Giáo trình IUH Lý thuyết hộp số tự động

PGS TS NGUYỄN VÀN PHỤNG LÝ THUYẾT HÔP SÔ Tư ĐÔNG PGS TS NGUYỄN VĂN PHỤNG LÝ THUYẾT HỘP SỐ Tự ĐỘNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHĨ HƠ CHÍ MINH - 2015 Lý thuyết hộp số tự động LỜI NÓI ĐẦU Ngày /oại xe đời mới, nhât loại xe du lịch thường sứ dụng hộp sổ tự động Đê tiêp cận với phát triên khoa học kỹ thuật đại chuyên ngànỉrôtô, tác giá viết giáo trình “L Ý THUT HỘP sị Tự ĐỘNG Quyên sách giáo trình dùng đê giảng dạy cho sinh viên đại học, cao dăng ngành công nghệ ôtô — Trường Đại học Công Nghiệp thành Hồ Chí Minh Qun sách trình bày theo phương pháp mới, rõ ràng hệ thơng vê tính tốn động học, động lực học loại hệ thông truyên lực, ly hợp thủy lực, biên mô thúy lực loại hộp sổ hành tinh Quyên sách có thê làm tài liệu tham khao trường kỹ thuật Tác già xin chớn thành cảm ơn đóng góp ý kiên đọc giá PGS TS Nguyễn Văn Phụng Mục lục MỤC LỤC BẢNG KÝ HIỆU BIÉN MÔTHUỶ Lực BẢNG KÝ HIỆU HỘP SỐ HÀNH TINH DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BĂNG 11 KHÁI QUÁT HỘP SỐ Tự ĐỘNG .12 Chương 1: CÁC LOẠI HỆ THỐNG TRUYỀN Lực 13 1.1 Hệ thống truyền lực thúy lực 13 1.2 Hệ thong truyền lực điện 1.3 Hệ thống truyền lực thúy 14 1.4 Tôn thât lượng loại hệ thông truyên lực 15 Chương 2: LY HỢP THỦY Lực 22 2.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc 22 2.2 Tính tốn ly hợp thúy lực 23 2.3 Đường đặc tính cúa ly hợp thủy lực 25 Chương 3: BIÉN MÔ THỦY Lực 28 3.1 Cấu tạo nguyên lí làm việc 28 3.2 Tính tốn biến mô thủy lực 30 3.3 Các thông số co cùa biến mô thúy lực 33 3.4 Đường đặc tính biến mô thủy lực 37 3.5 Phương pháp xâp dựng đường đặc tính biến mơ thúy lực 39 3.6 Xây dựng đường đặc tính biến mơ thúy lực bang đồ thị 43 3.7 Xây dựng đường đặc tính cụm động biến mô thúy lực 45 3.8 Xây dựng đường đặc tính cụm động biến mô qua thông sổ khảo nghiệm 47 Chương 4: HỘP SỔ IIÀNII TINH 51 4.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt dộng cùa truyền bánhrăng hành tinh đơn gián 51 4.2 Tính toán động học động lực học truyền bánhrăng hành tinh đơn giản 56 4.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc hộp số tự động có cấp 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 Lý thuyết hộp số tự động BẢNG KÝ HIỆU BIÉN MÔTHUỶ LỤC TT Ký hiệu (De Mb M| 10 11 12 13 14 15 16 M| (Db (!) ne Ĩ1B ni Me m2 MÍ My Ms Mbw Mtw 17 Ầ,| — 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Ầ.2 = Ầy Ầ.B Kbm Ibm Ne Nep NeM Nb Nt Pk : Ký hiệu -° TT 32 33 0,0, ẽ„ c’ c, c 34 es ,’ ỏs,c e s 35 er, ẽ, ẽr 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 mp mc ms mr Jp Jc Js Jr b bc p Ý nghĩa Góc quay, vận tơc góc quay, gia tơc góc quay bánh hành tinh Góc quay, vận tốc góc quay, gia tốc góc quay cần dẫn Góc quay, vận tơc góc quay, gia tốc góc quay bánh trung tâm Góc quay, vận tơc góc quay, gia tốc góc quay bánh bao Khơi lượng bánh hành tinh Khối lượng cần dẫn Khôi lượng bánh trung tâm Khôi lượng bánh bao Momen quán tính bánh hành tinh Momen quán tính cần dẫn Momen quán tính bánh trung tâm Momen quán tính bánh bao Be dày bánh Be dày cần dẫn Khối lượng riêng vật liệu Đoìi vị Rad, rad/s, rad/s2 Rad, rad/s, rad/s2 Rad, rad/s, rad/s2 Rad, rad/s, rad/s2 Kg Kg Kg Kg Kgm2 Kgm2 Kgm2 Kgm2 m m kg/m3 Lý thuyết hộp sô' tự động DANH MỤC HÌNH Hình 1-1: Hệ thống truyền lực thủy lực - hybrid Hình 1-2: Hệ thống truyền lực điện Hình 1-3: Hệ thống truyền lực điện sử dụng xe hybrid Hình 1-4: Hệ thống truyền lực thủy Hình 1-5: Đồ thị thơng số tổn thất phụ thuộc vào momenquay trục vào hộp số (Ma) Hình 1-6: Đồ thị thông sổ tốn thất phụ thuộc vào vận tốc góc quay trục vào hộp số (a) Hình 2-1: Ly hợp thủy lực Hình 2-2: Sơ đồ quỹ đạo chuyến động chất lóng đĩa B Hình 2-3: Đường đặc tính ly hợp thủy lực với nb =const Hình 3-1: Các phận cúa biến mơ thủy lực Hình 3-2: Sơ đồ vận tốc dịng chất lóng chuyến động theo cánh đĩa B (hình a), đĩa T (hình b) Hình 3-3: Đặc tính truyền khơng thử ngun Hình 3-4: Đường đặc tính ngồi biến mơ thủy lực có đĩa phàn ứng cố định (khi nb = const) Hình 3-5: Hướng chuyến động dịng chất lóng va đập vào cánh đĩa p vị trí ứng với nt > ntc Hình 3-6: Đường đặc tính ngồi biến mơ thủy lực có đĩa phản ứng đặt khớp quay chiều Hình 3-7: Xây dựng đồ thị đặc tính đầu biến mơ thúylực MT=f(a)T) Hình 3-8: Đặc tính cúa biến mơ thủy lực D520 Hình 3-9: Các đường đặc tính cụm động biến mơ thúy lực theokhào nghiệm Hình 4-1: Bộ truyền bánh hành tinh đơn giản Hình 4-2: Hoạt động cúabộ truyền hành tinh chếđộ tỷ số truyền lớn Hình 4-3: Hoạt động củabộ truyền hành tinh chếđộ tỷ số truyền bàng Hình 4-4: Hoạt động củabộ truyền hành tinh chế độ tý số truyền nhỏ Hình 4-5: Hoạt động củabộ truyền hành tinh chếđộ đáo chiều Hình 4-6: Vận tốc điếm vật quay Hình 4-7: Giản đồ véctơ vận tốc trường hợp cố định bánh bao, bánh trung tâm chủ động Hình 4-8: Gián đồ véctơ vận tốc trường hợp cố định bánh bao, cần dần động Hình 4-9: Giản đồ véctơ vận tốc trường hợp cố định bánh trung tâm, cần dẫn động Hình 4-10: Giản đồ vécto vận tổc trường họp cố định bánh trung tâm, bánh bao động Hình 4-11: Giản đồ véctơ vận tốc trường hợp co định cần dẫn, bánh trung tâm chu động Hình 4-12: Giản đồ véctơ vận tốc trường hợp cổ định cần dẫn, bánh bao động Hình 4-13: Trường hợp cung cấp momen xoắn đầu vào cho bánh trung tâm bánh bao Hình 4-14: Bộ truyền bánh hành tinh với tỷ sổ truyền lớn Hình 4-15: Lực momen tác dụng lên bánh trung tâm (s) Hình 4-16: Các lực tác dụng lên bánh hành tinh (p) Hình 4-17: Các lực momen tác dụng lên cần dẫn (c) 13 13 14 14 16 17 22 23 26 28 30 36 37 38 39 44 46 50 51 53 54 55 55 58 59 60 61 62 62 63 64 66 69 70 71 10 Danh mục hình Hình 4-18: Bộ truyền bánh hành tinh trường hợp tý số truyền lớn Hình 4-19: Lực momen tác dụng lên bánh bao (r) Hình 4-20: Các lực tác dụng lên bánh hành tinh chế độ giảm tốc Hình 4-21: Lực momen tác dụng lên cần dẫn Hình 4-22: Lực momen tác dụng lên truyền tỷ sổ truyền Hình 4-23: Bộ truyền bánh hành tinh trường hợp tý so truyền nhó Hình 4-24: Lực momcn tác dụng lên bánh bao trường hợp tý số truyền bé Hình 4-25: Các lực tác dụng lên bánh hành tinh Hình 4-26: Lực momen tác dụng lên can dẫn Hình 4-27: Bộ truyền bánh hành tinh trường hợp đáo chiều (số lùi) Hình 4-28: Lực vàmomen tácdụng lên bánh trungtâm (s) Hình 4-29: Lực momen tácdụng lên bánh hành tinh Hình 4-30: Lực momen tácdụng lên bánh bao Hình 4-3 1: cấutạo hộp số tự động A130L cúa Toyota Hình 4-32: Mơ cấu tạo hộp số tự động A130L cúa Toyota khơng gian 3chiều Hình 4-33: Mơ phóng cấu tạo phanh dái Hình 4-34: Mơ cấu tạo phanh đĩa Hình 4-35: Mơ cấu tạo ly họp nhiều đĩa Hình 4-36: Mơ phóng hoạt động hộp sổ tựđộng Al 30L Toyota theo ba chiều Hình 4-37: Mơ hộp số tự động theo hai chiều Hình 4-38: cấu tạo hộp số tự động hai truyền bánh hành tinh chí dùngphanh dái Hình 4-39: Giản đồ véctơ vận tốc truyền bánh hành tinh sau số truyền Hình 4-40: Gián đồ véctơ vận tốc truyền hành tinh trước so Hình 4-41: Giản đồ véctơ vận tốc cúa truyền hành tinh trước số truyền Hình 4-42: Mị hoạt động hộp số tự dộng số truyền thẳng (i3 = 1) Hình 4-43: Gián đồ véctơ vận tốc truyền hành tinh sau số truyền đáo chiều (số lùi) Hình 4-44: Hoạt động cùa hành tinh trước số Hình 4-45: Lực momen tác dụng lên bánh bao truyền trước số Hình 4-46: Lựctác dụng lên bánh hành tinh trước số Hình 4-47: Lực momen tác dụng lên bánh trung tâm trước số Hình 4-48: Lực momen tác dụng lên cần dẫn bánh hành tinh trước số Hình 4-49: Bộ truyền hành tinh sau hoạt động số Hình 4-50: Lực momen tác dụng lên bánh trung tâm truyền sau so Hình 4-51: Các lực tác dụng lên bánh hành tinh sau số Hình 4-52: Lực momen tác dụng lên bánh bao sau số Hình 4-53: Bộ truyền hành tinh trước số Hình 4-54: Lực momcn tác dụng lên bánh bao truyền trước ởsố Hình 4-55: Các lực tác dụng lên bánh hành tinh trước số Hình 4-56: Lực momen lác dụng lên cần dẫn truyền trước số Hình 4-57: Bộ truyền hành tinh sau đảo chiều Hình 4-58: Lực momen tác dụng lên bánh trung tâm sau số truyềnđảo chiều Hình 4-59: Các lực tác dụng lên bánh hành tinh sau số đảo chiều Hình 4-60: Lực momen tác dụng lên bánh bao sau số đảo chiều 72 74 75 76 77 78 80 81 81 83 85 85 86 89 90 91 91 92 93 93 94 96 97 98 99 100 101 104 104 105 106 107 109 110 110 112 113 114 114 116 11 118 119 Chương 4: Hộp sổ hành tinh 110 M" = M,„ , vùo ra.s I’ /’• /’1 BC r OB r 0.r I vào (4-126) • Đối với bánh hành tinh (hình 4-51) Hình 4-51: Các lực tức dụng lên bánh rủng hành tình sau sơ ỉ Bánh hành tinh chịu tác dụng'lực ( F) từ bánh trung tâm mo men vào bánh trung tâm đồng thời chịu lực cản chuyến động ( F) từ bánh bao Theo định luật Newton II cho bánh hành tinh quay quanh trục cúa ta có: Fpr rp2, — Fsp rp27 p2 ‘èn7p2 = (4-127) • Đổi với bánh bao (hình 4-52) Bánh I ãiì'4 lnio(I 1) Bánh rãn( ) làm cho cẩn dẫn quay theo quanh bánh trung tâm theo chiều kim đồng hồ, đồng thời phát moiĩien đầu (Mra) Theo định luật Newton II cần dẫn quay có: (4-139) M+NFr, =0 p pc