Nghiên cứu CVT và tính toán sức kéo của xe sử dụng CVT

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT .4 DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .7 MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 10 1.1 Các vấn đề sức kéo ô tô .10 1.1.1 Động đốt .10 1.1.2 Hệ thống truyền lực 12 1.2 Kết cấu số loại hộp số sử dụng ô tô .17 1.2.1 Hộp số tay (MT - Manual Transmission) 17 1.2.2 Hộp số tự động (AT – Automatic Transmission ) 20 1.2.3 Hộp số vô cấp (CVT - Continuously Variable Transmission) .24 1.3 Một số công trình nghiên cứu sức kéo ô tô 26 1.4 Nội dung, phạm vi phương pháp nghiên cứu đề tài 27 1.4.1 Nội dung 27 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 28 1.4.3 Phương pháp nghiên cứu đề tài 28 CHƯƠNG II: HỘP SỐ VÔ CẤP .29 2.1 Hộp số vô cấp (CVT) 29 2.2 Lịch sử phát triển hộp số CVT 29 2.3 Các dạng cấu trúc CVT 30 2.3.1 Hộp số vô cấp CVT với puly đai truyền .30 2.3.2 Hộp số vô cấp CVT sử dụng đĩa lăn (Toroidal CVT) 34 2.3.3 Hộp số vô cấp thủy tĩnh (Hydrostatic CVT) 35 2.4 Ưu điểm nhược điểm hộp số vô cấp CVT 36 2.4.1 Ưu điểm 36 2.4.2 Nhược điểm 37 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN SỨC KÉO CỦA Ô TÔ SỬ DỤNG CVT 38 3.1 Lựa chọn động xe tham khảo có sử dụng CVT 38 3.2 Xây dựng đồ thị cân lực kéo ô tô 39 3.2.1 Tỉ số truyền hệ thống truyền lực 40 3.2.2 Tỉ số truyền truyền lực 41 3.2.3 Tỉ số truyền CVT .42 3.3 Xác định tiêu nhân tố động lực học D 47 3.3.1 Xác định nhân tố động lực học D ô tô chở định mức 47 3.3.2 Xác định nhân tố động lực học DX tải trọng ô tô thay đổi .50 CHƯƠNG IV: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT SÁCH LƯỢC ĐIỀU KHIỂN CVT 52 4.1 Mục tiêu việc điều khiển CVT 52 4.2 Đề xuất sách lược điều khiển CVT 53 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 59 KẾT LUẬN .59 KIẾN NGHỊ .60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 62 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: - Những số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị - Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tác giả Trần Ngọc Anh DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên đại lượng D Nhân tố động lực học d Đường kính vành bánh xe F Diện tích cản diện ô tô f Hệ số cản lăn Đơn vị inch m2 Ga Trọng lượng toàn ô tô N Ge Suất tiêu thụ nhiên liệu g Gt Lượng tiêu thụ nhiên liệu riêng ηt Hiệu suất hệ thống truyền lực i0 Tỉ số truyền truyền lực icvt Tỉ số truyền CVT if Tỉ số truyền hộp số phụ hộp phân phối ihi Tỉ số truyền tay số thứ i hộp số ihn Tỉ số truyền hộp số it Tỉ số truyền hệ thống truyền lực j Gia tốc ô tô K Hệ số cản không khí Me Mômen xoắn N.m nbx Vận tốc góc bánh xe v/p Ne Công suất W ne Tốc độ động v/p OD Số truyền tăng g/kWh m/s2 Ns2/m4 Pf Lực cản lăn N Pi Lực cản lên dốc N Pj Lực cản tăng tốc N Pk Lực kéo bánh xe chủ động N Pm Lực kéo moóc kéo N Pω Lực cản không khí N r0 Bán kính thiết kế bánh xe m rb Bán kính làm việc trung bình bánh xe m vmax Vận tốc lớn xe km/h vmm Vận tốc mong muốn km/h δ α α1 Hệ số kể đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay Độ mở bướm ga % Góc nghiêng tia ứng với số phần trăm tải tính từ trục hoành β Độ dốc mặt đường λ1 Hệ số kể đến biến dạng lốp φ2 Hệ số cản tổng cộng độ độ DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Lực kéo tay số theo tốc độ xe Bảng 3.2: Lực cản không khí Pω lực cản lăn Pf theo tốc độ ô tô Bảng 3.3: Nhân tố động lực học D Bảng 3.4: Tính % tải trọng ô tô Bảng 4.1: Bảng tính toán tỉ số truyền tối ưu CVT theo vận tốc mong muốn người lái Bảng 4.2: Bảng giá trị tỉ số truyền tối ưu lựa chọn cho việc điều khiển DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Đồ thị quan hệ Pk - v Hình 1.2: Một số sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực ô tô thường dùng Hình 1.3: Sơ đồ tổng quát xe sử dụng hộp số tay Hình 1.4: Sơ đồ động hộp số tay cấp Hình 1.5: Sơ đồ tổng quát xe sử dụng hộp số tự động Hình 1.6: Cấu tạo biến mô thủy lực Hình 1.7: Cơ cấu hành tinh Wilson Hình 1.8: Cơ cấu hành tinh kiểu Simpson Hình 1.9: Sơ đồ tổng quát xe sử dụng hộp số vô cấp Hình 1.10: Kết cấu CVT tiêu biểu sử dụng dây đai Hình 2.1: Hộp số vô cấp CVT với puly đai truyền Hình 2.2: Đai chữ V cao su dùng hộp số CVT Hình 2.3: Đai chữ V kim loại dùng hộp số CVT Hình 2.4: Nguyên lý hoạt động hộp số CVT dùng dây đai Hình 2.5: Nguyên lý hoạt động hộp số CVT dùng đĩa lăn Hình 2.6: Hộp số vô cấp thủy tĩnh Hình 3.1: Đồ thị đặc tính động MZR 1.3L Đồ thị 3.1: Đồ thị lực kéo Đồ thị 3.2: Đường đặc tính kéo lý tưởng hộp số CVT Đồ thị 3.3: Nhân tố động lực học D Hình 4.1: Sơ đồ điều khiển CVT Đồ thị 4.2: Đồ thị đặc tính đầy đủ động MỞ ĐẦU Nước ta với kinh tế hội nhập phát triển, số lượng ô tô nhập khẩu, sản xuất nước ngày nhiều đặc biệt xe con, xe du lịch Theo dự báo hiệp hội sản xuất ô tô Việt Nam (VAMA) năm 2012 có 150.000 xe ô tô tiêu thụ nước, bên cạnh ngành công nghiệp sản xuất ô tô phát triển mạnh mẽ Số lượng ô tô tăng nhanh dẫn đến mật độ lưu thông đường ngày lớn Chất lượng đường ngày nâng cao, ô tô thiết kế với công suất lớn, tốc độ cao ngày tiện nghi Trong năm gần đây, có nhiều nguồn lượng nghiên cứu để dùng ô tô, nguồn lượng dùng chủ yếu dầu mỏ Hộp số CVT cho phép thay đổi tỉ số truyền hệ thống cách liên tục mà không cần phải ngắt dòng công suất, đảm bảo cho hệ thống truyền lực có tỉ số truyền thích hợp để động làm việc vùng tối ưu Việc nghiên cứu hộp số vô cấp (CVT) nói chung nghiên cứu đề xuất thuật toán điều khiển tỉ số truyền CVT nói riêng có ý nghĩa quan trọng Nó góp phần nâng cao khả vận hành xe dạng địa hình khác góp phần giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu, qua giảm lượng khí thải môi trường Đó vấn đề giới quan tâm bối cảnh nguồn nhiên liệu không tái sinh dầu mỏ dần cạn kiệt Với mong muốn góp phần nhỏ để giải vấn đề nêu trên, đề tài “ Nghiên cứu CVT tính toán sức kéo xe sử dụng CVT ” thực Việc nghiên cứu sức kéo xe sử dụng CVT thực phương pháp nghiên cứu lý thuyết Kết đạt đề tài sử dụng làm tài liệu tham khảo cho đề tài khác có liên quan Dưới hướng dẫn TS Lê Thanh Tùng, thầy Bộ môn Ô tô xe chuyên dụng, bạn đồng nghiệp khác đề tài hoàn thành Đề tài thực Bộ môn Ô tô xe chuyên dụng - Viện Cơ khí Động lực Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tác giả xin chân thành cảm ơn hướng tận tụy TS Lê Thanh Tùng, đóng góp ý kiến quý báu PGS TS Hồ Hữu Hải bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thành Do thời gian hạn chế nên luận văn khó tránh khỏi thiếu sót, mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn đồng nghiệp Tác giả xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, tháng năm 2012 Tác giả Trần Ngọc Anh CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Các vấn đề sức kéo ô tô Lịch sử phát triển ngành ô tô chứng kiến nhiều loại động khác đời, nguồn động lực dùng ô tô loại động đốt piston tịnh tiến Các thông số đánh giá khả động lực học xe gồm có: • Công suất: Nói chung công suất động lớn, ô tô có tính động lực học cao Tuy nhiên, tính động lực học xe bị giới hạn điều kiện mặt đường mà xe hoạt động, • Lực kéo: Quyết định khả chuyển động xe, khả động lực học xe, • Nhân tố động lực học D: Thể khả động lực học xe, • Thời gian tăng tốc từ đến 100 km/h đến vận tốc tối đa, • Quãng đường tăng tốc đến 100 km/h đến vận tốc tối đa Khả động lực học xe phụ thuộc vào động cơ, tỉ số truyền hệ thống truyền lực, phương thức điều khiển tỉ số truyền, bố trí chung ô tô phân bố khối lượng cầu xe Trong điều kiện hoạt động cụ thể, phụ thuộc vào khả bám bánh xe với mặt đường 1.1.1 Động đốt • Các loại động đốt chính: - Động sử dụng Piston chuyển động tịnh tiến: piston truyền kết hợp với chuyển động tịnh tiến lòng xilanh để sinh công Trong loại động sử dụng cấu phân phối khí để nạp không khí (hoặc hỗn hợp không khí - nhiên liệu) thải khí xả động làm việc - Động sử dụng Piston quay: với loại piston quay tròn lòng xilanh để sinh công, đồng thời có tác dụng tương tự cấu phân phối khí loại động piston chuyển động tịnh tiến • Các thông số động đốt trong: - Công suất cực đại / số vòng quay 10 v3(km/h) 8.195 12.292 16.39 20.487 24.585 28.682 Pk3 2994.9 4064.4 4363.9 4620.6 4920.1 Pw3 0.2332 0.5247 0.9327 1.4574 2.0987 D3 0.208 0.2822 0.303 0.3208 32.78 36.877 40.975 45.072 49.17 51.218 5091.3 5134 5091.3 4877.3 4706.2 4492.3 4278.4 2.8565 3.731 4.722 5.8296 7.0538 8.3947 9.1088 0.3415 0.3534 0.3563 0.3532 0.3383 0.3263 0.3114 0.2965 v4 2.4561 3.6841 4.9122 6.1402 7.3683 8.5963 9.8244 11.052 12.28 13.508 14.737 15.351 v4(km/h) 8.8419 13.263 17.684 22.105 26.526 30.947 35.368 39.789 44.21 48.631 53.052 55.262 Pk4 2775.7 3767 4044.6 4282.5 4560.1 4718.7 4758.4 4718.7 4520.5 4361.8 4163.6 3965.3 Pw4 0.2715 0.6108 1.0858 1.6966 2.4431 3.3253 4.3433 5.497 6.7864 8.2116 9.7724 10.604 D4 0.1927 0.2616 0.2808 0.2973 0.3165 0.3275 0.3301 0.3273 0.3134 0.3023 0.2885 0.2746 v5 2.6666 3.9999 5.3332 6.6665 7.9998 9.3331 10.666 12 13.333 14.666 16 16.666 v5(km/h) 9.5998 14.4 19.2 23.999 28.799 33.599 38.399 43.199 47.999 52.799 57.599 59.999 Pk5 2556.6 3469.7 3725.3 3944.4 4200.1 4346.2 4382.7 4346.2 4163.6 4017.5 3834.9 3652.3 Pw5 0.32 0.72 1.2799 1.9999 2.8799 3.9198 5.1198 6.4797 7.9997 9.6796 11.52 12.499 D5 0.1775 0.2409 0.2586 0.2738 0.2915 0.3015 0.304 0.3014 0.2886 0.2783 0.2655 0.2528 v6 2.9166 4.3749 5.8332 7.2915 8.7498 10.208 11.666 13.125 14.583 16.041 17.5 18.229 v6(km/h) 10.5 15.75 21 26.249 31.499 36.749 41.999 47.249 52.499 57.749 62.999 65.624 Pk6 2337.4 3172.3 3406 3606.3 3840.1 3973.7 4007.1 3973.7 3806.7 3673.1 3506.2 3339.2 Pw6 0.3828 0.8613 1.5312 2.3925 3.4452 4.6893 6.1247 7.7516 9.5699 11.58 13.781 14.953 D6 0.1623 0.2202 0.2364 0.2503 0.2664 0.2756 0.2778 0.2754 0.2637 0.2543 0.2425 0.2309 v7 3.2183 4.8275 6.4366 8.0458 9.655 11.264 12.873 14.482 16.092 17.701 19.31 20.115 v7(km/h) 11.586 17.379 23.172 28.965 34.758 40.551 46.344 52.137 57.93 63.723 69.516 72.412 Pk7 2118.3 2874.9 3086.7 3268.3 3480.1 3601.1 3631.4 3601.1 3449.8 3328.8 3177.5 3026.2 Pw7 0.4661 1.0487 1.8644 2.9131 4.1948 5.7096 7.4575 9.4384 11.652 14.099 16.779 18.207 D7 0.1471 0.1996 0.2142 0.2268 0.2414 0.2497 0.2517 0.2494 0.2388 0.2302 0.2195 0.2089 v8 3.5897 5.3845 7.1793 8.9742 10.769 12.564 14.359 16.154 17.948 19.743 21.538 22.435 v8(km/h) 12.923 19.384 25.846 32.307 38.768 45.23 51.691 58.153 64.614 71.075 77.537 80.768 Pk8 1899.2 2577.5 2767.4 2930.2 3120.1 3228.6 3255.7 3228.6 3092.9 2984.4 2848.8 2713.1 Pw8 0.5799 1.3047 2.3194 3.6241 5.2187 7.1033 9.2777 11.742 14.496 17.541 20.875 22.651 D8 0.1318 0.1789 0.192 0.2032 0.2163 0.2237 0.2254 0.2234 0.2138 0.206 0.1964 0.1868 v9 4.0579 6.0868 8.1158 10.145 12.174 14.203 16.232 18.26 20.289 22.318 24.347 25.362 v9(km/h) 14.608 21.913 29.217 36.521 43.825 51.129 58.434 65.738 73.042 80.346 87.65 91.302 Pk9 1680 2280.1 2448.1 2592.1 2760.1 2856.1 2880.1 2856.1 2736.1 2640.1 2520.1 2400.1 Pw9 0.741 1.6672 2.964 4.6312 6.6689 9.0771 11.856 15.005 18.525 22.415 26.676 28.945 D9 0.1166 0.1582 0.1698 0.1797 0.1912 0.1977 0.1992 0.1973 0.1887 0.1818 0.1732 0.1647 v10 4.6666 6.9999 9.3331 11.666 14 16.333 18.666 21 23.333 25.666 27.999 29.166 16.8 25.199 33.599 41.999 50.399 58.799 67.199 75.598 83.998 92.398 100.8 105 v10(km/h) Pk10 1460.9 1982.7 2128.7 2254 2400.1 2483.5 2504.4 2483.5 2379.2 2295.7 2191.4 2087 Pw10 0.98 2.2049 3.9198 6.1247 8.8196 12.004 15.679 19.844 24.499 29.644 35.279 38.28 D10 0.1014 0.1375 0.1476 0.1561 0.1661 0.1716 0.1728 0.1711 0.1635 0.1574 0.1497 0.1423 v11 5.4901 8.2351 10.98 13.725 16.47 19.215 21.96 24.705 27.45 30.195 32.94 34.313 v11(km/h) 19.764 29.646 39.529 49.411 59.293 69.175 79.057 88.939 98.821 108.7 118.59 123.53 Pk11 1241.8 1685.3 1809.4 1915.9 2040.1 2111 2128.7 2111 2022.3 1951.4 1862.7 1774 48 Pw11 1.3563 3.0518 5.4254 8.4772 12.207 16.615 21.702 27.466 33.909 41.029 D11 0.0861 0.1168 0.1253 0.1325 0.1408 0.1454 0.1463 0.1447 0.1381 v12 6.6665 9.9998 13.333 16.666 20 23.333 26.666 29.999 33.333 v12(km/h) 23.999 35.999 47.999 59.999 71.998 83.998 95.998 108 48.828 52.982 0.1327 0.126 0.1195 36.666 39.999 41.666 120 132 144 150 Pk12 1022.6 1387.9 1490.1 1577.8 1680 1738.5 1753.1 1738.5 1665.4 1607 1534 1460.9 Pw12 1.9999 4.4998 7.9997 12.499 17.999 24.499 31.999 40.498 49.998 60.497 71.997 78.122 D12 0.0709 0.0961 0.1029 0.1087 0.1154 0.119 0.1195 0.1179 0.1122 0.1074 0.1015 0.096 Từ ta có đồ thị nhân tố động lực học lý tưởng D: Đồ thị 3.3 Nhân tố động lực học D Nhận xét: Khi ô tô chuyển động tay số thấp nhân tố động lực học D lớn so với ô tô chuyển động tay số cao Dựa vào đồ thị nhân tố động lực học đồ thị tia tải trọng thay đổi xác định : 49 • Giá trị nhân tố động lực học vận tốc xác định tải thay đổi ( non tải hay tải ) • Hệ số cản lớn mặt đường • Xác định vận tốc chuyển động ô tô biết hệ số cản mặt đường tải trọng Giới hạn đồ thị D theo điều kiện bám: Ý nghĩa sử dụng đồ thị D dựa điều kiện sau: Ψ ≤ D ≤ Dϕ • Ψ ≤ D - điều kiện cản cần thiết ô tô chuyển động vận tốc số truyền khác ( trường hợp không tăng tốc ) • D ≤ D ϕ - giới hạn nhân tố động lực học D theo điều kiện bám Dϕ = Pϕ − Pw G Cách xây dựng đồ thị nhân tố động lực học D mà không dùng phương pháp chia khoảng: Ta nhận thấy: Đồ thị nhân tố động lực học D lý tưởng đường hypebol có phương trình: Dt = Pkm − Pwm G Trong đó: đoạn cong đồ thị 3.3 ứng với giá trị Pk1, Pwm1 tương ứng với ihi = 2,35 Me giải giá trị Me = [70 95 102 108 115 119 120 119 114 110 105 100] Các điểm dùng để nối thành đoạn cong trơn ứng với giá trị Pk, Pwm tương ứng với ihi giá trị Me cố định 100 3.3.2 Xác định nhân tố động lực học DX tải trọng ô tô thay đổi Phương trình Xác định Dx Trong thực tế ô tô làm việc với tải trọng thay đổi ( không tải, non tải, tải ) ta có công thức xác định nhân tố động lực học sau: Dx = Pk − Pw Gx 50 (1) D= Mặt khác ta có : Pk − Pw G (2) Từ (1) (2) rút biểu thức nhân tố động lực học Dx : D Gx = = tgα Dx G Trong đó: α1: Góc nghiêng tia ứng với số phần trăm tải tính từ trục hoành Gx: trọng lượng ô tô tải trọng tính Đối với ô tô tải tia tải trọng biểu diễn theo % Gx Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học Dx (đồ thị tia) tải trọng thay đổi Lập bảng xác định tia tải trọng tương ứng với góc α1 theo công tgα 1k = thức: G xk G Bảng 3.4 Tính % tải trọng ô tô % Tải trọng (người tgα1k = G xk G αo (độ) Gex (Kg) Gx = G0 + Gex (Kg) 65 1350 0.8738 41.147 130 1415 0.9159 42.485 195 1480 0.9579 43.769 260 1545 45 325 1610 1.042 46.180 390 1675 1.0841 47.312 455 1740 1.1262 48.397 + hành lý) 51 CHƯƠNG IV: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT SÁCH LƯỢC ĐIỀU KHIỂN CVT 4.1 Mục tiêu việc điều khiển CVT Mục tiêu việc điều khiển CVT: • Theo vận tốc mong muốn người lái, • Điều khiển tỉ số truyền CVT vùng hoạt động với suất tiêu thụ nhiên liệu tối ưu động Trên sở mục tiêu việc điều khiển CVT, ta tiến hành xây dựng sơ đồ cho việc điều khiển CVT v Bộ điều khiển α Động đốt ne Me nbx nc CVT Mcvt Cầu xe Mc Bánh xe Fcản Hình 4.1: Sơ đồ điều khiển CVT Với sơ đồ nêu trên, ta nhận thấy: điều khiển CVT lấy tín hiệu đầu vào tốc độ động ne để điều khiển CVT Sau điều khiển nhận tín hiệu phản hồi vận tốc xe để chuẩn hóa cho việc điều khiển tỉ số truyền CVT độ mở bướm ga α Việc có ý nghĩa quan trọng, góp phần tinh chỉnh hoạt động CVT, đưa CVT hoạt động dải tỉ số truyền tối ưu cho việc hoạt động động vùng có suất tiêu thụ nhiên tốt 52 4.2 Đề xuất sách lược điều khiển CVT Đặc tính đầy đủ động đốt đồ thị 4.2 180 anpha=5% anpha=10% anpha=15% anpha=20% anpha=30% anpha=40% anpha=50% anpha=60% anpha=70% anpha=80% anpha=90% anpha=100% Toi uu 160 140 Me(N.m) 120 100 II I IV III 80 V VI 60 VII 40 VIII 20 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 ne(v/p) Đồ thị 4.2: Đồ thị đặc tính đầy đủ động Trên đồ thị ta nhận thấy: Vùng làm việc động giới hạn đường đặc tính động Trong toàn miền làm việc động có tồn điểm mà động làm việc điểm tiêu thụ nhiên liệu riêng Các điểm nối lại thành đường đồng mức tiêu thụ nhiên liệu Ứng với giá trị công suất mà động phát ra, tồn điểm làm việc với suất tiêu thụ nhiên liệu thống Tập hợp điểm tạo thành đường xác định điểm làm việc tối ưu động Trên đồ thị ta có vùng tiêu thụ nhiên liệu tiết kiệm là: 53 7000 Vùng I : 250g/kWh Vùng II : 260g/kWh Vùng III : 270g/kWh Vùng IV : 280g/kWh Vùng V : 300g/kWh Vùng VI : 320g/kWh Vùng VII : 360g/kWh Vùng VIII : 410g/kWh Và đường đặc tính cục động Đường tối ưu đường điều khiển quét qua vùng tiêu thụ nhiên liệu tiết kiệm mà công suất tốc độ phát đảm bảo theo yêu cầu mong muốn người lái Ta có : nbx = ne (v/p) (3) icvt i0 Lại có v = 2π rbx (m/p) (4) Coi hiệu suất hệ thống truyền lực 100% Từ (3), (4) → v = 60.ne 2π rbx ne 2π rbx 3.ne π rbx = = (km/h) 1000.icvt i0 icvt i0 25.icvt i0 Vậy icvt = 3.ne π rbx 25.v.i0 Tử công thức tính toán icvt ta xây dựng ta tiến hành lập bảng để lựa chọn tỉ số truyền phù hợp với mục đích việc điều khiển 54 Bảng 4.1 Bảng tính toán tỉ số truyền tối ưu CVT theo vận tốc mong muốn người lái Vmm(km/h) 10 30 50 70 80 90 100 110 120 130 140 150 1000 1,679 0,559 0,335 0,239 0,209 0,186 0,167 0,152 0,139 0,129 0,119 0,111 1216 2,041 0,680 0,408 0,291 0,255 0,226 0,204 0,185 0,170 0,157 0,145 0,136 1368 2,296 0,765 0,459 0,328 0,287 0,255 0,229 0,208 0,191 0,176 0,164 0,153 1500 2,518 0,839 0,503 0,359 0,314 0,279 0,251 0,228 0,209 0,193 0,179 0,167 1623 2,725 0,908 0,545 0,389 0,340 0,302 0,272 0,247 0,227 0,209 0,194 0,181 1765 2,963 0,987 0,592 0,423 0,370 0,329 0,296 0,269 0,246 0,227 0,211 0,197 1894 3,180 1,060 0,636 0,454 0,397 0,353 0,318 0,289 0,265 0,244 0,227 0,212 2131 3,578 1,192 0,715 0,511 0,447 0,397 0,357 0,325 0,298 0,275 0,255 0,238 2714 4,557 1,519 0,911 0,651 0,569 0,506 0,455 0,414 0,379 0,350 0,325 0,303 4867 8,172 2,724 1,634 1,167 1,021 0,908 0,817 0,742 0,681 0,628 0,583 0,544 5597 9,397 3,132 1,879 1,342 1,174 1,044 0,939 0,854 0,783 0,722 0,671 0,626 6000 10,074 3,358 2,014 1,439 1,259 1,119 1,007 0,915 0,839 0,774 0,719 0,671 ne(v/p) Trên bảng vừa lập ta nhận thấy người lái mong muốn tốc độ đó, điều khiển CVT điều khiển tỉ số truyền CVT phù hợp Các giá trị bị bôi đen bị gạch bảng giá trị nằm dải tỉ số truyền cho phép hộp số xe tham khảo nên không phù hợp ( từ 0,7 ÷ 2,35 ) Từ giá trị phù hợp, kết hợp với đồ thị đường đặc tính xây dựng ( đồ thị 4.1 ) ta lựa chọn giá trị tỉ số truyền phù hợp ứng với tốc độ mong muốn người lái qua tìm sách lược điều khiển CVT cách tối ưu Cách lựa chọn giá trị icvt tối ưu: Từ giá trị phù hợp lựa chọn bảng 4.1, ta tìm giá trị ne tương ứng Với giá trị ne tương ứng vừa tìm được, gióng lên trên đồ thị 4.1 giao cắt với đường tối ưu Giá trị ne giao cắt với đường tối ưu gần vùng tiêu thụ nhiên liệu tiết kiệm giá trị hoạt động động ứng với giá trị icvt lựa chọn cho việc điều khiển - Tại vmm = 10 km/h có giá trị icvt phù hợp giá trị icvt = 2,296 giá trị tốt lựa chọn CVT hoạt động tỉ số truyền 55 động có ne = 1368 v/p có suất tiêu thụ nhiên liệu tốt (gần vùng VI) - Tại vmm = 30 km/h có giá trị icvt phù hợp giá trị icvt = 1,519 giá trị tốt lựa chọn CVT hoạt động tỉ số truyền động có ne = 2714 v/p có suất tiêu thụ nhiên liệu tốt (gần vùng I) - Tại vmm = 50 km/h có giá trị icvt phù hợp giá trị icvt = 0,911 giá trị tốt lựa chọn CVT hoạt động tỉ số truyền động có ne = 2714 v/p có suất tiêu thụ nhiên liệu tốt (gần vùng I) - Tại vmm = 70 km/h có giá trị icvt phù hợp giá trị icvt = 1,167 giá trị tốt lựa chọn CVT hoạt động tỉ số truyền động có ne = 4867 v/p có suất tiêu thụ nhiên liệu tốt (gần vùng V) - Tại vmm = 80 km/h có giá trị icvt phù hợp giá trị icvt = 1,021 giá trị tốt lựa chọn CVT hoạt động tỉ số truyền động có ne = 4867 v/p có suất tiêu thụ nhiên liệu tốt (gần vùng V) - Tại vmm = 90 km/h có giá trị icvt phù hợp giá trị icvt = 0,908 giá trị tốt lựa chọn CVT hoạt động tỉ số truyền động có ne = 4867 v/p có suất tiêu thụ nhiên liệu tốt (gần vùng V) - Tại vmm = 100 km/h có giá trị icvt phù hợp giá trị icvt = 0,817 giá trị tốt lựa chọn CVT hoạt động tỉ số truyền động có ne = 4867 v/p có suất tiêu thụ nhiên liệu tốt (gần vùng V) - Tại vmm = 110 km/h có giá trị icvt phù hợp giá trị icvt = 0,742 giá trị tốt lựa chọn CVT hoạt động tỉ số truyền 56 động có ne = 4867 v/p có suất tiêu thụ nhiên liệu tốt (gần vùng V) - Tại vmm = 120 km/h có giá trị icvt phù hợp giá trị icvt = 0,783 giá trị tốt lựa chọn CVT hoạt động tỉ số truyền động có ne = 5597 v/p có suất tiêu thụ nhiên liệu tốt (gần vùng VI) - Tại vmm = 130 km/h có giá trị icvt phù hợp giá trị icvt = 0,722 giá trị tốt lựa chọn CVT hoạt động tỉ số truyền động có ne = 5597 v/p có suất tiêu thụ nhiên liệu tốt (gần vùng VI) - Tại vmm = 140 km/h có giá trị icvt phù hợp icvt = 0,719 Khi động có ne = 6000 v/p có suất tiêu thụ nhiên liệu tốt (gần vùng VII) Sau loại bỏ giá trị không phù hợp, kết thu giá trị phù hợp Khi CVT hoạt động giá trị tỉ số truyền đó, động làm việc vùng mà suất tiêu thụ nhiên liệu tối ưu Bảng 4.2 Bảng giá trị tỉ số truyền tối ưu lựa chọn cho việc điều khiển vmm (km/h) 10 30 50 70 80 90 100 110 120 130 140 150 1000 1,679 0,559 0,335 0,239 0,209 0,186 0,167 0,152 0,139 0,129 0,119 0,111 1216 1368 2,041 0,680 0,408 0,291 0,255 0,226 0,204 0,185 0,170 0,157 0,145 0,136 2,296 0,765 0,459 0,328 0,287 0,255 0,229 0,208 0,191 0,176 0,164 0,153 1500 2,518 0,839 0,503 0,359 0,314 0,279 0,251 0,228 0,209 0,193 0,179 0,167 1623 2,725 0,908 0,545 0,389 0,340 0,302 0,272 0,247 0,227 0,209 0,194 0,181 1765 2,963 0,987 0,592 0,423 0,370 0,329 0,296 0,269 0,246 0,227 0,211 0,197 1894 3,180 1,060 0,636 0,454 0,397 0,353 0,318 0,289 0,265 0,244 0,227 0,212 2131 3,578 1,192 0,715 0,511 0,447 0,397 0,357 0,325 0,298 0,275 0,255 0,238 2714 4,557 1,519 0,911 0,651 0,569 0,506 0,455 0,414 0,379 0,350 0,325 0,303 4867 8,172 2,724 1,634 1,167 1,021 0,908 0,817 0,742 0,681 0,628 0,583 0,544 5597 9,397 3,132 1,879 1,342 1,174 1,044 0,939 0,854 0,783 0,722 0,671 0,626 6000 10,074 3,358 2,014 1,439 1,259 1,119 1,007 0,915 0,839 0,774 0,719 0,671 ne(v/p) 57 Với giá trị tỉ số truyền vừa tính toán trên, điều khiển thiết kế để điều khiển tỉ số truyền CVT cách hợp lý tùy thuộc vào tốc độ mong muốn người lái mà động vận hành với suất tiêu thụ nhiên liệu tối ưu Đây sách lược điều khiển CVT cách tối ưu mà luận văn đề cập đến 58 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Qua nội dung kết nghiên cứu trình bày Đề tài đạt số mục tiêu nội dung đặt ra, có ý nghĩa khoa học, thực tiễn đánh giá cụ thể qua nội dung sau: Nghiên cứu số kết cấu, sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực xe ô tô Đánh giá số ưu, nhược điểm hệ thống truyền lực sử dụng xe Tìm hiểu, phân tích kết cấu loại hộp số CVT sử dụng xe Đánh giá hiệu mặt hạn chế tốn hệ thống truyền lực sử dụng CVT xe ô tô Nghiên cứu cách thức tính toán tỉ số truyền CVT phương pháp số Đây phương pháp có ý nghĩa to lớn, sở tạo tiền đề cho cách thức tính toán tỉ số truyền CVT khác ưu việt có tính tổng quát cao Xây dựng đồ thị sức kéo, đồ thị nhân tố động lực học D xe cụ thể sử dụng CVT Từ đồ thị sức kéo xe sử dụng CVT, ta nhận thấy ưu điểm trội CVT dòng công suất không bị ngắt quãng trình chuyển số qua giảm tượng tổn hao công suất hộp số hoạt động Đề xuất sách lược điều khiển tối ưu tỉ số truyền CVT theo vận tốc mong muốn người lái đưa động hoạt động vùng mà suất tiêu thụ nhiên liệu tối ưu Từ sách lược nghiên cứu đề xuất nêu trên, kết dùng để tổng hợp thiết kế điều khiển tỉ số truyền CVT, mô phần mềm Matlab Simulink luận văn có liên quan 59 KIẾN NGHỊ Sử dụng kết luận văn, tổng hợp số liệu để thiết kế điều khiển tỉ số truyền CVT, mô hệ thống điều khiển CVT ô tô hoạt động theo chu trình lái xe để đánh giá hiệu điều khiển CVT mặt tiêu thụ nhiên liệu giảm phát thải ô nhiễm 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lý thuyết ô tô máy kéo – Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng – NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Cấu tạo hệ thống truyền lực ô tô – Nguyễn Khắc Trai – NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Thiết kế tính toán ô tô – Nguyễn Trọng Hoan – Tài liệu lưu hành nội Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động – Nguyễn Phùng Quang – NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật www.cvt.com.sapo.pt http://craig.backfire.ca/pages/autos/transmissions http://www.mazda.com/mazdaspirit/env/engine/miller.html Engine Speed Control Using Online Ann For Vehicle With EMDAP – CVT - tác giả Sugeng Ariyono, Kamarul Baharin Tawi, Hishamuddin Jamaluddin, Bambang Supriyo – Faculty Of Mechanical Engineering University Technology Malaysia CVT ratio control strategy optimization – tác giả B.Bonsen, M.Steinbuch P.A.Veenhuizen – 12/2005 - TU Eindhoven Den Dolech 25600 MB Eindhoven 10 Control of hydraulic motive system for improvement of fuel consumption - Tạp chí Khoa học Công nghệ trường đại học kỹ thuật số 78B, 2010 – tác giả Hồ Hữu Hải 61 PHỤ LỤC International Test Cycles for Emissions and Fuel Economy European Test Cycles The ECE+EUDC test cycle - also known as the MVEG - A cycle—is used for emission certification of light duty vehicles in Europe [EEC Directive 90/C81/01] The entire cycle includes four ECE segments, ECE-15, repeated without interruption, followed by one EUDC segment Before the test, the vehicle is allowed to soak for at least hours at a test temperature of 20-30°C It is then started and allowed to idle for 40 seconds Effective year 2000, that idling period has been eliminated, i.e., engine starts at seconds and the emission sampling begins at the same time This modified cold-start procedure is also referred to as the New European Driving Cycle or NEDC Emissions are sampled during the cycle according to the “Constant Volume Sampling” technique, analyzed, and expressed in g/km for each of the pollutants 62 ... đề nêu trên, đề tài “ Nghiên cứu CVT tính toán sức kéo xe sử dụng CVT ” thực Việc nghiên cứu sức kéo xe sử dụng CVT thực phương pháp nghiên cứu lý thuyết Kết đạt đề tài sử dụng làm tài liệu tham... pháp nghiên cứu đề tài 1.4.1 Nội dung - Nghiên cứu CVT, phân tích kết cấu, ưu nhược điểm xe sử dụng CVT - Tính toán sức kéo xây dựng đồ thị sức kéo xe sử dụng CVT Đề xuất phương pháp tính toán sức. .. III Tính toán sức kéo ô tô sử dụng CVT - Chương IV Nghiên cứu đề xuất sách lược điều khiển CVT Kết đề tài làm sở cho nghiên cứu việc tìm phương pháp khác việc tính tính sức kéo xe sử dụng CVT