Thực hành tháo chi tiết hộp số ngang trên Ô tô toyota thực hành chuẩn Đoán kỹ thuật và lắp hộp số ngang trên Ô tô toyota

Khái niệm Hệ thống phanh tái tạo năng lượng, hay phanh tái sinh năng lượng Regenerative Braking System – BRS là hệ thống chuyển đổi động năng, nhiệt năng của vật thể và lực quán tính sin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

BÁO CÁO MÔN:

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Tô Hiền Phúc Bùi Hồng Phúc

Lê Duy Anh Nguyễn Đức Anh Đô Nguyễn Quân Bảo Trần Văn Sang

Mã lớp: 233_71ABTE40222_11

Hồ Chí Minh, ngày 15, tháng 07, năm 2024

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ 2

1.1 Lịch sử ra đời 2

1.1.1 Hộp số sàn 2

1.1.2 Hộp số tự động 5

1.2 Phân loại 6

1.2.1 Hộp số sàn 6

1.2.2 Hộp số tự động 8

1.3 Ưu điểm và nhược điểm của từng loại hộp số 13

1.3.1 Hộp số sàn 13

1.3.2 Hộp số tự động 14

CHƯƠNG 2: HỘP SỐ NGANG TRÊN Ô TÔ TOYOTA 16

2.1 Cấu tạo của hộp số ngang 16

2.2 Nguyên lý làm việc 17

CHƯƠNG 3: THỰC HÀNH THÁO CHI TIẾT HỘP SỐ NGANG TRÊN Ô TÔ TOYOTA 21

CHƯƠNG 4: THỰC HÀNH CHUẨN ĐOÁN KỸ THUẬT VÀ LẮP HỘP SỐ NGANG TRÊN Ô TÔ TOYOTA 34

4.1 Những hư hỏng thường gặp trên hộp số 34

4.1.1 Hiện tượng nhảy số 34

4.1.2 Hộp số làm việc có tiếng kêu 34

4.1.3 Không vào số được hoặc vào số có tiếng kêu 35

4.1.4 Hộp số bị nóng quá 35

4.1.5 Hộp số bị chảy dầu 35

4.2 Kiểm tra hộp số 36

4.2.1 Kiểm tra trục sơ cấp 36

4.2.2 Kiểm tra các bánh răng 37

4.2.3 Kiểm tra bộ đồng tốc 37

4.2.4 Kiểm tra thanh trượt và trục điều khiển 40

4.3.5 Kiểm tra cơ cấu hãm số 41

4.2.6 Kiểm tra vòng bi 41

4.2.7 Kiểm tra vỏ hộp số 41

4.3 Sửa chữa các chi tiết của hộp số 41

KẾT LUẬN 43

MỞ ĐẦU

Chúng ta biết rằng hầu như trong tất cả các ngành kinh tế của tất cả các quốc gia trên thế giới đều có sự góp mặt của “động cơ đốt trong” nó là nguồn vận chuyển chủ yếu, là phương tiện đi lại,… Tất cả mọi người mọi việc trong xã hội đều có liên quan tới tới nó

Có thể nói rằng “động cơ đốt trong” là loại động cơ thống trị bởi vì các tính

ưu việt của nó mà các động cơ khác không có được như kích thước nhỏ gọn,có công suất lớn, tiện dụng, điều khiển đơn giản dễ dàng, tuổi thọ, độ tin cậy cao Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của loại động cơ này là lắp đặt trên ô tô, một phương tiện không thể thiếu ngày nay và bên cạnh đó không thể thiếu một bộ phận quan trọng để động cơ trên một chiếc ô tô hoạt động hiệu quả đó chính là hộp số

Qua môn học Thực hành khung gầm ô tô và trong quá trình làm bài tiểu luận cuối kỳ này em đã có cơ hội tìm hiểu sâu hơn về hộp số trên ô tô, một trong các hệ thống quan trọng trên một chiếc ô tô hoàn chỉnh

Tiểu luận cuối kỳ nằm trong chương trình đào tạo của ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô, khoa Công Nghệ Ô Tô, Trường Đại học Văn Lang

Em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Phạm Hữu Nghĩa, giảng viên môn Thực hành khung gầm ô tô đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình học và làm bài tiểu luận

Thời gian làm bài có hạn, và việc vận dụng kiến thức chuyên môn chưa được nhạy bén, bài tiểu luận không tránh khỏi sai sót, kính mong nhận được sự thông cảm

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM PHANH TÁI SINH TRÊN Ô TÔ

1.1 Khái niệm

Hệ thống phanh tái tạo năng lượng, hay phanh tái sinh năng lượng (Regenerative Braking System – BRS) là hệ thống chuyển đổi động năng, nhiệt năng của vật thể và lực quán tính sinh ra khi phanh thành điện năng lưu trữ trong

ắc quy hay pin Đây là một công nghệ hiện đại trong ngành công nghiệp ô tô, hệ thống phanh tái sinh (Regenerative braking system) được áp dụng dành cho các dòng xe hybrid và các dòng xe thuần điện

Đây là một hệ thống phanh tiên tiến được sử dụng kết hợp với hệ thống phanh truyền thống trên xe điện/hybrid hiện đại Nó biến đổi động – nhiệt năng của quá trình phanh sinh ra thành điện để sử dụng lại

Hầu hết các xe mới nhất từ các nhà sản xuất như Tesla, Volkswagen, Mercedes-Benz, Toyota đều sử dụng công nghệ phanh này

1.2 Lịch sử ra đời của phanh tái sinh trên ô tô

Phanh tái sinh (Regenerative Braking System) là một trong những bước đột phá quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô, đặc biệt khi xe điện (EV) và xe hybrid (HEV) bắt đầu phát triển mạnh mẽ Lịch sử ra đời và phát triển của hệ thống này có liên quan chặt chẽ với xu hướng điện hóa phương tiện giao thông nhằm tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường

1.2.1 Bước tiến trong ngành đường sắt

2

Ý tưởng thu hồi năng lượng từ quá trình phanh không phải là mới Ngay từ thế kỷ 19, khi các hệ thống đường sắt điện đầu tiên ra đời, các kỹ sư đã suy nghĩ về cách tái sử dụng động năng thay vì lãng phí nó dưới dạng nhiệt Nhiều hệ thống đường sắt đã thử nghiệm các hình thức phanh điện tử để tái tạo năng lượng, nhưng với sự phát triển hạn chế của công nghệ lưu trữ năng lượng vào thời điểm đó, ý tưởng này không được áp dụng rộng rãi

Phanh tái sinh bắt đầu được thử nghiệm lần đầu tiên trong các hệ thống giao thông công cộng, đặc biệt là trong ngành đường sắt vào thế kỷ 20 Đường sắt sử dụng các hệ thống điện để chạy tàu, và khi tàu phanh, động năng của tàu có thể được chuyển đổi thành điện năng và tái sử dụng hoặc đưa ngược trở lại hệ thống lưới điện Hệ thống phanh này giúp giảm thiểu sự lãng phí năng lượng và được sử dụng thành công trong các tuyến tàu điện ngầm của nhiều thành phố lớn trên thế giới

1.2.2 Sự phát triển của xe hybrid và ứng dụng phanh tái sinh

Khái niệm phanh tái sinh trên ô tô thực sự bắt đầu khi các hãng sản xuất xe nghiên cứu các phương tiện hybrid (xe lai giữa động cơ đốt trong và động cơ điện) Toyota Prius, được giới thiệu vào năm 1997, là một trong những chiếc xe đầu tiên trang bị hệ thống phanh tái sinh Đây là một cột mốc quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô, mở đường cho việc ứng dụng rộng rãi công nghệ phanh tái sinh trên các dòng xe hybrid và xe điện sau này

Toyota Prius sử dụng động cơ điện để hỗ trợ động cơ đốt trong, và trong quá trình phanh, động cơ điện sẽ chuyển hóa động năng của xe thành năng lượng điện

và sạc lại pin Điều này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn cải thiện hiệu suất nhiên liệu, một trong những ưu điểm nổi bật của dòng xe hybrid

Toyota Prius 1997

1.3 Phanh tái sinh trên xe điện hiện đại

Với sự bùng nổ của xe điện trong thập kỷ 2010 và 2020, phanh tái sinh đã trở thành một phần không thể thiếu của mọi chiếc xe điện Tesla, một trong những hãng tiên phong trong công nghệ xe điện, đã áp dụng và cải tiến hệ thống phanh tái sinh để tối ưu hóa hiệu suất của các mẫu xe như Model S, Model 3 Xe điện hiện đại không chỉ thu hồi năng lượng phanh để tái sử dụng mà còn cho phép người lái điều chỉnh mức độ phanh tái sinh tùy theo nhu cầu vận hành

Phanh tái sinh trên xe điện ngày càng trở nên phức tạp và hiệu quả hơn, khi kết hợp với các công nghệ điều khiển điện tử tiên tiến để tối đa hóa khả năng lưu trữ năng lượng, giúp tăng phạm vi hoạt động của xe và giảm thiểu chi phí vận hành

Tesla Model S

Tesla Model 3

4

Mục đích chính của hệ thống phanh tái sinh là thu hồi và tái sử dụng động năng của xe khi giảm tốc, thay vì lãng phí nó dưới dạng nhiệt như trong hệ thống phanh truyền thống Khi xe phanh, động năng được chuyển hóa thành điện năng và lưu trữ trong pin, từ đó có thể sử dụng lại để vận hành xe hoặc cung cấp năng lượng cho các thiết bị phụ trợ

Lợi ích lớn nhất của phanh tái sinh là tiết kiệm năng lượng, giúp tăng hiệu suất tổng thể của xe, đặc biệt là đối với xe điện và hybrid Ngoài ra, phanh tái sinh còn giảm hao mòn hệ thống phanh cơ học, từ đó kéo dài tuổi thọ của phanh và giảm chi phí bảo trì

Một lợi ích khác là giảm phát thải khí CO2, giúp xe điện và hybrid thân thiện hơn với môi trường Phanh tái sinh cũng góp phần tăng phạm vi hoạt động của xe điện bằng cách tận dụng năng lượng tái tạo từ quá trình phanh, từ đó giảm tần suất sạc pin và nâng cao trải nghiệm người dùng

1.4 Vai trò của phanh tái sinh trong ô tô hiện đại

Phanh tái sinh đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất năng lượng của ô tô hiện đại Đối với xe điện và hybrid, phanh tái sinh giúp thu hồi động năng khi xe giảm tốc độ, chuyển đổi nó thành điện năng và lưu trữ trong pin Điều này giúp xe tận dụng lại năng lượng thay vì lãng phí dưới dạng nhiệt, góp phần tăng hiệu suất hoạt động tổng thể Đây là một yếu tố then chốt, đặc biệt với các dòng xe chạy điện, vì phạm vi di chuyển của chúng phụ thuộc vào lượng năng lượng có sẵn trong pin Việc tái sử dụng động năng giúp xe đi được quãng đường dài hơn sau mỗi lần sạc, giảm tần suất sạc pin và cải thiện trải nghiệm người dùng

Bên cạnh việc tối ưu hóa năng lượng, phanh tái sinh còn giúp giảm sự hao mòn của hệ thống phanh truyền thống Thay vì dựa hoàn toàn vào ma sát để giảm tốc, phanh tái sinh phân phối tải công việc giữa động cơ điện và hệ thống phanh cơ khí, từ đó kéo dài tuổi thọ của các thành phần phanh và giảm thiểu chi phí bảo trì

Phanh tái sinh còn đóng góp vào việc giảm phát thải khí CO2, một trong những ưu điểm quan trọng của công nghệ này Khi phanh tái sinh được tích hợp vào xe điện và hybrid, nó không chỉ giúp xe tiết kiệm nhiên liệu mà còn giảm lượng khí thải trong quá trình vận hành, góp phần làm giảm tác động tiêu cực đến môi trường Điều này rất phù hợp với xu hướng toàn cầu trong việc phát triển các giải pháp giao thông xanh và bền vững

Ngoài ra, phanh tái sinh còn hỗ trợ tích hợp với các công nghệ điều khiển thông minh và hệ thống quản lý năng lượng của xe Hệ thống điều khiển có thể

điều chỉnh mức độ tái sinh năng lượng dựa trên điều kiện lái xe, giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống phanh và cung cấp một trải nghiệm lái xe mượt mà hơn Sự kết hợp giữa phanh tái sinh và các công nghệ tiên tiến khác giúp cải thiện hiệu suất tổng thể và đảm bảo tính an toàn trong vận hành

6

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ PHƯƠNG PHÁP THU HỒI NĂNG

LƯỢNG CỦA PHANH TÁI SINH

2.1 Cấu tạo

a) Động cơ điện

Động cơ điện trên xe hybrid hay xe điện đóng vai trò quan trọng trong hệ thống phanh tái sinh Khi ô tô giảm tốc độ, động cơ này sẽ hoạt động như một máy phát điện, chuyển đổi động năng của xe thành điện năng Trong quá trình phanh tái sinh, động cơ điện tạo ra một lực điện từ ngược chiều với hướng di chuyển của xe, giúp làm chậm tốc độ của xe mà không cần sử dụng phanh ma sát cơ học

Động cơ điện này có thể hoạt động ở cả hai chế độ:

 Chế độ truyền động: Khi xe tăng tốc, động cơ điện sử dụng năng lượng từ pin để di chuyển xe

 Chế độ tái sinh: Khi xe phanh hoặc giảm tốc, động cơ điện thu hồi động năng và chuyển đổi thành điện năng để sạc lại pin

Động cơ điện

b) Pin

Pin trong xe điện hoặc xe hybrid là nơi lưu trữ năng lượng thu hồi từ quá trình phanh tái sinh Điện năng sinh ra từ động cơ điện được truyền đến pin và lưu trữ để sử dụng lại sau này

Pin thường là loại pin lithium-ion, có khả năng sạc và xả nhanh chóng, đáp ứng tốt yêu cầu của hệ thống phanh tái sinh

Pin lithium-ion

c) Bộ chuyển đổi năng lượng

Trong xe Hybrid và xe ô tô điện nhiệm vụ chính của bộ chuyển đổi năng lượng là quản lý nguồn năng lượng trên xe Bộ chuyển đổi năng lượng được bao gồm 2 thành phần quan trọng là bộ chuyển đổi nguồn DC/AC và bộ chuyển đổi điện áp DC-DC hoạt động song song với nhau

Bộ chuyển đổi năng lượng là một thiết bị duy nhất chứa cả Bộ chuyển đổi năng lượng DC/AC và bộ chuyển đổi điện áp Đây là những thiết bị cùng được ô tô điện (EVs) và xe Hybrid sử dụng để quản lý hệ thống truyền động điện của xe

Bộ chuyển đổi năng lượng

8

d) Hệ thống điều khiển điện tử (ECU)

Hệ thống điều khiển điện tử (Electronic Control Unit - ECU) là “bộ não” của

hệ thống phanh tái sinh ECU giám sát và điều chỉnh hoạt động của các thành phần trong hệ thống, bao gồm động cơ điện, pin, và bộ biến tần, để đảm bảo rằng quá trình phanh tái sinh diễn ra một cách hiệu quả nhất

ECU nhận tín hiệu từ bàn đạp phanh của người lái và xác định mức độ phanh cần thiết, sau đó điều chỉnh động cơ điện và hệ thống phanh tái sinh để đáp ứng yêu cầu Ngoài ra, ECU còn theo dõi tình trạng của pin để đảm bảo pin không

bị quá tải hoặc quá nhiệt trong quá trình sạc

e) Bàn đạp phanh và cảm biến phanh

Bàn đạp phanh trên xe được trang bị các cảm biến để ghi nhận lực nhấn từ người lái và gửi tín hiệu đến hệ thống điều khiển phanh Cảm biến phanh sẽ đo lực phanh yêu cầu và truyền tín hiệu này đến ECU Dựa vào dữ liệu này, ECU sẽ quyết định mức độ phanh tái sinh và khi nào cần kết hợp với hệ thống phanh cơ học để đảm bảo xe giảm tốc an toàn và hiệu quả

Cảm biến phanh

f) Bộ điều khiển phối hợp phanh (Brake Blending System)

Bộ điều khiển phối hợp phanh đảm bảo sự hòa hợp giữa hệ thống phanh tái sinh và phanh cơ học Trong các tình huống phanh thông thường, hệ thống sẽ ưu tiên sử dụng phanh tái sinh để tiết kiệm năng lượng Tuy nhiên, nếu cần nhiều lực phanh hơn, hệ thống phanh cơ học sẽ được kích hoạt bổ sung Bộ điều khiển này

giúp quá trình chuyển đổi giữa hai hệ thống diễn ra mượt mà, mang lại trải nghiệm phanh êm ái và an toàn cho người lái

2.2 Phương pháp thu hồi năng lượng của phanh tái sinh

Sơ đồ nguyên lý hoạt động phanh tái tạo năng lượng

Trong sơ đồ trên, khi lái xe bình thường, động cơ điện (Electric motor/Generator) lấy năng lượng từ khối pin giúp bánh xe chuyển động (đường màu đỏ) Khi nhấn chân phanh, động cơ điện sử dụng bộ chuyển đổi điện để đảo chiều từ trường, động cơ lúc này trở thành máy phát điện và có nhiệm vụ ngược lại với động cơ Máy phát điện biến đổi động năng, nhiệt năng, sinh ra khi phanh thành năng lượng điện, thu hồi và lưu trữ năng lượng điện sinh ra trong khối pin (đường màu xanh lá cây) Khi đảo chiều từ trường, động cơ điện cũng sẽ sinh ra mô-men hãm (có chiều ngược lại với mô-men xoắn) và điện trở, giúp giảm tốc độ của xe

10

CHƯƠNG 3: ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHANH TÁI

SINH

3.1 Ưu điểm của hệ thống phanh tái sinh

 Tiết kiệm năng lượng:

Phanh tái sinh cho phép thu hồi động năng khi xe giảm tốc và chuyển đổi nó thành điện năng, giúp tiết kiệm nhiên liệu Điều này đặc biệt quan trọng trong xe điện và hybrid, nơi hiệu suất năng lượng quyết định phạm vi di chuyển của xe

 Tăng cường phạm vi hoạt động của xe điện:

Bằng cách sử dụng năng lượng tái thu hồi từ quá trình phanh, phạm vi hoạt động của xe điện được mở rộng Người lái có thể đi xa hơn mà không cần sạc pin thường xuyên

 Giảm hao mòn hệ thống phanh cơ học:

Phanh tái sinh làm giảm sự phụ thuộc vào phanh cơ học, dẫn đến giảm hao mòn của má phanh và đĩa phanh Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của hệ thống phanh và giảm chi phí bảo trì

 Giảm phát thải khí CO2:

Phanh tái sinh góp phần giảm lượng khí thải CO2 và ô nhiễm môi trường bằng cách cải thiện hiệu suất năng lượng của xe điện và hybrid Khi xe sử dụng ít nhiên liệu hơn, lượng khí thải từ quá trình vận hành cũng giảm

 Tăng cường hiệu suất lái xe:

Phanh tái sinh có thể cung cấp lực phanh mượt mà và kiểm soát tốt hơn, giúp cải thiện cảm giác lái cho người điều khiển Hệ thống điều khiển thông minh cho phép điều chỉnh mức độ phanh tái sinh dựa trên điều kiện lái xe

 Khả năng tích hợp với công nghệ thông minh:

Hệ thống phanh tái sinh có thể tích hợp với các công nghệ điều khiển điện tử

và tự động hóa, cho phép tối ưu hóa hiệu suất và cải thiện trải nghiệm người lái Việc sử dụng AI trong quản lý phanh tái sinh có thể giúp cải thiện hiệu quả tổng thể

3.2 Nhược điểm của hệ thống phanh tái sinh