Bài tiểu luận chức năng nguyên lý làm việc của các phần tử điều khiển trong các hộp số tự động

Lớp: Cơ điện tử - K53 GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆTNAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT CS2 Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc THIẾT KẾ MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG CƠNG SUẤT NHĨM Tên tóm tắt u cầu, nội dung tập lớn: chức nguyên lý làm việc phần tử điều khiển hộp số tự động Nội dung bảng thuyết minh, yêu cầu chính: Tổng quan hộp số tự động Cấu tạo cụm chi tiết hệ thống điều khiển hộp số Nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển hộp số Kết luận đánh giá Phần 1: Nguyễn Thanh Huy Phần 2,3,4: Lê Văn Khá, Đặng Ngọc Khánh, Lê Danh Lam GVHD: TS NGUYỄN HỮU CHÍ SVTH: NGUYỄN THANH HUY LÊ VĂN KHÁ ĐẶNG NGỌC KHÁNH LÊ DANH LAM Nhóm: Lớp: Cơ điện tử-K53 MỤC LỤ Tiểu luận 2023 Lớp: Cơ điện tử - K53 GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ C I Tổng quan hộp số tự động 1.1 Giới Thiệu Chung: 1.1.1 Khái quát: 1.1.2 Lịch sử phát triển 1.1.3 Phân loại Phân loại theo tỉ số truyền : .7 Phân loại theo cách điều khiển: .9 Phân loại theo cấp số truyền 12 Phân loại theo cách bố trí xe 12 1.1.4 Chức hộp số tự động: 14 1.1.5 Điều kiện làm việc hộp số tự động 14 1.1.6 Ưu, nhược điểm hộp số tự động 14 II.Cấu tạo nguyên lý làm việc phần tử điều khiển HSHT .16 2.1 Các loại Phanh dải 17 2.2 Các loại ly hợp khóa làm việc dầu 22 2.3 Các khớp chiều 25 2.4 Cơ cấu khóa trục bị động 28 2.5 Hệ thống van 31 2.5.1 Van điều áp sơ cấp: 32 2.5.2 Van Điều Khiển 33 2.5.3 Van Chuyển Số 34 2.5.4 Van Điện Từ .35 2.5.5Van Bướm Ga 36 2.5.6 Van điều áp thứ cấp 37 2.5.7 Các Van Khác 39 2.6 Cảm biến 40 2.6.1 Cảm biến vị trí bướm ga : 40 2.6.2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: 43 2.6.3 Cảm biến tốc độ: .44 Tiểu luận 2023 Lớp: Cơ điện tử - K53 GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ III Kết luận đánh giá 46 Nhận xét GVHD: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Tiểu luận 2023 Lớp: Cơ điện tử - K53 GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… I Tổng quan hộp số tự động 1.1 Giới Thiệu Chung: 1.1.1 Khái quát: Trên xe sử dụng hộp số thường, lái xe phải thường xuyên nhận biết tải tốc độ động để chuyển số cách phù hợp Khi sử dụng hộp số tự động, nhận biết lái xe không cần thiết Việc chuyển đến vị trí số thích hợp thực cách tự động theo tải động tốc độ xe Với xe có hộp số tự động người lái xe khơng cần phải suy tính cần lên số xuống số Các bánh tự động chuyển số tuỳ thuộc vào tốc độ xe mức đạp bàn đạp ga Một hộp số mà việc chuyển số bánh điều khiển ECU (Bộ điều khiển điện tử) gọi ECT-Hộp số điều khiển điện tử, hộp số không sử dụng ECU gọi hộp số tự động thuỷ lực Hiện hầu hết xe sử dụng ECT Đối với số kiểu xe phương thức Tiểu luận 2023 Lớp: Cơ điện tử - K53 GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ chuyển số chọn tuỳ theo ý muốn lái xe điều kiện đường xá Cách giúp cho việc tiết kiệm nhiên liệu, tính vận hành xe tốt Hình 1.1: Sử dụng hộp số tự động 1.1.2 Lịch sử phát triển Ngay từ năm 1900, ý tưởng loại hộp số tự động chuyển số kỹ sư 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 đơn giản hóa khơng cịn bàn đạp ly hợp Tuy nhiên chế tạo phức tạp khó bảo dưỡng sửa chữa nên sử dụng Đến năm 70 Hộp số tự động thực hồi sinh hàng loạt hãng ô tô 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 hồn tồn thủy lực Để xác hóa thời điểm chuyển số để tăng tính an tồn sử dụng, hộp số tự động có cấp điều khiển điện tử (ECT) đời Vẫn chưa 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 năm cuối kỷ XXcụ thể sau:  Hộp số tự động (HSTD), theo công bố tài liệu công nghiệp ô tô CHLB Đức, đời vào 1934 hãng Chysler Ban đầu HSTD sử dụng Ly hợp thủy lực Hộp số hành tinh, điêu khiển hoàn toàn van Tiểu luận 2023 Lớp: Cơ điện tử - K53      GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ trượt thủy lực, sau chuyển sang dùng Biến mômen thủy lực đến ngày nay, tên gọi ngày dùng AT Tiếp sau hãng ZIL (Liên xô cũ 1949) hãng Tây Âu khác (Đức, Pháp, Thụy sĩ) Phần lớn HSTD thời kỳ dùng hộp số hành tinh 3, cấp sở truyền hành tinh bậc tự kiểu Willson, kết cấu AT Sau năm 1960 HSTD dùng ô tô tải ô tô buýt với Biến mơmen thủy lực hộp số khí có cặp bánh ăn khớp ngồi, kết cấu AT Sau năm 1978 chuyển sang loại HSTD kiểu EAT (điều khiển chuyển số thủy lực điện tử), loại ngày sử dụng Một loại HSTD khác hộp số vô cấp sử dụng truyền đai kim loại (CVT) với hệ thống điều khiển chuyển số thủy lực điện tử, (cũng dạng HSTD) Ngày bắt đầu chế tạo loại truyền động thơng minh, cho phép chuyển số theo thói quen lái xe (thay đổi tốc độ động băng chân ga) tình mặt đường, HSTD có số truyền … Hệ thống truyền lực sử dụng HSTD gọi hệ thống truyền lực khí thủy lực điện tử, khu vực có nhiều ứng dụng kỹ thuật cao, phát triển nhanh chóng, chẳng hạn, gần xuất loại hộp số có khả làm việc theo hai phương pháp chuyển số: tay, hay tự động tùy thuộc vào ý thích người sử dụng Hiện để đáp ứng nhu cầu khách hàng để tăng tính an toàn sử dụng, nhà chế tạo cho đời loại hộp số điều khiển điện tử có thêm chức sang số cần hộp số thường Hình1.2:Hộp số tự động ngày Tiểu luận 2023 Lớp: Cơ điện tử - K53 GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ Ngày hộp số tự động sử dụng rộng rãi xe du lịch, chí xe 4WD xe tải nhỏ Ở nước ta, hộp số tự động xuất từ năm 1990 xe nhập từ Mỹ châu Âu Tuy nhiên khả cơng nghệ cịn hạn chế, việc bảo dưỡng, sửa chữa khó khăn nên cịn sử dụng Hiện nay, với tiến khoa học kỹ thuật, công nghệ chế tạo hộp số tự động hoàn chỉnh, hộp số tự động khẳng định tính ưu việt dần thay cho hộp số thường 1.1.3 Phân loại Có nhiều cách để phân loại hộp số tự động Phân loại theo tỉ số truyền :  Hộp số tự động vơ cấp: Là loại hộp số có khả thay đổi tự động, liên tục tỷ số truyền nhờ thay đổi bán kính quay puly Hộp số vô cấp ô tô chủ yếu kiểu truyền động thủy lực Tiểu luận 2023 Lớp: Cơ điện tử - K53 GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ Hình: 1.3 Hộp số tự động vơ cấp Ưu điểm: kết cấu đơn giản, hiệu suất truyền động cao, kích thước nhỏ gọn Động không bị chuyển trạng thái đột ngột, giúp tối ưu hóa q trình hoạt động gián tiếp giảm mức ăn xăng Nhược điểm: Có tỷ số truyền giới hạn, có tay số giới hạn vào số phải thay đổi chế độ làm việc động Chế tạo phức tạp dẫn tới giá thành cao Phạm vi sử dụng: sử dụng nhiều loại xe du lịch, xe yêu cầu kích cỡ nhỏ gọn Kết cấu gọn gàng, chắn, dễ điều khiển bảo dưỡng sửa chữa, giá thành hạ Hộp số tự động có cấp: Khác với hộp số vô cấp, hộp số tự động có cấp cho phép thay đổi tỷ số truyền theo cấp số nhờ truyền bánh Kiểu hộp số có cấp gồm số cấp hữu hạn ( thường từ đến 20 cấp), ứng với cấp giá trị mơ men tốc độ truyền qua hộp số không đổi Ưu điểm: kết cấu đơn giản, hiệu suất truyền động cao, kích thước nhỏ gọn Nhược điểm: có tỷ số truyền giới hạn, có tay số giới hạn vào số phải thay đổi chế độ làm việc động Phạm vi sử dụng: sử dụng rộng dãi hầu hết dòng xe Tiểu luận 2023 Lớp: Cơ điện tử - K53 GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ Hình 1.4: Hộp số tự động có cấp Phân loại theo cách điều khiển: Theo cách điều khiển chia hộp số tự động thành hai loại, chúng khác hệ thống sử dụng để điều khiển chuyển số thời điểm khóa biến mơ Một loại điều khiển hồn tồn 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 hoàn toàn thủy lực hoạt động bỡi biến đổi cách khí tốc độ xe thành áp suất ly tâm độ mở bướm ga thành áp suất bướm ga dùng áp suất thủy lực để điều khiển hoạt động ly hợp phanh trong cụm bánh hành tinh, điều khiển thời điểm lên xuống số Nó gọi phương pháp điều khiển thủy lực Mặt khác, hộp số điều khiển điện tử ECT, cảm biến phát tốc độ xe độ mở bướm 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 thuỷ lực thông qua van điều tốc phát độ mở bàn đạp ga từ bướm ga thông qua độ dịch chuyển cáp bướm ga  Loại điều khiển điện tử kết hợp thủy lực Loại sử dụng ECU- ECT để điều khiển hộp số thơng qua tín hiệu điều khiển điện tử Tiểu luận 2023 Lớp: Cơ điện tử - K53 GVHD: TS.NGUYẾN HỮU CHÍ Sơ đồ tín hiệu điều khiển: Tín hiệu điện cảm biến ( cảm biến tốc độ , cảm 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 → ECT- ECU → Van điện từ → can sang số → bánh hành tinh biến mơ Hình 1.5: Hộp số tự động toytota  Loại điều khiển điện tử hoàn toàn thủy lực: Loại sử dụng cáp bướm 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 → truyền bánh hành tinh biến mô 10 Tiểu luận 2023