Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp trên ô tô mitsubishi lancer gala 1 6,luận văn thạc sĩ kỹ thuật ô tô, máy kéo

Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Những vấn đề chung hệ thống truyền lực ô tô 1.1.1 Khái niệm hệ thống truyền lực ô tơ Một hệ thống truyền lực tơ hồn chỉnh gồm có ly hợp, hộp số, trục đăng, cầu chủ động (vi sai bán trục) Công dụng hệ thống truyền lực ô tô: - Truyền biến đổi mô men xoắn từ động đến bánh xe chủ động cho phù hợp chế độ làm việc động mô men cản sinh q trình tơ chuyển động - Cắt dịng công suất thời gian ngắn dài - Thực đổi chiều chuyển động giúp ô tô chuyển động lùi - Tạo khả chuyển động êm dịu thay đổi tốc độ cần thiết đường Hình 1.1: Hệ thống truyền lực ô tô Động cơ; Ly hợp; Hộp số; Trục đăng; Vi sai; Bán trục 1.1.1.1 Ly hợp Ly hợp dùng để truyền hay ngắt việc truyền công suất từ động đến hệ thống truyền lực, cắt truyền động từ động đến hệ thống truyền lực nhanh dứt khoát trường hợp cần thiết cần chuyển số cách êm dịu Nó Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 cho phép động hoạt động xe dừng không cần chuyển hộp số số trung gian 1.1.1.2 Hộp số Nhiệm vụ hộp số biến đổi mô men xoắn động truyền tới bánh xe cho phù hợp với chế độ tải Vì mát công suất hộp số không tránh khỏi, nên công suất thực tế đưa đến bánh xe luôn nhỏ công suất đưa trục khuỷu động (hiệu suất hộp số) 1.1.1.3 Trục các-đăng Truyền động các-đăng dùng để truyền mô men xoắn trục không thẳng hàng Các trục lệch góc α>0o giá trị α thường thay đổi 1.1.1.4 Cầu chủ động Cầu chủ động nhận công suất từ động truyền tới để phân phối đến bánh xe theo phương vng góc Cầu chủ động nâng đỡ phần gắn lên hệ thống treo, khung xe 1.1.2 Các cách bố trí hệ thống truyền lực ô tô Hệ thống truyền lực tơ du lịch thường bố trí theo cách sau: Hình 1.2: FF Hình 1.3: FR FF Động đặt trước, bánh trước chủ động; FR Động đặt trước, bánh sau chủ động; Động cơ; Hộp số; Bộ vi sai; Bán trục; Moayơ cầu xe; Bánh xe; Cácđăng Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp tơ Mitsubishi Lancer Gala 1.6 Ngồi ra, cịn có kiểu bố trí động đặt trước với bánh xe bánh chủ động – ký hiệu 4WD; động đặt sau với cầu sau chủ động – ký hiệu RR – mà sử dụng; xe hybrid bắt đầu phát triển 1.1.2.1 FF (Động đặt trước – Bánh trước chủ động): Bánh trước dẫn động có lợi xe quay vòng chạy đường trơn Bánh trước dẫn động giúp tạo ổn định hướng quay vịng Thêm vào đó, khơng có trục đăng nên gầm xe thấp giúp hạ trọng tâm xe, làm cho xe ổn định di chuyển Hình 1.4: Động đặt trước – Bánh trước chủ động 1.1.2.2 FR (Động đặt trước – Bánh sau chủ động): Kiểu bố trí động đặt trước – bánh sau chủ động giúp làm cho động làm mát dễ dàng Tuy nhiên, có trục đăng từ trước sau nên việc bố trí sàn xe khu vực trung tâm bên cabin không tiện nghi Nếu gầm xe mức q thấp việc bố trí bất tiện Kiểu động đặt buồng lái tạo điều kiện thuận lợi cho công việc sửa chữa, bảo dưỡng; nhiệt sinh rung động ảnh hưởng đến người lái hành khách Tuy nhiên hệ số sử dụng chiều dài xe giảm xuống, nghĩa thể tích chứa hàng hóa hành khách giảm xuống Đồng thời tầm nhìn tài xế bị hạn chế, ảnh hưởng đến độ an toàn chung Ngược lại, việc đặt động buồng lái khắc phục nhược điểm thể tích chứa hành khách hàng hóa giúp tăng cường khả Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 quan sát lái xe; lại bất tiện cho việc bảo dưỡng sửa chữa môi trường bên cabin chịu ảnh hưởng nhiều tiếng ồn nhiệt sinh động làm việc Hình 1.5: Động đặt trước – Bánh sau chủ động 1.1.2.3 Kiểu bánh chủ động (4WD – wheel driver) Hình 1.6: Xe 4WD thường xuyên loại FR Động cơ; Hộp số; Bộ vi sai trung tâm; Hộp số phụ; Bộ vi sai cầu trước; Bộ vi sai cầu sau Các xe thường hoạt động tất loại địa hình điều kiện chuyển động khó khăn cần phải trang bị hệ truyền lực bánh chủ động (4WD) dẫn động thông qua hộp số phụ Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 Các xe 4WD chia thành hai loại 4WD thường xuyên 4WD gián đoạn Khác với xe hai bánh chủ động (2WD), điểm đặc trưng xe 4WD có vi sai phía trước phía sau Mục đích để triệt tiêu chênh lệch tốc độ quay bánh xe vào đường vòng Đối với loại 4WD thường xuyên, người ta bố trí thêm vi sai trung tâm vi sai trước vi sai sau để triệt tiêu chênh lệch tốc độ quay bánh xe trước sau Có vi sai khác làm cho xe chạy êm đảm bảo việc truyền công suất đến bốn bánh xe, kể quay vòng Đây ưu điểm chủ yếu loại 4WD thường xuyên, sử dụng điều kiện đường bình thường, đường gồ ghề hay đường có độ ma sát thấp Tuy nhiên, để tránh cho vi sai trung tâm phải làm việc liên tục, bánh trước sau phải có đường kính giống nhau, kể bánh bên trái bên phải 1.2 Hệ thống truyền lực khí có cấp Hệ thống truyền lực khí có cấp bao gồm phận ly hợp, hộp số, trục đăng, cầu chủ động (vi sai bán trục) Trong đó, ly hợp loại ly hợp ma sát, hộp số loại hộp số khí có cấp 1.2.1 Ly hợp ma sát Ở li hợp ma sát truyền mô men xoắn từ phần chủ động đến phần bị động nhờ vào ma sát tiếp xúc bề mặt làm việc phần bị động phần chủ động ly hợp Để tăng cường lực ma sát tiếp xúc người ta dùng cấu ép lò xo, tay đòn hỗn hợp (lò xo, tay đòn) Hình 1.7: Cấu trúc ly hợp lị xo dạng đĩa ma sát đơn giản Bánh đà; Vỏ ly hợp; Đĩa ly hợp; Lò xo đĩa; Đĩa ép; Vòng bi tỳ; Càng cắt ly hợp; Trục sơ cấp hộp số Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 * Yêu cầu ly hợp ma sát: - Truyền mô men xoắn lớn động mà không bị trượt trường hợp Muốn mơ men ma sát sinh ly hợp phải lớn mô men xoắn động M1 = β Memax Trong : M1 : Mơ men ma sát sinh ly hợp [N.m] Memax : Mô men xoắn lớn động [N.m] β : Hệ số dự trữ ly hợp - Khi kết nối ly hợp phải êm dịu để không gây va đập chi tiết hệ thống truyền lực - Khi cắt ly hợp phải nhanh dứt khoát để dễ gài số tránh gây tải trọng động cho hộp số - Mơ men qn tính phần bị động ly hợp phải nhỏ - Ly hợp phải làm nhiệm vụ phận an tồn, hệ số β phải nằm giới hạn định Nếu β nhỏ ma sát làm việc bị trượt Nếu β lớn ma sát làm việc không tự động cắt 1.2.2 Hộp số khí có cấp Hộp số có cấp hộp số phân chia thành nhiều cấp độ khác Với hộp số việc thay đổi tỷ số truyền không thực liên tục, mà cách cấp một, nhờ cặp bánh ăn khớp có đường kính khác Ở tơ hộp số thường có đến cấp, tơ tải tô chở khách thường không vượt cấp Hộp số nhiều cấp cấu tạo lại phức tạp, người điều khiển khó khăn việc chọn số, giá thành lại cao Hình 1.8: Cấu tạo hộp số ngang Bánh số 1; Bánh số 2; Bánh số 3; Bánh số 4; Bánh số 5; Bánh số lùi; Trục sơ cấp; Trục thứ cấp; Vi sai Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 1.3 Hệ thống truyền lực thủy Cùng với hộp số khí hệ thống truyền lực tơ, ngày nhiều tơ có trang bị hệ thống truyền lực thủy Hệ thống truyền động thủy thông thường dùng loại chủ yếu sau đây: - Ly hợp thủy lực kết hợp với hộp số khí; - Biến mơ thủy lực; - Biến mơ thủy lực kết hợp với hộp số khí Dùng loại truyền động kể hệ thống truyền lực tơ có ưu điểm rõ rệt: - Điều khiển ô tô nhẹ nhàng; - Tăng tốc ô tô nhanh chóng êm dịu; - Nâng cao chất lượng kéo tơ tính kinh tế nhiên liệu chúng; - Nâng cao tính động ô tô; - Giảm tải trọng động lên hệ thống truyền lực ô tô 1.3.1 Ly hợp thủy lực Ở ly hợp thủy lực truyền mô men xoắn từ phần chủ động đến phần bị động thực nhờ lượng dòng chất lỏng bơm đặt trục khuỷu động cung cấp Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý ly hợp thủy lực Bánh bơm; Bánh tua-bin; Trục dẫn; Trục ly hợp Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 10 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 Bánh bơm lắp trục dẫn nối liền với trục khuỷu động cơ, bánh tua-bin lắp trục bị dẫn Hai trục dẫn bị dẫn tách rời nhau, công suất truyền từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ trao đổi lượng hệ thống cánh dẫn với chất lỏng làm việc 1.3.2 Biến mô thủy lực Biến mơ thủy lực gồm có: bánh bơm dẫn động trục khuỷu; bánh tuabin nối với trục sơ cấp hộp số; stato bắt chặt vào vỏ hộp số qua khớp chiều trục stato; vỏ biến mô chứa tất phần Biến mô đổ đầy dầu thủy lực cung cấp bơm dầu Động quay làm quay bánh bơm Dầu bị đẩy văng khỏi bánh bơm thành dòng truyền cơng suất làm quay bánh tuabin Hình 1.10: Cấu tạo biến mô Bộ biến mô; Vỏ biến mô; Bánh bơm; Bánh tua-bin; Stato; Khớp chiều; Trục stato; Trục sơ cấp hộp số; Bơm dầu Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 11 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 Biến mô thủy lực gắn trục vào hộp số lắp bulông vào trục khuỷu thông qua truyền động Biến mơ có tác dụng bánh đà động Chức biến mô: - Tăng mô men động tạo - Đóng vai trị ly hợp thủy lực để truyền hay không truyền mô men động đến hộp số - Hấp thụ dao động xoắn động hệ thống thủy lực - Dẫn động bơm dầu hệ thống điều khiển thủy lực 1.4 Hệ thống truyền lực vô cấp 1.4.1 Lịch sử hình thành Hệ thống truyền lực vơ cấp hệ thống truyền lực dùng biến mô thuỷ lực kết hợp với hộp số tự động vô cấp Ý tưởng hộp số vô cấp CVT (Continuously Variable Transmission) hay hộp số có tỷ số truyền biến thiên vô cấp xuất từ sớm Hơn 500 năm trước đây, Leonardo da Vinci người đặt ý tưởng cho hộp số vô cấp CVT Hiện nay, hộp số vô cấp nhiều hãng xe ô tô phát triển ứng dụng nhiều sản phẩm Q trình phát triển hộp số vơ cấp CVT tóm lược sau: 1490 - Leonardo da Vinci phác thảo ý tưởng CVT 1886 - Hộp số CVT đăng ký quyền Daimler Benz 1935 - Adiel Dodge đăng ký quyền CVT Mỹ 1939 - Hộp số tự động hoàn toàn dựa hệ bánh hành tinh 1958 - Nhà sản xuất xe Daf (Hà Lan) sản xuất CVT cho xe 1989 - Subaru Justy GL xe bán Mỹ có trang bị CVT 2001 - Mitsubishi bắt đầu đưa CVT vào sản xuất 2002 - Saturn Vue lắp CVT giới thiệu 2004 - Ford bắt đầu đưa CVT vào sản xuất 1.4.2 Đặc trưng bật Các hộp số nói chung dùng để thay đổi tỷ số tốc độ động cầu chủ động xe Nếu khơng có hộp số, xe chạy tốc độ với tốc độ cực đại định Ngoài khả tăng tốc từ xuất phát với khả leo dốc xe bị hạn chế khơng sử dụng hộp số Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 12 Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Vì hộp số sử dụng hệ thống bánh khác từ thấp đến cao để biến đổi mô-men xoắn động phù hợp với nhiều điều kiện vận hành (khởi hành, tăng tốc, leo dốc ) Các số cài theo cách thông thường tay tự động Không giống hộp số tự động truyền thống, hộp số vơ cấp CVT 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 (Hình 1.11) Hình 1.11 Hầu hết hộp số vơ cấp CVT có ba phần tử bản: - Đai truyền kim loại hay cao su có cơng suất cao; - Một hệ puli có đầu vào thay đổi gắn với trục quay động cơ; - Một hệ puli đầu dẫn đến bánh xe Hệ puli với đường kính thay đổi đặc trưng bật 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 (Hình 1.12) Hình 1.12 Puli; Dây đai chữ V Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 13 Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Sơ đồ đường truyền cơng suất xe tiến phía trước sau: Puli sơ cấp Cần giữ bánh hành tinh Đùm ly hợp Ly hợp số tiến Đĩa ly hợp Tấm ly hợp Cần giữ ly hợp Trục đầu vào Vịng b) Di chuyển lùi phía sau Khi xe di chuyển lùi phía sau, phanh số lùi sử dụng để cố định vòng Lực truyền động từ bánh mặt trời (trục đầu vào) truyền đến bánh hành tinh phía phía ngồi Vì vịng cố định phanh số lùi nên vỏ bánh hành tinh (puli sơ cấp) nhận phản lực quay ngược chiều với chiều quay trục đầu vào Hình 2.16: Sơ đồ hoạt động cấu di chuyển lùi phía sau Trục đầu vào; Bánh hành tinh phía trong; Bánh hành tinh phía ngồi; Bánh mặt trời; Vịng răng; Cần giữ bánh hành tinh; Puli sơ cấp Sơ đồ đường truyền công suất xe di chuyển lùi phía sau thể đây: Phanh số lùi Vòng (Giữ) Bánh hành tinh (Quay tới) Puli sơ cấp Cần giữ bánh hành tinh (Quay lùi) (Quay lùi phản lực) Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Bánh hành tinh (Quay lùi) Bánh mặt trời (Quay tới) Trục đầu vào (Quay tới) Trang 29 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 Đường truyền công suất xe di chuyển lùi phía sau biểu diễn Hình 2.17 Hình 2.17: Đường truyền cơng suất di chuyển lùi phía sau Ly hợp số tiến; Vòng răng; Phanh số lùi; Bộ bánh hành tinh; Bánh hành tinh trong; Bánh hành tinh ngoài; Bánh mặt trời c) Ở chế độ P N Khi cần số đặt vị trí đỗ xe (parking) vị trí số khơng (neutral), ly hợp số tiến phanh số lùi trạng thái ngắt Do đó, lực truyền động từ trục đầu vào không truyền đến puli sơ cấp Hình 2.18: Sơ đồ hoạt động cấu chế độ P N Trục đầu vào; Đùm ly hợp số tiến; Cần giữ ly hợp số tiến; Bánh mặt trời; Bánh hành tinh trong; Bánh hành tinh ngồi; Vịng răng; Cần giữ bánh hành tinh; Puli sơ cấp Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 30 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 2.2.4.2 Cơ cấu chuyển số Cơ cấu chuyển số gồm có dây đai thép hai puli (puli sơ cấp puli thứ cấp) với bề rộng rãnh puli thay đổi theo hướng dọc trục Bề rộng rãnh puli thay đổi cách liên tục phù hợp với tình trạng chạy xe để đạt tỷ số truyển tối ưu khoảng từ tốc độ thấp đến tốc độ vượt tốc Hình 2.19: Cơ cấu chuyển số Puli sơ cấp; Đai thép; Xylanh thủy lực; Puli thứ cấp a) Cơ cấu chuyển số Mỗi puli sơ cấp puli thứ cấp bao gồm trục (bề mặt hình nón cố định), bánh có rãnh (hình nón trượt theo hướng dọc trục) xylanh thủy lực Bề rộng puli thay đổi tương ứng với áp suất thủy lực tác dụng lên xylanh; phạm vi tiếp xúc dây đai thay đổi tương ứng Đường kính tiếp xúc dây đai thép thay đổi tương ứng theo Tỷ lệ phạm vi tiếp puli sơ cấp thứ cấp tạo tỷ số truyển Hình 2.20: Ở chế độ tốc độ thấp Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Hình 2.21: Ở chế độ vượt tốc Trang 31 Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang b) Puli - Puli sơ cấp loại pittông kép để tạo lực ép dây đai đủ mạnh áp lực nhớt thấp - Puli thứ cấp loại pittơng đơn Hình 2.22: Cấu tạo puli sơ cấp Buồng áp suất thủy lực c) Dây đai thép Dây đai thép bao gồm khoảng 450 thép nhỏ vòng thép; vòng thép làm từ mảnh thép mỏng loại miếng ghép lại với Dây đai thép sản xuất từ công ty Van Doorne’s Transmission BV Tiburg, Hà Lan Hình 2.23: Cấu tạo dây đai thép Lá thép (khoảng 450 miếng) Vòng thép (dài khoảng 714 mm) Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 32 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 Nguyên lý truyền mômen: Dây đai thép truyền công suất chủ yếu lực đẩy đặt lên thép - Dây đai thép tiếp xúc với bề mặt nghiêng puli lực ép từ hai bề mặt puli lên đai thép tạo lực ma sát - Lực ma sát tạo lực đẩy thép để truyền mômen từ puli sơ cấp sang puli thứ cấp - Các vòng thép chủ yếu nhận phản lực từ thép lực ly tâm Hình 2.24: Ngun lý truyền mơmen 2.2.5 Cơ cấu khóa số đỗ xe - Cần điều khiển tay Cần điều khiển tay lắp đỉnh thân cụm van điều khiển nối với lăn chốt van điều khiển Cơ cấu đĩa lò xo trang bị nhằm cải thiện cảm giác thao tác chọn số - Cơ cấu khóa số đỗ xe Cơ cấu khóa số đỗ xe bao gồm lăn, giá đỡ lăn, móc cài bánh khóa số Khi chuyển cần số đến vị trí P, lăn di chuyển dọc theo giá đỡ ép xuống móc cài để cố định bánh khố số Hình 2.25: Cơ cấu khóa số đỗ xe (nhìn từ bên cạnh) Hình 2.26: Cơ cấu khóa số đỗ xe (nhìn từ xuống) Bánh khóa số đỗ xe Móc cài Giá đỡ lăn Thanh lăn Lò xo hãm Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 33 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 2.2.6 Tổng quan điều khiển 2.2.6.1 Điều khiển thủy lực Hệ thống điều khiển thủy lực bao gồm bơm nhớt để tạo áp lực nhớt, bốn van điện từ điều khiển áp lực thủy lực theo tín hiệu điện từ Engine-CVT ECU, van điều khiển áp lực điều khiển van điện từ, van điều tiết áp lực, cụm thân van chứa van Engine-CVT ECU điều khiển bốn van điện từ dựa tín hiệu nhận từ cảm biến thông tin thực việc điều khiển phù hợp điều kiện chạy xe a) Chức van điện từ: - Van điện từ điều khiển đường áp lực: kiểm soát hoạt động van điều áp để điều khiển áp lực thủy lực cung cấp đến puli thứ cấp - Van điện từ điều khiển chuyển số: kiểm soát hoạt động van điều khiển chuyển số để điều khiển tỷ số truyền - Van điện từ điều khiển áp lực ly hợp: kiểm soát hoạt động van điều khiển áp lực ly hợp để điều khiển áp lực thủy lực cung cấp đến ly hợp số tiến phanh số lùi - Van điện từ điều khiển khóa biến mơ: kiểm sốt hoạt động van điều khiển khóa biến mơ để điều khiển khóa biến mơ b) Chức van điều khiển: - Van điều áp: điều chỉnh áp lực đường dầu đến giá trị phù hợp tùy theo điều kiện chạy xe - Van điều khiển chuyển số: điều khiển áp lực thủy lực cung cấp đến puli sơ cấp - Van điều khiển áp lực ly hợp: điều chỉnh áp lực hoạt động ly hợp số tiến phanh số lùi - Van tay: van nối với cần chọn số để thay đổi đường dầu tùy theo vị trí chuyển số tương ứng - Van điều khiển khóa biến mơ: điều chỉnh áp lực hoạt động để khố biến mơ Thực hiện: Nguyễn Xn Nghĩa Trang 34 Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Hình 2.27: Sơ đồ điều khiển thủy lực Cảm biến áp lực sơ cấp ; Puli sơ cấp ; Cảm biến áp lực thứ cấp ; Dây đai thép ; Van điều khiển chuyển số ; Puli thứ cấp ; Phanh số lùi ; Ly hợp số tiến ; Áp lực khóa biến mơ ; 10 Áp lực ngắt khóa biến mơ ; 11 Van tay ; 12 Van điều khiển khóa biến mơ ; 13 Van điện từ điều khiển áp lực đường dầu ; 14 Van điện từ điều khiển chuyển số ; 15 Van điện từ điều khiển áp lực ly hợp ; 16 Van điện từ điều khiển khóa biến mơ ; 17 Van điều khiển áp lực ly hợp ; 18 Van giảm áp lực ly hợp ; 19 Van giảm áp ; 20 Van điều khiển áp lực biến mô ; 21 Van điều áp ; 22 Bơm nhớt ; Đường áp lực thủy lực hệ thống công suất Đường áp lực thủy lực hệ thống điều khiển Cửa kiểm tra áp lực thủy lực Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 35 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 2.2.6.2 Điều khiển điện tử Hệ thống điều khiển tử bao gồm cảm biến, chấp hành EngineCVT ECU điều khiển chấp hành ECU nhận định tình trạng xe từ thơng tin cảm biến điều khiển van điện từ để tiến hành điều khiển sau - Điều khiển áp lực đường dầu - Điều khiển chuyển số - Điều khiển đảo chiều tiến lùi - Điều khiển khố biến mơ - Điều khiển tích hợp động – hộp số CVT - Chức tự chẩn đoán, chế độ lái an tồn có cố Sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử thể Hình 2.28 Hình 2.28: Sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 36 Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang 2.3 Thông số kỹ thuật hệ thống truyền lực vô cấp Hộp số vơ cấp xe Mitsubishi Lancer Gala 1.6 có thơng số kỹ thuật sau: Model hộp số Biến mơ Loại Khóa biến mơ Tỷ số mơmen chết máy Loại hộp số Tỷ số truyền Số tiến Số lùi Tỷ số truyền giảm cuối Ly hợp Phanh Hệ thống điều khiển tay Điều khiển điện tử (INVECS-III) Bơm nhớt Bộ chấp hành Nhớt hộp số Điều khiển đường áp lực Điều khiển khóa biến mơ Điều khiển N-D / N-R Điều khiển chuyển số Tự chẩn đốn Chế độ an tồn bị cố Loại Bố trí Loại Số lượng (lít) F1C1A-1-J4Z thành phần, cấp, pha Có trang bị 2,0 Hộp số vô cấp, sử dụng dây đai thép 2,319 đến 0,445 2,588 = (91/43 – 1) x 2,319 5,686 Loại nhiều tấm, Loại nhiều tấm, P-R-N-D-Ds-L (Ds: chế độ lái thể thao lái dường dốc) Có trang bị Có trang bị Có trang bị Có trang bị Có trang bị Có trang bị Bơm bánh Bên hộp số (dẫn động xích) Van điện từ (điều khiển cơng suất) DIAQUEEN ATF SPIII 8,1 2.4 Tính tốn động lực học hệ thống truyền lực vô cấp 2.4.1 Xây dựng đồ thị chuyển số theo vận tốc (D theo V) Công suất truyền từ động sang hộp số nhờ biến mô thủy lực Vậy hiệu suất truyền công suất động phụ thuộc vào hiệu truyền biến mô Do đó, để xây dựng đồ thị chuyển số theo vận tốc ta cần xác định hiệu suất truyền biến mô thông qua thông số biến mơ đường đặc tính khơng thứ nguyên biến mô 2.4.1.1 Các thông số biến mô - Hệ số biến mô thủy lực Kbm = MT , đặc trưng cho tác dụng biến đổi mô men MB biến mô thuỷ lực + MT : Mômen xoắn bánh tuabin + MB : Mômen xoắn bánh bơm Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 37 Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang - Tỷ số truyền biến mô thuỷ lực : i bm  nt nb + nt : số vòng quay trục bị động (bánh tuabin) + nb : số vòng quay bánh chủ động (bánh bơm) - Hiệu suất biến mô thuỷ lực : bm M T nt NT   K i  bm bm N B M B nb + NT : Công suất phát bánh tuabin biến mô + NB : Công suất phát bánh bơm biến mô - Hệ số nhạy π thay đổi theo hướng MB với thay đổi chế độ làm việc bánh tuabin:   2 +1 : hệ số biến đổi mô men số vòng quay nt=0 bánh tuabin +2 : hệ số biến đổi mơ men số vịng quay bánh tuabin Kbm=1 - Đồ thị đặc tính khơng thứ ngun biến mơ: Hình 2.29: Đồ thị đặc tính khơng thứ ngun biến mơ 2.4.1.2 Đồ thị chuyển số theo vận tốc Theo lí thuyết tô, nhân tố động lực học xác định sau: Pk  Pw  M e * ih * io 2 D  G      K * F *V  * Rbx  G (2-1) Trong đó: D : Nhân tố động lực học Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 38 Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Pk : Lực kéo ô tô bánh xe chủ động ; PK  MK Rbx MK: Mômen kéo bánh xe chủ động ; M K  M T * itl *tl Pw : Lực cản khơng khí Me : Mơ men xoắn động Me xác định từ đường đặc tính ngồi động ih, io : Tỷ số truyền hộp số truyền lực ƞ : Hiệu suất truyền lực ;  Nk  NT M K *bx M T *T Rbx : Bán kính bánh xe chủ động K : Hệ số cản khơng khí F : Diện tích cản diện ô tô V : Vận tốc ô tô G : Trọng lượng ô tô Việc điều khiển tỉ số truyền hộp số vơ cấp q trình điều khiển tự động, phù hợp với điều kiện vận hành ô tô đường Để tiến hành xây dựng đồ thị nhân tố động lực học, gia tốc, thời gian quãng đường tăng tốc theo vận tốc ô tô từ 0(km/h) đến vận tốc lớn vmax, coi tỷ số truyền hộp số vô cấp điều khiển giá trị lớn ihmax động tăng tốc từ 0(vòng/phút) đến nemax để đảm bảo tận dụng tối đa công suất kéo ô tô Sau động đạt giá trị nemax tỷ số truyền hộp số vơ cấp giảm dần giá trị ihmin Khi tỷ số truyền hộp số vơ cấp đạt ihmin tốc độ ô tô đạt cực đại Bằng việc sử dụng phần mềm Matlab-Simulink cho phương trình (2-1) ta có đồ thị chuyển số theo vận tốc sau: Hình 2.30: Đồ thị chuyển số hộp số CVT theo vận tốc Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 39 Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang 2.4.2 Xây dựng đồ thị gia tốc theo vận tốc (J theo V) Ta có biểu thức xác định gia tốc sau: J  (D  )g j ; (m/s2) (2-2) Khi ô tô chuyển động đường thức: J  (D  f )g j = f) gia tốc tính theo cơng ; (m/s2) (2-3) Trong đó: D: Nhân tố động lực học : Hệ số cản tổng cộng đường g: Gia tốc trọng trường = 9,81 m/s2 f: Hệ số cản lăn lốp đường  j : Hệ số kể đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay  j = 1,04+0,05.ih2 Với V 80 (Km/h) ta chọn f = fo = 0,015 Với V 80 (Km/h) f = fo.(1+ ) , V tính theo đơn vị (m/s) Sử dung phần mềm Matlab cho phương trình (2-3) ta xây dựng đồ thị gia tốc theo vận tốc Hình 2.31 Hình 2.31: Đồ thị gia tốc ô tô 2.4.3 Xây dựng đồ thị thời gian, quãng đường tăng tốc 2.4.3.1 Đồ thị thời gian tăng tốc ô tô dv ; dt Từ biểu thức gia tốc: j= Ta suy ra: dt = dv ; j Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 40 Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Thời gian tăng tốc ô tô từ tốc độ v1 đến v2 là: t= ; (2-4) Để xác định t ta cần phải xác định j Ta thấy gia tốc ngược gia tốc j Vậy ta xác định đồ thị j gia tốc ngược từ đồ thị gia tốc j = f(v) j Ta cần xác định đồ thị hàm số ngược Vì vmax j =  Đồ thị gia tốc ngược = f(v) j =  , nên tính tới giá trị v = 0,95.vmax = 156.75 (km/h) j = f(v) xây dựng Hình 2.32 j Hình 2.32: Đồ thị gia tốc ngược tô Từ đồ thị gia tốc ngược = f(v) xây dựng Hình 2.32, xét vi phân j dv khoảng tốc độ từ v1 đến v2 cho phương trình (2-4) ta xác định thời gian tăng tốc ô tô Thời gian tăng tốc ô tô xác định theo đồ thị Hình 2.33 sau H 2.33: Đồ thị thời gian tăng tốc Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 41 Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang 2.4.3.2 Đồ thị quãng đường tăng tốc ô tô Từ biểu thức: v = , ta suy ra: dS = v.dt Vậy quãng đường tăng tốc S ô tô từ vận tốc v1 đến vận tốc v2 là: t1 Si = Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa  v t dt (2-5) Trang 42 Nghiên cứu hệ thống truyền lực vô cấp ô tô Mitsubishi Lancer Gala 1.6 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Bang Trên sở đồ thị thời gian tăng tốc ô tô t = f(v) xây dựng Hình2.33, xét vi phân dt khoảng thời gian từ t1 đến t2 cho phương trình (2-5) diện tích FS = v.dt quãng đường tăng tốc Si ô tô Quãng đường tăng tốc ô tô xác định theo đồ thị Hình 2.34 sau Hình 2.34: Đồ thị quãng đường tăng tốc Thực hiện: Nguyễn Xuân Nghĩa Trang 43