thấp) Do đó, đạt hiệu suất động tối đa 100 Ngoài phạm vi hoạt động lock-up tốc độ thấp mở rộng, nên hao hụt hộp số giảm bớt trình tăng tốc, đảm bảo tốc độ đầu động sử dụng hiệu Trong suốt trình xe giảm tốc vùng cắt nhiên liệu mở rộng cải thiện hiệu tiết kiệm nhiên liệu Trong xe di chuyển tốc độ cao phạm vi tỷ số truyền puly cho phép giảm tốc độ động cải thiện đáng kể khả tiết kiệm nhiên liệu Vùng hoạt động khóa biến mơ mở rộng so với hộp số AT, đạt tính kinh tế nhiên liệu tối ưu Ngay trình giảm tốc, khóa biến mơ tiếp tục tham gia, làm giảm tiêu hao nhiên liệu Hình 3.10 Vùng mở rộng khố biến mơ Do hộp số CVT có vùng chuyển số lớn nên nhiên liệu tiết kiệm đáng kể chế độ tiết kiệm nhiên liệu Nếu so sánh với hộp số thường cấp, tốc độ động giảm từ 3200 rpm xuống cịn 2450 rpm tốc độ 130 km/h gia tăng tiết kiệm nhiên liệu Thông qua việc thay đổi liên tục tỉ số truyền, động luôn chạy chế độ hoạt động tối ưu, tối ưu hố cho hiệu suất hay tiết kiệm nhiên liệu.Vùng màu xanh cho thấy tốc độ động giảm chế độ tiết kiệm nhiên liệu 101 Hình 3.11 Chế độ tiết kiệm nhiên liệu 3.2.3 Đặc tính cải thiện hiệu suất cảm giác lái  Cải thiện cảm giác lái (a) (b) Hình 3.12Biểu đồ tốc độ xe tốc độ động (a), lực lái (b) 102 Biểu đồ chuyển số bên trái bướm ga mở rộng cho thấy hộp số AT thông thường thay đổi tốc độ động chuyển số CVT tăng tốc độ xe mà không cần chuyển số Biểu đồ lực lái bên phải cho thấy lực lái tối đa q trình bướm ga mở rộng Hộp số AT thơng thường cho thấy ngắt quãng chuyển số phần lực lái bị Ngược lại, CVT cho phép tăng tốc trì cơng suất động cao lực lái thay đổi cách trơn tru không bị lực lái Do lái xe trơn tru xóc Cải thiện cảm giác lái tăng tốc Nhu cầu tăng tốc người lái xe đánh giá từ thay đổi tốc độ xe thay đổi đầu vào bàn đạp ga Khi khởi hành tăng tốc, tốc độ động tốc độ xe kiểm sốt để tạo cảm giác tuyến tính, cải thiện cảm giác tăng tốc Ngoài ra, trình tăng tốc, việc tăng số thực Những lần tăng số ngăn chặn cảm giác trì trệ trình tăng tốc tạo cảm giác tăng tốc tuyến tính Hình 3.13 CVT cải thiện cảm giác lái tăng tốc Cải thiện cảm giác lái giảm tốc Để cải thiện cảm giác lái giảm tốc, hộp số CVT điều chỉnh tỷ số truyền liên tục để trì tốc độ động cao đồng thời kết hợp với việc cắt nhiên liệu Điều giúp cho 103 người lái tăng tốc trở lại, lực lái đáp ứng cách nhanh chóng mà khơng tiêu hao q nhiều nhiên liệu Hình 3.14 CVT cải thiện cảm giác lái giảm tốc  Hiệu suất động tối ưu Hình 3.15 Hiệu suất động tối ưu 104 Một đặc tính hộp số CVT có khả giữ tốc độ động phạm vi cơng suất tối ưu suốt q trình vận hành Không giống hộp số tự động thông thường yêu cầu phải chuyển số, CVT cho phép tăng tốc xe trì tốc độ động phạm vi cơng suất tối ưu cao Do đó, phạm vi đầu động sử dụng cách hiệu quả, giúp có lực truyền động tốt 3.3 Ưu nhược điểm hộp số tự động vô cấp CVT 3.3.1 Ưu điểm Do hộp số có cấu tạo gọn gàng, kích thước nhỏ nên có khối lượng nhẹ hộp số thơng dụng, giúp giảm khối lượng xe không chiếm nhiều diện tích khoang động Hộp số tự động vơ cấp CVT sử dụng puly dây đai để thay đổi tỷ số truyền thay cho cặp bánh nên cho phép hộp số thay đổi số liên tục mà khơng có ngắt qng, đó: Tạo tăng tốc đặn từ lúc đứng yên lúc đạt tốc độ ổn định, không xảy tình trạng giật đột ngột (shift-shock) chuyển số giống hộp số thông dụng Hạn chế xe giảm tốc sang số đặc biệt leo dốc Đáp ứng ổn định êm dịu tình trạng thay đổi đột ngột vận tốc tăng ga hay giảm ga, ln đạt số vịng tua tối ưu tốc độ di chuyển, điển Toyota Vios CVT 2016 có số vịng tua khoảng 1.300 – 1.400 vòng/phút chạy tốc độ 80km/h, phiên Vios trước động 1.5L hộp số tự động cấp có số vịng tua tới 2.000 vịng/phút chạy tốc độ Chính ổn định mà hộp số tự động vô cấp CVT mang lại phần giúp tiết kiệm nhiên liệu cho động giảm lượng khí thải mơi trường 3.3.2 Nhược điểm Do hạn chế dây đai nên hộp số CVT truyền moment lớn Chính hộp số trang bị dịng xe có cơng suất nhỏ Toyota vios, Mitsubishi Attrage, Honda City, Hyundai Accent,… 105 Khi tăng tốc đột ngột vòng tua máy cao, hộp số tạo tiếng ồn chí xe cách âm khơng tốt vọng vào khoang hành khách xảy tượng trượt đai hai puly Ngồi dây đai có tuổi thọ ngắn, trung bình khoảng 50.000km Vì ổn định nên người lái không cảm nhận chuyển số, không tạo cảm giác lái chân thực cho người đam mê thể loại xe thể thao Chính điều mà nhiều hộp số CVT trang bị thêm cấp số ảo nhằm tạo cảm giác sang số cho người lái 106 KẾT LUẬN Kết luận Chúng em trãi qua thời gian dài thực đồ án, ban đầu có khó khăn chưa làm quen với đề tài nhiều thời gian tìm tài liệu, dịch đọc hiểu nội dung đồ án Đồng thời chúng em cịn gặp khó khăn khoảng thời gian đầu khơng thể gặp phải dãn cách xã hội mùa dịch Nhưng với cố gắng thân, giúp đở nhiệt tình giáo viên hướng dẫn Khoa Cơ khí động lực, chúng em hồn thành đề tài giao Đề tài trình bày kiến thức hộp số tự động vô cấp CVT Thông qua đề tài, chúng em nghiên cứu nội dung sau:  Tổng quan hộp số tự động nói chung hộp số tự động vơ cấp CVT nói riêng  Cấu tạo chi tiết hộp số tự động vô cấp CVT đặc điểm riêng biệt hộp số hãng  Các nguyên lý điều khiển hộp số tự động vô cấp CVT đặc tính riêng biệt hộp số CVT  Ưu nhược điểm hộp số tự động vô cấp CVT nghiên cứu số dạng hộp số khác, từ có nhìn tổng qt truyền động vơ cấp Đề tài có ý nghĩa thực tiễn đóng góp vào nghiên cứu khoa học chun ngành tơ Khoa khí động lực, đóng góp vào kho tài liệu Khoa từ làm tài liệu để nghiên cứu, thiết kế hộp số tự động vô cấp CVT tơ, làm tài liệu cho q trình đào tạo sinh viên Khoa khí động lực chuyên ngành CNKT ô tô Trong thời gian làm đồ án, chúng em hoàn thành nội dung phạm vi đề tài giao, với kiến thức thực tế cịn ỏi, đề tài cịn thiếu sót Mong q Thầy Cơ bổ sung, góp ý để đề tài hồn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn Hướng phát triển đề tài 107 Nghiên cứu phát triển sâu đặt tính có lợi hộp số tự động vô cấp CVT đồng thời tận dụng việc phát triển khoa học để khắc phục nhược điểm hộp số, giúp hộp số mở rộng khả ứng dụng nhiều loại xe Trong q trình thực đồ án, chúng em có gặp vấn đề hãng xe không dễ dàng chia tài liệu họ, khiến nguồn tài liệu cịn hạn chế Chúng em mong nhà trường liên kết hiều với hãng để chúng em có thêm tài liệu để nghiên cứu Hộp số tự động vô cấp CVT phổ biến thị trường Vậy nên, sở để Khoa tiến hành thi cơng, lắp đặt thêm nhiều mơ hình hộp số tự động vơ cấp CVT xưởng, góp phần tăng đa dạng mơ hình giảng dạy, chương trình đào tạo, đồng thời đưa hộp số CVT gần gũi với sinh viên, góp phần đào tạo hệ sinh viên toàn diện, chuyên nghiệp 108 Tài liệu tham khảo [1] Tài liệu đào tạo hộp số tự động Toyota [2] James D.Halderman, Automatic transmissions and transaxles [3] Heinz Heisler, Advanced Vehicle Technology [4] Konrad Reif, Fundamentals of Automotive and Engine Technology [5] https://drive.google.com/file/d/1tyPGj42lFDFgJc1Dc0tN8VuR7TW_2lpi/view [6] https://drive.google.com/file/d/1ZNYcJmzlGfCa6fsmcKWFcfwXgSCsxEHj/view [7] Tài liệu hộp số vô cấp Xtronic Nissan (CVT Training Materials) [8] Tài liệu hộp số vô cấp Mitsubishi (F1C1 Continuously Variable Transmission) 109 110 S K L 0 ... 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG VÔ CẤP CVT SVTH: HỒNG MINH KHÁNH MSSV:... Transmission (Hộp số tự động) CVT Continuosly Variable Transmission (Hộp số tự động vô cấp) CVTF Continuosly Variable Transmission Fluid (Dầu hộp số tự động vô cấp) DCT Dual Cluth Transmission (Hộp số ly... loại hộp số tự động thể thông qua truyền động chúng Hiện nay, thị trường có loại hộp số tự động phổ biến sử dụng nhiều như:  Hộp số từ động bánh hành tinh  Hộp số tự động vô cấp  Hộp số ly