Đề tài hệ THỐNG TRUYỀN lực vô cấp CVT

LỜI NÓI ĐẦUĐề tài nhằm tạo ra nguồn tài liệu bằng tiếng Việt dễ đọc, dễ hiểu phục vụ cho công tác giảng dạy của giáo viên và công tác nghiên cứu, học tập của sinh viên trong các trường k

Uỷ Ban Nhân Dân TP HCM Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Trường CĐKT Lý Tự Trọng Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Khoa Động lực

  

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Đề tài: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC VÔ CẤP CVT

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hữu Mạnh

Sinh viên thực hiện :

1 Giới thiệu chung về hệ thống truyền lực

2 Giới thiệu khái quát về hợp số ,ly hợp ,trục các đăng ,cầu chủ động

3 Hệ thống truyền lực vô cấp cvt

II Ngày giao đề tài: 8/10/2013

III Ngày hoàn thành: 8/01/2014

Trưởng bộ môn Giáo viên hướng dẫn

Nguyễn Hữu Mạnh Nguyễn Hữu Mạnh

MỤC LỤC

Nhiệm vụ tiểu luận tốt nghiệp 2

Lời nói đầu 4

Lời cảm ơn 5

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 6

A DẪN NHẬP I Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 7

II Ý nghĩa của đề tài 7

III Phương pháp nghiên cứu 7

B.NỘI DUNG I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 8

1 Giới thiệu về sự phát triển của ô tô và hệ thồng truyền lực ……… 8

2 Giới thiệu về hệ thống truyền lực cơ khí nói chung………12

II GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ HỢP SỐ ,LY HỢP ,TRỤC CÁC ĐĂNG ,CẦU CHỦ ĐỘNG…… 13

1 Hợp số……… 13

2 Ly hợp………14

3 Trục các đăng……… 14

4 Cầu chủ động………15

III HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC VÔ CẤP CVT 15

1 Tổng quan về hệ thống truyền lưc kiểu cvt………15

2 Nuyên lý hoạt động của hệ thống truyền lực cvt………16

3 Các dạng truyền lực vô cấp kiểu cvt………17

4 Ưu nhược điểm của HTTL vô cấp kiểu CVT 21

4.1 Ưu điểm của CVT……….21

4.2 Nhược điểm……… 23

C.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 24

I.KẾT LUẬN 24

II.KIẾN NGHỊ 24

D.TÀI LIỆU THAM KHẢO 25

LỜI NÓI ĐẦU

Đề tài nhằm tạo ra nguồn tài liệu bằng tiếng Việt dễ đọc, dễ hiểu phục vụ cho công tác giảng dạy của giáo viên và công tác nghiên cứu, học tập của sinh viên trong các trường

kỹ thuật để từ đó tạo ra một đội ngũ kỹ sư, kỹ thuật viên có kiến thức sâu rộng về những hệ thống trên ô tô, mà cụ thể là hệ thống truyền lực vô cấp cvt

Được sự hướng dẫn tận tình và xuyên suốt của thầy Nguyễn Hữu Mạnh cùng với sự

nổ lực của bản thân em đã hoàn thành được đề tài của mình Tuy nhiên, do kiến thức, kinh nghiệm, thời gian và điều kiện có hạn, nên đề tài của em còn rất nhiều sai xót và còn nhiều vấn đề chưa giải quyết triệt để Vì vậy, em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy trong khoa để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

TP.HCM, ngày 8 tháng 01 năm 2014 Sinh viên thực hiện

Đặng Minh Tuấn

Nguyễn Hoàng Minh Trường Lương Anh Tú

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn tất cả quý thầy cô khoa Cơ Khí Động Lực trường

Cao đẵng Kỹ thuật Lý Tự Trọng đã tận tình giảng dạy và truyền đạt kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu trong hơn bốn năm học vừa qua

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy trong xuởng động cơ đã giúp

đỡ em trong quá trình thực hiện tiểu luận

Đặc biệt em xin cảm ơn thầy hướng dẫn KS Nguyễn Hữu Mạnh đã tận tình

giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện tiểu luận

Cuối cùng là lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè đã động viên khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành nhiệm vụ tiểu luận được giao.

Sinh viên thực hiện

Bộ Giáo Dục & Đào Tạo Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Khoa Cơ khí Động lực

  

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

TP.HCM, Ngày … Tháng …… Năm 2011 Giáo viên hướng dẫn

A DẪN NHẬP

I MỤC TIÊU NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

1 Mục tiêu thuận lợi

• Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và tạo điều kiện cho giáo viên hướng dẫn sinh viên trong quá trình thực tập

• Giúp sinh viên khóa sau có tài liệu học tập và nghiên cứu tốt hơn

2 Nhiệm vụ

• Nghiên cứu về hệ thống truyền lực vô cấp cvt

II Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài nghiên cứu giúp sinh viên năm cuối khi sắp tốt nghiệp có thể củng cố kiến, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như những kiến thức ngoài thực tế,

III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Để đề tài được hoàn thành, người nghiên cứu đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu, đặc biệt là phương pháp tham khảo tài liệu, từ đó có cơ sở và tìm ra những ý tưởng mới để hình thành đề cương cho đề tài Trong quá trình thực hiện chuơng trình, chúng tôi

còn kết hợp cả phương pháp quan sát , thực nghiệm và tham khảo ý kiến của các thầy và bạn bè để hoàn thành tốt đề tài này

B.NỘI DUNG

I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

1 Giới thiệu về sự phát triển của ô tô và hệ thồng truyền lực

Chiếc xe ô tô đầu tiên chạy bằng động cơ xăng (động cơ Otto) được Karl Benz phát minh ra ở Đức năm 1885 Đây là -“chiếc ô tô đầu tiên được thiết kế và chế tạo theo đúng nghĩa” Mặc dù Karl Benz được công nhận là người sáng tạo ra chiếc ô tô hiện đại, nhưng nhiều kỹ sư người Đức khác cũng đã làm việc để chế tạo ra những chiếc ô tô khác trong cùng thời gian như: Gottlieb Daimler và Wilhelm Maybach ở Stuttgart năm 1886 Trong số những thiết bị mà Karl Benz phát minh cho xe hơi có chế hoà khí, hệ thống điều chỉnh tốc độ cũng được gọi là chân ga, đánh lửa sử dụng các tia lửa điện từ một ắc quy, bugi, khớp ly hợp, sang số, và làm mát bằng nước Ông đã chế tạo thêm các phiên bản cải tiến năm 1886 và 1887 – đưa vào sản xuất năm 1888 - chiếc xe đầu tiên trên thế giới được đưa vào sản xuất Chúng được lắp các động cơ bốn thì theo thiết kế của riêng ông

Chiếc ô tô Hoa Kỳ đầu tiên bằng động cơ đốt trong chạy nhiên liệu gas đã được thiết kế năm 1877 bởi George Selden ở Rochester- New York Ông đã xin cấp một bằng sáng chế cho một chiếc ô tô năm 1879

Hình 1.1 Chiếc xe do George Selden thiết kế vào năm 1877

Ngày 5 tháng 11, 1895, George B Selden được trao bằng sáng chế của Hoa Kỳ cho một động cơ ô tô hai thì Bằng sáng chế này gây trở ngại nhiều hơn là góp phần phát triển ôtô ở Mỹ Các ôtô dùng động cơ hơi nước, điện và xăng đã cạnh tranh với nhau trong nhiều thập kỷ, cuối cùng động cơ xăng đốt trong đã giành ưu thế áp đảo trong thập niên 1910

Ransom E Oldsmobile, người sáng tạo ra dây chuyền lắp ráp và sản xuất ô tô lớn đầu tiên năm 1902, sau này được Henry Ford phát triển thêm trong thập kỷ 1910 Kỹ thuật ô tô phát triển nhanh chóng, một phần nhờ sự cạnh tranh lẫn nhau giữa hàng trăm nhà sản xuất Những phát triển quan trọng gồm hệ thống đánh lửa và tự khởi động điện,

bộ treo độc lập và phanh bốn bánh Các loại xe ngày càng được cải tiến và thay đổi về thiết kế Xe hơi không chỉ đơn thuần là một công cụ cơ khí được hoàn thiện mà kể từ những năm 1920 gần như tất cả đã được sản xuất hàng loạt để đáp ứng nhu cầu thị trường

và yêu cầu của người dùng Alfred P Sloan là người thiết lập ý tưởng nhiều kiểu xe được sản xuất bởi một hãng Những kiểu khác nhau này dùng chung một số linh kiện do vậy số lượng sản xuất nhiều sẽ làm giảm giá thành cho từng mệnh giá khác nhau

Sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô luôn gắn liền với sự ra đời và phát triển của các loại HTTL nói chung và hộp số nói riêng Được ví như trái tim của hệ thống truyền lực,

hộp số biến đổi mô-men, tốc độ làm việc của động cơ sao cho phù hợp với điều kiện làm việc của bánh xe trên đường Kể từ khi phát minh nổi tiếng của George Selden về bộ truyền động cầu trước kết hợp với động cơ 3 xi lanh đặt nằm ngang trở thành thiết kế trên

xe hơi, có rất ít ý tưởng mới phù hợp Bản phác thảo đầu tiên của hộp số cận đại do hai

kỹ sư người Pháp, Louis-Rene Panhard và Emile Levassor đưa ra vào năm 1894 Thời kì

đó, kết cấu truyền động khá đơn giản bằng bộ truyền đai hoặc bộ truyền bánh răng côn

Xe chỉ có thể chạy với tốc độ đa 32 km/h Khi gặp vật cản trên đường, tài xế phải dừng lại gài số thấp Panhard and Levassor nổi danh không những chỉ với riêng hộp số mà còn toàn bộ hệ thống truyền lực Lần này, họ đã có chiếc xe đầu tiên sẵn sàng chạy khi đạp

ga Bên cạnh đó họ cũng đã có rất nhiều thay đổi về ý tưởng Thực tế, nó là một mẫu đã đáp ứng được hầu hết các yêu cầu của xe được xây dựng vào những năm 90 và cả những năm sau đó Không giống như mẫu xe hiện thời, thiết kế mới có động cơ đặt dọc phía trước, truyền công suất ra cầu sau thông qua ly hợp và hộp số trượt 3 cấp và cầu chuyển động bằng xích Nó gần giống như hệ thống truyền lực trên các xe hiện đại, nhưng chưa có

vi sai và bán trục chủ động

Vào năm 1898, Louis Renault kết nối công suất thành công từ động cơ đặt dọc, qua hộp số tới cầu sau “sống” bằng trục kim loại Cầu sau “sống” hay còn gọi là vi sai cầu sau Vì đã khắc phục vấn đề mòn lốp, nên phát minh này được hầu hết các nhà sản xuất ôtô áp dụng Vi sai bao gồm một cụm bánh răng răng khớp làm nhiệm vụ phân chia công suất cho hai bánh của cầu sau Nó cho phép bánh phía ngoài quay nhanh hơn bánh trong khi xe quay vòng

Năm 1904, hộp số sàn sang số trượt của Panhard-Levassor đã được hiện thực hóa bởi hầu hết các nhà sản xuất ôtô Dù tồn tại dưới dạng này hay dạng khác thì chúng vẫn còn được sử dụng cho đến thời gian gần đây và đã có những cải tiến, thay đổi quan trọng nhất là trang bị bộ đồng tốc cho phép quá trình ăn khớp giữa cách bánh răng diễn ra một cách dễ dàng, không phát sinh va đập Khoảng thời gian kể từ khi hộp số sàn xuất hiện cho đến thời điểm phát minh ra bộ đồng tốc, có một

phát minh khác cũng nhằm đơn giản quá trình sang số Đó chính là hộp số có cấu tạo từ bộ truyền bánh răng hành tinh, xuất hiện lần đầu tiên trên mẫu Ford Model T 1908 Ngày nay, bộ truyền hành tinh được sử dụng trên hộp số tự động là chủ yếu

Kể từ khi hộp số Panhard-Levassor ra đời, tất cả các phát minh hay cải tiến khác đều nhằm mục đích làm cho quá trình sang số dễ dàng hơn Tất nhiên dễ nhất là quá trình chuyển số được thực hiện một cách tự động Sturtevant, giới thiệu hộp số tự động đầu tiên vào năm 1904 Quả văng ly tâm điều khiển sự ăn khớp của các bánh răng theo tốc

độ Quá trình sang số không cần đến sự đóng mở của ly hợp Tuy nhiên bộ truyền này gặp lỗi, trọng lượng thường lệch bề một bên

Reo đã có một sự cố gắng đầy ý nghĩa vào năm 1934 khi cho ra đời hộp số Reo Self-Shifter gồm hai bộ truyền mắc nối tiếp Bộ truyền thứ nhất tự động chuyển số bằng cách điều khiển quá trình đóng mở ly hợp ma sát nhiều đĩa theo tốc độ xe Bộ truyền thứ

2 được điều khiển bằng tay nhưng chỉ sử dụng khi động cơ cần tỷ số truyền thấp

Năm 1937, Oldsmobile tung ra hộp số bán tự động 4 cấp được gọi là “ hộp số an toàn tự động” Tài xế không cần sử dụng tới bàn đạp ly hợp và cần số khi xe chuyển từ số 1 sang số 2 hoặc từ 3 lên 4 Áp suất dầu điều khiển bộ truyền hành tinh Điểm sang số được thiết lập sẵn theo tốc độ động cơ Đã có 28.000 chiếc Oldsmobile 1938 trang bị hộp số này Khía cạnh an toàn mà các nhà sản xuất đưa ra ở đây: lái xe có thể tập trung trên đường nhiều hơn vì không cần thao tác chuyển số Trên cơ sở đó hộp số GM Hydra-Matic xuất hiện vào năm 1939 Hydra-Matic gồm 3 bộ truyền bánh răng hành tinh, điều khiển thủy lực Bộ kết nối thủy lực làm nhiệm vụ truyền công suất từ động cơ sang hộp số thay cho ly hợp Tuy đây không phải hộp số tự động, nhưng nó là hộp số tiêu chuẩn cùng kết nối thủy lực, không có ly hợp

Ý tưởng đã có từ lâu, nhưng đến năm 1948 hộp số tự động hoàn toàn mới xuất hiện, sử dụng biến mô thủy lực và bộ truyền bánh răng hành tinh như ngày nay Chiếc Buick Roadmaster vinh dự là mẫu xe đầu tiên trang bị Dynaflow, một trong những mẫu hộp số tự động hiện đại

+ Năm 1490- Leonardo da Vinci phác thảo những ý tưởng đầu tiên về CVT

+ Năm 1886 - Hộp số CVT đầu tiên được Các nhà nghiên cứu về ô tô cho rằng phát triển cuối cùng có lẽ là hộp số tự động vô cấp kiểu CVT Một điều thú vị là sau hơn

100 năm phỏt triển, người ta lại quay trở về với bộ truyền động đai Quỏ trỡnh hỡnh thành

và phỏt triển của CVT cú thể túm tắt như sau:

đăng ký bản quyền

+ Năm 1935 - Adiel Dodge đó đăng ký bản quyền CVT tại Mỹ

+ Năm 1939 - Hộp số tự động hoàn toàn đầu tiờn dựa trờn hệ bỏnh răng hành tinh.+ Năm 1958 - Nhà sản xuất xe hơi Daf (Hà Lan) sản xuất CVT cho xe hơi hộp số với tờn gọi Variomatic

+ Năm 1989 - Subaru Justy GL là chiếc xe đầu tiờn được bỏn tại Mỹ cú trang bị CVT

+ Năm 2002 - Saturn Vue lắp CVT được giới thiệu

+ Năm 2004- Ford bắt đầu đưa CVT vào dõy truyền sản xuất của mỡnh

+ Hiện nay Nissan là hóng đi đầu trong cụng nghệ CVT khi đưa thiết bị này lờn hầu hết cỏc mẫu sedan và thể thao đa dụng SUV

Như vậy hệ thống truyền lực vụ cấp sử dụng bộ truyền đai kiểu CVT đúng một vai trũ đặc biệt quan trọng trong sự phỏt triển ngành ụ tụ Nú được xem là phỏt minh cuối cựng, đỉnh cao nhất trong tương lai cho HTTL trờn ụ tụ Do đú việc nghiờn cứu, đỏnh giỏ HTTL vụ cấp CVT một cỏch toàn diện cú ý nghĩa to lớn đối với cỏc kỹ sư ngành ụ tụ

2 Giới thiệu về hệ thống truyền lực núi chung

HTTL bao gồm cỏc cụm nối giữa động cơ và bỏnh xe chủ động Hệ thống truyền lực của ụ tụ cú tỏc dụng truyền chuyển động (tốc độ gúc, lực hoặc mụ men xoắn) từ động

cơ đến cỏc bỏnh xe chủ động Trị số của lực hay mụ men xoắn này cú thể thay đổi, tựy theo điều kiện làm việc của ụtụ đảm bảo thay đổi lực kéo và tốc độ của xe trong dải rộng

Hình 1.2 Hệ thống truyền lực trên ô tô

Có rất nhiều loại HTTL khác nhau, đối với các xe ô tô hiện nay thường sử dụng hai loại chính là HTTL cơ khí có cấp và HTTL vô cấp

HTTL cơ khí có cấp thông thường bao gồm: Li hợp, hộp số chính, hộp phân phối, cầu chủ động, trục các đăng, bánh xe Còn HTTL vô cấp thường bao gồm các cụm chính là: Bộ biến mô men, hộp số vô cấp và có thể có ly hợp

Công dụng chính của hệ thống truyền lực là:

- Truyền và biến đổi mô men xoắn từ động cơ đến bánh xe chủ động sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mô men cản sinh ra trong quá trình ô tô chuyển động

- Cắt dòng công suất trong thời gian ngắn hoặc dài

- Thực hiện đổi chiều chuyển động giúp ô tô chuyển động lùi

- Tạo khả năng chuyển động êm dịu và thay đổi tốc độ cần thiết trên đường

II GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ HỢP SỐ ,LY HỢP ,TRỤC CÁC ĐĂNG ,CẦU CHỦ ĐỘNG……

1 Hợp số

Mô men sinh ra bởi động cơ hầu như không đổi Tuy nhiên khi khởi động hoặc khi lên dốc xe đòi hỏi mô men quay phải lớn hơn, còn khi xe chạy ở tốc độ cao mô men quay lớn lại không cần thiết nữa Hộp số là cụm đặt trên ô tô để giải quyết vấn đề này bằng cách thay đổi tỷ số truyền nhằm biến công suất đầu ra của động cơ thành mô men và tốc độ quay phù hợp với điều kiện xe chạy Công dụng chính của hộp số là:

- Biến đổi mô men xoắn của động cơ truyền tới các bánh xe sao cho phù hợp với các chế độ tải

- Tăng mô men dẫn động bánh xe khi ôtô khởi động và leo dốc

- Dẫn động các bánh xe đạt được tốc độ cao khi cần thiết

- Đảo chiều chuyển động của ôtô

- Cắt chuyển động từ động cơ đến bánh xe chủ động (tay số N)

Hiện nay trên các xe ô tô dùng hai loại hộp số là: Hộp số cơ khí thường và hộp số tự động Với hộp số tự động lại được chia làm hai loại là hộp số tự động có cấp và hộp số tự động vô cấp Khi tài xế dang lái xe có hộp số thường, cần sang số được sử dụng để chuyển

số khi đạp chân ga nhằm mục đích tăng tốc độ xe Khi lái xe lên dốc hay khi động cơ không có đủ lực để leo dốc tại số đang chạy, hộp số được chuyển về số thấp.Vì các lý do trên, nên điều cần thiết với lái xe là phải thường xuyên nhận biết tải và tốc độ động cơ để chuyển số một cách phù hợp Ở hộp số tự động, những nhận biết như vậy của lái xe là

không cần thiết, lái xe không cần phải chuyển số mà việc chuyển số lên hay xuống đến số thích hợp nhất được thực hiện một cách tự động tại thời điểm thích hợp nhất theo tải động cơ

và tốc độ xe

2 Ly hợp

Ly hợp được đặt giữa động cơ và hộp số Có nhiệm vụ đóng và ngắt công suất từ động

cơ đến hệ thống truyền lực Cắt truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực nhanh và dứt

khoát trong những trường hợp cần thiết như khi chuyển số một cách êm dịu Nó cũng cho phép động cơ hoạt động khi xe dừng và không cần chuyển hộp số về số trung gian

Công dụng chính của li hợp:

- Nối động cơ với hệ thống truyền lực một cách êm dịu và ngắt truyền động đến hộp số một cách nhanh chóng, dứt khoát trong những trường hợp cần thiết (khi chuyển số, khi phanh)

- Khi chịu tải quá lớn ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằm tránh quá tải cho hệ thống truyền lực và động cơ

3 Trục các đăng

Truyền động các đăng dùng để truyền mô men xoắn giữa các trục không nằm trên cùng một đường thẳng, mà cắt nhau dưới một góc α nào đó (trị số góc α thay đổi), tức là dùng để truyền mô men quay từ trục của hộp số (hộp phân phối) đến các cầu chủ động và các bánh xe chủ động

4 Cầu chủ động

Cầu chủ động nhận công suất từ động cơ truyền tới để phân phối đến các bánh xe theo phương vuông góc Cầu xe nâng đỡ các phần gắn lên nó như hệ thống treo, sắc xi