Đang tải... (xem toàn văn)
THI�T K� MÔN H�C CHI TI�T MÁY THIẾT KẾ MÔN HỌC LỚP CƠ ĐIỆN TỬ K53 Page 1 TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ 2 KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY THIẾT KẾ MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Đề tài NGUYÊN[.]
THIẾT KẾ MÔN HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY THIẾT KẾ MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Đề tài: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN TRONG CÁC LOẠI HỘP SỐ TỰ ĐỘNG GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN : SINH VIÊN THỰC HIỆN : TS.NGUYỄN HỮU CHÍ PHAN ĐÌNH HẢI HUỲNH HÙNG HẬU TƠ TRUNG HIẾU NGUYỄN PHI HÙNG LỚP NHÓM : CƠ ĐIỆN TỬ_K53 : 02 TP HCM - 2015 LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page THIẾT KẾ MÔN HỌC Nhận xét GVHD: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page THIẾT KẾ MÔN HỌC Nội dung yêu cầu : Tổng quan điều khiển hộp số tự động Cấu tạo cụm chi tiết hệ thống điều khiển Nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển Kết luận đánh giá Phần 1: SVTH Huỳnh Hùng Hậu Phần 2, 3: SVTH Phan Đình Hải, Tơ Trung Hiếu, Nguyễn Phi Hùng LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page THIẾT KẾ MƠN HỌC MỤC LỤC Trang bìa………………………………………………………………… ……1 Trang Nhận xét GVHD…………………………………………………….2 Nội dung yêu cầu …………………………………………………… Tổng quan điều khiển hộp số tự động Cấu tạo cụm chi tiết hệ thống điều khiển .15 Nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển 30 Kết luận đánh giá 41 LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page THIẾT KẾ MÔN HỌC I TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG Tổng quan hộp số tự động I.Khái quát Trên xe sử dụng hộp số thƣờng, lái xe phải thƣờng xuyên nhận biết tải tốc độ động để chuyển số cách phù hợp Khi sử dụng hộp số tự động nhƣ vậy, nhận biết nhƣ khơng cần thiết Việc chuyển đến vị trí số thích hợp đƣợc thực cách tự động theo tải động tốc độ xe Với xe có hộp số tự động ngƣời lái xe khơng cần suy tính cần lên số xuống số Các bánh tự động chuyển số tùy thuộc vào tốc độ xe mức đạp bàn đạp ga Một hộp số mà việc chuyển số bánh đƣợc điều khiển ECU (Bộ điều khiển điện tử) đƣợc gọi ECT-Hộp số điều khiển điện tử hộp số không sử dụng ECU đƣợc gọi hộp số tự động thủy lực Hiện xe đếu sử dụng ECT Đối với số xe phƣơng thức chuyển số đƣợc chọn tùy theo ý muốn lái xe điều khiển đƣờng xá Cách giúp cho việc tiết kiệm nhiên liệu, tính vận hành xe đƣợc tốt LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page THIẾT KẾ MÔN HỌC II Lịch sử phát triển Ngay từ năm 1900, ý tƣởng loại hộp số tự động chuyển số đƣợc kỷ sƣ hàng hải Đức nghiên cứu chế tạo Đến năm 1938 hộp số tự động đời hãng GM giới thiệu Oldsmobile trang bị hộp số tự động Việc điều khiển tơ đƣợc đơn giản hóa khơng cịn bàn đạp ly hợp Tuy nhiên chế tạo phức tạp khó bảo dƣỡng sửa chửa nên đƣợc sử dụng Đến năm 70 hộp số tự động thực hồi sinh hàng loạt hãng ô tô cho đời loại xe với hộp số tự động kèm Từ đến hộp số tự đông phát triển không ngừng dần thay hộp số thƣờng Khi đời hộp số tự động loại có cấp đƣợc điều khiển hồn tồn thủy lực Để xác hóa thời điểm chuyển số tăng tính an tồn sử dụng, hộp số tự đơng có cấp điều khiển điện tử (ECT) đời Vẫn chƣa hài lòng với cấp tỷ số truyền ECT, nhà sản xuất ô tô nghiên cứu chế tạo thành công loại hộp số tự động với vô số cấp tỷ số truyền (Hộp số tự động vô cấp) vào cuối kỷ XX cụ thể nhƣ sau: + Hộp số tự đông (HSTĐ) theo công bố tài liệu công nghiệp ô tô CHLB Đức đời năm 1934 hãng Chysler Ban đầu HSTĐ sử dụng Ly hợp thủy lực Hộp số hành tinh điều khiển hoàn toàn van trƣợt thủy lực, sau chuyển sang dùng Biến momen thủy lực đến ngày nay, tên gọi ngày sử dụng AT + Tiếp sau hãng ZIL (Liên xơ cũ 1949) hãng Tây Âu khác (Đức, Pháp, Thụy Sỹ) Phần lớn HSTĐ dùng thời kỳ dùng HSHT 3, cấp sở truyền hành tinh bậc tự kiểu Wilson, kết cấu AT + Tiếp sau hãng ZIL (Liên Xơ cũ 1949) hãng Tây Âu khác (Đức, Pháp , Thụy Sĩ) Phần lớn HSTĐ thời kì dùng hộp số hành tinh 3,4 cấp sở truyền hành tinh bậc tự kiểu WILSON, kết cấu AT LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page THIẾT KẾ MÔN HỌC +Sau năm 1960 HSTĐ dùng oto tải ôto buýt với biến momen thủy lực hộp số khí có cặp bánh ăn khớp ngoài, kết cấu AT + Sau năm 1978 chuyển sang loại HSTĐ kiểu EAT (điều khiển chuyển số thủy lực điện tử), loại ngày sử dụng + Một loại hộp số tự động khác hộp số vô cấp sử dụng truyền đai kim loại (CVT) với hệ thống điều khiển chuyển số thủy lục điện tử , (cũng dạng HSTĐ) + Ngày bắt đầu chế tạo loại truyền động thông minh cho phép chuyển số theo thói quen lái xe ( thay đổi tốc độ động chân ga ) tình mặt đƣờng, HSTĐ có số truyền Hệ thống truyền thủy lực sử dụng HSTĐ đƣợc gọi hệ thống truyền lực khí thủy lực điện tử, khu vực có nhiều ứng dụng kĩ thuật cao, phát triển nhanh chóng, chẳng hạn, gần xuất loại hộp số có khả làm việc theo hai phƣơng pháp chuyển số : Bằng tay hay tự động tùy theo ý thích ngƣời sử dụng Hiện để đáp ứng nhu cầu khách hàng để tăng tính an tồn sử dụng , nhà chế tạo cho đời loại hộp số điều khiển điện tử có thêm chức sang số cần nhƣ hộp số thƣờng Ngày hộp số tự động đƣợc sử dụng rộng rãi xe du lịch, chí xe 4WD xe tải nhỏ Ở nƣớc ta, hộp số tự động xuất từ năm 1990 xe nhập từ Mĩ Châu Âu Tuy nhiên khả công nghệ cịn hạn chế việc bảo dƣỡng, sửa chữa khó khăn nên sử dụng Hiện LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page THIẾT KẾ MÔN HỌC với tiến khoa học kĩ thuật, công nghệ chế tạo hộp số tự động đƣợc hoàn chỉnh, hộp số tự động khẳng định đƣợc tính ƣu việt dần thay hộp số thƣờng III Phân Loại Có nhiều cách để phân loại hộp số tự động Phân loại theo tỉ số truyền Hộp số tự động vô cấp: Là loại hộp số có khả thay đổi tự động , liên tuc tỉ số truyền nhờ thay đổi bán kính quay puly Hộp số tự động có cấp: Khác với hộp số vô cấp, hộp số tự động có cấp cho phép thay đổi tỉ số truyền theo cấp số nhờ truyền bánh LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page THIẾT KẾ MÔN HỌC 2.Phân loại theo cách điều khiển Theo cách điều khiển chia hộp số tự động làm loại,chúng khác hệ thống sử dụng để điều khiển chuyển số thời điểm khóa biến mơ Một loại điều khiển hoàn toàn thủy lực, loại điều khiển điện tử ( ECT ), sử dụng ECU để điều khiển có thêm chức chẩn đốn dự phịng Hộp số điều khiển hồn toàn thủy lực hoạt động bới biến đổi cách khí tốc độ xe thành áp suất li tâm độ mở bƣớm ga thành áp suất bƣớm ga dùng áp suất thủy lực điều khiển hoạt động li hợp phanh cụm bánh hành tinh, điều khiển thời điểm lên xuống số Nó đƣợc gọi phƣơng pháp điều khiển thủy lực Mặt khác hộp số điều khiển điện tử ECT, cảm biến phát tốc độ xe độ mở bƣớm ga biến chúng thành tín hiệu điện gởi chúng điều khiển ECU Dựa tín hiệu ECU điều khiển hoạt động ly hợp, phanh thông qua van hệ thống thủy lực -Hộp số tự động điều khiển hoàn toàn thủy lực: Điều khiển chuyển số học cách phát tốc độ xe thủy lực thông qua van điều tốc phát độ mở bàn đạp ga từ bƣớm ga thông qua độ dịch chuyển cáp bƣớm ga Loại điều khiển điện tử kết hợp thủy lực LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page THIẾT KẾ MÔN HỌC Loại sử dụng ECU – ECT để điều khiển hộp số thơng qua tín hiệu điều khiển điện tử Sơ đồ tín hiệu điều khiển: Tín hiệu điện cảm biến ( cảm biến tốc độ, cản biến vị trí chân ga ) tín hiệu thủy lực từ bàn đạp ga ( qua cáp chân ga →bướm ga→cảm biến vị trí bướm ga )→ECU động cơ→ECT - ECU→Van điện từ→Các cần sang số→Bộ bánh hành tinh biến mô Loại điều khiển điện tử hoàn toàn thủy lực: Loai sử dụng cáp bƣớm ga tín hiệu điện tử điều khiển để điều khiển hộp số tự động Sơ đồ tín hiệu điều khiển: Bàn đạp ga→Cáp dây ga→Cáp bướm ga→van bướm ga, van ly tâm→Van sang số→Bộ truyền bánh hành tinh biến mô LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 10 THIẾT KẾ MÔN HỌC Các điều kiện để điều khiển chống nhấc đầu xe b Điều khiển moment động (chỉ có số xe): Để tránh va đập chuyển số, thời điểm đánh lửa đƣợc làm muộn tạm thời chuyển số để giảm moment động ECU động hộp số điều khiển việc chuyển số theo sơ đồ chuyển số khóa biến mơ lựa chọn vị trí cần số (D, hay L) chế độ lái xe (bình thƣờng hay tải nặng) ECU động hộp số nhận biết chế độ lái xe dựa tín hiệu tốc độ động (Ne) tín hiệu tốc độ trục thứ cấp hộp số (SP2), sau xác định góc đánh lửa muộn tối ƣu dựa sơ đồ chuyển số (1 sang 2, sang 3, sang O/D, O/D 3, 2, 1) góc mở bƣớm ga ECU động hộp số sau làm muộn thời điểm đánh lửu thích hợp LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 37 THIẾT KẾ MƠN HỌC Các tín hiệu liên quan để điều khiển moment động Các tín hiệu liên quan: - Tốc độ động (Ne) - Tốc độ xe (SP2) - Vị trí bƣớm ga (VTA) - Nhiệt độ nƣớc làm mát (THW) - Sơ đồ chuyển số (S1,S2) - Ác quy (+B) - Cảm biến tốc độ ly hợp truyền thẳng O/D (NCO) Các chức khác: a Chức chẩn đoán: ECU đƣợc trang bị hệ thống tự chẩn đoán cho phép kỹ thuật viên xác định đƣợc chi tiết hay mạch điện hƣ hỏng cách dễ dàng nhanh chóng xử lý cố ECT ECU thƣờng xuyên theo dõi cảm biến tốc độ, van điện từ mạch điện chúng trƣờng hợp có hƣ hỏng sẽ: - Nháy đèn O/D OFF để báo cho lái xe biết cố - Lƣu mã hƣ hỏng nhớ - Chỉ chất hƣ hỏng mã chẩn đốn LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 38 THIẾT KẾ MƠN HỌC Đèn báo: phát thấy có hƣ hỏng cảm biến tốc độ (No.1 hay No.2) hay van điên No.1 hay No.2 hay mạch điện chúng, đèn báo O/D OFF nhat nhƣ sau: Về mặt kỹ thuật, đèn báo nháy trƣờng hợp sau: - Cảm biến tốc độ xe: xe chạy vài số mà cam biến tốc độ bị hỏng - Van điện từ: tốc độ trục thứ cấp hộp số chạy điểm chuyển số vài lần mà khơng có chuyển số Có thể xác định mã chẩn đoán cách nối mass cực ECT (hay cực DG số kiểu xe) đếm số lần nháy đèn O/D OFF - Khi hƣ hỏng đƣợc sửa chữa, đèn O/D OFF ngừng nháy mã hƣ hỏng đƣợc lƣu nhớ ECU - Khi cơng tắc O/D tắt, đèn O/D OFF sang có hƣ hỏng, nhung khơng nháy - Nếu van điện từ No.3 (cho điều khiển khóa biến mô) hỏng, ECU không nháy đèn O/D OFF để báo cho lái xe Tuy nhiên, ghi lại hƣ hỏng dạng mã 64 đọc đƣợc xử lý cố b Chức nhớ: - Khi hƣ hỏng đƣợc lƣu hệ thống nhớ ECU, đƣợc lƣu giữ lại xóa cho dù sau hƣ hỏng đƣợc sửa chữa - Ắc quy thƣờng xuyên cấp điện áp 12v đến cực +B ECU Do có hƣ hỏng đƣợc lƣu ECU, dong ắc quy trì nhớ chí tắt khóa điện - Tất hƣ hỏng cảm biến tốc độ, van điện từ mạch điện chúng đƣợc lƣu nhớ - Để xóa mã chẩn đốn nhớ ECU, cần tháo cầu chì định với khóa điện tắt - Mã chẩn đốn: có loại mã chẩn đoán đƣợc thị, mã số đƣợc xác định số lần nháy đèn O/D OFF c Chức an toàn: LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 39 THIẾT KẾ MƠN HỌC ECU ECT có vài chức an toàn phép xe tiếp tục chạy chí hƣ hỏng xảy hệ thống lái xe Chức dự phòng van điện từ: Nếu van điện từ No.1 hay No.2 bị hỏng, ECU điều khiển đƣợc hộp số cách kích hoạt van điện từ cịn lại để đƣa hộp số vào tay số mà cho phép xe tiếp tục chạy Ví dụ: Nếu van điện từ No.1 bị hỏng xe chạy số với hộp số vị trí D, chức an toàn cho phép hộp số chuyển lên số thay số O/D nhƣ khơng có chức an toàn Hơn nữa, hai van điện từ bị hỏng, lái xe cho xe chạy an toàn cách gạt cần số CẢ HAI VAN ĐIỆN No.1 VAN ĐIỆN No.2 BÌNH THƢỜNG VAN HỎNG HỎNG HỎNG VỊ Vị trí Vị trí Vị trí TRÍ Tay số Số Số Số No No No No gạt No.2 No.1 2 Bật Số Bật Tắt Số X Bật X Số O/D (Tắt) (O/D) Tắt O/D Bật Bật Số X Bật Số X O/D (Bật) (số 1) “D” Tắt Bật Số X Bật Số Tắt X O/D O/D “2” “L” Tắt Tắt O/D X Tắt Tắt X O/D O/D Bật Tắt Số X Bật Số (Tắt) (O/D) Bật X Số Số 3* Bật Bật Số X Bật Số Tắt (Bật) X Số 3* (số 1) Số 3* Tắt Bật Số X Bật Số Tắt X Số Số 3* Bật Tắt Số X Tắt Số Bật X Số Số Bật Bật Số X Bật Số Bật X Bảng điều khiển chức dự phòng Số Số O/D Ghi chú: () : Nếu khơng có chức an tồn X : Hƣ hỏng O/D : Trong hộp số A540E, A540H d Chức cảm nhận tốc độ dự phịng Có hai cảm biến tốc độ xe, cảm biến tốc độ xe thứ đặt hợp nối hộp số hay vỏ hộp (loại đặt ngang) cảm biến tốc độ thứ đặt đồng hồ tốc độ Do lý mà cảm biến thứ bị hỏng, ECU LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 40 THIẾT KẾ MƠN HỌC tiếp tục hoạt động bình thƣờng cách dùng cảm biến tốc độ thứ báo tốc độ xe Nếu hai cảm biến tốc độ xe bị hỏng, khơng có tín hiệu tốc độ xe báo đến ECU, ECU coi nhƣ tốc độ xe làm cho hộp số chuyển sang số 1, khơng thể chuyển số đƣợc e Chức hoạt động cần gạt số: Nếu lý mà hệ thống điều khiển điện tử bị hỏng hoàn toàn, ECT cho phép chuyển số cần số nhƣ sơ đồ sau Tháo giắc nối ECU hay van điện từ khoang động ta chuyển số cần số Chức hoạt động cần gạt số IV KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ - Cả nhóm tìm hiểu nghiên cứu đƣợc tổng quan hộp số tự động sử dụng mạch điều khiển, thấy đƣợc ƣu điểm vƣợt trội hộp số tự động sử dụng mạch điều khiển so với loại hộp số truyền thống khác bên cạnh có nhƣợc điểm nhƣ kết cấu phức tạp giá thành cao, khó sửa chữa, hao nhiên liệu Hiểu đƣợc cấu tạo chi tiết hộp số tự động sử dụng mạch điều khiển, nguyên lý làm việc chi tiết nguyên lý hoạt động hệ thống - Hạn chế: loại hộp số tự động có cấu tạo chi tiết nguyên lý hoạt động khác tài liệu hạn chế nên khả nghiên cứu loại hộp số gặp nhiều khó khăn Chƣa tiếp xúc mơ hình thực tế nên khơng nắm rõ không quan sát đƣợc chế hoạt động hộp số tự động sử dụng mạch điều khiển - Phƣơng hƣớng: tiến đến mơ hình thực tế để nắm rõ đƣợc cấu tạo nguyên lý hoạt động chi tiết nhƣ hệ thống LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 41 THIẾT KẾ MÔN HỌC DANH SÁCH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Truyền động công suất - TS Lê Lăng Vân Hệ thống điện thân xe điều khiển ô tô - PGS.TS Đỗ Văn Dũng Trang web: Doc.edu.vn Tailieu.vn LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 42 THIẾT KẾ MÔN HỌC LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 43 THIẾT KẾ MÔN HỌC LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 44 THIẾT KẾ MÔN HỌC LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 45 THIẾT KẾ MÔN HỌC LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 46 THIẾT KẾ MÔN HỌC LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 47 THIẾT KẾ MÔN HỌC LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 48 THIẾT KẾ MÔN HỌC LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 49 THIẾT KẾ MÔN HỌC LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 50 THIẾT KẾ MÔN HỌC LỚP: CƠ ĐIỆN TỬ_K53 Page 51