Khóa luận tốt nghiệp tối ưu hóa áp suất thủy lực cho băng thử testbench ở bosch transmission lab

Lý do và mục đích chọn đề tài

Trong quá trình phát triển nền kinh tế toàn cầu, ngành công nghệ ô tô giữ vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực, ô tô đã trở thành một phương tiện di chuyển không thể thiếu cho cuộc sống của con người Để có thể đáp ứng được hầu hết các nhu cầu của mọi người, mỗi hãng xe sẽ thiết kế riêng biệt cho mình những ưu điểm riêng biệt để phù hợp hơn với nhu cầu sử dụng Trong các yếu tố đó không thể không kể đến sự êm dịu và tính tiện nghi của chiếc xe, hộp số CVT có thể đáp ứng điều đó Các hãng xe đi đầu trong việc thiết kế hộp số CVT có thể kể đến như Nissan, Honda, Toyota, Kia, Việc ứng dụng hộp số CVT trên ô tô sẽ giúp cho xe giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ, thuận tiện cho người lái khi đi trong thành phố, việc chuyển số êm dịu tương tự như các hộp số tự động khác Ngoài ra, để có thể đáp ứng được mục đích nghiên cứu và học tập tại phòng Bosch ởtrường Đại học Sư Phạm Kĩ Thuật, nhóm tiến hành thực nghiệm ở băng thử TestBench với mong muốn được tìm hiểu sâu hơn về hệ thống truyền lực trên hộp số biến thiên liên tục vô cấp và dây đai Pushbelt mà hãng Bosch đã cung cấp.

Với các yếu tố trên, nhóm đã quyết định chọn đề tài “Tối ưu hóa áp suất thủy lực cho băng thử Test Bench ở Bosch Transmission Lab” để nghiên cứu và tính toán sâu hơn về các thông số, việc ảnh hưởng của hệ số an toàn đến các thông số tại phòng thực nghiệm và xây dựng phần mềm tính toán trên matlab.

Mục tiêu đề tài

- Hiểu được nguyên lý và cấu tạo của hộp số CVT, băng thử TestBench.

- Tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến tỉ số truyền trong phòng Bosch, chọn ra phương pháp tăng áp suất tối ưu nhưng vẫn đảm bảo tỉ số truyền.

- Tăng hệ số an toàn Sf để từ đó có thể tăng các thông số như: lực ép của các pully, áp suất thủy lực tác dụng lên pully để có thể rút ngắn được thời gian đạt được áp suất.

- Xây dựng công cụ tính toán trên matlab để thuận tiện cho việc xử lí số liệu.

- Thực nghiệm các số liệu trước đó và số liệu sau khi đã tính toán để từ đó phân tích, so sánh và đưa ra hướng cải tiến phát triển.

Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp tổng hợp tài liệu ( lý thuyết hộp số CVT, sách hướng dẫn băng thử TestBench).

- Phương pháp thu thập số liệu ( thu thập các thông số mà hãng đã cung cấp để tính toán thiết kế cho băng thử TestBench).

- Phương pháp liệt kê ( liệt kê các yếu tố ảnh hưởng đến tỉ số truyền).

- Phương pháp phân tích tính toán ( tính toán các số liệu của mô hình bao gồm: bán kính, tỉ số truyền, mô-men xoắn, lực ép, áp suất thủy lực tác dụng lên các pully).

- Phương pháp thực nghiệm (thực nghiệm các số liệu đã tính toán trên băng thử).

- Phương pháp so sánh phân tích (phân tích các số liệu trước và sau khi cải tiến).

- Tìm hiểu được nguyên lý và cấu tạo của hộp số CVT, nguyên lí vận hành băng thử TestBench, các lưu ý an toàn khi vận hành máy.

- Tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến tỉ số truyền trong phòng Bosch.

- Tìm ra các hệ số ảnh hưởng đến áp suất thủy lực tác dụng lên pully, chọn ra phương pháp tăng áp suất tối ưu nhưng vẫn đảm bảo tỉ số truyền.

- Tính toán các số liệu theo phương án đã chọn cho băng thử Test Bench tại Bosch Transmission Lab.

- Xây dựng công cụ tính toán các số liệu bằng Matlab Simulink.

- Thực nghiệm các số liệu trước đó và số liệu sau khi đã tính toán.

- Phân tích kết quả sau cải tiến để tiến hành so sánh với kết quả trước để có thể nhận xét và đánh giá.

1.6 Kế hoạch thực hiện đồ án

Bảng 1.1: Kế hoạch thực hiện đồ án

Thời gian Nội dung thực hiện

21/2/2023 Giảng viên giao đề tài

21/2 – 4/3 Tìm hiểu về nguyên lý và cấu tạo của hộp số CVT Tham khảo tài liệu hướng dẫn Guide Manual TB150_160822 của BOSCH 4/3 – 12/3 Tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến tỉ số truyền của băng thử

12/3 - 12/4 Tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến áp suất thủy lực tác dụng vào các pully

12/4 – 10/5 Tiến hành tính toán các thông số kĩ thuật và lập bảng số liệu cho việc chạy thực nghiệm Xây dựng công cụ tính toán qua Matlab/Simulink 10/5 – 7/6 Chạy thực nghiệm các thông số đã tính toán ở phòng Lab

7/6 – 10/6 So sánh kết quả thời gian thực nghiệm của hai phương pháp với kết quả tính toán lý thuyết Đánh giá mức độ hoàn thiện của đề tài và hướng phát triển.

10/6 – 1/7 Hoàn thiện báo cáo và bài thuyết trình bằng Powerpoint

LÝ THUYẾT VỀ HỘP SỐ CVT

2.1 Tổng quan về hộp số

Hộp số trên ô tô có vai trò quan trọng trong một số chức năng chính như sau:

- Điều chỉnh tốc độ và lực kéo (mô-men truyền): Hộp số cho phép thay đổi tỉ số truyền từ động cơ tới bánh xe Bằng cách chuyển đổi giữa các bánh răng khác nhau trong hộp số, nó điều chỉnh mô-men truyền từ động cơ sang hệ thống truyền lực, ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ và lực kéo của xe Điều này cho phép điều chỉnh tốc độ di chuyển và đáp ứng linh hoạt đối với các điều kiện đường và nhu cầu của người lái.

- Thay đổi hướng di chuyển: Hộp số cũng có khả năng thay đổi hướng di chuyển của xe, cho phép di chuyển tới hoặc đi lui Bằng cách chuyển đổi giữa các vị trí số (như D, R, P) hoặc sử dụng các cơ chế điều khiển như côn, hộp số cho phép thay đổi chiều di chuyển của xe.

- Ngắt kết nối động cơ: Hộp số cũng có chức năng ngắt kết nối động cơ với hệ thống truyền lực trong thời gian dài Điều này xảy ra khi xe đỗ hoặc đang ở trạng thái không hoạt động, như khi động cơ đang chạy nhưng xe đứng yên Trong trường hợp này, hộp số sẽ giữ động cơ không truyền mô-men sang bánh xe và ngăn không cho xe di chuyển.

Ngoài chức năng trên, trong một số xe, việc điều chỉnh mô-men truyền có thể được thực hiện bởi các phụ tùng khác như hộp phân phối hoặc cụm cầu xe Điều này cho phép tăng khả năng tùy biến mô-men đáp ứng cho các điều kiện vận hành khác nhau của xe Tuy nhiên, chức năng chính của hộp số vẫn là điều chỉnh tốc độ và lực kéo, thay đổi hướng di chuyển và ngắt kết nối động cơ.

Các yêu cầu cơ bản mà một hộp số cần đáp ứng bao gồm:

- Có dãy tỷ số truyền hợp lý, đảm bảo khoảng thay đổi tỷ số truyền tối ưu và phù hợp với tính năng động lực học yêu cầu cũng như tính kinh tế của phương tiện vận chuyển.

- Đạt hiệu suất truyền lực cao.

- Hoạt động êm ái, chuyển số nhẹ nhàng, không gây ra tải trọng động hay tiếng ồn.

- Đối với hộp số sử dụng bộ truyền có cấp, cần giảm thiểu xung lực và mô-men biến động bằng cách sử dụng các bộ phận ma sát (như đồng tốc, khớp ma sát, bộ truyền thủy lực ) để tăng độ bền và độ tin cậy.

- Đảm bảo rằng hộp số chỉ gài vào một số truyền nhất định một cách chắc chắn tại một thời điểm (bằng cơ cấu định vị, khóa hãm, bảo vệ, vv.).

- Có kích thước nhỏ gọn, dễ điều khiển và thuận tiện trong bảo dưỡng và sửa chữa.

- Có khả năng bố trí cụm trích công suất để cung cấp nguồn cho các thiết bị khác.

2.2 Hộp số vô cấp CVT

2.2.1 Sơ lược về hộp số CVT

Hình 2.1: Hộp số vô cấp CVT

Hộp số CVT (Continuously Variable Transmission), là tên gọi của hộp số biến thiên liên tục Khác với hộp số tự động có các cấp số thì hộp số CVT không có số cố định mà nó là một dãy tỉ số truyền liên tục Lý thuyết hoạt động của hộp số CVT dựa trên nguyên tắc cơ bản là sử dụng một hệ thống gồm hai pully và dây đai biến thiên để cung cấp tỉ số truyền động linh hoạt Dây đai thép sẽ nhận nhiệm vụ truyền công suất giữa các pully.Bằng cách thay đổi đường kính và chiều rộng của pully sẽ tạo ra vô số tỉ truyền ứng với mọi chế độ hoạt động trên chiếc xe Vì không có cấp số cố định, hộp số cho phép động cơ hoạt động ở mức tối ưu và duy trì tỉ số truyền lí tưởng để tận dụng công suất tốt nhất trong mọi tình huống lái xe Nó cũng cung cấp trải nghiệm lái xe mượt mà hơn so với hộp số tự động truyền thống.

Cấu tạo của hộp số CVT gồm: Bộ biến mô, bộ truyền bánh răng hành tinh và bộ truyền vô cấp, các hệ thống điều khiển.

- Bộ biến mô: giúp truyền mô-men từ động cơ sang hộp số.

- Các bộ truyền: giúp đảo chiều chuyển động và lựa chọn tỷ số truyền.

- Hệ thống điều khiển: Gồm các cảm biến, bộ trung tâm xử lí, bộ chấp hành phối hợp để cùng nhau điều khiển hộp số.

Hình 2.2: Cấu tạo hộp số CVT

• Ưu nhược điểm của hộp số vô cấp CVT.

+ Khối lượng:Nói về kích thước hộp số CVT sẽ có kích thước nhỏ gọn, khối lượng nhẹ hơn nếu so sánh với các hộp số khác, từ đó sẽ giúp ô tô giảm được khối lượng và không gian bố trí trong khoang động cơ.

+ Hiệu suất cao: Hộp số CVT cho phép động cơ hoạt động ở vòng tua cao và tối ưu nhất, giúp tăng hiệu suất và công suất của động cơ Bằng cách điều chỉnh tỉ số truyền động linh hoạt, hộp số CVT giúp động cơ duy trì vận tốc ổn định và tăng tốc mạnh mà không cần chuyển số.

Tổng quan về hộp số

Công dụng

Hộp số trên ô tô có vai trò quan trọng trong một số chức năng chính như sau:

- Điều chỉnh tốc độ và lực kéo (mô-men truyền): Hộp số cho phép thay đổi tỉ số truyền từ động cơ tới bánh xe Bằng cách chuyển đổi giữa các bánh răng khác nhau trong hộp số, nó điều chỉnh mô-men truyền từ động cơ sang hệ thống truyền lực, ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ và lực kéo của xe Điều này cho phép điều chỉnh tốc độ di chuyển và đáp ứng linh hoạt đối với các điều kiện đường và nhu cầu của người lái.

- Thay đổi hướng di chuyển: Hộp số cũng có khả năng thay đổi hướng di chuyển của xe, cho phép di chuyển tới hoặc đi lui Bằng cách chuyển đổi giữa các vị trí số (như D, R, P) hoặc sử dụng các cơ chế điều khiển như côn, hộp số cho phép thay đổi chiều di chuyển của xe.

- Ngắt kết nối động cơ: Hộp số cũng có chức năng ngắt kết nối động cơ với hệ thống truyền lực trong thời gian dài Điều này xảy ra khi xe đỗ hoặc đang ở trạng thái không hoạt động, như khi động cơ đang chạy nhưng xe đứng yên Trong trường hợp này, hộp số sẽ giữ động cơ không truyền mô-men sang bánh xe và ngăn không cho xe di chuyển.

Ngoài chức năng trên, trong một số xe, việc điều chỉnh mô-men truyền có thể được thực hiện bởi các phụ tùng khác như hộp phân phối hoặc cụm cầu xe Điều này cho phép tăng khả năng tùy biến mô-men đáp ứng cho các điều kiện vận hành khác nhau của xe Tuy nhiên, chức năng chính của hộp số vẫn là điều chỉnh tốc độ và lực kéo,thay đổi hướng di chuyển và ngắt kết nối động cơ.

Yêu cầu

Các yêu cầu cơ bản mà một hộp số cần đáp ứng bao gồm:

- Có dãy tỷ số truyền hợp lý, đảm bảo khoảng thay đổi tỷ số truyền tối ưu và phù hợp với tính năng động lực học yêu cầu cũng như tính kinh tế của phương tiện vận chuyển.

- Đạt hiệu suất truyền lực cao.

- Hoạt động êm ái, chuyển số nhẹ nhàng, không gây ra tải trọng động hay tiếng ồn.

- Đối với hộp số sử dụng bộ truyền có cấp, cần giảm thiểu xung lực và mô-men biến động bằng cách sử dụng các bộ phận ma sát (như đồng tốc, khớp ma sát, bộ truyền thủy lực ) để tăng độ bền và độ tin cậy.

- Đảm bảo rằng hộp số chỉ gài vào một số truyền nhất định một cách chắc chắn tại một thời điểm (bằng cơ cấu định vị, khóa hãm, bảo vệ, vv.).

- Có kích thước nhỏ gọn, dễ điều khiển và thuận tiện trong bảo dưỡng và sửa chữa.

- Có khả năng bố trí cụm trích công suất để cung cấp nguồn cho các thiết bị khác.

Hộp số vô cấp CVT

Sơ lược về hộp số CVT

Hình 2.1: Hộp số vô cấp CVT

Hộp số CVT (Continuously Variable Transmission), là tên gọi của hộp số biến thiên liên tục Khác với hộp số tự động có các cấp số thì hộp số CVT không có số cố định mà nó là một dãy tỉ số truyền liên tục Lý thuyết hoạt động của hộp số CVT dựa trên nguyên tắc cơ bản là sử dụng một hệ thống gồm hai pully và dây đai biến thiên để cung cấp tỉ số truyền động linh hoạt Dây đai thép sẽ nhận nhiệm vụ truyền công suất giữa các pully.Bằng cách thay đổi đường kính và chiều rộng của pully sẽ tạo ra vô số tỉ truyền ứng với mọi chế độ hoạt động trên chiếc xe Vì không có cấp số cố định, hộp số cho phép động cơ hoạt động ở mức tối ưu và duy trì tỉ số truyền lí tưởng để tận dụng công suất tốt nhất trong mọi tình huống lái xe Nó cũng cung cấp trải nghiệm lái xe mượt mà hơn so với hộp số tự động truyền thống.

Cấu tạo của hộp số CVT gồm: Bộ biến mô, bộ truyền bánh răng hành tinh và bộ truyền vô cấp, các hệ thống điều khiển.

- Bộ biến mô: giúp truyền mô-men từ động cơ sang hộp số.

- Các bộ truyền: giúp đảo chiều chuyển động và lựa chọn tỷ số truyền.

- Hệ thống điều khiển: Gồm các cảm biến, bộ trung tâm xử lí, bộ chấp hành phối hợp để cùng nhau điều khiển hộp số.

Hình 2.2: Cấu tạo hộp số CVT

• Ưu nhược điểm của hộp số vô cấp CVT.

+ Khối lượng:Nói về kích thước hộp số CVT sẽ có kích thước nhỏ gọn, khối lượng nhẹ hơn nếu so sánh với các hộp số khác, từ đó sẽ giúp ô tô giảm được khối lượng và không gian bố trí trong khoang động cơ.

+ Hiệu suất cao: Hộp số CVT cho phép động cơ hoạt động ở vòng tua cao và tối ưu nhất, giúp tăng hiệu suất và công suất của động cơ Bằng cách điều chỉnh tỉ số truyền động linh hoạt, hộp số CVT giúp động cơ duy trì vận tốc ổn định và tăng tốc mạnh mà không cần chuyển số.

+ Tiết kiệm nhiên liệu: Với khả năng điều chỉnh tỉ số truyền động linh hoạt, hộp số CVT giúp duy trì động cơ ở vòng tua tối ưu cho mọi tình huống lái xe. Điều này giúp giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ so với hộp số khác, đặc biệt là trong điều kiện lái đô thị và giao thông tắc nghẽn.

+ Trải nghiệm lái mượt mà: Vì không có các cấp số cố định, hộp số CVT cung cấp trải nghiệm lái mượt mà hơn Không có cảm giác giật và nhảy số khi chuyển đổi tỉ số truyền động, người lái có thể tận hưởng một trải nghiệm lái êm ái và nhẹ nhàng hơn.

+ Tăng tốc và đáp ứng nhanh: hộp số CVT cho phép dộng cơ duy trì vận tốc tối ưu trong suốt quá trình tăng tốc Điều này dẫn đến khả năng tăng tốc mạnh mẽ và đáp ứng nhanh từ động cơ, đặc biệt là khi cần vượt xe hoặc tăng tốc từ chỗ dừng.

+ Độ linh hoạt và điều chỉnh tỉ số truyền động: Hộp số CVT có khả năng điều chỉnh tỉ số truyền động liên tục, cho phép tùy chỉnh linh hoạt theo điều kiện đường và yêu cầu lái xe Điều này giúp cải thiện hiệu quả lái xe và tối ưu hóa công suất của động cơ.

+ Trải nghiệm lái: Một số người lái có thể không thích trải nghiệm lái với hộp số CVT vì nó không cung cấp cảm giác chuyển số rõ ràng như hộp số thường Thiếu các cấp số cố định làm giảm đi sự tương tác với chiếc xe. + Giới hạn công suất: Một số hộp số CVT có giới hạn về công suất mà chúng có thể chịu đựng Điều này có nghĩa là không phải tất cả các loại động cơ hoặc xe có thể sử dụng hộp số CVT hiệu quả Đối với các động cơ mạnh mẽ hoặc xe có tải trọng lớn, hộp số sẽ gặp hạn chế.

+ Cảm giác kéo dài: Một số hộp số CVT có thể tạo ra cảm giác kéo dài khi tăng tốc nhanh, đặc biệt các xe có công suất thấp Điều này có thể làm mất đi việc hứng thú trong việc lái xe và không đáp ứng theo mong đợi của người lái. + Hạn chế trong các loại xe nặng: Trong các ứng dụng nặng như xe tải hoặc xe có tải trọng lớn, hộp số có thể gặp hạn chế về khả năng truyền động lớn và khả năng chịu tải Các hệ thống truyền động khác như hộp số tự động hoặc hộp số song song có thể phù hợp hơn cho các ứng dụng này.

+ Độ bền và sữa chữa phức tạp: Hộp số có cấu tạo phức tạp và yêu cầu kiểm tra, bảo dưỡng định kỳ Nếu xảy ra sự cố, việc sửa chữa có thể tốn kém và phức tạp Đặc biệt là các thiết bị điện tử bên trong cũng dễ bị hư hỏng và làm tăng chi phí sửa chữa.

Cấu tạo

▪ Tăng mô-men từ động cơ.

▪ Có vai trò như một ly hợp thủy lực đề truyền hoặc ngắt mô-men từ động cơ sang hộp số.

Hình 2.3: Cấu tạo của biến mô [5]

1.Vỏ biến mô, 2.Đĩa ma sát ly hợp, 3.Đĩa giảm chấn, 4.Bánh tuabine, 5.Stator,

6.Bánh bơm, 7.Khóa một chiều

Bộ biến mô gồm bánh bơm, bánh tuabin, khớp một chiều, stato và vỏ biến mô chứa tất cả các bộ phận đó Bộ biến mô được điền đầy ATF do bơm dầu cung cấp Động cơ quay và bánh bơm quay, và dầu bị đẩy ra từ bánh bơm thành một dòng mạnh làm quay bánh tua bin.

Bánh bơm được bố trí nằm trong vỏ bộ biến mô và nối với trục khuỷu qua đĩa dẫn động Nhiều cánh hình cong được lắp bên trong bánh bơm Một vòng dẫn hướng được lắp trên mép trong của các cánh để đường dẫn dòng dầu được êm.

Rất nhiều cánh được lắp lên bánh tuabin giống như trường hợp bánh bơm Hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của cánh của bánh bơm Bánh tua

8 bin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong nó nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa.

Bộ biến mô được hình thành từ các thành phần chính gồm bánh bơm, bánh tua bin, khớp một chiều, stato và vỏ biến mô Đầu tiên, bộ biến mô được lấp đầy dầu hộp số do bơm dầu cung cấp, thường là dầu ATF (Automatic Transmission Fluid) Khi động cơ hoạt động và bánh bơm quay, dầu bị đẩy ra từ bánh bơm tạo thành một dòng mạnh, góp phần quay bánh tua bin.

Bánh bơm được đặt vị trí bên trong vỏ biến mô và nối với trục khuỷu thông qua đĩa dẫn động Bên trong bánh bơm có nhiều cánh cong được lắp đặt Để đảm bảo đường dầu di chuyển một cách mượt mà, một vòng dẫn hướng được lắp ở mép trong của các cánh để hướng dẫn đường dầu.

Tương tự như bánh bơm, bánh tua bin cũng có nhiều cánh cong được lắp đặt Hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của các cánh bánh bơm Bánh tua bin được gắn ở vị trí trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong nó nằm đối diện với các cánh bánh bơm sao cho để tạo một khe hở rất nhỏ ở giữa hai bánh.

Hình 2.4: Cấu tạo của bánh bơm

Stato đặt giữa bánh bơm và bánh tua bin Nó được lắp qua khớp một chiều trên trục stato và trục này được cố định trên vỏ biến mô Dòng dầu từ bánh tua bin trở về bánh bơm theo hướng ngăn sự quay của bánh bơm Do đó, stato thay đổi hướng dòng dầu để tác động lên phía sau các cánh trên bánh bơm và cung cấp lực đẩy bổ sung cho bánh bơm, từ đó tăng mô men quay Khớp một chiều sẽ có chức năng cho stato quay theo chiều quay của trục khuỷu động cơ Tuy nhiên, nếu stato được cố định và bắt đầu quay theo chiều ngược lại, khớp một chiều sẽ có chức năng ngăn không cho nó quay.

Khi tốc độ quay của bánh bơm tăng, lực ly tâm sẽ làm dầu chảy từ tâm bánh bơm ra phía ngoài Khi tốc độ bánh bơm tăng lên nữa thì dầu sẽ bị ép văng ra khỏi bánh bơm. Dầu tiến vào cánh của bánh tua bin làm cho nó bắt đầu quay cùng chiều với bánh bơm. Dầu chảy vào trong sao cho dọc theo các cánh của bánh tua bin Khi nó chui được vào bên trong bánh tua bin thì mặt cong trong của cánh sẽ đổi hướng dầu ngược lại về phía bánh bơm, và chu kỳ lại bắt đầu từ đầu Việc truyền mô men được thực hiện nhờ sự tuần hoàn của dầu qua bánh bơm và bánh tua bin.

Khi tốc độ bánh bơm tiếp tục tăng, lực ly tâm ngày càng mạnh mẽ, đẩy dầu ra xa tâm bánh bơm Dầu chảy vào cánh của bánh tua bin, tạo ra một lực đẩy làm bánh tua bin bắt đầu quay cùng chiều với bánh bơm Dầu lưu thông qua các cánh cong của bánh tua bin, đi vào bên trong theo hướng của các cánh Khi dầu đã chui vào bên trong bánh tua bin, mặt cong trong của các cánh sẽ đổi hướng dòng dầu ngược lại, hướng về phía bánh bơm Quá trình này tạo ra một chu kỳ tuần hoàn, nơi dầu liên tục lưu thông qua bánh bơm và bánh tua bin.

Bộ biến mô thực hiện việc khuyếch đại mô men bằng cách sử dụng dầu khi nó vẫn còn năng lượng sau khi đi qua bánh tua bin và truyền lại cho bánh bơm thông qua cánh của stato Nói cách khác, bánh bơm được quay động cơ tạo ra mô men ban đầu và mô men này được bổ sung bằng dầu quay trở lại từ bánh tua bin Có thể nói rằng bánh bơm tăng cường mô men ban đầu để động cơ dẫn động bánh tua bin.

+ Hoạt động của biến mô theo từng quá trình:

▪ Xe dừng và động cơ chạy không tải:

Khi xe chạy không tải thì lúc này mô-men được tạo ra từ động cơ là nhỏ nhất Nếu tiến hành phanh tay hoặc phanh chân thì tải trên bánh tuabine sẽ là rất lớn vì nó không thể quay được Tuy nhiên, do xe đang đỗ nên tỉ số truyền tốc độ của bánh tuabin bằng không so với cánh bơm và khi đó thì tỉ số truyền mô-men lớn nhất Vì vậy, bánh tuabin luôn sẵn sàng quay với một lực xoắn lớn hơn lực xoắn được tạo ra bởi động cơ.

Hình 2.5: Hoạt động của biến mô khi xe đang nổ.

Khi nhả các phanh thì bánh tuabine quay cùng trục của động cơ Do đó, bánh tuabin quay với một mô-men lớn hơn mô-men do động cơ sinh ra khi đạp bàn đạp ga Từ đó giúp xe lăn bánh.

Hình 2.6: Hoạt động của biến mô khi xe chạy.

Khi tốc độ xe tăng lên, thì tốc độ quay của bánh tuabin sẽ nhanh chóng tiến gần tới tốc độ quay của bánh bơm Vì vậy tỉ số truyền mô-men nhanh chóng tiến gần tới 1 Khi

11 tỉ số truyền tốc độ giữa bánh tuabin và bánh bơm đạt đến điểm ly hợp, stato bắt đầu quay, và hiệu suất tăng lên Điều này dẫn đến việc hệ biến mô hoạt động như một liên kết thủy lực Do đó, tốc độ xe tăng tương đối tỷ lệ thuận với tốc độ động cơ.

- Bộ truyền bánh răng hành tinh và vô cấp.

Hình 2.7: Cấu tạo bộ truyền hành tinh và vô cấp

Hệ thống cơ khí

Giới thiệu mô hình

CVT TestBench 150 là một phòng thí nghiệm CVT đầy đủ chức năng, được thiết kế để kiểm tra dây đai PushBelt trong hộp số vô cấp CVT Được xây dựng với mục đích đào tạo và nghiên cứu, hệ thống máy kiểm tra TB150 cung cấp một loạt các chế độ chạy thử nghiệm, cho phép giảng viên và sinh viên thực hiện các thử nghiệm và phân tích dữ liệu.

Qua việc sử dụng TB150, giảng viên và sinh viên sẽ có cơ hội tiến hành các chế độ chạy thử nghiệm đa dạng, từ đó hiểu rõ nguyên lý hoạt động của dây đai PushBelt trong hộp số CVT Bằng cách phân tích dữ liệu thử nghiệm để có thể tìm hiểu chi tiết về hoạt động và hiệu suất của dây đai PushBelt trong các tình huống khác nhau TB150 cung cấp môi trường lý tưởng để nắm bắt và nghiên cứu các khía cạnh kỹ thuật của hệ thống CVT và tăng cường kiến thức về công nghệ này.

Kích thước máy

Hình 3.1: Thông số kích thước máy CVT TestBench TB150 [3]

Mô tả hệ thống cơ khí

Hệ thống cơ khí máy CVT Testbench - TB150 bao gồm một loạt các thành phần chính để đảm bảo hoạt động hiệu quả Các thành phần này bao gồm bàn máy, khung vỏ máy, bệ đỡ động cơ truyền động Drive, bệ đỡ Lbox, động cơ truyền động Drive, hệ Lbox, động cơ tạo tải Generator, 2 cảm biến mô-men quay cùng với các ổ đỡ và các khớp nối trục đi kèm.

Ngoài các thành phần chính, TB150 còn được trang bị các thành phần phụ để đảm bảo sự hoàn thiện và tính năng toàn diện của hệ thống Các thành phần này bao gồm thành trượt, gối chặn, đệm cao su chân máy, máng thu dầu và tay màn hình hiển thị. Thành trượt và gối chặn đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định và cân bằng của máy trong quá trình vận hành Đệm cao su chân máy được sử dụng để giảm tiếng ồn và rung động, cung cấp một môi trường làm việc yên tĩnh và ổn định Máng thu dầu đảm nhận nhiệm vụ thu thập và lưu trữ dầu mỡ để bôi trơn và bảo vệ các bộ phận quan trọng trong hệ thống Cuối cùng, tay màn hình hiển thị cung cấp giao diện trực quan để người dùng tương tác và điều khiển các chức năng của TB150 một cách dễ dàng.

Tổng cộng, hệ thống CVT Testbench - TB150 được thiết kế và trang bị một cách kỹ lưỡng với các thành phần chính và phụ phù hợp, đảm bảo hoạt động ổn định và đáng tin cậy trong quá trình thử nghiệm và kiểm tra dây đai PushBelt trong hộp số CVT.

Hình 3.2: Hình ảnh băng thử Test Bench

Hệ thống điều khiển thủy lực

Hệ thống phần mềm điều khiển

Giới thiệu

Phần mềm CVT MONITORING là một ứng dụng được lấy cảm hứng từ phần mềm gốc tại nhà máy BOSCH Long Thành và đã được xây dựng bởi đội ngũ dự án Được cài đặt trên máy tính, phần mềm này chủ yếu đảm nhiệm vai trò giám sát và điều khiển hệ thống máy testbench TB150.

Với phần mềm CVT MONITORING, người dùng có thể giám sát các hoạt động của máy testbench TB150 một cách hiệu quả Giao diện đơn giản và trực quan của phần mềm cho phép người dùng theo dõi thông số quan trọng, như tốc độ, áp suất, và nhiệt độ, cung cấp một cái nhìn toàn diện về trạng thái hoạt động của hệ thống.

Ngoài việc giám sát, phần mềm cũng cung cấp các tính năng điều khiển, cho phép người dùng tương tác với máy testbench TB150 từ xa Bằng cách sử dụng phần mềm này, người dùng có thể thực hiện các lệnh và điều chỉnh các thiết lập một cách dễ dàng và thuận tiện.

Phần mềm CVT MONITORING không chỉ đơn thuần là một công cụ giám sát và điều khiển, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hoạt động của hệ thống máy testbench TB150 Bằng cách phân tích và ghi lại dữ liệu từ các cuộc thử nghiệm, phần mềm cung cấp thông tin giá trị để đánh giá hiệu suất và nâng cao chất lượng của dây đai PushBelt trong hộp số CVT.

Chức năng

Hệ thống CVT Testbench - TB150 cung cấp các chế độ thử nghiệm và tính năng giám sát để đảm bảo hoạt động hiệu quả Các chức năng và tính năng chính bao gồm:

- Chế độ thử nghiệm Speed/Torque: Trong chế độ này, động cơ primary chạy theo tốc độ (speed) và động cơ secondary chạy theo mô-men xoắn (torque).

- Giám sát và hiển thị đồ thị của các tín hiệu quan trọng: Hệ thống cho phép giám sát và hiển thị các tín hiệu như tốc độ primary (nPrim), mô-men xoắn primary (tqPrim), áp suất primary (pPrim), tốc độ secondary (nSec), mô-men xoắn secondary (tqSec), áp suất secondary (pSec), tỷ lệ (ratio) và thông số liên quan đến độ an toàn của dây đai (VDTsafety).

- Chức năng thử nghiệm thủ công (manual test): Khi chạy chức năng này, người dùng cần tuân thủ quy trình chỉ định Chức năng này cho phép điều khiển tự động các yếu tố như hệ thống thủy lực (bôi trơn dây đai, bôi trơn vòng bi) và hệ thống truyền động và tải (bật/tắt động cơ, thiết lập tốc độ primary và mô-men xoắn secondary).

- Chức năng thử nghiệm tự động (automation test): Trong chế độ này, phần mềm sẽ tự động gửi các giá trị setpoint tương ứng với từng chế độ thử nghiệm cho hệ thống thủy lực và hệ thống truyền động và tải.

- Kiểm tra lỗi của từng hệ thống con: Hệ thống cung cấp chức năng kiểm tra lỗi cho từng hệ thống con Chi tiết về quy trình kiểm tra lỗi được mô tả trong phần Bảo trì một số hệ thống con trong phần mềm.

- Cài đặt thông số giới hạn cho phần mềm: Người dùng có thể cài đặt các thông số giới hạn cho phần mềm, chi tiết được mô tả trong phần Import file setting.

- Lịch sử lỗi: Hệ thống cho phép xem lịch sử các lỗi đã xảy ra thông qua cửa sổ Error File trong giao diện chính Điều này giúp kiểm tra tính hợp lý của các tệp kiểm tra và xác định kết quả của quá trình kiểm tra.

Tóm lại, hệ thống CVT Testbench - TB150 cung cấp các chế độ thử nghiệm và tính năng giám sát để kiểm tra và điều khiển hiệu suất của dây đai PushBelt trong hộp sốCVT Các chế độ thử nghiệm bao gồm Speed/Torque, trong đó động cơ primary chạy theo tốc độ và động cơ secondary chạy theo mô-men xoắn Hệ thống giám sát và hiển thị các tín hiệu quan trọng như tốc độ, mô-men xoắn và áp suất của cả hai đường primary và secondary, cùng với tỷ lệ và các thông số an toàn liên quan đến dây đai.Người dùng có thể thực hiện các thử nghiệm thủ công và tự động, điều khiển các yếu tố như hệ thống thủy lực và hệ thống truyền động và tải Hệ thống cũng cung cấp chức năng kiểm tra lỗi và cài đặt thông số giới hạn Lịch sử lỗi được ghi lại để kiểm tra tính hợp lý và kết quả của các tệp kiểm tra Với các tính năng và chức năng đáng tin cậy này, TB150 là một công cụ quan trọng trong việc nghiên cứu và đào tạo về dây đaiPushBelt trong hộp số CVT.

TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CHO BĂNG THỬ TEST BENCH

Các yếu tố ảnh hưởng đến tỉ sổ truyền của máy TestBench

Tỉ số truyền của hộp số CVT ( máy TestBench) được tạo ra nhờ vào lực ép ở hai pully để thay đổi bán kính tùy thuộc mong muốn của người sử dụng Tuy nhiên ở băng thử TestBench sử dụng 2 motor điện bao gồm một motor truyền động và một motor tạo tải.

- Motor truyền động với chức năng tạo công suất đầu vào và số vòng quay cho động cơ.

- Motor tạo tải với chức năng tạo lực cản trên xe.

Hình 4.1: Mô hình cơ khí TestBench 150

- Sự thay đổi đường kính đó thì lại được điều chỉnh bởi lực ép và áp suất dầu tác dụng vào hai pully Dựa vào công thức ta thấy được rằng.

[Fax sec − Cf sec ( ω sec )

- Để thay đổi được áp suất dầu ta sẽ cần thay đổi lực ép, số vòng quay, mô-men, các hệ số KpKs, hệ số ma sát, hệ số an toàn.

Ngoài ra các thông số kĩ thuật sẽ ảnh hưởng tới hiệu suất của băng thử bao gồm:

- Công suất: Công suất sẽ ảnh hưởng đến tốc độ động cơ, công suất cao thì tốc độ động cơ sẽ cao làm ảnh hưởng đến tỉ số truyền.

+Công suất định mức của motor truyền động là 30kW.

+Công suất định mức của motor tạo tải 110kW.

- Số vòng quay: Số vòng quay sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tỉ số truyền dựa theo công thức [3].

+Số vòng quay cực đại của motor truyền động là 1476 vòng/phút, số vòng quay tính toán cực đại ωpri= 1400 vòng/phút.

+Số vòng quay cực đại của motor tạo tải là 2982 vòng/phút, số vòng quay tính toán cực đại ωsec= 2564 vòng/phút.

+ Mô-men thứ cấp sẽ ảnh hưởng tới lực ép tác dụng lên pulley thứ cấp và từ đó sẽ thay đổi áp suất.

+Mô-men cực đại của motor truyền động 194 N.m, Mô-men tính toán cực đại Mpri = 130 (N.m).

+Mô-men cực đại của motor tạo tải 352N.m, Mô-men tính toán cực đại Msec 250 (N.m).

- Áp suất tác dụng lên Pully: Áp suất sẽ làm thay đổi đường kính của hai Pulley từ đó tạo nên vô số tỉ số truyền Ngoài ra áp suất pully sẽ bị ảnh hưởng bởi các hệ số KpKs, hệ số ma sát, hệ số an toàn.

Chính vì vậy ta chỉ cần thay đổi một trong các yếu tố trên thì tỉ số truyền sẽ thay đổi Dãy tỉ số truyền của băng thử TestBench là 0,39 – 2,27.

Với tỉ số truyền 0,39 thì trục đầu ra sẽ có số vòng quay đạt khoảng 2564 vòng/phút, mô-men xoắn đạt 48.75 N.m.

Với tỉ truyền 2,27 thì trục đầu ra sẽ có số vòng quay đạt khoảng 573 vòng/phút, mô-men xoắn đạt 250 N.m.

Sau quá trình nghiên cứu và phân tích nhóm thấy được việc thay đổi áp suất tác dụng lên hai pully là khả thi và phù hợp với mục tiêu mà nhóm đề ra.

- Thay đổi áp suất giữa hai pully trong tính toán

Trong quá trình tìm hiểu về việc thay đổi áp suất giữa các pully nhóm nhận thấy việc tăng áp suất ở cả hai pully vẫn đảm bảo tỉ số truyền đúng như mong muốn đồng thời khi tăng áp suất có thể tiết kiệm được thời gian chuyển đổi giữa các tỷ số truyền đúng với mục đích của đề tài mà nhóm đã đề ra.

Do công suất động cơ, số vòng quay và mô-men xoắn của cả hai trục là cố định nên nhóm đề xuất thực hiện tăng áp suất tác dụng lên 2 pulley bằng việc thay đổi lực ép tác dụng lên Pully.

Từ công thức tính lực ép tác dụng lên cả hai Pully mà nhóm được cung cấp Nhóm nhận thấy việc thay đổi lực ép tác dụng lên các Pulley sẽ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau đây:

Hệ số KpKs là hệ số trong bộ điều khiển PID, việc chọn hệ số KpKs sẽ làm cho vận tốc thực tế sẽ bám theo chu trình lí tưởng đã tính toán Việc thay đổi hệ số KpKs sẽ làm thay đổi đi đường đặc tính lý tưởng trong chu trình Đồng thời dựa theo công thức, thay đổi hệ số KpKs sẽ làm thay đổi áp suất dầu và ảnh hưởng đến tỉ số truyền.

+ Hệ số an toàn (Sf)

Hệ số an toàn là hệ số quan trọng trong quá trình chạy thực nghiệm Nó ảnh hưởng nghiêm trọng đến các chi tiết nếu không được tính toán đúng cách Hệ số an toàn bé hơn 1 sẽ gây ra hiện tượng trượt belt Dựa vào các thông số trước đó thì hệ số an toàn là 1,35 Việc tăng hệ số an toàn sẽ tăng được áp suất tiêu chuẩn nhưng bù lại sẽ mất một vài áp suất ở các mô-men cao do áp suất sẽ không được vượt quá 20 bar.

Tăng hoặc giảm hệ số ma sát sẽ làm cho các chi tiết máy bị hao mòn Việc giảm hệ số ma sát sẽ làm tăng được áp suất và ảnh hưởng đến tỉ số truyền.

Sau khi xác định được các yếu tố ảnh hưởng tới lực ép của hai pully nhóm đã đi vào phân tích ảnh hưởng của từng trường hợp.

Trường hợp 1: Tăng giảm hệ số KpKs

+Thay đổi lực ép và áp suất của pully sơ cấp phù hợp với mục tiêu mà nhóm đề ra.

+Từ đó giúp cho việc thay đổi tỷ số truyền.

+ Khi tăng giảm hệ số Kpks quá nhiều có thể dẫn tới sự chênh lệch của lực ép và áp suất giữa hai pully sơ cấp và thứ cấp việc này làm cho tỷ số truyền bị dao động và có sự sai lệch.

+ Chỉ có thể tác động vào trục sơ cấp.

+Giúp tăng lực ép và áp suất ở hai pully phù hợp với mục tiêu mà nhóm đề ra. + Việc tăng áp suất ở cả hai trục pully giúp cho việc thay đổi và đạt được tỷ số truyền được rút ngắn.

+ Làm giảm khả năng ăn khớp của các chi tiết từ đó làm cho các chi tiết có thể bị quay trơn gây mất an toàn cho băng thử TestBench.

Quá trình tính toán

4.2.1 Tính toán bán kính pully

Công thức tính chiều dài belt:

,//đường kính pully sơ cấp và thứ cấp.

,//bán kính pully sơ cấp và thứ cấp.

Với tỉ số truyền i = 1.53 ta có:

Tương tự các trường hợp khác ta có:

Bảng 4.3: Bán kính pully sơ cấp và thứ cấp ứng với tỉ số truyền

4.2.2 Tính toán mô-men xoắn của hai trục

Với : P là công suất động cơ (W).

M là mô-men trục thứ cấp (N.m). ω là tốc độ trục thứ cấp (rad/s).

Dựa trên các công thức trên ta sẽ có bảng số liệu dưới đây:

Bảng 4.4: Mô-men theo công suất và tốc độ trục thứ cấp.

4.2.3 Tính lực ép ở hai pully

Fax Pri và Fax Sec là lực ép ở pully sơ cấp và thứ (N).

Sf là hệ số an toàn, lưu ý không để Sf < 1 sẽ gây ra hiện tượng trượt belt. μ là hệ số ma sát.

Dựa vào các bảng số liệu đã tính toán ở trên cùng với công thức tính lực ép ta sẽ có được bảng số liệu lực ép của các pully ở hai trường hợp:

- Tại điểm có P = 6 kW và= 750 rpm ta tính được:

- Từ bảng 4.3 ta có được: Điểm đang nằm tại tay số 5.

Tương tự ta sẽ lần lượt thay các giá trị còn lại và thu được bảng giá trị lực ép tương ứng.

Bảng 4.5: Lực ép tại các pully với Sf = 1.35

4.2.4 Tính áp suất thủy lực tác dụng lên các pully

- Trong đó: P Pri và P Sec là áp suất thủy lực tại các pully sơ cấp và thứ cấp (bar).

- Trường hợp tại điểm có P = 6 (kW) và ω Sec = 750 (rpm) ta có:

- Từ bảng 4.5 ta có33.01 (N) và= 11468.89 (N)

- Ta tính các giá trị còn lại để thu được bảng giá trị áp suất tương ứng.

Bảng 4.6: Áp suất thủy lực tại các pully với Sf = 1.35

Chọn hệ số an toàn Sf

4.3.1 Tính toán và chọn hệ số an toàn

Sau khi đã tính toán xong bước đầu nhóm tiến hành lựa chọn hệ số an toàn Sf phù hợp để tiến hành tính toán lực ép và áp suất ở hai pully.

Nhìn vào công thức tính lực ép tại các pully, việc tăng hệ số an toàn Sf làm tăng lực ép và áp suất ở cả hai pully Vì vậy việc chọn hệ số an toàn phù hợp để đảm bảo áp suất không bị vượt quá áp suất quy định (20 bar) Đồng thời việc tăng áp suất trong khi tăng hệ số an toàn sẽ không làm ảnh hưởng đến mô-men xoắn, số vòng quay và công suất của động cơ. Điều kiện áp suất thủy lực của máy TestBench.

- Áp suất sẽ đạt giá trị cao ở những nơi có lực ép cao, cụ thể là ở những nơi số vòng quay thấp và tỉ số truyền cao.

Với i =2.27, = 250(N.m), = 573( ò ℎú ), = 78,901( ) các thông số mà hãng đã cung cấp ta có công thức tính lực ép ứng với tỉ số truyền 2.27.

Thay công thức tính lực ép vào điều kiện áp suất ta sẽ có được:

Sau khi đã có được giới hạn hệ số an toàn ta tiến hành lập bảng giá trị áp suất ứng với hệ số an toàn sf = 1.6.

+ Áp suất tại Pully sơ cấp

Bảng 4.7: Bảng áp suất thủy lực tại pully sơ cấp với sf = 1.6

+ Áp suất thủy lực tại Pully thứ cấp

Bảng 4.8: Bảng áp suất thủy lực tại pully thứ cấp với sf = 1.6

2000 1.49 5.35 9.20 11.65 11.94Tuy nhiên việc tăng hệ số an toàn từ 1,35 – 1,6 sau khi so sánh các giá trị ở các bảng kết hợp với việc thử nghiệm thì nhóm thấy vẫn chưa thấy được sự thay đổi rõ ràng Cụ thể là ở những tỉ số truyền thấp thì sự thay đổi về áp suất là rất ít dẫn tới thời gian chuyển số là không đáng kể, không đúng với mong muốn của nhóm Nhóm sẽ tiến hành lập thêm các bảng giá trị tăng hệ số an toàn Việc lập các bảng tăng hệ số an toàn sẽ làm tăng áp suất ở những nơi tỉ số truyền thấp, tuy nhiên khi tăng hệ số an toàn lớn hơn 1,6 sẽ làm ảnh hưởng đến mô-men xoắn của trục thứ cấp.

Sau quá trình tìm hiểu và tham khảo nhóm đã chọn được dãy hệ số an toàn Sf đối với các tỷ số truyền.

+ Áp suất tại Pully sơ cấp.

Bảng 4.9: Bảng áp suất thủy lực tại pully sơ cấpvới sf = 1.8

2000 2.58 7.91 13.25 15.96 14.93 + Áp suất thủy lực tại Pully thứ cấp

Bảng 4.10: Bảng áp suất thủy lực tại pully thứ cấp với sf = 1.8

+Áp suất thủy lực tại Pully sơ cấp.

Bảng 4.11: Bảng áp suất thủy lực tại pully sơ cấp với sf = 2

+ Áp suất thủy lực tại Pully thứ cấp

Bảng 4.12: Bảng áp suất thủy lực tại pully thứ cấp với sf = 2

Sau khi phân tích và so sánh dựa trên các bảng số liệu cùng với hệ số an toàn tiêu chuẩn là Sf = 1.35 nhóm nhận thấy:

+ Sự gia tăng áp suất ở cả hai pully so với áp suất ở hệ số an toàn tiêu chuẩn (Sf=1.35) là không đáng kể.

+Dẫn đến việc muốn làm giảm thời gian chuyển số giữa các tỷ số truyền không thật sự hiệu quả.

+Áp suất ở cả hai pully trong trường hợp này tăng hơn so với áp suất ở hệ số an toàn tiêu chuẩn (Sf = 1.35).

+Có hiện tượng dư thừa áp suất ở một số tỷ số truyền cao nhưng là không ảnh hưởng quá nhiều Vẫn đảm bảo được hiệu suất làm việc tối đa của băng thử TestBench và độ an toàn trong quá trình làm việc.

+Áp suất ở cả hai pully trong trường hợp này tăng khá cao so với áp suất ở hệ số an toàn tiêu chuẩn (Sf = 1.35).

+Thời gian chuyển đổi giữa các tỷ số truyền khi tăng áp suất ở trường hợp này là nhanh hơn rất nhiều.

+ Xảy ra hiện tượng dư thừa áp suất khá nhiều ở nhiều tỷ số truyền khác nhau dẫn tới hiệu suất làm việc của băng thử bị giảm.

Sau khi phân tích và nhận xét nhóm quyết định chọn hệ số an toàn Sf = 1.8 để tính toán và khảo sát để thực nghiệm kiểm chứng sự thay đổi trong thời gian chuyển số. Nhóm tiến hành tính toán giá trị lực ép và áp suất ở cả hai pully đối với trường hợp Sf

= 1.8 ở tất cả các công suất làm việc khác nhau.

Bảng 4.13: Lực ép tại các pully với Sf=1.8

Bảng 4.13: Giá trị áp suất tương ứng với Sf = 1.8

Xây dựng công cụ tính toán bằng Matlab Simulink

4.4.1 Mục đích của việc xây dựng Để có thể thuận lợi cho việc tính toán các thông số đầu vào của băng thử TestBench, nhóm đã xây dựng công thức tính toán trên phần mềm mô phỏng Matlab Simulink.

Việc xây dựngc công cụ tính toán giúp tăng khả năng xử lí số liệu và tính toán trong khoảng thời gian ngắn Từ đó giúp nhóm rút ngắn được thời gian thực hiện tính toán các số liệu.

Dựa trên các khối đã học, nhóm tiến hành xây dựng các khối.

Hình 4.3: Mô hình tính toán các thông số

+Số vòng quay thứ cấp: 0 – 2500 (vòng/ phút).

+Tay số ứng với số vòng quay và công suất.

+Hệ số an toàn Sf.

+ Khối tỉ số truyền: Tỉ số truyền i (0.39 – 2.27), hệ số KpKs, Rsec (31.64 – 78.91) mm, Rpri (81.12 – 34.76) mm.

+Khối thông số tính toán: Faxpri, Faxsec, Psec, Ppri, Msec, Mpri, Npri.

- Dựa trên các khối mà nhóm đã được học, nhóm tiến hành xây dựng các khối như sau:

+ Khối tỉ số truyền: Nhóm sử dụng khối Swtich Case để phân chia ra các trường hợp mà nhóm đã chọn trước đó, sau đó sẽ dùng khối If Action để tiến hành thực thi các tay số ứng với các hệ số KpKs.

Hình 4.4: Khối tính toán tỉ số truyền

+ Khối tính toán bán kính của các pully.

Hình 4.5: Khối tính toán bán kính pully

Khối tính toán bán kính của các pully sẽ nhận tính hiệu từ khối tỷ số truyền sau đó sẽ tiến hành tính toán để cho ra được bán kính của pully ở các tỷ số truyền khác nhau. Khối tỉ số truyền sẽ nhận Input là tay số, sau đó sẽ tiến hành chia trường hợp để xuất ra được các hệ số KpKs và tỉ số truyền ứng với từng tay số Sau khi có được tỉ số truyền, thì sẽ tính toán các tín hiệu đầu vào để xuất ra được thông số bán kính của 2 pully sơ cấp và thứ cấp.

+ Khối các thông số tính toán.

Hình 4.6: Khối các thông số tính toán

Khối các thông số tính toán sẽ nhận các tín hiệu đầu vào từ công suất, số vòng quay, Sf và khối tỉ số truyền để tiến hành tính toán các tín hiệu đầu ra bao gồm: Lực ép và áp suất tác dụng lên 2 pully, Mô-men sơ cấp, số vòng quay sơ cấp.

- Các khối tính toán đã dùng:

Bảng 4.14: Các khối tính toán trong Matlab/Simulink

Tập hợp các khối thành một khối tạo sự đơn

1 giản, input và output sẽ là các tín hiệu do mình thiết lập.

Phân chia trường hợp, khối sẽ nhận input từ

2 tay số Output sẽ là các trường hợp ứng với tay số đó.

3 Nhận tín hiệu từ khối Switch case và tiến hành chuyển tín hiệu từ Input sang Output.

Sáp nhập lại các trường hợp, input sẽ là các

4 trường hợp, output sẽ xuất ra trường hợp có tín hiệu.

6 Khuếch đại tín hiệu đầu vào.

7 Bình phương tín hiệu đầu vào.

8 Căn bậc hai tín hiệu đầu vào.

9 Nhân các tín hiệu đầu vào.

10 Khối Divide Chia các tín hiệu đầu vào.

11 Nhận tín hiệu đầu vào cho khối Subsytem.

12 Xuất tín hiệu đầu ra của khối Subsytem.

14 Xem tín hiệu đầu ra dưới dạng hằng số.

15 Chức năng như núm vặn, tạo tín hiệu đầu vào.

4.4.3 Thực nghiệm mô hình tính toán

- Với thông số P = 4 (kW), w = 550 (vòng/phút):

+Chỉnh khối công suất P = 4 (kW), số vòng quay w = 550 (vòng/phút). +Chọn Sf = 1.35

+Dựa vào sơ đồ tay số ta chọn được tay số 4.

+Sau khi đã thiết lập xong các thông số đầu vào, nhấn nút Run.

+Chương trình sẽ thực hiện tính toán và cho ra các số liệu cần thiết.

Hình 4.7: Thông số đầu ra ứng với P = 4 (kW) và wU0 (vòng/phút)

Sau khi xây dựng thành công được công thức tính toán trên matlab, nhóm đã thuận lợi tính toán được các số liệu cũng như là lập được các bảng biểu tính toán để rút ngắn thời gian thực hiện công việc.

Tuy nhiên phần mềm tính toán vẫn còn một số hạn chế như:

+ Công thức sẽ chỉ đúng cho phòng Bosch máy TestBench 150, không áp dụng cho xe thực tế.

+ Chỉ áp dụng được cho việc tính toán dựa trên các tay số mà nhóm đã thiết lập.

THỰC NGHIỆM

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Kết luận

Sau quá trình tìm hiểu và nghiên cứu thì nhóm đã hoàn thành được đề tài “Tối ưu hóa áp suất thủy lực cho băng thử Test Bench ở Bosch Transmission Lab Đồ án đã làm rõ các vấn đề sau:

- Lí thuyết về hộp số CVT, cấu tạo và nguyên lí hoạt động ở các chế độ vận hành của hộp số biến thiên liên tục.

+Phân tích được các yếu tố ảnh hưởng đến băng thử Test Bench, chọn ra hệ số an toàn là phương pháp mà đồ án muốn đề cập đến để tiến hành các quá trình thực nghiệm.

- Thực nghiệm các số liệu đã tính toán phù hợp với việc thay đổi tỉ số truyền ở các trường hợp khác nhau.

- Đưa ra nhận xét về thời gian thay đổi tỉ số truyền phù hợp với mong muốn nhóm đã đề ra.

- Có được sản phẩm là cuốn thuyết minh do chính nhóm tự biên soạn từ vốn kiến thức của mình nhằm mục đích thể hiện một đầy đủ và thuyết phục nhất về các mô hình máy Test Bench tại phòng Bosch Transmission Lab.

Hướng phát triển của đề tài

- Vì thời gian để thực hiện đồ án là có giới hạn, những kiến thức của nhóm vẫn còn thiếu nhiều kinh nghiệm chuyên môn nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót trong khâu tìm tòi và nghiên cứu Để có thể hoàn thiện đề tài một cách thuyểt phục nhất nhóm xin đề xuất các hướng phát triển sau đây:

+Mở rộng ra dãy tay số ở phòng Bosch, do là hộp số biến thiên liên tục nên sẽ không có giới hạn cho tay số.

+Mô phỏng TestBench bằng Matlab Simulink.

+ Nghiên cứu rõ hơn về sự ảnh hưởng của các yếu tố khác ảnh hưởng đến áp suất của băng thử.