thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH GIẢNG DẠY HỆ THỐNG ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG S K C 0 9 Mà SỐ: T18 - 2008 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM -\±[ - ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG Thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động Mà SỐ: T18 - 2008 Thuộc nhóm ngành: KHOA HỌC KỸ THUẬT Nhóm nghiên cứu: ThS HUỲNH PHƯỚC SƠN (Chủ trì) ĐẶNG VŨ MINH ĐĂNG Đơn vò: KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TP HỒ CHÍ MINH – 12/2008 Lời nói đầu Mục tiêu nghiên cứu, đầu tư cải tiến thiết bò dạy học, đổi phương pháp dạy học thực hành, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo theo chương trình công nghệ nay, nhiệm vụ quan trọng người làm công tác giảng dạy Nhiều năm qua, khoa Cơ khí Động lực có nhiều sáng kiến, đề tài chế tạo đồ dùng thiết bò dạy học, phục vụ đắc lực cho công tác giảng dạy thực hành ngành công nghệ ôtô Khoa trường bạn Điều chứng tỏ đònh hướng đúng, phát huy mạnh vai trò đầu tàu Khoa Nhà trường hệ thống sư phạm kỹ thuật nước Trên dòng xe đại, hộp số tự động (Automatic Transmission) ngày sử dụng rộng rãi xu hướng phát triển mạnh thời gian tới, đặc biệt hệ hộp số điều khiển điện tử Nhờ điều khiển xác hệ thống này, chế độ hoạt động hộp số ngày tối ưu hóa Nhưng đồng thời cấu tạo hộp số hệ thống điều khiển phức tạp Do đó, nhu cầu học tập sửa chữa hộp số tự động điều khiển điện tử lớn Việc hướng dẫn cho người học nắm vững cấu tạo, hoạt động qui trình kiểm tra, sửa chữa hộp số cách xác, khoa học cần thiết Với ý nghóa trên, tập thể cán giảng dạy Bộ môn Khung gầm, khoa Cơ khí Động lực thực đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường MS:T18 -2008 “Thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động”, phục vụ cho công tác giảng dạy thực hành Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12/ 2008 Chủ nhiệm đề tài ThS Huỳnh Phước Sơn Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động MỤC LỤC: Trang: Lời nói đầu PHẦN I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU I Đặt vấn đề II Tình hình nghiên cứu nước III Mục tiêu nghiên cứu IV Phạm vi ứng dụng đề tài V Phương pháp nghiên cứu PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chương 1: Cấu tạo hoạt động ht điện tử điều khiển HSTĐ I Khái quát hộp số tự động điều khiển điện tử II Hệ thống điều khiển điện tử III Cụm tín hiệu điều khiển IV Hộp điều khiển điện tử (ECU) 14 V Bộ phận chấp hành 18 Chương 2: Thiết kế, chế tạo mô hình ht điện tử điều khiển HSTĐ 22 I Mục đích 22 II Cấu tạo mô hình 22 III Hoạt động mô hình 28 IV Thực tập mô hình 29 PHẦN KẾT LUẬN 31 Tài liệu tham khảo 33 Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động PHẦN I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU I ĐẶT VẤN ĐỀ Hộp số tự động với ưu điểm bật so với hộp số thường, nên sử dụng rộng rãi dòng xe xu hướng phát triển mạnh thời gian tới Trải qua giai đoạn phát triển, hộp số tự động ngày hoàn thiện kết cấu tối ưu hóa trình điều khiển hoạt động Các dòng hộp số tự động điều khiển điện tử thay cho cách điều khiển hoàn toàn thủy lực trước đây, nhờ hoạt động chuyển số hộp số êm dòu xác Đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động” (MS:T18 -2008) chọn thực với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng hiệu giảng dạy hệ thống điều khiển điện tử nói riêng hộp số tự động nói chung, nhằm trang bò cho người học kiến thức kỹ sửa chữa hộp số tự động hệ II TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC Nhờ phát triển nhanh khoa học kỹ thuật, giới có nhiều công trình nghiên cứu hộp số tự động đưa vào ứng dụng có hiệu quả, ngày cải tiến tối ưu hóa trình điều khiển ôtô Theo đó, nội dung chương trình công nghệ chế tạo mô hình để phục vụ cho công tác giảng dạy làm tốt Những kết cấu mới, hệ thống đưa sử dụng bên đưa lên mô hình để giảng dạy Nhưng phần lớn mô hình giới thiệu thò trường Việt Nam dừng lại mô hình dạng cắt bổ bố trí chung tổng thành ôtô để học cấu tạo có giá thành cao Trong thời gian qua, việc giảng dạy hộp số tự động nước ta gặp nhiều khó khăn, tài liệu lẫn thiết bò nói Đặc biệt, mảng thiết bò mô hình dạy học hộp số tự động, giá thành thiết bò ngoại nhập cao, nhiều trường khó trang bò Do đó, việc nghiên cứu chế tạo mô hình dạy học hộp số tự động để phục vụ cho công tác giảng dạy nghiên cứu cấp thiết cần khuyến khích III MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nội dung nghiên cứu đề tài thực với mục tiêu sau : - Nghiên cứu vấn đề sở lý thuyết hệ thống điều khiển điện tử hộp số tự động - Thiết kế, thi công mô hình hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động, phục vụ công tác giảng dạy học tập Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động Mô hình kết hợp với tài liệu thuyết minh hướng dẫn tập ứng dụng dụng mô hình giúp người học hiểu sâu cấu tạo, nguyên lý hoạt động hộp số tự động sử dụng mô hình dễ dàng, chuyên đề tham khảo bổ ích cho người làm công tác chuyên môn IV PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI: Sản phẩm đề tài mô hình hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động dùng giảng dạy thực hành hộp số tự động Bộ môn Khung gầm – Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ chí Minh Ngoài ra, sản phẩm cung cấp cho trường đại học, cao đẳng, trung tâm dạy nghề cán kỹ thuật, công nhân làm việc lónh vực chuyên ngành ôtô V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Với mục tiêu thiết kế, chế tạo mô hình để phục vụ công tác giảng dạy, nên phương pháp nghiên cứu phương pháp tham khảo tài liệu kết hợp với phương pháp thực nghiệm, phù hợp với nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Nghiên cứu vấn đề sở lý thuyết cần thiết quan trọng, sở để tiến hành công việc thiết kế chế tạo mô hình Đồng thời, thông qua việc khảo sát tiến hành số thực tập, thực nghiệm mô hình trình nghiên cứu để tìm chất trình điều khiển hệ thống, củng cố khẳng đònh lại tính xác giá trò vấn đề mà phần sở lý thuyết đề cập đến [‘\ Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động PHẦN 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chương I: CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG I KHÁI QT VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ Hộp số tự động điều khiển điện tử (ECT: Electronic Control Tranmission) hộp số tự động sử dụng cơng nghệ điều khiển điện tử điều khiển hộp số Cấu tạo hộp số gồm có cụm phận (hình 1): - Bộ biến mơ: truyền mơ men xoắn từ động đến trục sơ cấp hộp số; - Bộ truyền động bánh hành tinh: bao gồm bánh hành tinh, ly hợp phanh, có chức cung cấp cấp số có tỉ số truyền khác nhau; - Hệ thống điều khiển thủy lực: bao gồm bơm dầu cụm thân van, có chức cấp dầu cho biến mơ, ly hợp phanh để điều khiển hoạt động biến mơ truyền động bánh hành tinh; - Hệ thống điều khiển điện tử: bao gồm hộp điều khiển (ECU), cụm tín hiệu vào cảm biến cơng tắc để nhận biết tín hiệu làm sở điều khiển phận chấp hành van điện từ Hình 1: Sơ đồ khối hộp số tự động điều khiển điện tử Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động Như thế, bản, cấu tạo hoạt động hộp số điều khiển điện tử gần giống hộp số điều khiển thủy lực hồn tồn Chức năng, cấu tạo hoạt động biến mơ truyền động bánh hành tinh hồn tồn giống Ở khác phương thức điều khiển Đối với hộp số điều khiển hồn tồn thủy lực hệ thống điều khiển thủy lực có chức nhận biết tín hiệu điều khiển góc mở bướm ga (van bướm ga, thơng qua dây cáp, chân khơng) tốc độ xe (van ly tâm) để điều khiển chuyển số Còn hộp số điều khiển điện tử, chức nhận biết tín hiệu điều khiển góc mở bướm ga, tốc độ xe,… thuộc hệ thống điện tử Các cảm biến, cơng tắc có nhiệm vụ nhận biết tín hiệu điều khiển gửi hộp ECU Hộp ECU xử lý đưa tín hiệu điều khiển đến van điện từ điều khiển áp suất mạch dầu chính, van điện từ chuyển số van điện từ khóa biến mơ Các van điện từ phối hợp điều khiển van hệ thống thủy lực cấp dầu cho biến mơ truyền động bánh hoạt động (hình 2) Hình 2: Sơ đồ hệ thống điều khiển thủy lực Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động II HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ Hệ thống điều khiển điện tử gồm cụm phận (hình 3): - Cụm tín hiệu điều khiển - Hộp điều khiển điện tử - Các van điện từ TÍN HIỆU Đ.KHIỂN Cơng tắc chọn chế độ hoạt động Cơng tắc vị trí cần số HỘP ĐIỀU KHIỂN ECU Điều khiển thời điểm chuyển số Cảm biến tốc độ Cơng tắc đèn phanh Van điện từ chuyển số S1 Van điện từ chuyển số S2 Cảm biến vị trí bướm ga Cảm biến nhiệt độ nước làm mát BỘ PHẬN CHẤP HÀNH Điều khiển khóa biến mơ Van điện từ khóa BM S3 Hệ thống tự chẩn đốn Đèn báo số O/D “OFF” Cơng tắc số OD ECU điều khiển chạy tự động Hệ thống dự phòng Hình 3: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển điện tử Cụm tín hiệu điều khiển: Các cảm biến cơng tắc đóng vai trò nhận biết tín hiệu khác để xác định thời điểm chuyển số khóa biến mơ thích hợp, chuyển đổi thành tín hiệu điện truyền ECU - Cơng tắc chọn chế độ hoạt động: Xác định thời điểm chuyển số khóa biến mơ, áp dụng cho chế độ hoạt động Normal hay Power - Cơng tắc vị trí cần số: Xác định vị trí số - Cảm biến vị trí bướm ga: Xác định góc mở bướm ga - Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: Xác định nhiệt độ nước làm mát động - Cảm biến tốc độ xe: Xác định tốc độ xe - Cơng tắc đèn phanh: Báo hiệu thời điểm đạp phanh - Cơng tắc số truyền tăng OD: Chọn chế độ hoạt động số truyền tăng Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động Bộ điều khiển điện tử (ECU): (Hình 4) ECU có chức sau: - Điều khiển thời điểm chuyển số - Điều khiển thời điểm khóa biến mơ - Điều khiển mạch dầu áp suất - Chẩn đốn - Chức an tồn Hình 4: Sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động Ví dụ hoạt động số dãy số D hình 23 C1 F0 C0 F1 Bánh bị động B0 B3 F2 B2 C2 B1 Trục trung Trục gian sơ cấp Hình 23: Sơ đồ hoạt động số dãy D Điều khiển khóa biến mơ Để tránh tượng trượt biến mơ chạy tốc độ cao, ECU điều khiển khóa biến mơ thơng qua van điện từ S3 van điều khiển khóa biến mơ a Điều khiển ly hợp khố biến mơ nhả: Nếu van điện số khơng bật tín hiệu từ ECU, làm áp suất chuẩn tác dụng lên phía van tín hiệu khố biến mơ (Hình 24) Ly hợp khoá biến mô p suất chuẩn p suất chuẩn xả Mạch B2 p suất biến mô Van điện từ số tắt Van tín hiệu khoá biến mô Van rơ le khoá biến mô Hình 24: Ly hợp khóa biến mơ nhả khớp Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 20 Khi van tín hiệu khố biến mơ dịch chuyển xuống dưới, ngăn đường dầu B2 từ van chuyển số 1-2, làm van rơle khố biến mơ dịch chuyển xuống áp suất dầu tác dụng lên phần phía Do đó, mạch dầu biến mơ truyền hình vẽ dưới, dầu vào biến mơ, đẩy tách ly hợp khóa biến mơ khỏi vỏ biến mơ b Điều khiển ly hợp khố biến mơ đóng: Khi van điện số mở tín hiệu từ ECU, giải phóng áp suất dầu tác dụng lên phần van tín hiệu khóa Van tín hiệu khố bị đẩy lên phía sức căng lò xo mạch dầu B2 từ van chuyển số 1-2 tác dụng lên phần van rơle khố Do đó, van rơle khố dịch chuyển lên trên, chuyển đổi đường dầu qua biến mơ dịch chuyển xuống áp suất dầu tác dụng lên phần phía trên, làm đường dầu biến mơ tác dụng lên phía bên phải ly hợp khóa, đẩy tì vào vỏ phía trước, nên ly hợp biến mơ khóa (hình 25) khóa p suất chuẩn Ly hợp khoá biến mô p suất chuẩn xả Mạch B2 p suất biến mô Van điện từ số bật Van tín hiệu khoá biến mô Van rơ le khoá biến mô Hình 25: Ly hợp khóa biến mơ đóng khớp [‘\ Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 21 Chương 2: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG I MỤC ĐÍCH Trong hoạt động dạy học hộp số tự động, việc khảo sát q trình điều khiển hệ thống điện tử nói riêng hoạt động hộp số nói chung khó khăn Nên vấn đề tách rời mơ hoạt động hệ thống điều khiển điện tử để phục vụ cho cơng tác giảng dạy cần thiết Bằng cách thể lại tất chi tiết hệ thống điều khiển điện tử mơ hình thơng qua hoạt động chúng giúp người học dễ dàng nhận thấy hiểu cách tường tận chất, cấu tạo, hoạt động hệ thống q trình điều khiển chuyển số hộp số tự động Học tập mơ hình, người học quan sát trực quan phận thực hệ thống điều khiển điện tử, vận hành hoạt động hệ thống Nhờ đó, người học tiếp thu kiến thức dễ dàng hơn, hiểu sâu hệ thống điều khiển điện tử hộp số tự động Mơ hình giúp người học củng cố kiểm nghiệm lại kiến thức lý thuyết học hộp số tự động II CẤU TẠO MƠ HÌNH Giới thiệu mơ hình Mơ hình thiết kế sở chi tiết thực hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động A140E Toyota cảm biến tốc độ, cảm biến vị trí bướm ga, ECU, van điện từ, cơng tắc vị trí cần số Ngồi ra, mơ hình thiết kế thêm hệ thống dẫn động, cơng tắc điều khiển hệ thống hiển thị thơng tin hoạt động hộp số (Hình 26) Hình 26: Mơ hình hệ thống điều khiển hộp số tự động Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 22 Cấu tạo mơ hình thể bảng điều khiển gồm có cụm phận sau: a Cụm tín hiệu điều khiển: - Cảm biến vị trí bướm ga; - Cảm biến tốc độ xe; - Cơng tắc vị trí cần số; - Cơng tắc nhiệt độ nước; - Cơng tắc số OD; - Cơng tắc báo phanh; - Cơng tắc chọn chế độ; - Delco b Hộp điều khiển ECU c Bộ phận chấp hành: - 02 van điện từ chuyển số S1, S2; - 01 van điện từ khóa biến mơ S3 d Hệ thống hiển thị thơng tin: - Đồng hồ báo dãy số hoạt động; - Đồng hồ hiển thị tốc độ xe; - Đồng hồ hiển thị góc mở bướm ga (%); - Sơ đồ chuyển số hộp số; - Các sơ đồ cấu tạo phận cụm chi tiết hộp số e Bộ phận dẫn động: - Cơng tắc nguồn (12V); - Mơ tơ dẫn động trục cảm biến tốc độ; - Mạch giao tiếp, hiển thị thơng tin Các thành phần a Cảm biến vị trí bướm ga.(hình 27) Cb vị trí bướm ga ECM 5V VC +B VTA IDL E Hình 27: Cảm biến vị trí bướm ga Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 23 Cảm biến vị trí bướm ga cho biết góc mở bướm ga (tín hiệu tải động cơ), bao gồm cực: VC, VTA, IDL, E Cảm biến vị trí bướm ga loại biến đổi cách tuyến tính góc mở bướm ga thành tín hiệu điện gửi ECU - Chân Vc cấp điện áp 5V từ ECU - VTA chân tín hiệu cảm biến, điện áp chân VTA tỷ lệ với góc mở bướm ga - IDL cho biết vị trí cánh bướm ga đóng hồn tồn Khi cánh bướm ga đóng hồn tồn, trượt phía nối cực IDL với E, nên điện áp cực IDL 0V, tín hiệu ECU xác nhận Cảm biến vị trí bướm ga dẫn động thơng qua núm điều khiển bướm ga, góc xoay núm tương ứng với góc mở bướm ga, độ mở bướm ga hiển thị qua đồng hồ hiển thị % độ mở bướm ga b Cảm biến tốc độ xe (Hình 28) Cảm biến tốc độ dẫn động mơ tơ điện chiều, hệ thống dây đai pu ly với tỷ số truyền 1:1, tốc độ mơ tơ thay đổi tỷ lệ với độ mở bướm ga, tốc độ mơ tơ tương ứng với tốc độ xe Điện áp sử dụng cho mơ tơ điện áp chiều 12V ECU CB tốc độ 5V 12V SP2 5V SP1 Hình 28: Cảm biến tốc độ Cảm biến tốc độ kiểu Hall, cảm biến có cực: + Cực Vc ECU cấp điện áp 5V + Cực SP cực cho tín hiệu + Cực E cực nối mát cho cảm biến Do điều kiện thực tế để đơn giản cho mơ hình, có cảm biến tốc độ sử dụng lấy hai tín hiệu gửi ECU tương ứng với hai tín hiệu từ hai cảm biến tốc độ xe c Cơng tắc vị trí cần số (hình 29) ECU nhận thơng tin số gài từ cơng tắc vị trí cần số, sau xác định chế độ gài số tương ứng Cơng tắc vị trí cần số có tiếp điểm cho vị trí số Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 24 Cơng tắc vị trí cần số B NB Khóa điện Cầu chì ST IG ECT ECU Tới máy khởi động E N L Cầu chì Đèn báo vị trí cần số Hình 29: Cơng tắc vị trí cần số d Các cơng tắc khác mơ hình (Hình 30) Các cơng tắc bố trí thành khu mơ hình giúp người học dễ dàng nhận thuận tiện cho cơng việc điều khiển hoạt động mơ hình - Cơng tắc đèn phanh Cơng tắc đèn phanh thay cơng tắc ON – OFF Khi cơng tắc đèn phanh bật, báo cho ECU biết đạp phanh, ECU điều khiển hủy khóa biến mơ - Cơng tắc chọn chế độ Cho phép chọn chế độ hoạt động mong muốn (bình thường hay tải nặng), cơng tăc bật (ON) chế độ tải nặng xác lập Ở chế độ tải nặng thời điểm chuyển số xẩy trễ - Cơng tắc nhiệt độ nước làm mát Để xác định nhiệt độ động cơ, ECU phải dựa vào cơng tắc nhiệt độ nước làm mát động cơ, cơng tắc nhiệt độ nước làm mát dạng ON-OFF , cơng tắc bật (ON) có nghĩa nhiệt độ nước làm mát động đạt nhiệt độ làm viêc động - Cơng tắc OD Cơng tắc cho phép hộp số chuyển lên số truyền tăng hay khơng Cơng tắc ON, ECU cho phép chuyển lên số truyền tăng điều kiện cho phép - Cơng tắc nguồn (cơng tắc IG) Hệ thống làm việc cơng tắc nguồn bật Đây cơng tắc cấp nguồn cho tồn hệ thống e Hộp điều khiển ECU (Hình 30) Hộp điều khiển mơ hình loại hộp điều khiển chung động hộp số Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 25 Hình 30: ECU chân ECU f Các van điện từ (Hình 31) Các van điện từ hệ thống gồm: van điện từ S1, S2 điều khiển thời điểm chuyển số; Van điện từ S3 điều khiển thời điểm khóa biến mơ Chúng hoạt động theo tín hiệu điều khiển từ ECU Hình 31: Các van điện từ g Các đồng hồ hiển thị thơng tin (Hình 32) Bao gồm đồng hồ điện tử báo thơng số về: - Dãy số - Tốc độ xe - Độ mở (%) bướm ga Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 26 Hình 32: Các đồng hồ hiển thị mơ hình h Sơ đồ chuyển số ly hợp, phanh (Hình 33) Các đèn Led sơ đồ sáng lên báo tín hiệu van điện từ ly hợp, phanh hoạt động tương ứng với cấp số Hình 33: Sơ đồ chuyển số ly hợp, phanh Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 27 III HOẠT ĐỘNG CỦA MƠ HÌNH Cấp nguồn cho hệ thống - Cấp nguồn điện 12V cho hệ thống - Bật cơng tắc nguồn cấp điện cho tồn hệ thống Lúc tồn hệ thống cấp nguồn Hoạt động cấp số a Cơng tắc vị trí cần số vị trí P N: Đèn báo vị trí dải số P N đồng hồ dãy số sáng; van điện từ S1 ON, van điện từ S2 OFF; C0 hoạt động b Cơng tắc vị trí cần số vị trí R: Đèn báo vị trí số R đồng hồ dãy số sáng Van điện từ S1 ON, ly hợp C0, C2, phanh B3 hoạt động Điều có nghĩa truyền hành tinh hoạt động, chuyển động động truyền đến trục thứ cấp hộp số c Cơng tắc vị trí dải số D: - Cơng tắc nhiệt độ nước làm mát bật - Cơng tắc đèn phanh tắt - Cơng tắc OD bật (tiếp điểm mở) đèn báo OD OFF tắt, hộp số chuyển lên số truyền tăng (số D) Hộp số bắt đầu truyền động số 1: Số truyền van điện từ S1 ON, ly hợp C0 C1, khớp chiều F0 F2 hoạt động Hộp số chuyển lên số 2: Khi tốc độ mơ tơ đạt đến giá trị từ 20 đến 30 km/h, ECU điều khiển van điện từ S2 ON Ngồi chi tiết hoạt động số có chi tiết: S1 ON, B2, F1 hoạt động Số có tỉ số truyền nhỏ so với tỷ số truyền số 1, tốc độ trục thứ cấp tăng Hộp số chuyển lên số 3: Khi tốc độ mơ tơ đạt đến giá trị 40 đến 50 km/h, ECU điều khiển van điện từ S1 ON, ly hợp C0, C1và C2, phanh B2, khớp chiều F0 hoạt động Hộp số chuyển lên số truyền tăng: Khi tốc độ mơ tơ tiếp tục tăng đạt giá trị 60 đến 70 km/h, hộp số chuyển lên số truyền tăng, ly hợp C1, C2, phanh B0, B2 hoạt động Khi cơng tắc OD tắt (tiếp điểm đóng) đèn báo OD OFF sáng, hộp số khơng thể chuyển lên số truyền tăng Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 28 d Cơng tắc vị trí tay số dải hay dải L: Khi cơng tắc vị trí tay số dải hay dải L hoạt động số tương tự số dải D dải khơng có số OD dải L có số số Ngồi hai dải số có tượng phanh động xe chạy theo qn tính Hoạt động cấp số theo bảng sơ đồ hình 33 e Cơng tắc chọn chế độ hoạt động bật: Khi cơng tắc chọn chế độ hoạt động bật ON, thời điểm chuyển số xảy trễ IV THỰC TẬP TRÊN MƠ HÌNH Trên mơ hình ứng dụng nhiều thực tập hệ thống điều khiển hộp số tự động, người học có điều kiện tiếp cận với thiết bị cách trực quan sinh động, nghiên cứu, phân tích, vận hành hệ thống hoạt động điều kiện, tình khác Nhờ đó, người học dễ dàng tiếp thu kiến thức rèn luyện kỹ sửa chữa hộp số tự động tốt Dưới giới thiệu số thực tập mơ hình để tham khảo Bài thực hành số 1: NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ TRONG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG a Mục đích: - Xác định thành phần chính, chi tiết hệ thống điều khiển điện tử Vị trí, chức chúng - Giải thích cấu tạo chi tiết - Xác định ngun lý hoạt động chi tiết hệ thống b Chuẩn bị: - Tài liệu học tập hộp số tự động - Sơ đồ hệ thống điện - Bình ắc-quy c Thực hiện: - Xác định vị trí, cấu tạo chi tiết mơ hình - Trình bày ngun lý hoạt động chi tiết hệ thống Bài thực hành số 2: VẬN HÀNH VÀ KHẢO SÁT HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG TỪNG DÃY SỐ a Mục đích: Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 29 - Xác định giải thích chế độ hoạt động hộp số dãy số, cấp số b Chuẩn bị: - Tài liệu học tập hộp số tự động - Sơ đồ hệ thống điện - Bình ắc-quy c Thực hiện: - Vận hành hệ thống mơ hình hoạt động - Quan sát q trình hoạt động van điện từ, ly hợp phanh cấp số, dãy số - Giải thích q trình hoạt động hệ thống Bài thực hành số 3: KIỂM TRA CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT a Mục đích: - Xác định giá trị, thơng số kỹ thuật chi tiết b Chuẩn bị: - Tài liệu học tập hộp số tự động - Sơ đồ hệ thống điện - Bình ắc-quy - Đồng hồ VOM c Thực hiện: - Đo giá trị điện trở, điện áp cảm biến, cơng tắc, van điện từ mơ hình - Đo kiểm mạch điện [‘\ Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 30 PHẦN KẾT LUẬN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC Với nỗ lực tinh thần làm việc nghiêm túc nhóm nghiên cứu, đề tài hoàn thành thời gian qui đònh đạt yêu cầu, nhiệm vụ đặt thiết kế chế tạo thành công mô hình hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động phục vụ cho công tác giảng dạy thực hành Đề tài đạt số kết đònh, đem lại nhiều ý nghóa mặt khoa học thực tiễn Tính sáng tạo: Nội dung đề tài mang tính thiết thực, lónh vực quan tâm nay, nghiên cứu cải tiến thiết bò dạy học phục vụ cho công tác giảng dạy, giúp cho trình dạy học thực hành hộp số tự động sinh động dễ hiểu, góp phần khai thác sử dụng hộp số tự động có hiệu Tính khoa học: sản phẩm đề tài mô hình phục vụ giảng dạy, thể cấu tạo hoạt động hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động điển hình, giúp cho người học thực hành tiếp thu kiến thức cách trực quan sinh động Đề tài khai thác có hiệu tính ưu việt mô tính sư phạm, thẩm mỹ, trực quan vào công tác dạy học, cải tiến nâng cao chất lượng đào tạo theo chương trình công nghệ KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI VÀ ỨNG DỤNG THỰC TẾ Nhu cầu học tập sửa chữa hộp số tự động lớn Đề tài tiếp cận với phát triển ngành công nghệ ôtô, chuyển tải đến người học phương pháp học tập sinh động, nội dung kiến thức chuyên môn cao, giúp cho người học, người làm công tác sửa chữa dễ dàng tiếp cận công nghệ sửa chữa kỹ thuật cao Mô hình đạt yêu cầu tính kỹ thuật, sư phạm thẩm mỹ, có tính ứng dụng thực tế cao, đối tượng phục vụ rộng lớn, chuyển giao công nghệ cho trường bạn, công ty, xưởng sửa chữa ôtô để đưa vào giảng dạy tham khảo chuyên môn TÍNH HIỆU QUẢ KINH TẾ Xà HỘI Mô hình giúp cho công tác giảng dạy sinh động dễ hiểu, tiết kiệm thời gian công sức cho người dạy người học, nâng cao suất hiệu trình dạy học Sản phẩm làm có giá thành thấp, đơn giản, dễ sử dụng, có tính thiết thực cao, việc triển khai ứng dụng dễ dàng, đem lại tính hiệu kinh tế cao Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 31 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI VÀ CÁC KIẾN NGHỊ Qua thời gian dạy thử nghiệm cho nhiều đối tượng khác nhau, cho thấy tính thiết thực hiệu mô hình cao, không khí học tập sôi hưng phấn hơn, vật tư thực tập bò hư hỏng Điều cho thấy thành công đề tài cần nhanh chóng triển khai, đưa vào ứng dụng diện rộng Mô hình kết hợp với số mô hình khác hộp số tự động có xưởng thực tập Khung gầm, Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ chí Minh tạo nên đa dạng hóa loại mô hình, đa dạng hóa phương pháp, hoạt động dạy học hộp số tự động Hộp số tự động có đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động phức tạp, công việc kiểm tra, sửa chữa đòi hỏi phải có kỹ thuật cao xác, nên để công tác giảng dạy học tập tốt, đạt hiệu cao, cần phải đầu tư nhiều phần mềm hỗ trợ dạy học giáo trình điện tử, phim video, trợ huấn cụ, loại mô hình, vật tư thực tập phong phú, đa chủng loại Có vậy, rút ngắn khoảng cách trình đào tạo nhà trường với phát triển nhanh thực tế bên [‘\ Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện thân xe điều khiển tự động tơ Nhà Xuất Đại học Quốc gia TP HCM [2] Tài liệu đào tạo Toyota, tập 9, giai đoạn 2: Hộp số tự động [3] Tài liệu đào tạo Toyota, tập 4, giai đoạn 3: ECT [4] Tài liệu đào tạo Toyota, tập 1, giai đoạn 3: TCCS [5] Tom Birch, Automatic Transmission, Ohio [@\ Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 33 [...]... (hình 25) khóa p suất chuẩn Ly hợp khoá biến mô p suất chuẩn xả Mạch B2 p suất biến mô Van điện từ số 3 bật Van tín hiệu khoá biến mô Van rơ le khoá biến mô Hình 25: Ly hợp khóa biến mơ đóng khớp [‘\ Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 21 Chương 2: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG I MỤC ĐÍCH Trong hoạt động dạy và học hộp. .. Hệ thống chỉ có thể làm việc khi cơng tắc nguồn bật Đây là cơng tắc cấp nguồn cho tồn bộ hệ thống e Hộp điều khiển ECU (Hình 30) Hộp điều khiển trên mơ hình là loại hộp điều khiển chung động cơ và hộp số Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 25 Hình 30: ECU và các chân của ECU f Các van điện từ (Hình 31) Các van điện từ của hệ thống gồm: van điện từ S1, S2 điều. .. các van điện từ dùng để điều khiển đóng mở cửa thốt của các đường dầu Trong hộp số tự động điều khiển bằng điện tử A140E có ba van điện từ: van điện từ số 1 và số 2 dùng để điều khiển thời điểm sang số và van điện từ số 3 dùng để điều khiển đóng ngắt ly hợp khóa biến mơ (Hình 21) Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 18 Thân van Van điện từ No.1 Van điện từ... mơ hình - Trình bày ngun lý hoạt động của các chi tiết và hệ thống 2 Bài thực hành số 2: VẬN HÀNH VÀ KHẢO SÁT HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG TỪNG DÃY SỐ a Mục đích: Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 29 - Xác định và giải thích các chế độ hoạt động của hộp số ở từng dãy số, cấp số b Chuẩn bị: - Tài liệu học tập về hộp số tự động - Sơ đồ hệ thống điện. .. các van chuyển số, điều khiển các van chuyển số cấp hay cắt dầu đến các bộ phanh hay ly hợp để điều khiển hoạt động chuyển số từ số 1 đến số OD trong hộp số Sơ đồ hoạt động của các van điện từ và các bộ phanh và ly hợp như hình 22 Hình 22: Sơ đồ mạch điện các van điện từ Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 19 Ví dụ hoạt động ở số 1 dãy số D như hình 23 C1 F0... 9) Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 10 Hình 8: Cảm biến tốc độ xe Hình 9: Bộ điều khiển lựa chọn cảm biến khi một cảm biến có sự cố Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 11 3 Cơng tắc chọn chế độ: Cơng tắc chọn chế độ được thiết kế nhằm giúp thuận tiện cho việc điều khiển xe trong các điều kiện khác nhau, tối ưu tính... động của hộp số (Hình 26) Hình 26: Mơ hình hệ thống điều khiển hộp số tự động Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 22 Cấu tạo mơ hình được thể hiện trên một bảng điều khiển và gồm có các cụm bộ phận chính sau: a Cụm tín hiệu điều khiển: - Cảm biến vị trí bướm ga; - Cảm biến tốc độ xe; - Cơng tắc vị trí cần số; - Cơng tắc nhiệt độ nước; - Cơng tắc số OD; - Cơng... điện từ S1, S2 điều khiển thời điểm chuyển số; Van điện từ S3 điều khiển thời điểm khóa biến mơ Chúng hoạt động theo tín hiệu điều khiển từ ECU Hình 31: Các van điện từ g Các đồng hồ hiển thị thơng tin (Hình 32) Bao gồm các đồng hồ điện tử báo các thơng số về: - Dãy số - Tốc độ xe - Độ mở (%) của bướm ga Thiết kế, chế tạo mơ hình giảng dạy hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động 26 Hình 32: Các đồng... về hộp số tự động II CẤU TẠO MƠ HÌNH 1 Giới thiệu mơ hình Mơ hình được thiết kế trên cơ sở các chi tiết thực của hệ thống điện tử điều khiển hộp số tự động A140E của Toyota như các cảm biến tốc độ, cảm biến vị trí bướm ga, ECU, các van điện từ, cơng tắc vị trí cần số Ngồi ra, trên mơ hình còn thiết kế thêm hệ thống dẫn động, các cơng tắc điều khiển và hệ thống hiển thị thơng tin hoạt động của hộp số. .. cách tường tận về bản chất, cấu tạo, hoạt động của hệ thống trong q trình điều khiển chuyển số của một hộp số tự động Học tập trên mơ hình, người học được quan sát trực quan các bộ phận thực của hệ thống điều khiển điện tử, vận hành hoạt động của hệ thống Nhờ đó, người học tiếp thu kiến thức dễ dàng hơn, hiểu sâu hơn về hệ thống điều khiển điện tử hộp số tự động Mơ hình còn giúp người học củng cố và