Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu được sưu tầm,chỉnh sửa và trình bày từ kiến thức căn bản cho đến nâng cao.Hình ảnh minh hoạ,phong phú,đơn giản giúp bạn đọc có cái nhìn trực quan hơn về cấu tạo chung trên ô tô.Rất mong nhận được sự quan tâm và ủng hộ của các bạnThanks
Bài tiểu luận Công nghệ ô tô phát triển I Hệ thống truyền lực ô tô cầu chủ động cải thiện nhằm - Hạn chế ô nhiễm (tăng tính thân thiện với môi trường) - Tiết kiệm nhiên liệu (tăng tính kinh tế) kiểm soát hiệu suất - Tăng công suất (tăng tính hiệu quả) kiểm soát công suất (chống trượt, giúp ổn định) - Nâng cao an toàn giao thông - Nâng cao tiện nghi sử dụng II Sự phát triển hệ thống truyền lực Sự đời hộp số sàn Được ví trái tim hệ thống truyền lực, hộp số biến đổi mô-men, tốc độ làm việc động cho phù hợp với điều kiện làm việc bánh xe đường Kể từ phát minh tiếng George Selden truyền động cầu trước kết hợp với động xi lanh đặt nằm ngang trở thành thiết kế xe hơi, có ý tưởng phù hợp Giới thiệu vào năm 1894, phác thảo hộp số cận đại hai kỹ sư người Pháp, Louis-Rene Panhard Emile Levassor đưa không mang cho hai ông vinh quang mà ngược lại phải nhận trích Buổi thuyết trình không thành công, xe mô hình bị chết máy, nội dung bị cắt bớt trình bày bảng đen Một tờ báo viết "kẻ bịp bợm dùng nhiều trò mánh khóe để lừa gạt công chúng hâm hộ với xe mới” Có lẽ nhà phát minh nên bỏ qua buổi nói chuyện công nghệ sử dụng mô tả vừa đủ Những họ làm thật thô thiển Trương Minh Hiếu – Lớp 12ACKDL GTVT3 Trang Bài tiểu luận Công nghệ ô tô phát triển Chiếc xe George Selden thiết kế vào năm 1877 Thời ấy, kết cấu truyền động đơn giản truyền đai truyền bánh côn Xe chạy với tốc độ đa 32 km/h Khi gặp vật cản đường, tài xế phải dừng lại gài số thấp F W Lanchester, người tiên phong lĩnh vực ôtô Anh, mô tả xe ông gồm hai cấp truyền đai, cho tốc độ thấp, cần mô-men lớn tốc độ cao, mô-men nhỏ Một năm sau hộp báo tai tiếng, Panhard and Levassor danh trở lại với riêng hộp số mà toàn hệ thống truyền lực Lần này, họ có xe sẵn sàng chạy đạp ga Bên cạnh họ có nhiều thay đổi ý tưởng Thực tế, mẫu đáp ứng hầu hết yêu cầu xe xây dựng vào năm 90 năm sau Không giống mẫu xe thời, thiết kế có động đặt dọc phía trước, truyền công suất cầu sau thông qua ly hợp hộp số trượt cấp cầu chuyển động xích Nó gần giống hệ thống truyền lực xe đại, chưa có vi sai bán trục chủ động Tuy nhiên, vào năm 1898, điều trở Trương Minh Hiếu – Lớp 12ACKDL GTVT3 Trang Bài tiểu luận Công nghệ ô tô phát triển thành thực nhà triệu phú Louis Renault kết nối công suất thành công từ động đặt dọc, qua hộp số tới cầu sau “sống” trục kim loại Cầu sau “sống” hay gọi vi sai cầu sau, mà Renault làm phù hợp với ý tưởng phát triển người Mỹ có tên C E Duryea vào năm 1893 Vì khắc phục vấn đề mòn lốp, nên phát minh hầu hết nhà sản xuất ôtô áp dụng Vi sai bao gồm cụm bánh răng khớp làm nhiệm vụ phân chia công suất cho hai bánh cầu sau Nó cho phép bánh phía quay nhanh bánh xe quay vòng Năm 1904, hộp số sàn sang số trượt Panhard-Levassor thực hóa hầu hết nhà sản xuất ôtô Dù tồn dạng hay dạng khác chúng sử dụng thời gian gần Hiển nhiên, có cải tiến, thay đổi quan trọng hệ thống đồng hóa cho phép trình ăn khớp cách bánh diễn cách trôi chảy, không phát sinh va đập Hộp số trang bị đồng tốc Cadillac sử dụng lần vào năm 1928 Sau Porsche phát triển, phát minh trở nên phổ biến tận ngày Khoảng thời gian kể từ hộp số sàn xuất thời điểm phát minh đồng tốc, có cố gắng khác nhằm đơn giản trình sang số Đó hộp số có cấu tạo từ truyền bánh hành tinh, xuất lần mẫu Ford Model T 1908 Ford Model T 1908 Trương Minh Hiếu – Lớp 12ACKDL GTVT3 Trang Bài tiểu luận Công nghệ ô tô phát triển Bộ truyền bánh hành tinh bao gồm bánh trung tâm hay gọi bánh mặt trời, số bánh hành tinh ăn khớp xung quanh Ngày nay, truyền hành tinh sử dụng hộp số tự động nhiều số sàn Một vài loại số sàn phức tạp sử dụng bánh hành tinh đưa ra, Wilson Preselector hộp số Nó sử dụng vào năm 30 Hệ thống sử dụng truyền bánh hành tinh riêng rẽ, cho phép lái xe chọn trước tỷ số truyền cách di chuyển cần điều khiển nhỏ cạnh trục lái Sự đời hộp số tự động Kể từ hộp số Panhard-Levassor đời, tất phát minh hay cải tiến khác nhằm mục đích làm cho trình sang số dễ dàng Tất nhiên dễ trình chuyển số thực cách tự động Đó lý giải thích Sturtevant, anh trai Boston, giới thiệu hộp số tự động vào năm 1904 Quả văng ly tâm điều khiển ăn khớp bánh theo tốc độ, Quá trình sang số không cần đến đóng mở ly hợp Tuy nhiên truyền gặp lỗi, trọng lượng thường lệch bề bên Reo có cố gắng đầy ý nghĩa vào năm 1934 cho đời hộp số Reo Self-Shifter gồm hai truyền mắc nối tiếp Bộ truyền thứ tự động chuyển số cách điều khiển trình đóng mở ly hợp ma sát nhiều đĩa theo tốc độ xe Bộ truyền thứ điều khiển tay sử dụng động cần tỷ số truyền thấp Trương Minh Hiếu – Lớp 12ACKDL GTVT3 Trang Bài tiểu luận Công nghệ ô tô phát triển Sơ đồ cấu tạo hộp số Reo Self Shifter Năm 1937, Oldsmobile tung hộp số bán tự động cấp gọi “ hộp số an toàn tự động” Tài xế không cần sử dụng tới bàn đạp ly hợp cần số xe chuyển từ số sang số từ lên Áp suất dầu điều khiển truyền hành tinh Điểm sang số thiết lập sẵn theo tốc độ động Đã có 28.000 Oldsmobile 1938 trang bị hộp số Khía cạnh an toàn mà nhà sản xuất đưa đây: lái xe tập trung đường nhiều không cần thao tác chuyển số Hộp số an toàn xuất điềm báo trước đời hộp số GM HydraMatic vào năm 1939 Ngay sau đó, Oldsmobile trang bị cho mẫu xe phiên 1940 Buick trang bị hộp số bán tự động cấp đặc biệt vào năm 1938, có số vấn đề phát sinh nên thực hóa vào năm Hydra-Matic gồm truyền bánh hành tinh, điều khiển thủy lực Bộ kết nối thủy lực làm nhiệm vụ truyền công suất từ động sang hộp số thay cho ly hợp Danh tiếng kết nối thủy lực tới Chrysler, nơi phát triển mẫu ý tưởng vào năm 1937 Tuy nhiên, Chrysler không sử dụng năm 1941, hộp số Chrysler Fluid Drive giới thiệu Tuy hộp số tự động, hộp số tiêu chuẩn kết nối thủy lực, ly hợp Trương Minh Hiếu – Lớp 12ACKDL GTVT3 Trang Bài tiểu luận Công nghệ ô tô phát triển Ý tưởng có từ lâu, đến năm 1948 hộp số tự động hoàn toàn xuất hiện, sử dụng biến mô thủy lực truyền bánh hành tinh ngày Chiếc Buick Roadmaster vinh dự mẫu xe trang bị Dynaflow, mẫu hộp số tự động đại, option giá 244 USD Trong vòng năm, 85% Buick có Dynaflow Các loại hộp số mới ngày Hộp số – ly hợp kép DCT Hộp số tay thường dùng dòng xe phổ thông giúp người lái thay đổi lực kéo số vòng quay bánh xe chủ động để vận tốc phù hợp với lực cản đường theo nhu cầu sử dụng Tuy nhiên chức trên, xe đại đòi hỏi độ êm dịu chuyển số nhàn nhã điều khiển xe Vì thế, loại hộp số tự động 4, 5, hay cấp đời Dùng hộp số tay có nhược điểm không tạo cảm giác êm dịu chuyển số, hộp số tự động có kết cấu phức tạp làm gia tăng lượng tiêu thụ nhiên liệu Nhưng, có loại hộp số loại bỏ nhược điểm trên, hộp số- ly hợp kép: Dual - Clutch Transmission (DCT) hay gọi hộp số bán tự động Sơ lược lịch sử Người sáng tạo hệ thống ly hợp kép kỹ sư ôtô trẻ tuổi, Adolphe Kégresse biết đến nhiều vai trò người phát triển loại xe halftrack (với bánh lốp đằng trước bánh xích phía sau), giúp xe vượt qua nhiều loại địa hình phức tạp Năm 1939, Kegresse thai nghén ý tưởng hệ thống hộp số trang bị ly hợp kép với hy vọng sử dụng xe huyền thoại, Citroen “Traction” Thật không may, tình hình tài bất lợi ngăn cản kế hoạch phát triển xa dự án Trương Minh Hiếu – Lớp 12ACKDL GTVT3 Trang Bài tiểu luận Công nghệ ô tô phát triển Cần điều khiển hộp số DCT Cả Porsche Audi phát triển concept hệ thống ly hợp kép, sử dụng phiên xe đua hạn chế Những 956 962C phiên xe đua lắp đặt hệ thống Porsche Dual Klutch - PDK (hệ thống ly hợp kép Porsche) Năm 1986, 962 chiến thắng giải đua Monza 1.000km dành cho xe prototype (Monza 1.000km World Sports Prototype Championship) Đây chiến thắng dành cho xe trang bị hệ thống PDK hộp số bán tự động với nút bấm chuyển số Audi làm nên lịch sử năm 1985 Sport Quatro S1 Rally trang bị hộp số với ly hợp kép, chiến thắng, chinh phục Pikes Peak đua lên đỉnh núi cao đến 4.300m Tuy nhiên, việc sản xuất thương mại hộp số với ly hợp kép không tiến hành VW người tiên phong việc sản xuất đại trà hộp số với ly hợp kép với cho phép công ty BorgWarner’s DualTronic Hiện nay, xe trang bị công nghệ DCT bán châu Âu bao gồm: Beatle, Golf, Touran Jetta Volkswagen; TT A3 Audi; Altea, Toledo, Leon Seat Skoda Octavia Ford đại gia thứ hai ứng dụng sản xuất công nghệ ly hợp kép, với liên kết Ford châu Âu nhà sản xuất mà Ford góp 50% vốn liên doanh GETRAGFord Đây hệ thống mà Ford gọi Powershift System, hộp số tốc độ với hệ thống ly hợp kép xuất lần đầu triển lãm Ôtô Quốc tế Frankfurt Trương Minh Hiếu – Lớp 12ACKDL GTVT3 Trang Bài tiểu luận Công nghệ ô tô phát triển 2005 Với phát triển nhanh thế, nhiều người đặt câu hỏi: liệu tương lai, DCT có loại bỏ loại hộp số tự động vô cấp CVT (Continuously Variable Transmission) không? DCT: đối thủ trực tiếp CVT Có thể nói DCT đối thủ cạnh tranh trực tiếp với hộp số CVT Cả hai giúp xe tiết kiệm nhiên liệu giảm chi phí sản xuất so với hộp số tự động truyền thống Tuy nhiên, so sánh chức kết cấu, CVT lại lộ rõ hạn chế Mà cụ thể CVT sử dụng đai để truyền mô-men tạo cấp số, trình hoạt động dễ xảy trượt đai gây tổn thất đáng kể đến hiệu suất truyền lực, hộp số ly hợp kép sử dụng bánh xoắn hộp số tay để thay đổi tỉ số truyền mô-men Với cấu tạo đó, DCT kết hợp ưu điểm hai hộp số phổ biến nhiều dòng xe: hộp số tự động hộp số tay Cấu tạo cải tiến mới Tuy gọi hộp số ly hợp kép DCT lại bàn đạp ly hợp để người lái sử dụng chuyển số Bộ đôi ly hợp thuộc loại ly hợp ma sát ướt, nghĩa đĩa ma sát ngâm dầu tách, nối điều khiển cấu chấp hành: thuỷ lực-điện từ Hai ly hợp hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau, điều khiển bánh cấp số lẻ (1, 3, bánh gài số lùi), ly hợp lại có nhiệm vụ điều khiển bánh gài số chẵn (2, số lùi) Với kết cấu vậy, trình tăng số (1 - - 3…) giảm số (5 - 4) diễn không bị mát công suất Đồng thời, việc gài số truyền thực cách tự động tuỳ thuộc vào chế độ hoạt động động sức cản mặt đường (nếu người lái chọn chế độ tự động hoàn toàn) Vì đảm bảo lực kéo phù hợp với sức cản chuyển động, bảo đảm chất lượng động lực học tính kinh tế nhiên liệu ôtô Trương Minh Hiếu – Lớp 12ACKDL GTVT3 Trang Bài tiểu luận Công nghệ ô tô phát triển Kết cấu hộp số DCT Các ký hiệu: 1: Bánh xoắn ăn khớp với vi sai; 2: bánh thuộc vi sai; 3: trục sơ cấp số1; 4: trục khuỷu động cơ; 5: trục sơ cấp số 2; 6: Ly hợp 2; 7: Ly hợp 1; 8: bánh xoắn ăn khớp với vi sai; 9: bánh ăn khớp với đồng tốc; BR: Cặp bánh số Kết cấu ly hợp ma sát ướt: Giống biến mô thuỷ lực, ly hợp ma sát ướt sử dụng dầu để tạo áp suất điều khiển bánh Và nối ngắt ly hợp thông qua pit-tông lò xo hồi vị Điều khiển ly hợp cấu điện từ thuỷ lực, giống trình điều khiển hộp số tự động Kết cấu đặc biệt DCT hệ trục trung tâm gồm hai trục đồng trục lồng Trục thứ (màu đỏ): đầu (bên trái) liên kết với ly hợp thứ (màu đỏ) then hoa, thân trục bao gồm bánh có kích thước khác ăn khớp với bánh trục thứ cấp thứ nhất, tạo cấp số: 1, 3, Trục lại (màu xanh), đầu lắp với ly hợp thứ (màu xanh), thân trục gồm bánh ăn khớp với bánh trục thứ cấp thứ hai tạo cấp số 2, thêm số lùi Cấu tạo đặc biệt hệ trục trung tâm đôi ly hợp cho phép trình chuyển số nhanh êm hộp số tay truyền thống Tại vậy? Chúng ta hình dung lại thao tác sang số hộp số tay: Khi người điều khiển muốn chuyển số, cần phải giảm ga sau tác động vào bàn đạp ly hợp để ngắt ly hợp, Trương Minh Hiếu – Lớp 12ACKDL GTVT3 Trang Bài tiểu luận Công nghệ ô tô phát triển mô-men động không truyền tới trục sơ cấp hộp số người lái thực việc chuyển số Tiếp đó, người lái nhả bàn đạp ly hợp nối lại đồng thời công suất động truyền tới hộp số Mô-men phân bố theo trạng thái: ON-OFF-ON suốt trình chuyển số Như vậy, độ êm dịu xe sang số phụ thuộc nhiều vào kĩ người điều khiển Khoảng thời gian OFF bé xe bớt bị rung, giật giảm thiểu tổn hao công suất máy Tuy nhiên, DCT hoàn toàn khắc phục điểm yếu hộp số tay nhờ vào hoạt động độc lập hai ly hợp Quá trình chuyển số sau: giả sử thời điểm tại, xe di chuyển số 1, lúc ly hợp đóng (màu đỏ), ly hợp (màu xanh) mở, dòng công suất từ động qua ly hợp 1, qua trục đồng tốc tới trục sơ cấp tới vi sai (xem hình vẽ) Xe tiếp tục gia tăng tốc độ, máy tính tìm kiếm vị trí số kế tiếp, bánh số chọn Khi người điều khiển chuyển số, ly hợp ngắt, đồng thời ly hợp đóng, dòng công suất tiếp tục truyền từ động tới trục thứ cấp dẫn động vi sai Như vậy, thời gian chuyển từ số lên bé, dòng mô-men gần không bị ngắt quãng Cũng theo nguyên lý đó, người lái giảm số chu trình diễn ngược lại Toàn trình chuyển số máy tính kiểm soát lệnh cho cấu chấp hành chọn bánh đòng ngắt ly hợp Nếu người lái chọn chế độ tự động hoàn toàn chế độ điều khiển số tay: chế độ tự động đôi ly hợp hoạt động biến mô thuỷ lực hộp số tự động truyền thống, sử dụng chế độ số tay, người lái thêm thao tác dùng chân trái để điều hành bàn đạp ly hợp Khối điều khiển: Dựa vào thông tin từ cảm biến: cảm biến vị trí số, cảm biến tốc độ xe, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến tốc độ động cơ… đưa về, máy tính lệnh điều khiển thông qua cấu chấp hành Cơ cấu chấp hành: Trong DCT van điều khiển điện từ đóng vai trò cấu chấp hành, thực việc đóng mở đường dầu Van điều khiển từ bao gồm lõi thép từ, cuộn dây Trương Minh Hiếu – Lớp 12ACKDL GTVT3 Trang Bài tiểu luận Công nghệ ô tô phát triển Hình cắt hộp số DCT So sánh với hộp số tay hộp số tự động truyền thống Với hộp số tay: hai xe có động công suất xe sử dụng hộp số DCT cần thời gian hơn so với hộp số tay để đạt vận tốc Và điểm chuyển số, khoảng thời gian OFF gần ) Với hộp số tự động: So với hộp số tự động truyền thống (sử dụng biến mô-men thuỷ lực cấu bánh hành tinh) DCT có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ nhiều Tuy đẳng cấp sánh với nó, hợp lý để lắp xe hạng trung, vừa giúp giảm chi phí sản xuất xe vừa tạo nhàn nhã cho người điều khiển sử dụng chế độ tự động tạo phấn khích cho dân mê tốc độ chế độ tự thay đổi cấp số Với giá nhiên liệu biến đổi theo xu hướng ngày tăng, chờ xem thúc việc tiết kiệm nhiên liệu đưa DCT đến đâu phổ biến đến mức Tuy DCT bộc lộ hạn chế: sử dụng ly hợp ma sát ướt nên khó truyền tải lượng mô-men lớn Vì vậy, hộp số DCT lắp dòng xe du lịch nhỏ: Volkswagen Beatle, Audi TT… Hiện Audi nhà sản xuất xe sử dụng DCT nhiều cho model 2006 A3 V6 3.2, TT 3.2 Quatro,… với tên gọi Direct Shift Gears (DSG) Trương Minh Hiếu – Lớp 12ACKDL GTVT3 Trang ... nghệ ô tô phát triển Hình cắt hộp số DCT So sánh với hộp số tay hộp số tự động truyền thống Với hộp số tay: hai xe có động công suất xe sử dụng hộp số DCT cần thời gian hơn so với hộp số tay để... truyền lực, hộp số ly hợp kép sử dụng bánh xoắn hộp số tay để thay đổi tỉ số truyền mô-men Với cấu tạo đó, DCT kết hợp ưu điểm hai hộp số phổ biến nhiều dòng xe: hộp số tự động hộp số tay Cấu... không phát sinh va đập Hộp số trang bị đồng tốc Cadillac sử dụng lần vào năm 1928 Sau Porsche phát triển, phát minh trở nên phổ biến tận ngày Khoảng thời gian kể từ hộp số sàn xuất thời điểm phát