Tiểu luận tốt nghiệp đại học ngành công nghệ kỹ thuật ô tô đề tài hộp số tự động trên xe audi a6

BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VĨNH LONG TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ ĐỀ TÀI: HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN XE AUDI A6 CBHD: TS Lương Văn Vạn Sinh viên: Trương Hùng Phát Mã số sinh viên: 20001118 Vĩnh Long - Năm 2023 BỘ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VĨNH LONG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Vĩnh Long, ngày tháng năm 2023 BẢNG ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TIỂU LUẬN I THÔNG TIN CHUNG Họ tên: Lương Văn Vạn Học hàm, học vị: TS Đơn vị cơng tác: Khoa Cơ Khí Động Lực Hướng dẫn sinh viên: Trương Hùng Phát Mã số sinh viên: 20001118 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài hướng dẫn: Hộp số tự động xe Audi A6 II NHẬN XÉT Ưu điểm: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Hạn chế: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… III ĐÁNH GIÁ (Các đánh giá có điểm lẻ đến 0.1; điểm cuối làm tròn đến chữ số thập phân) Điểm Điểm tối đánh TT Nội dung đánh giá đa giá Hình thức trình bày thuyết minh vẽ (Theo quy định 2.0 nhà trường, khơng có lỗi tả, ngắn gọn, mạch lạc, xúc tích ) Ý thức thái độ thực đề tài 1.0 Khả lĩnh xử lý, giải vấn đề sinh viên thực 1.0 đề tài Thực nội dung đề tài (Về nội dung chuyên môn khoa học phương pháp nghiên cứu, xử lý vấn đề ĐA, KLTN có 3.0 đúng, sai, có mới, mức độ sáng tạo) Mối liên hệ với vấn đề liên quan (cơ sở lý thuyết hướng 1.0 nghiên cứu khác có liên quan) Tính ứng dụng thực tiễn (phạm vi mức độ ứng dụng, triển vọng đề 2.0 tài, tính mới, tính sáng tạo ) Tổng số 10 IV KẾT LUẬN: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Lương Văn Vạn BỘ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VĨNH LONG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Tên đề tài: Hộp số tự động xe Audi A6 Họ tên sinh viên: Trương Hùng Phát MSSV: 20001118 Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ 1.Ý thức thực hiện: Nội dung thực hiện: Hình thức trình bày: Tổng hợp kết quả:  Tổ chức báo cáo trước hội đồng  Tổ chức chấm thuyết minh Vĩnh Long, ngày tháng năm 2023 Giảng viên hướng dẫn Lương Văn Vạn MỤC LỤC PHẦN TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề .2 1.2 Mục tiêu nghiên cứu: .3 1.3 Phương pháp nghiên cứu .3 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 1.5 Nội dung nghiên cứu PHẦN NỘI DUNG .4 Chương Tổng quan hộp số tự động 1.1 Lịch sử phát triển 1.2 Nhiệm vụ 1.3 Phân loại hộp số tự động 1.4 Yêu cầu hộp số 1.5 Chức hộp số 1.6 Ưu điểm hộp số tự động so với số sàn .7 1.7 Khái quát hộp số tự động 1.7.1 Bộ biến mô 1.7.2 Bộ truyền bánh hành tinh .10 1.7.3 Bộ điều khiển thủy lực 13 1.7.4 ECU động ECT 17 Chương Nghiên cứu hộp số tự động 09L xe Audi A6 21 2.1 Giới thiệu chung 21 2.2 Kết cấu hộp số tự động 09L 21 Chương Bảo dưỡng, sửa chữa hộp số 09 21 KẾT LUẬN .21 TÀI LIỆU THAM KHẢO 21 PHẦN TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Hiện phương tiện giao thông vận tải phần thiếu sống người Cũng sản phẩm cơng nghiệp nay, tơ tích hợp hệ thống tự động lên dòng xe sản xuất, với chiều hướng ngày tăng Hộp số tự động sử dụng hệ thống truyền lực xe số hệ thống khách hàng quan tâm hàng đầu chọn xe tiện lợi, đơn giản dễ dàng vận hành sử dụng Việc nghiên cứu hộp số tự động giúp nắm khiến thức để nâng cao hiệu sử dụng, khai thác, sửa chữa cải tiến Ngồi cịn góp phần xây dựng nguồn tài liệu tham khảo phục vụ nghiên cứu trình học tập nghiên cứu Các dòng xe đời với bước đột phá nhiên liệu tiêu chuẩn khí thải chấp thuận ngành sản xuất ô tô nhằm bảo vệ mơi trường bên cạnh cơng nghệ sản xuất không ngừng nâng cao, công nghệ điều khiển vi điều khiển ngày ứng dụng rộng rãi việc địi hỏi phải có kiến thức vững vàng tự động hóa cán kỹ thuật ngành phải nâng lên tương ứng mong nắm bắt sản phẩm được, có có cơng việc vững vàng sau trường Để xét tốt nghiệp trường sinh viên cần có cơng trình nghiên cứu, ngành Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ trường có hai phương hướng cho sinh viên lựa chọn, làm khóa luận tốt nghiệp hai làm tiểu luận tốt nghiệp, sau xem xét nâng lực thân điều kiện thuận lợi khác, định chọn phương hướng làm tiểu luận tốt nghiệp Vì lý trên, tơi chọn chủ đề nghiên cứu “Nghiên cứu Hộp số Tự động xe Audi A6” để làm tiểu luận tốt nghiệp 1.2 Mục tiêu nghiên cứu: 1.3 Phương pháp nghiên cứu Để xây dựng đề nghiên cứu cách khoa học, đầy đủ kiến thức cần thiết xác, tơi sử dụng phương pháp nghiên cứu sau đây: - Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Được sử dụng để thu thập thông tin từ tài liệu hộp số tự động hãng xe Audi, phần mềm tra cứu hộp số - Phương pháp nghiên cứu phân tích tổng hộp: Sau thu thập thông tin, tiến hành phân tích, chọn lọc thơng tin phù hợp, cốt lõi, cần thiết, liên quan đến đề tài nghiên cứu 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Về phương diện khoa học: Nghiên cứu hộp số tự động Audi A6 tiền đề cho nghiên cứu khoa học hộp số tự động nói chung nghiên cứu chuyên sâu hệ thống hộp số tự động Audi A6 nói riêng - Về phương diện thực tiễn: Nghiên cứu giúp cho người quan tâm đến hộp số tự động Audi A6 có nhìn cụ thể, trực quan Đồng thời nghiên cứu sở vững cho việc xây dựng tài liệu học tập môn học lý thuyết thực hành liên quan đến hộp số tự động trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long 1.5 Nội dung nghiên cứu - Chương 1: Tổng quan hộp số tự động - Chương 2: Hộp số tự động xe Audi A6 - Chương 3: Tháo lắp hộp số tự động Audi A6 - Chương 4: Kết luận PHẦN NỘI DUNG Chương Tổng quan hộp số tự động 1.1 Lịch sử phát triển Năm 1938, hộp số tự động điều khiển thủy lực đời xe Oldsmobile hãng General Motor Việc điều khiển ơtơ đơn giản hóa khơng cịn bàn đạp ly hợp Tuy nhiên, hộp số thường sử dụng phổ biến nhờ kết cấu đơn giản, dễ sửa chữa giá thành thấp Đến năm 70, hộp số tự động thực phát triển hàng loạt hãng ôtô cho loại xe với hộp số tự động kèm Từ đến hộp số tự động phát triển không ngừng dần thay cho hộp số thường Khi đời, hộp số tự động loại có cấp điều khiển hoàn toàn thủy lực Đến năm 80, nhờ ứng dụng kỹ thuật điều khiển điện tử đại ôtô phát triển vượt bậc, hộp số tự động điều khiển điện tử (EAT) đời Các nhà sản xuất ôtô nghiên cứu, chế tạo đưa vào sử dụng loại hộp số tự động vơ cấp có tỉ số truyền thay đổi liên tục (CVT- Continuously Variable Transmission) vào năm cuối kỷ XX Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu sử dụng khách hàng để tăng tính động q trình sử dụng, nhà chế tạo cho đời loại hộp số điều khiển điện tử có thêm chức chuyển số khí hộp số thường song song với chế độ chuyển số tự động Ngày nay, hộp số tự động xu hướng nghiên cứu phát triển mạnh cơng nghệ ơtơ Nó khơng sử dụng phổ biến dòng xe du lịch, pick-up, việt dã, mà trang bị nhiều dòng xe tải, đầu kéo, xe giới xe chuyên dùng khác 1.2 Nhiệm vụ Nhiệm vụ hộp số tự động gần tương đồng với nhiệm vụ hộp số sàn: Thay đổi tỷ số truyền nhằm thay đổi mô men xoắn bánh xe chủ động xe, đồng thời thay đổi tốc độ chạy xe phù hợp với sức cản bên ngồi Bên cạnh đó, hộp số giúp làm thay đổi chiều tịnh tiến xe (đi thẳng lùi) Tách liên kết bánh xe chủ động động thời gian dài 1.3 Phân loại hộp số tự động *Theo cách bố trí - Hộp số sử dụng cho xe động đặt trước bánh trước chủ động (FF) Hình 1.1 Hộp số tự động sử dụng cho loại xe FF Bánh xe; Động cơ; Hộp số tự động; Bán trục; Vi sai; Biến mô - Hộp số sử dụng cho xe động đặt trước bánh sau chủ động (FR) Hình 1.2 Hộp số tự động sử dụng cho loại xe FR Động cơ; 2,5 Bánh xe; Biến mô; Hộp số tự động; Bán trục; Vi sai Hình 1.3 Hộp số tự động đặt ngang dọc Hộp số xe FF phận dẫn động cuối (vi sai) lắp bên trong, hộp số xe FR vi sai lắp bên *Theo truyền động bánh - Hộp số tự động sử dụng truyền hành tinh - Hộp số tự động sử dụng cặp bánh ăn khớp với nhiều trục *Theo cách điều khiển - Hộp số tự động điều khiển thủy lực - Hộp số tự động điều khiển điện tử 1.4 Yêu cầu hộp số Để đảm bảo cơng dụng trên, ngồi u cầu sức bền, kết cấu hộp số phải thoải mãn yêu cầu đặc trưng: - Khi gài số không sinh lực đập bánh hệ thống truyền lực Vì hộp số cần phải có đồng tốc để gài số ống gài số - Hộp số phải có đủ tỷ số truyền cần thiết nhằm đảm bảo tốt tính chất động lực học tính kinh tế làm việc - Hộp số phải có vị trí trung gian để ngắt truyền động động khỏi hệ thống truyền lực thời gian dài, phải có cấu chống gài hai số lúc để đảm bảo an tồn cho hộp số khơng bị gãy vỡ - Hộp số phải có số lùi phép xe chuyển động lùi đồng thời phải có cấu chống gài số lùi cách ngẫu nhiên - Hộp số phải điều khiển nhẹ nhàng, làm việc êm, tiếng ồn hiệu suất cao Hình 1.5 Đồ thị đặc tính kéo hộp số tự động Nhận xét: Đồ thị hình 1.4 hình 1.5 cho thấy khác biệt đường đặc tính kéo xe lắp hộp số thường xe lắp hộp số tự động sau: lực kéo Pk bánh xe chủ động xe lắp hộp số tự động lớn Pk xe lắp hộp số hộp số thường, với xe lắp hộp số tự động lực cản tăng, lực kéo tăng theo, đồ thị lực kéo xe lắp hộp số thường với tay số có vùng làm việc ổn định phía bên phải vùng làm việc không ổn định bên trái, xe lắp hộp số thường lực cản tăng lực kéo giảm *Tay số Hình 1.6 a.Tay số sàn dạng zigzag; b.Tay số tự động dạng thẳng - Với hộp số sàn: Khi vào số cần phải qua đồng tốc - Với hộp số tự động: Nó vào số hồn tồn tự động nhờ vào đóng mở cơng suất li hợp, phanh khớp chiều Các li hợp, phanh khớp chiều điều khiển hệ thống van thủy lực điều khiển điện từ Vậy hộp số tự động có ưu điểm sau: - Sử dụng áp suất thủy lực để tự động chuyển tay số tùy theo tốc độ xe, góc mở bướm ga vị trí cần số - Quá trình chuyển số thực hồn tồn tự động, người lái điều khiển chuyển số nên giảm thao tác lái xe Đồng thời trình chuyển số tự động, nên xe hoạt động chế độ phù hợp tương ứng với tải, địa hình, tốc độ Do vậy, tránh tổn hao cơng suất nhiên liệu trình vận hành - Mô men xoắn truyền đến bánh xe chủ động cách êm dịu, tương ứng với lực cản chuyển động tốc độ chuyển động ô tô - Hộp số tự động giúp tăng khoản động lực học ô tô - Giảm tải trọng tác dụng lên chi tiết hệ thống truyền lực - Tránh tải cho động hệ thống truyền lực chúng nối với biến mô thủy lực 1.7 Khái quát hộp số tự động 1.7.1 Bộ biến mơ Hình 1.7 Bộ biến mô 1.7.2 Bộ truyền bánh hành tinh Bộ truyền bánh hành tinh gồm bánh hành tinh, li hợp ướt phanh (dạng phanh dải) Bộ truyền bánh hành tinh trước truyền bánh hành tinh sau nối với li hợp phanh, phận nối ngắt công suất Những cụm bánh chuyển đổi vị trí phần sơ cấp phần tử cố định để tạo tỷ số truyền bánh khác vị trí số trung gian *Cấu tạo bánh hành tinh: Hình 1.8 Cấu tạo bánh hành tinh - Các bánh truyền bánh hành tinh có thành phần: bánh bao, bánh hành tinh bánh mặt trời cần dẫn Cần dẫn nối với trục trung tâm bánh hành tinh làm cho bánh hành tinh xoay chung quanh - Với bánh nối với kiểu bánh hành tinh giống hành tinh quay xung quanh mặt trời, chúng gọi bánh hành tinh *Phương thức hoạt động *Giảm tốc:  Đầu vào: Bánh bao  Đầu ra: Cần dẫn  Cố định: Bánh mặt trời Hình 1.9 Cơ chế giảm tốc - Khi bánh mặt trời bị cố định có bánh hành tinh quay quay xung quanh bánh mặt trời Do trục đầu giảm tốc độ so với trục đầu vào chuyển động quay bánh hành tinh *Truyền thẳng:  Đầu vào: Bánh mặt trời, bánh bao  Đầu ra: Cần dẫn Hình 1.10 Cơ chết truyền thẳng - Do bánh bao bánh mặt trời quay với tốc độ nên cần dẫn quay với tốc độ *Tăng tốc:  Đầu vào: Cần dẫn  Đầu ra: Bánh bao  Cố định: Bánh mặt trời Hình 1.11 Cơ chế tăng tốc - Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ bánh hành tinh chuyển động xung quanh bánh mặt trời theo chiều kim đồng hồ Do bánh bao tăng tốc sở số bánh bao bánh mặt trời *Đảo chiều:  Đầu vào: Bánh mặt trời  Đầu ra: Bánh bao  Cố định: Cần dẫn Hình 1.12 Cơ chế đảo chiều - Khi cần dẫn cố định vị trí bánh mặt trời quay bánh bao quay trục hướng quay đảo chiều 1.7.3 Bộ điều khiển thủy lực Hình 1.13 Bộ điều khiển thủy lực Hình 1.14 Sơ đồ điều khiển thủy lực *Cơng dụng: - Tạo áp suất thủy lực: Bơm dầu có chức tạo áp suất thủy lực Bơm dầu sinh áp suất thủy lực cần thiết cho hoạt động hộp số tự động việc dẫn động vỏ biến mô - Điều chỉnh áp suất thủy lực: Áp suất thủy lực tạo từ bơm dầu điều chỉnh van điều áp sơ cấp Ngoài ra, van bướm ga tạo áp suất thủy lực thích hợp với cơng suất phát động - Chuyển số: Khi li hợp phanh truyền bánh hành tinh đưa vào vận hành việc chuyển số thực Đường dẫn dầu tạo tùy thuộc vào vị trí chuyển số van điều khiển thực Khi tốc độ xe tăng tín hiệu chuyển tới van điện từ ECU động ECT Các van điện từ vận hành van chuyển số để chuyển tốc độ *Các phận điều khiển thủy lực * Bơm dầu - Bơm dầu dẫn động biến mô nhằm cung cấp áp suất thủy lực cần thiết cho hoạt động vận hành hộp số tự động Hình 1.15 Bơm dầu *Thân van - Thân van gồm thân van thân van nơi để dẫn dầu qua - Rất nhiều van lắp vào đường dẫn đó, van có áp suất thủy lực điều khiển chuyển mạch chất lỏng từ đường dẫn sang đường dẫn khác - Thông thường, thân van gồm:  Van điều áp sơ cấp  Van điều khiển  Van chuyển số (1-2, 2-3, 3-4)  Van bướm ga - Số lượng van phụ thuộc vào kiểu xe, số kiểu xe có van khác với kiểu van Hình 1.16 Thân van * Van điều áp sơ cấp -Van điều áp sơ cấp điều chỉnh áp suất thủy lực (áp suất bản) tới phận phù hợp với công suất động để tránh tổn thất cơng suất bơm Hình 1.17 Van điều áp sơ cấp * Van điều khiển Van điều khiển nối với cần số nối cáp Khi thay đổi vị trí cần chuyển số, chuyển mạch đường dẫn dầu van điều khiển cho dầu hoạt động vị trí chuyển số Hình 1.1.8 Van điều khiển * Van chuyển số - Vì ta chuyển số cách thay đổi vận hành li hợp phanh - Các van chuyển số chuyển mạch đường dẫn dầu làm cho áp suất thủy lực tác động lên phanh li hợp Có van chuyển số 1-2, 2-3 2-4 Hình 1.19 Van chuyển số * Van điện từ Van điện từ hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU động ECT để vận hành van chuyển số điều khiển áp suất thủy lực Có kiều van điện từ van điện từ chuyển số mở đóng đường dẫn dầu theo tín hiệu ECU van điện từ tuyến tính điều khiển áp suất thủy lực tuyến tính theo điện phát từ ECU Hình 1.20 Van điện từ *Van bướm ga Van bướm ga tạo áp suất bướm ga tùy theo góc độ bàn đạp ga thông qua cáp bướm ga cam bướm ga Áp suất bướm ga tác động lên van điều chỉnh áp suất theo độ mở van bướm ga Hình 1.21 Van bướm ga 1.7.4 ECU động ECT Công dụng: Điều khiển van điện tử điều khiển thủy lực nhằm tạo điều kiện xe tối ưu Hộp số tự động sử dụng cảm biến cơng tắc đóng vai trị nhận dử liệu để định thông số điều khiển khác biến đổi chung thành tín hiệu điện tín hiệu truyền tới ECU động ECT Hình 1.22 Hộp số tự động điều khiển ECT * Một số công tắc cảm biến sử dụng hộp số tự động Hình 1.23 Vị trí lắp đặt cảm biến - Cảm biến vị trí bướm ga/cảm biến vị trí bàn đạp ga (Nhận biết góc mở bướm ga) - Cơng tắc bàn đạp ga (Xác định bàn đạp ga có nhấn hết mức khơng) - Cảm biến vị trí trục khuỷu (Nhận biết tốc độ trục khuỷu) - Cảm biến tốc độ hộp số (Nhận biết tốc độ trục sơ cấp thứ cấp hộp số) - Cảm biến nhiệt độ nước (Nhận biết nhiệt độ nước làm mát) - Cảm biến tốc độ xe (Nhận biết tốc độ xe) - Cảm biến nhiệt độ dầu hộp số (Nhận biết nhiệt độ dầu hộp số ATF) - Công tắc O/D (Cơng tắc O/D cơng tắc hủy O/D, công tay sử dụng để điều khiển hộp số) Hình 1.24 Cơng tắc O/D - Cơng tắc khởi động trung gian Hình 1.25 Cơng tắc khởi động số trung gian - Cơng tắc đèn phanh Hình 1.26 Công tắc đèn phanh - Công tắc chọn phương thức lái Hình 1.27 Cơng tắc chọn phương thức lái Chương Nghiên cứu hộp số tự động 09L xe Audi A6 2.1 Giới thiệu chung Hình 2.1: Hộp số tự động Audi A6 09L Hộp số ZF6HP19 phát triển sản xuất tập đoàn ZF Cùng với chuyên gia phát triển hộp số Audi, hộp số điều chỉnh để phù hợp với hệ thống dẫn động bốn bánh yêu yêu cầu khác Audi A6 từ tạo nên hộp số 09L hay gọi ZF6HP19A Hộp số tự động 09L phát triển dựa hộp số tự động 09E giới thiệu Audi A8 Hộp số 09L loại hộp số tự động loại hộp số dọc, sử dụng cụm bánh hành tinh để thay đổi tỉ số truyền 09L phát triển dựa hộp số tự động 09E Công suất mô-men xoắn lên đến 450Nm Hộp số 09L lần sử dụng mẫu xe thể thao Audi S4 *Thông số kỹ thuật Tên Mã ZF Mã Audi Loại hộp số Phương thức điều khiển Bộ chuyển đổi mô-men xoắn 09L 6HP-19A AL 420 6Q Hộp số loại bánh hành tinh với cấp (hộp só tự động nhiều cấp), điều khiển điện tử với chuyển đổi mô-men xoắn thủy lực, ly hợp khóa chuyển đổi momen xoắn kiểm soát trượt Điều khiển điện tử (Điều khiển thủy lực điều khiển điện tích hợp thành hệ thống) Chuyển đổi động lực học với chế độ sport chế độ Tiptronic sang số tay W255 RH-4 GWK Truyền công suất ATF Vi sai trước hộp số phụ Trọng lượng bao gồm dầu Mơ-men xoắn cực đại Độ nghiêng bulong Dẫn động bốn bánh toàn thời gian “Quattro” với vi sai trung tâm Torsen G 055 005 (Shell ATF M-1375.4) lít G 052 145 (Burmah SAF-AG4 1016) 1.1 lít/ 0.5 lít Xấp xỉ 115kg Lên đến 450Nm tùy thuộc vào phiên động 6.04 2.2 Kết cấu hộp số tự động 09L Chương Bảo dưỡng, sửa chữa hộp số 09 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO